авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

Разработка теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд и путей повышения их долговечности

-- [ Страница 4 ] --

Динамические силы в слоях возникают при ударных (импульсных) возмущениях и реализуются в процессе затухающих свободных колебаний. Они зависят от динамических параметров слоев. Величина максимальной амплитуды динамической силы является функцией высоты динамической неровности, соотношения неподрессоренной массы автомобиля и приведенной массы дорожной одежды, а также скорости движения автомобиля.

Для исследования процесса формирования динамических сил в слоях дорожных одежд при ударном возмущении были проведены расчеты уровней вибронагружений при различных вариантах сочетания толщин слоев пятислойной дорожной конструкции. Введение новых сочетаний толщин слоев дорожной одежды, меняющих жесткостные и инерционные параметры, изменяет также частотный состав, связанный с упругими связями между слоями. Использование различных соотношений частот упругого взаимодействия между слоями создает иную качественную и количественную картину вибронагруженности.

В работе было исследовано одиннадцать вариантов конструкций пятислойных дорожных одежд, которые характеризовались различными соотношениями частот (таблица 4). Эти частоты были образованы динамическими параметрами дорожных одежд, представлеными в таблице 5.

Для сравнительного анализа было рассмотрено четыре конструкции дорожных одежд на автомобильной дороге II технической категории М-13 (21 км, 41 км, 64 км и 81 км), которые моделировались как варианты 7, 8, 9 и 10 соответственно. Выбор вариантов конструкций дорожных одежд обусловлен результатами мониторинга, проведенного в течении 12 лет на данной дороге. Мониторинг позволил получить статистические данные по структуре и динамике роста интенсивности движения в этот период, возрастанию в транспортных потоках числа многоосных автопоездов, оценить темпы и объемы разрушения дорожных покрытий, а также сопоставить их с объемами и видами ремонтных работ. Особенностью дороги М-13 является наличие большого разнообразия конструкций дорожных одежд на всем ее протяжении, что обеспечило возможность создания объективной картины их работоспособности. Оценка осуществлялась по уровню динамических сил.

Таблица 4 – Спектр собственных круговых частот слоев дорожных одежд

№ варианта Круговые частоты, рад/с
1 265 214 205 296 126 202 238 101 99 142 73 90
2 265 214 229 313 126 202 238 101 99 142 73 90
3 265 214 214 302 126 216 250 101 99 142 73 90
4 265 214 204 296 126 183 222 101 113 152 70 88
5 265 214 204 296 126 192 229 101 108 148 70 88
6 265 214 247 327 126 199 235 101 80 129 86 101
7 265 214 242 323 126 162 205 101 80 129 95 109
8 265 214 140 256 126 268 296 101 107 147 92 106
9 265 214 202 294 126 207 243 101 107 147 92 106
10 265 214 168 272 126 249 279 101 127 162 69 87
11 265 214 229 313 126 215 249 101 88 134 77 94

Таблица 5 – Динамические параметры слоев дорожной одежды

№ варианта Параметры
Толщина слоя, м Масса, кН*с2/м Жесткость, кН/м*103
1 0,04 0,07 0,09 0,16 0,30 1,82 3,06 3,42 5,47 10,54 128 140 54 56,0 30
2 0,05 0,07 0,09 0,16 0,30 2,28 3,06 3,42 5,47 10,54 160 140 54 56,0 30
3 0,05 0,08 0,09 0,16 0,30 2,28 3,50 3,42 5,47 10,54 160 160 54 56,0 30
4 0,06 0,09 0,11 0,18 0,30 2,73 3,93 4,18 6,15 10,54 192 180 66 63,0 30
5 0,07 0,10 0,12 0,19 0,30 3,19 4,37 4,56 6,50 10,54 224 200 72 66,0 30
6 0,07 0,09 0,11 0,18 0,30 3,19 3,93 4,18 6,15 10,54 224 180 66 63,0 30
7 0,04 0,05 0,10 0,27 0,30 1,82 2,18 3,80 9,23 10,54 128 100 60 94,5 30
8 0,04 0,15 0,11 0,17 0,20 1,82 6,55 4,18 5,81 7,03 128 300 66 59,5 20
9 0,05 0,09 0,11 0,17 0,20 2,28 3,93 4,18 5,81 7,03 160 180 66 59,5 20
10 0,05 0,13 0,11 0,12 0,25 2,28 5,68 4,18 4,10 8,79 160 260 66 42,0 25
11 0,05 0,07 0,08 0,18 0,30 2,28 3,06 3,04 6,15 10,54 160 140 48 63,0 30

