nm21.ruРасчетное прогнозирование прочностных свойств дорожной одежды
Эксплуатация дороги обуславливает возникновение и накопление деформаций в слоях дорожной одежды, величина которых зависит от многих факторов. Их можно разделить на две группы: производственные и факторы воздействия окружающей среды. В производственных факторах можно выделить такие как качество конструктивных решений, уровень и качество строительства дорожной одежды, усилия передающиеся на конструкцию дорожной одежды, интенсивность этих усилий, которая зависит от напряженности движения по трассе.
Один из типов деформации дорожного покрытия – это упругий прогиб. Способность дорожной одежды сопротивляться ему оценивается коэффициентом прочности для получения расчетной модели зависимости этого коэффициента от интенсивности движения использовался программный комплекс фирмы «Топоматик».
Расчеты дорожной одежды проведены для дороги третьей категории, равнинной местности с заданной надежностью 95%, при глубине промерзания грунта 1.2 метра и расстояния до уровня грунтовых вод 1 метр. Конструкция дорожной одежды включала в себя слои основания и покрытия. В качестве основания использовалась щебеночная смесь фракции 40-80 мм и модулем упругости 900 мПа. Верхний слой покрытия — асфальтобетон горячий плотный, тип А, на вязком битуме с модулем упругости 4400 мПа, нижний — асфальтобетон горячий, плотный, тип Б с аналогичным модулем упругости.
В процессе эксперимента с использованием программного комплекса фирмы «Топоматик» изменялась приведенная интенсивность движения автомобилей от 1000 до 2000 авт/с, все остальные параметры оставались неизменными и определялся коэффициент прочности упругого прогиба дорожной одежды. Результаты эксперимента приведены ниже.
Приведенная интенсивность авт/c 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Коэффициент прочности 1.535 1.514 1.496 1.480 1.465 1.452 1.439 1.428 1.417 1.407 1.398
Экспериментальные данные были обработаны в программе Curve expert, их анализ показал, что наилучшим образом данные аппроксимируются зависимостью
К = (a*b + c*(i^(d)))/(b + i^d) ;
где К — коэффициент прочности при упругом прогибе:
i — приведенная интенсивность движения, авт/с; a,b,c, d — численные коэффициенты, a = -6,08, b=-6,86, с= 1,14, d= 4,78.Анализ экспериментальных данных показывает, что с увеличением интенсивности движения автомобилей по дороге с 1100 до 2000, модуль упругости уменьшается с 1,515 до 1,400 прочностные свойства дороги снижаются на 8 процентов . Полученная модель позволяет спрогнозировать прочностные свойства дорожной одежды при упругом прогибе при изменении интенсивности движения автомобилей в широком диапазоне. Так при интенсивности движения 2500 авт/с коэффициент прочности 1,360 и при дальнейшем увеличении интенсивности коэффициент прочности будет снижаться. Стандартная ошибка расчетов модели не превысила 0,002, коэффициент корреляции модели составил 0,98, это свидетельствует о сильной связи между экспериментальными точками и моделью.
Литература: 1. Topomatic Robur автомобильные дороги, руководство пользователя, версия 7, научно-производственная фирма Topomatic, 2007г. 2. Экономико-математические методы и модели. Выполнение расчетов в среде EXCEL./ Практикум: Учебное пособие для вузов.-М.:ЗАО "Финстатинформ".2000.-136с.