ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА ПО ВЕЛИЧИНЕ УПРУГОГО ПРОГИБА РЫЧАЖНЫМ ПРОГИБОМЕРОМ

Общие положения. Задачи повышения качест­ва дородного строительства требуют все более широкого примене­ния полевых методов контроля производства работ. Наиболее про­грессивными из них являются неразрушающие методы, изучение од­ного из которых и составляет цель данной лабораторной работы.

В условиях непрерывного роста движения на дорогах наше я страны большое значение приобретает получение объективных дан­ных о фактической прочности эксплуатируемых дорожных одежд.

Одним из основных показателей, характеризующих прочность дорожной одежды при ее испытаниях, является упругая (обратимая) деформация под нагрузкой.

По численному значение упругой деформации вычисляют факти­ческий модуль упругости, который сопоставляется с величиной требуемого модуля.

Распространение имеет метод оценки прочности дорожных одежд нагружением колеса стоящего автомобиля с применением прогибомера типа МАДИ-ЦНИЛ или ГипроДорНИИ.

Всякая вновь построенная дорожная одежда, вследствие не­точностей при проектировании и строительстве, в различных точ­ках имеет несколько разную прочность. Это приводит к тому» что в процессе эксплуатации в одних точкам одежда может начать раз­рушаться раньше, а в других местах она продолжает работать нормально.

Одним из критериев теории надежности автомобильных дорог является равнопрочность дорожной одежды, т.е. однородность зем­ляного полотна и слоев дорожной одежды по модулям упругости. Увеличение равнопрочности дорожной одежды на каждом участке повышает надежность работы одежды, т.к. снижает вероятность появления разрушений. Соответственно возникает возможность сни­жения коэффициента запаса прочности и удешевления строительства. В процессе приемки вновь построенной дороги в эксплуатацию показатель равнопрочности может быть использован как характерис­тика качества строительства.

Оборудование. Грузовой автомобиль или автобус о нагрузкой на заднее колесо 4,5-6,0 т, т.е. достаточно близкий к расчетной автомобилю; рычажный прогибомер типа МАДИ-ЦНИЛ; инди­катор часового типа с ценой деления 0,01 мм.

Рычажный прогибомер (рис.7) имеет составной рычаг, свободно вращающийся вокруг опорных винтов 8. Рычаг состоит из переднего плеча 10 и заднего плеча 5, которые изготовлены из труб различ­ного диаметра таким образом, чтобы переднее плечо рычага могло быть свободно вдвинуто в заднее плечо. Это обеспечивает умень­шение размеров прибора в транспортном положении. Жесткое соеди­нение двух плеч рычага обеспечивают ставным болтом 9 в передней части соединительной муфты. Рычаг связан шарнирно с рамой б. Переднее плечо рычага имеет измерительный стержень 12, с подпят­ником 14, закрепляемый винтом 13, Заднее плечо рычага 5 закан­чивается пробкой I с горизонтальной площадкой, в которую упира­ется стержень индикатора 2, укрепленной на стояке 3 с помощью держателя 4.

Соотношение размеров переднего и заднего плеч рычага 1:1 (по 1,25 м каждое плечо).

Ход работы. I.Выбор места для испытаний. Вновь построенную дорогу делят на участки с одинаковыми условиями движения. При проведении лабораторных работ можно ограничиться длиной участка-400-5000 м. Испытания дорожной одежды произво­дят на протяжении обследуемого участка через каждые 10-15 м. Прогиб измеряют на полосе наката. Полоса наката на покрытии обычно выделяется по .цвету и хорошо заметна. На вновь построен­ных дорогах или при невозможности определить полосу наката из­мерение прогиба производят на расстояние 1,0-2,0 и от кромки покрытия.

2. Подготовка прогибомера к испытаниям и его проверка. Для приведения прибора из транспортного положения в рабочее выполняют следующие операции: а) присоединяют к раме б и зак­репляют винтом съемную станину 7; б) ставят прибор на покрытие вблизи места испытаний; в) выдвигают переднее плечо рычага и жестко закрепляют его болтом 9; г) устанавливают конические гнезда рычага против опорных винтов и последние завинчивает без чрезмерного усилия до полного отсутствия люфта.

