Определение разрушающей нагрузки для плит цементобетонного покрытия

Определение разрушающей нагрузки представляет интерес для выявления действительных коэффициентов запаса прочности, которые получаются при сравнении эксплуатационных нагрузок с нагрузками, вызывающими разрушение плиты. Кроме того, знание разрушающих нагрузок может оказаться необходимым для пропуска уникальных, тяжелых грузов в особых обстоятельствах.

Удовлетворительные результаты, близкие к данным экспериментальных исследований, для центральной части бетонной плиты дает формула для определения разрушающей нагрузки:

где (14.1)

R_pи - нормативное сопротивление бетона растяжению при изгибе;

К - коэффициент однородности бетона;

m - коэффициент условий работы;

h - толщина плиты;

р ₀ -предельное вертикальное давление на основание в зоне разрушения плиты;

g - объемный вес бетона;

р - давление нагрузки на поверхность ее отпечатка, принятое равномерным.

Из формулы (14.1) видно, что разрушающая нагрузка нелинейно зависит от предельного давления на основание. Так, при увеличении этого давления в 0,182/0,075 = 2,42 раза, разрушающая нагрузка возрастает только в 795/564 = 1,41 раза. Таким образом, разрушающая нагрузка растет медленнее, чем предельное давление на основание.

Значение р ₀ должно быть определено из опытов над различными видами подстилающих грунтов при разных климатических и гидрогеологических условиях. Если р ₀ не известно, то в приближенных расчетах и при весьма слабых основаниях можно в формуле (14.1) пренебречь величиной в сравнении с единицей.

Для приближенного учета р ₀ можно воспользоваться значениями нормативных давлений на грунты основания.

Зависимость между отношением расчетной нагрузки на колесо к разрушающей Рр по формуле (14.1) и общим количеством нагружений автомобильной дороги N, представленная на рис. 14.2, получена на основе результатов испытаний в США по программе АА8НО и иллюстрирует усталость бетона при многократном загружении.

Рис. 14.2. Зависимость между отношением Р / Рр от логарифма числа погружений N
Рр - разрушающая нагрузка, Р - расчетная нагрузка на колесо

Определение глубины динамически активной зоны грунта под жестким дорожным покрытием подробно изложено в книге Жесткие покрытия аэродромов и автомобильных дорог/ Под ред. Г.И. Глушкова. - М.: Транспорт, 1987.

Определение этой величины представляет интерес при решении вопроса о пропуске по цементобетонному покрытию сверхнормативных тяжеловесных нагрузок, способных вызвать чрезмерные активные напряжения сдвига и остаточные деформации в основании и грунте земляного полотна и, в конечном итоге, привести к значительным перекосам плит и вертикальным смещениям плит в швах.