Следует отметить, что мониторинг не выявил прямой связи между интенсивностью движения и частотностью возникновения характерных разрушений покрытия в виде трещинообразования и ямочности. Наиболее повреждаемые участки дороги, так называемые «слабые» участки, характеризуются как большой, так и относительно малой интенсивностью движения. В тоже время значения расчетных прочностных показателей конструкций дорожных одежд на этих участках выше требуемых.

В сравнительный анализ была также включена конструкция, сформированная на принципе динамического рационального соотношения частот упругой связи смежных слоев, представленная в таблице 5 под номером 11. При расчетах возбуждение колебаний моделировалось воздействием двухосного грузового автомобиля движущегося со скоростью 90 км/ч по шероховатости с амплитудой 0,01 м. Материалы расчетов по средним динамическим силам в слоях, анализируемых конструкций дорожных одежд, представлены в виде гистограмм (рис. 8…10).

Расчетные гистограммы динамических сил в слоях дорожных одежд для исследуемых сочетаний толщин слоев хорошо иллюстрируют недостатки метода упрочнения дорожных одежд за счет простого повышения толщин слоев, без учета их соотношения. Рациональный подбор соотношений толщин слоев предполагает не только снижение уровня динамических сил, но и возможного уменьшения общих толщин дорожных одежд. Вариант № 11 с таким соотношением частот смежных слоев характеризуется пониженных уровнем динамических сил в дорожной одежде в 2,5 раза и в слое асфальтобетонного покрытия в 4 раза.

Анализ гистограмм выявил также, что на «слабых» участках автомобильной дороги М-13 наблюдается повышенный уровень динамических сил в слоях. Отсюда прослеживается связь между высоким уровнем динамических сил в слоях и ускоренным преждевременным разрушением дорожных одежд на этих участках.

Рис. 8. Гистограмма расчетных средних динамических сил

в слое плотного асфальтобетона

 Гистограмма расчетных средних-89

Рис. 9. Гистограмма расчетных средних динамических сил

в двухслойном основании из щебня

Рис. 10. Гистограмма расчетных средних динамических сил в дорожной одежде

Для подтверждения этого вывода были проведены расчеты динамических сил в слоях для большинства эксплуатационных участков автомобильной дороги М-13. Исследование проводилось на основе сравнения транспортно-эксплуатационных и динамических параметров участков дороги с наибольшим повреждением покрытия и смежных участков. В анализ были также включены участки, на которых была проведена реконструкция. Было установлено, что для наиболее повреждаемых участков характерен очень высокий уровень динамических сил в слоях. Увеличение толщин покрытий на отдельных участках при их реконструкции не только не снизило, а наоборот повысило уровень динамических сил.

Динамические показатели 11-го конструкционного варианта, по сравнению со всеми исследуемыми конструкциями, являются более предпочтительными. Дорожные конструкции, спроектированные на принципах варианта № 11, позволяют не только снизить уровень вибрационного нагружения, но и достичь экономического эффекта, за счет снижения общей толщины покрытия. Сравнительные ценовые показатели для исследуемых вариантов представлены в таблице 6 (в ценах 2006 г.).

Таблица 6 – Ценовые показатели расчетных вариантов

№ варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Стоимость материалов, отнесенная к 1 км дорожной одежды, млн. руб
4,69 4,91 5,08 5,88 6,47 6,10 5,20 6,25 5,46 5,88 4,84


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.