Устойчивость плит бетонных дорожных покрытий при повышении температуры

Необходимость устройства деформационных швов в бетонных покрытиях определяется степенью повышения температуры во время эксплуатации.

Ниже приводятся формулы критического повышения температуры (температурного скачка) D t_к по отношению к температуре во время укладки бетонного покрытия.

1. Покрытие состоит из одной полосы без каких-либо закреплений по краям:

где (14.12)

Е ₀, m ₀ - модуль упругости и коэффициент Пуассона подстилающего основания - при многослойном основании Е ₀ = Е_а, m ₀ = m_а (см. разд. 14.1);

Е, m - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала плиты;

m в выражении 1 - m ²» 1 игнорируется;

a - коэффициент линейного температурного расширения этого материала (для цементобетона a = 0,00001);

С - параметр, определяемый в зависимости от показателя:

Значения С в зависимости от п:

20 £ п £ 97,8.....................1,665

97,8 < п £ 200.......................1,589

200 < п £ 1000.....................1,532

При п > 1000 применима следующая формула:

(14.13)

2. Плита закреплена по трем сторонам, четвертая сторона (у обочины) свободна от закреплений:

где (14.14)

h - толщина плиты;

b - размер плиты в направлении ширины дороги;

l - размер плиты в направлении оси дороги;

Е, m - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала плиты;

Е ₀, m ₀ - те же величины для основания, которые принимаются эквивалентными при многослойном основании (см. разд. 14.1).

Если учитывается возможность просадок основания или в случае, когда значение Е ₀ очень мало, то в запас устойчивости вместо формулы (14.14) рекомендуется следующая формула:

(14.15)

Если при этих условиях поперечные швы отсутствуют, т.е. покрытие имеет вид полосы неограниченной длины, имеющей закрепления только в продольном шве, а сторона у обочины по-прежнему свободна, то

(14.16)

Наоборот, если основание является весьма прочным, то вместо формулы (14.14) используют формулу:

(14.17)

Приведенные формулы D t_к обычно дают результаты, по которым можно заключить, что критический скачок температуры маловероятен в умеренном климатическом поясе при устройстве покрытия в условиях положительных температур. Кроме того, если температура растет в течение длительного времени, то проявляется релаксация сжимающих напряжений. Это будет означать уменьшение вероятности продольного изгиба.

Вопрос о швах расширения в связи с изложенным решается следующим образом. Если ко времени появления высоких температур уложенный бетон набрал достаточную прочность на сжатие, когда сжимающее напряжение:

где (14.18)

R_с - расчетное сопротивление бетона сжатию в рассматриваемом возрасте, то швов расширения по температурным условиям не требуется. Если же к этому времени бетон является свежеуложенным или условие (14.18) не удовлетворено, то швы расширения необходимы.