© из книги канд. техн. наук

В. Маркуц 

«Расчёт нежёстких дорожных одежд со слоями из слабосвязных материалов »

1.2  Первые методы расчёта нежёстких дорожных одежд  

       Первое научное исследование по взаимодействию колеса и грунта дороги принадлежит русскому академику Н.И. Фусу (1801 г.), давшему первое решение о глубине колеи и сопротивлении движению по грунтовой дороге.

Первый метод расчёта толщины ″шоссейной коры″ предложен русским инженером Е.С. Головачёвым (1870 г.). Он был основан на гипотезе передачи давления от колеса на нижележащие слои через площадку, размеры которой зависят от ″угла передачи″ давления [3].  Давление на поверхности шоссе передаётся вглубь на большую площадь "посредством трения и расклинивания", и что угол передачи давления соответствует "углу покоя" материала (щебень, песок) или углу естественного откоса, то есть 38⁰ – 48⁰. Длина площадки передачи давления определялась следующим образом (рис1.1).

Пусть δ – это глубина вдавливания колеса (для щебня это 2,5  -3 мм), r- радиус колеса, тогда:

ℓ = (r² – (r - δ)²)^1/2   или   ℓ = (2rδ - δ²)^1/2 .

Пренебрегая δ² ввиду его малости, получаем:

L  = 2(2rδ) ^1/2 .

При известной нагрузке на колесо Q удельное давление p = Q/(L+b), где b – ширина колеса.

Давление на песок (рис 1.2) передаётся через площадку размерами:

  (L + 2h₁/tgλ₁) × (b + 2h₁/tgλ₁),  на грунт:

(L + 2h₁/tgλ₁ + 2h₂/tgλ₂) × (b + 2h₁/tgλ₁ + 2h₂/tgλ₂).

Рис 1.1 Схема для определения длины площадки передачи давления от колеса

Зная нагрузку на колесо, определяли давление на слои ″шоссейной коры″ и сравнивали с допускаемыми, которые может выдержать материал слоёв. При известной нагрузке Q определяются величины удельного давления на песок и грунт, и, если они на превышают допустимых, то дорожная одежда (или, как говорили в те времена, ″шоссейная кора″), с толщиной щебня h₁ и песка h₂ подобрана правильно.

 Рис 1.2  Схема расчёта толщины дорожной одежды по Е.С. Головачёву

     Предложенный Е.С. Головачёвым метод был применён инженером А.А. Гельфером в 1903 году для расчёта шоссе, а принцип этого метода использовался как у нас, так и за рубежом (в США), до разработки более совершенных методов.

Каковы же принципы расчёта дорожных одежд, предложенные свыще 100 лет назад. Во-первых, предварительное назначение толщин основных конструктивных слоёв дорожной одежды, то есть  предварительное конструирование дорожной одежды. Толщины слоёв дорожной одежды и покрытия назначаются минимальными по условиям технологичности их строительства. Этот принцип проектирования дорожных одежд остаётся основополагающим и в настоящее время. Во-вторых, устанавливаются параметры нагрузки: площадь и вес, приходящийся на колёса. Третье, определяются характеристики матералов дорожной одежды: угол передачи давления и вличина допускаемого давления. Эти параметры являются основополагающими и в настоящее время.

   Основной недостаток этого метода заключался в определении угла передачи давления, значение которого принимали равным углу естественного откоса, что являлось не вполне корректным. Развивающиеся методы механики грунтов, главным образом, теории упругости и грунтоведения обусловили более точное представление о напряжённо- деформированном состоянии дорожных одежд под действием транспортных нагрузок.

Купить книгу "Расчёт нежёстких дорожных одежд со слоями из слабосвязных материалов" на бумажном носителе  Вы можете, нажав на эту ссылку:

«Расчёт нежёстких дорожных одежд со слоями из слабосвязных материалов»