Рис.7 Рычажный прогибомер МАДИ-ЦНИЛ

После закрепления рычага измерительный стержень 12 должен быть перпендикулярен к поверхности покрытия; д) поднимает прибор за раму 6 и, поддергивая рычаг в горизонтальной положении, устанавливают прибор так, чтобы измерительный стержень разместился междускатами заднего спаренного колеса автомобиля II, предваритель­но установленного в месте испытаний, как указановыше; е) закрепляют на стойке 3 держатель индикатора 4гак, чтобы стержень соприкасался с пробкой заднего плеча рычага и на 3-4 мм былвыше крайнего нижнего положения; ж) несколько раз поднимают стерженьиндикатора 12 и резко опускают его, после каждого опускания стержня отсчеты по индикатору долины быть одинаковы­ми. Если отсчета изменяются, проверяю крепление индикатора; з) производятчастые легкие удары металлическим предметом (запасным измерительнымстержнем) по раме прибора. При этом необходимо следить за стрелкой индикатора. Стрелка должна чуть заметно дрожать, но после прекращения постукивания оста­ваться на одной и ток же делении; и) в солнечную, погоду и при переменной облачности могут возникнуть ошибки, вызванные не­равномерным нагреванием рычага. Избежать погрешности в измере­нии можно, если над прибором установить легкий переносной щит (зонт) так, чтобы основная часть прибора находилась в тени.

3. Измерение вертикальной деформации (прогиба). Испытания ведут одновременно три студента. Один из них следит за выпол­нением требований техники безопасности при проведении испыта­ний, другой устанавливает и отлаживает прибор для измерения прогиба, третий берет отсчеты по индикатору и записывает дан­ные в журнал. Испытания ведут в соответствии со схемой на рис.8 в следующем порядке: а) прогибомер устанавливаю так, чтобы измерительный стержень разместился на покрытии между скатами заднего спаренного колеса точно по центру оси автомоби­ля. После легкого постукивания по раме прибора, как указано выше, записывают отсчет по индикатору i₀в журнал (табл.14); б) продвигают автомобиль вперед на расстояние b+c = 1>5м(рис.7), после постукивания по раме прибора берут отсчет по индикатору i_£ и записывают отсчет в журнал; в) продвигают ав­томобиль вперед так, чтобы общее расстояние от начальной точки

составляло l=a+b+cи, также после постукивания, берут от­счет i_i , записывая его в журнал: г) продвигают автомобиль на расстояние от начальной точки не менее 5 и берут отсчет i , записывая в журнал.

Рис. 8. Схема проведения испытаний

Таблица 14

I. Место испытания (км ПК ) 7. Диаметр круга равно-

2. Конструкция дорожной одежды великого отпечатку

3. Тип автомобиля колеса D

4. Нагрузка на заднюю ось Q₀8. Состояние покрытия

5. Давление в камерах P_к 9. Тип местности по условиям

6. Давление на поверхность увлажнения

покрытия

Журнал испытаний прогибомером МАДИ-ЦНИЛ

№	Дата	Часы	Отсчеты по индикатору, мм	Частные прогибы, мм	Пол- ный упру-гий про-гиб, мм	Приме-чание (тип и состо-яние покры-тия)
i0		ii	i	ly	l1	l2

Обработки результатов. I. Вычисление полного упругого прогиба l ведут по формуле, позволяющей устранить ошибку от попадания спор в чашу прогиба,

,

где k - коэффициент, учитывающий недостаточную жесткость рычага прогибомера; lu=i₀-i прогиб покрытия, вычисленный без учета влияния попадания опор прогибомера в зону чаши прогиба;

l₁ = i_£ -i- прогиб покрытия под первой опорой прогибомера; l₂=i_i-i прогиб покрытия под второй опорой прогибомера.

Для серийно выпускаемых прогибомеров (a=1м; b=0.25; c=1.25; k=1.03). В этом случае формула примет вид

l=1.03l_u+2.5l₁-1.5l₂

2. Определение фактического модуля упругости дорожной одежды Еосуществляют следующим образом

где µ - коэффициент бокового расширения, µ =0,3; Р - удельное давление колеса на поверхность покрытия, МПа; 3 - диаметр круга, равновеликого отпечатку колеса, см;

Q- нагрузка на колесо автомобиля (Q= ), Н; k₁ - коэффициент, учитывающий жесткость шины (k 1,1).

3. Вычисленный модуль упругости сопоставляет с требуе­мым Eтр(табл. 15).

Таблица 15

Минимально требуемые , модули упругости для внегородских дорог

4. Определение равнопрочности дорожной одежды ведут на основе данных табл.16.

Таблица 16

Ведомость результатов испытаний по оценке равнопрочности

Просуммировав численные значения прогибов, получают величину, и вычисляет средний прогиб l_ср (математическое ожида­ние)

где n - число измерений.

В графу 4 (табл.16) заносят разность (l_ср-l)с соответ­ствующим знаком, а в графу 5 - квадрат этой разности (l_ср-l)² и определяет среднее квадратичное отклонение

Показатель равнопрочности q определяет .по формуле

q=1-C ,

где С -коэффициентвариации,

Исследования с применениемположений теорий вероятностей показывает, что при q 0,85 дорожную одежду можно считать достаточно равнопрочной.