ОДМ 218.3.1.005-2021 Проектирование нежестких дорожных одежд. Методические рекомендации по расчету параметров напряженно-деформированного состояния многослойных конструкций при воздействии колесных нагрузок

     5 Общие положения

Настоящий методический документ разработан в дополнение к действующим нормативно-техническим документам, посвященным проектированию нежестких дорожных одежд, и может являться базой для уточнения и развития методики расчета нежестких дорожных одежд на прочность при воздействии нагрузок от колес транспортных средств, изложенной в ПНСТ 265-2018, нормах [1] и иных нормативно-технических документах, посвященных проектированию нежестких дорожных одежд.

Изложенные в методическом документе алгоритмы определения параметров напряженно-деформированного состояния многослойных конструкций нежестких дорожных одежд (содержащих до семи слоев) позволяют производить расчет без приведения их к упрощенным схемам.

Действующая в Российской Федерации методика проектирования нежестких дорожных одежд (ПНСТ 265-2018 и нормы [1]), как и ранее действовавшие методики [2] для определения параметров НДС многослойных конструкций, допускает приведение ее к упрощенным однослойным, двухслойным либо трехслойным системам. Одним из основных недостатков данного подхода является неизбежная погрешность расчета деформаций и напряжений, возникающих в многослойной конструкции дорожной одежды.

В данном методическом документе приведены алгоритмы расчета напряжений и деформаций для двухслойных и многослойных конструкций дорожных одежд с помощью решения для двухслойного и многослойного полупространства (по алгоритму К.К.Туроверова), являющегося развитием решения Р.М.Раппопорт [3].

В документе приняты следующие допущения.

Дорожная одежда и грунт земляного полотна при оценке напряженно-деформированного состояния рассматриваются как слоистый массив, ограниченный сверху горизонтальной плоскостью и неограниченно простирающийся вниз.

Зависимость деформации от напряжения для дорожно-строительных материалов и грунтов при расчетных нагрузках, показателях влажности, плотности и температуры является линейной.

В связи с тем что точный учет фактического распределения нагрузки от колеса автомобиля по следу, имеющему форму, близкую к эллипсу, значительно усложняет задачу, при этом основное значение имеет распределение нагрузки в нижних наиболее слабых слоях основания и в грунте земляного полотна, с достаточной для практических целей точностью определено, что при проектировании дорожной одежды принимается схема нагружения конструкции колесом автомобиля в виде одной гибкой круговой площадки диаметром , равновеликой отпечатку колеса и передающей покрытию равномерно распределенную нагрузку с давлением .

Расчет нежесткой дорожной одежды производится на воздействие статической нагрузки с учетом многократности ее приложения. Динамическое повышение нагрузки на покрытие при колебаниях автомобилей вследствие возникновения различных неровностей на покрытии учитывается при расчете диаметра следа колеса движущегося автомобиля введением коэффициента динамичности.

Напряженно-деформированное состояние дорожной одежды под действием местной нагрузки (осесимметричной подвижной или статической) определяется решениями теории упругости для слоистого полупространства с учетом условий на контактах слоев (спаянный контакт при совместной работе слоев или гладкий контакт при свободном смещении слоев на контакте).

Влияние продолжительности и повторности действия нагрузок от движущихся автомобилей на напряженно-деформированное состояние дорожных одежд учитывается путем введения в расчет характеристик упруговязких и усталостных свойств материалов и грунтов в зависимости от особенностей работы различных частей дороги - перегонов, перекрестков, остановок и стоянок автомобилей, обочин, остановок городских общественных транспортных средств.

Коэффициент Пуассона в процессе деформирования не меняет сколько-нибудь существенно своего значения.

Силы инерции, действующие на одежду и земляное полотно в процессе деформирования, весьма малы и расчетом не учитываются (задача квазистатическая).

Алгоритмы расчета параметров НДС конструкции нежесткой дорожной одежды разработаны на основе решения осесимметричной задачи теории упругости для многослойной среды (до семи слоев), включая слой подстилающего упругого полупространства, нагруженный осесимметричной нагрузкой в виде кругового штампа произвольного диаметра.