Дорожная конструкция

Дорожная конструкция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области дорожного строительства и позволяет повысить несущую способность и долговечность покрытия, снизить затраты на движение автомобиля . Конструкция выполнена из покрытия 1 и основания 2, уложенных на подстилающий слой 3, который лежит на отражающем экране 4. Поверхность отражающего экрана выполнена пилообразной. Угол наклона каждого зуба относительно поверхности земляного полотна, определяется по формуле sin ((Cn/V)+)- -arctgX X (V/Ce). I ил. (Л N3 O5 O5 //// //// //// //// ////

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1276716 (511 4 Е 01 С 5 00

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3815718/29-33 (22) 26.11.84 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Сибирский ордена Трудового Красного

Знамени автомобильно-дорожный институт им. В. В. Куйбышева (72) В. С. Прокопец и В. Н. Моисеев (53) 625.8(088.8) (56) Строительство автомобильных дорог./

/Под ред. В. К. Некрасова, т. 2. — М.:

Транспорт, 1980, с. 182.

Смирнов А. В. Динамика дорожных одежд автомобильных дорог. — Омск, 1975, с. 171, р и с. 18-3- У. (54) ДОРОЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ (57) Изобретение относится к области дорожного строительства и позволяет повысить несущую способность и долговечность покрытия, снизить затраты на движение автомобиля. Конструкция выполнена из покрытия 1 и основания 2, уложенных на подстилающий слой 3, который лежит на отражающем экране 4. Поверхность отражающего экрана выполнена пилообразной. Угол наклона каждого зуба относительно поверхности земляного полотна определяется по формуле у=агс sin (1/- (Cn/V)+1)+arclg>(X (Ъг/C ) . 1 ил.

1276716

+ arctic(V/C!»), (1) y= are si n(где з» вЂ” угол наклона зуба отражающего экрана, град;

V — — скорость движения расчетного автомобиля, м/с;

Cp — — скорость распространения волн напряжений в дорожной конструкции, м/с. 25

Общая толщина дорожной конструкции определяется по формуле

H=n. Х/(1+1/сок!»), (2) где п — ряд натуральных чисел; л — длина волны напряжений, м, причем

30 л=С!» t, где f — время проезда автомобиля через точку напряжения, с.

Для изготовления экрана можно использовать цементо- и асфальтобетоны и другие плотные материалы.

При воздействии колеса 6 автомобиля на покрытие 1 в дорожной одежде возникают напряжения, которые двигаются в сторону земляного полотна 5. Дойдя от отражаю»цего экрана 4, они отражаются и через 40 некоторый момент времени достигают точки

К. В течение этого промежутка времени колесо 6 автомобиля также приходит в точку К. При этом приход отраженной волны напряжения в одной фазе с последующим нагружением приводит к снижению на- 45 пряженного состояния дорожной одежды вследствие создания противонап1зяженного состояния и к облегчению перекатывания колес вследствие отсутствия или значительного уменьшения под ним прогиба дорожной одежды.

Расчет уг.la з» осуществляется по следующей схеме.

Вначале рассчитывается общая толщина дорожной одежды по известным методикам.

Затем определяется угол з по формуле (1).

При известных величинах угла у и общей толщины дорожной одежды Н вычисляют требуемую фазу прихода волны наИзобретение относится к дорожному стро»! гел ьству. ! ель изобретения — повышение несущей способности и долговечности, а также снижение энергозатрат на движение автомобиля, На фиг. 1 изображена предлагаемая до5 рожная конструкция, разрез.

Конструкция состоит из покрытия 1 и основания 2, уложенных на подстилающий слой 3, который лежит на отражающем экране 4, расположенном на земл!яном полот- 1О не 5. Поверхность отражаюшего экрана 1 выполнена пилообразной с углом наклона каждого зуба у относительно поверхности земляного полотна, определяемым по формуле: !

5 пряжения в заданнук» точку покрытия путем задания соответствукнцего и, используя при этом приведенные зависимости (2) и (3), Если при заданном Н, у и и волна напряжений придет в противофазе, то изменяют толщину дорожной одежды. После чего расчеты повторяют снова. Таким образом, расчеты повторяют до тех пор, пока волна напряжений не придет в данное место в фазе колебания, приходящейся на максимум отраженного напряжения.

