К ВОПРОСУ КОНСТРУИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С КОМПОЗИЦИОННЫМ СЛОЕМ В ОСНОВАНИИ. ЧАСТЬ 2
Другие компоненты композиционной пластины – асфальтобетон и грунт, укрепленный вяжущим, разделенные в объеме композиции, являются прерывными включениями, с отличительными от материала матрицы теплофизическими и физико-механическим свойствами. Характерные размеры матрицы композитной пластины считаем значительно больше характерных размеров прерывных включений.
Для расчета размеров отверстий в плане решетчатой плиты сборного основания необходимо знать величину сдвигающего усилия, возникающего на линии контакта слоев дорожной одежды, и значения требуемой прочности материалов конструктивных слоев на срез.
Условие прочности на срез на уровне подошвы асфальтобетонного покрытия можно выразить в следующем виде:
Тсдв. <= Тпр., (1)
где Тсдв. – расчетное сдвигающее усилие при торможении автомобиля с площадью отпечатка следа колеса Sк;
Тпр – предельно допустимое усилие на срез материала конструктивного слоя, входящего в зацепление с решетчатой плитой сборного основания.
Тсдв. и Тпр можно определить из следующих выражений:
Тсдв. = tcz·Sк, (2)
Тпр = Rcp·Fcp, (3)
где tcz – суммарные касательные напряжения, возникающие от совместного воздействия нагрузки и температуры по контакту слоев;
Rcp – расчетное сопротивление материала конструктивного слоя на срез при расчетной температуре, МПа;
Fcp – площадь среза, м2.
Принимая, что площадь среза материала конструктивного слоя равна площади отверстия в решетчатой плите, из (1–3) получим необходимую площадь отверстия:
Fотв = Tсдв /Rср. (4)
Таким образом, формулы (1–4) позволяют определять необходимую площадь отверстия в решетчатой плите из условия прочности материалов конструктивных слоев на срез.
Для обеспечения заполнения отверстий в решетчатых плитах сборного основания материалами асфальтобетонного покрытия и нижнего слоя основания из грунта, укрепленного вяжущим, угол наклона боковых поверхностей отверстий выбран на основании теории предельного равновесия сыпучей среды [4]:
a = (45 + ji)/2, (5)
где ji – угол внутреннего трения соответствующего материала конструктивного слоя, входящего в зацепление с плитой сборного основания.
Угол внутреннего трения ji для горячего асфальтобетона находится в пределах от 27 до 35°, в зависимости от типа асфальтобетона [5]. Для грунта, укрепленного вяжущим, он составляет 30–35°. Следовательно, при изготовлении решетчатых плит можно применять пустотообразователи с одним углом наклона боковых поверхностей.
Рассмотрим четыре формы отверстий: квадратную, прямоугольную, круглую и эллипсовидную для плиты размером в плане 1,5х3,0 м.
Коэффициент пустотности решетчатой плиты (КП) и коэффициент расхода материала (КV) определен из выражений:
КП = VП/VС.П., (6)
KV = 1 – КП, (7)
где VП – объем пустот решетчатой плиты, м3; V С.п. – объем плиты брутто, м3.
