3.1 РАСЧЕТ УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ
Общие положения надежности материалов дорожных покрытий
Надежность и долговечность дорожной одежды определяется не только толщиной и количеством слоев, но и качеством материалов дорожных покрытий, их структурой и свойствами.
Конструкционные материалы дорожных одежд работают в сложных условиях.
В летний период дорожное покрытие нагревается до температуры 50...60°С, что ведет к снижению вязкости битумных связей и падению прочности. В результате от действии транспортной нагрузки могут появляться пластические деформации в виде волн, колеин, гребенки и т.д. При охлаждении покрытия зимой до -20...-30°С возникают растягивающие температурные напряжения, которые могут превысить предел прочности и вызвать разрушения в виде продольных и поперечных трещин. Циклическое воздействие транспортной нагрузки, попеременное замораживание-оттаивание вызывают дополнительное развитие повреждений в структуре материала и ускоряют его разрушение.На долговечность влияют также внутренние температурные напряжения, вызванные несовпадением коэффициентов температурного расширения составляющих материала. Такое положение приводит к большой сложности оценки уровня надежности, поскольку в большинстве случаев повышение сопротивления материала одному из внешних воздействий ведет к снижению сопротивления другим. Так, рост вязкости битума увеличивает сдвигоустойчивость, но снижает температурную трещиностойкость.
Поэтому необходимо учитывать одновременно влияние всех факторов внешнего воздействия, для чего должна быть разработана соответствующая методика.
Материалы конструктивных слоев дорожных одежд, и особенно покрытия, должны обеспечить выполнение следующих требований:
1) Сопротивление образованию пластических деформаций в летний период (сдвигоустойчивость).
2) Сопротивление образованию температурных трещин в зимний период (трещиностойкость).
3) Водо- и морозостойкость (коррозионная стойкость).
4) Способность выдерживать многократное воздействие транспортной нагрузки в течение расчетного срока службы (усталостная долговечность).
Структуру материала дорожного покрытия (основания) можно считать оптимальной, если она имеет максимальную надежность по всем факторам внешнего воздействия (критерии сдвиго- и трещиностойкости, морозостойкости, усталости). Поэтому необходимо раз-
работать методику, учитывающую весь комплекс воздействий транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов. В основу методики положена теория надежности, позволяющая оценить частные уровни надежности по каждому критерию и, тем самым,
предсказать долговечность и срок службы материала.
Для практической реализации данных положений необходимо разработать методику определения частных уровней надежности по вышеуказанным критериям. Для этого необходимо по каждому из критериев (сдвиго- и трещиностойкости, усталости, морозостойкости) вычислить коэффициенты запаса.
По величине коэффициентов запаса можно определить уровень надежности.
Для материалов дорожных покрытий задача несколько упрощается, поскольку на основе наблюдений за опытными участками и обработки полученных данных установлены виды функций распределения коэффициентов запаса по основным критериям деформационной устойчивости. Такими функциями являются: распределение Вейбулла или нормальное распределение (сопротивление по статическим деформациям); логонормальное или гамма-распредсление (сопротивление температурным трещинам), триангулярное распределение
или распределение максимального значения (сопротивление усталостным трещинам), логистическое распределение или распределение максимального значения (сопротивление коррозионным деформациям).
Были получены зависимости связи коэффициентов запаса и уровней надежности для других кривых. -
Путем численного интегрирования с учетом реальных параметров
кривых распределения были получены зависимости коэфициентов
запаса и частных уровней надежности для различных
метров деформационной устойчивости (рис. 4.1).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.