На участках автомобильных дорог, где использована предлагаемая дорожная конструкция, необходимо указать допустимые интервалы скоростей, так как при снижении или превышении скорости колеса автомобиля попадают не на гребень волн напряжений, а во впадину, что приводит к перерасходу горючего и быстрому разрушению дорожной конструкции. При торможении (на перекрестках, остановках) автомобиль, попадая во впадину быстрее гасит свою скорость.

Пример. Проведем расчет угла наклона зуба отражающего экрана. Вначале определяется толшина слоя дорожной одежды H.

Примем следующую конструкцию дорожной одежды:

Z — асфальтобетон верхнего слоя: 6»=

=0,05 м; El=-1000 МПа, р»=2,6 10" кг/м";

Z — асфальтобетон нижнего слоя: h2=

=0,10 м, Ep= — 800 !»ЛПа, р0=2,4 ° 10 кг/м ;

Z — гцебень известняковый, обработанный цементом 3О4, 12==0,34, Е»=600 МПa, рз=2,2.! 0 кг/м .

Скорость распространения волны напряжений в слоях дорожной одежды определяют по формуле:

С;=-» Е,/ р„ где Е; — модуль упругости i-го слоя; р, — плотность i го слоя.

Подставляя численные значения Е, и р, в формулу (4) получают значение скорости распрострвнення волн нв ° ряжений в слоях порожней овеж м:

Ci=gl000. IO 26 !О =620 м!с;

Сх= !800 ° »О »24 ° =570 м»с;

Сх=л»600 IO,I2,2 IO =522 м!с.

Скорость прохождения волн напряжения через все слои дорожной одежды определяется по формуле

C(»==X V, ° h;/Õh; . (5)

Подставляя числовые значения в формулу (5), получают значения

С0=(С! . hl+ Ср 62+ Сз. hp) / (hl+h>+hp) =

=(620 0,05+570 0,1+522 0,34)(0,05+0,1+

+0,34)=541,8 м/с.

Для скорости движения транспортного средства V.I= — — 60 км/ч или 16,67 м/с. Подставляя числовые значения в фоомулу (1) определяют угол наклона у= — 3"36 .

Для увеличения срока службы автомобильной дороги (уменьшения внутренних динамических напряжений в дорожной одежде) необходимо, чтобы отраженная волна

1276716

Формула изобретения

y = ar csitn

+ arctg(V/C ), Составитель И. Трусканов

Техред И. Верее Корректор М. Максимишинен

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 6644/23 приходила в место контакта в противофазе с последующим нагружением, т. е. п выбирается из ряда 0,5; 1,5; 2,5; 3,5 и т. д.

Длину волны напряжения получаем по формуле (3).

Время нагружения можно определить из выражения:

t=Т. d/D, где Т вЂ” длительность действия нагрузки в каждой точке поверхности известного покрытия {1) для скорости в пределах 40 — 10

60 км/ч для грузовых автомобилей Т=0,02—

0,03 с. Допустим, Т=0,02 с, длина площадки контакта колеса с дорогой D 0,35 м, длина площадки контакта колеса с дорогой, на которой происходит возрастание напряжения d 0 006. Согласно формуле (6)

=0,00035 с, согласно формуле (3) 1=0,190 м.

Если n=4,5, согласно формуле (2) H=

=0,428 м. Толщина слоев дорожной одежды: асфальтобетон верхнего слоя hi 0,05 м; асфальтобетон нижнего слоя h 0,10 м; щебень известняковый, обработанный 5 /о-ным цементом /1з 0,278 м; общая толщина слоев H 0,428 м.

Таким образом, при данной конструкции волна напряжения от колеса автомобиля проходит через слой дорожной одежды, 25 отражается от экрана и приходит в место контакта колеса в противофазе, что приводит к гашению волны, уменьшению внутренних динамических напряжений в дорожной одежде и увеличению срока службы автомобильной дороги.

Дорожная конструкция, включающая покрытие, основание, подстилающий слой и отражающий экран, уложенный на земляное полотно, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности и долговечности, а также снижение энергозатрат на движение автомобиля, верхняя поверхность отражающего экрана выполнена пилообразной с углом наклона каждого зуба относительно поверхности земляного полотна, определяемым по формуле где у — угол наклона зуба отражающего экрана, град;

V — скорость движения расчетного автомобиля, м/с;

C> — скорость распространения волн напряжений в дорожной конструкции, м/с, при этом общая толщина О дорожной конструкции определяется по формуле

H=n >./(1+1/сазу), где n — ряд натуральных чисел;

i„— длина волны напряжений, м, причем 1=Со t, где t — время проезда автомобиля через точку напряжения, с.