Настоящий стандарт СЭВ распространяется на нежесткие до­рожные конструкции и их конструктивные слои и устанавливает метод испытания несущей способности установкой динамического нагружения (УДН).

Настоящий стандарт СЭВ не распространяется на дорожные констру­кции с покрытием из цементобетона.

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Метод заключается в определении величин модуля упругости и радиуса кривизны упругой линии на поверхности испытываемо­го слоя по амплитудам деформации, полученным от действия ударной силы через круглый, жесткий штамп.

Величина и время действия ударной силы соответствуют про­ходу колеса с нагрузкой 50 kN и скоростью 60 km/h.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Метод применяется для определения несущей способности дорожных конструкций в случаях:

I - на поверхности существующего покрытия проезжей части или на верхнем несущем слое;

II - на нижнем несущем слое, грунтовом основании и подсти­лающем грунте.

2.2. Время действия ударной силы (нагрузки) определяется на основе общей зависимости согласно черт. 1.

Черт. 1

3. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

3.1. Основные параметры установки динамического нагружения (УДН), состоящей из нагружаемого штампа, направляющей рамы с креплением и падающего груза, должны соответствовать приведенным в табл.1.

Таблица 1

3.2. Измерительное техническое оборудование состоит из:

1) регистрирующих устройств - электрических приборов для измерения и регистрации ударной силы F и амплитуд деформации w₀, w₁;

2) приспособления для закреплений электрических регистри­рующих устройств.

Примечание. В случае II амплитуду деформации w₀ можно измерять и регистрировать механическим прибором (индикатором).

3.3. Перед использованием установки динамического нагружения следует проводить калибровку на испытательном стенде не менее чем один раз в год.

4. КАЛИБРОВКА УДН

4.1. Калибровка УДН с достаточной для практических целой точнос­тью производится на испытательном стенде.

4.2. Испытательный стенд представляет собой фундаментный блок из бетона массой   ³2000 kg с  примерными размерами 1100´1100´1000 mm.

Поверхность блока соединена с примыкающей площадью в одном уровне. В середине поверхности оставляют отверстие, ве­личину которого определяют размером помещаемой в него мессдозы (предельно допускаемая нагрузка ³100 kN).

4.3. Возникающая ударная сила одновременно с регистрацией мессдозы на испытательном стенде фиксируется мессдозой на са­мой УДН. Если показания мессдоз расходятся более чем на 5 %, калибровку необходимо повторить.

4.4. При проведении калибровки УДН помещают на мессдозу испытательного стенда. Прибор должен стоять перпендикулярно поверх­ности. Калибровка состоит в том, чтобы путем изменения высоты падения, массы падающего груза и (или) жесткости амор­тизирующих элементов определить диапазон нагрузки, необходи­мой для получения заданного контактного напряжения и времени действия нагрузки.

4.5. Допускается использовать для калибровки УДН стенды, в которых учитывается жесткость испытываемой системы.

5. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

5.1. Определяют срок проведения испытаний, исходя из цели испытания и в зависимости от погодных условий, влажности земля­ного полотна и прочности дорожной конструкции и ее слоев.

Испытания дорожных конструкций со слоями из материалов, содержащих битум, целесообразно проводить при температуре от 5 до 15 °С.

5.2. Определяют контактное напряжение в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

_____________

* Заданное контактное напряжение должно соблюдаться с отклонением не более ±10 %.

5.3. Очищают поверхность слоя на месте испытания и обеспе­чивают возможно более полное прилегание штампа. При прове­дении массовых испытании особых мер для обеспечения плотно­го прилегания штампа к поверхности испытываемого слоя не при­нимают.

Точность обеспечивается за счет большого числа испытаний. При разовых испытаниях плотность прилегания обеспечивается притиркой штампа к поверхности испытываемого слоя с заполне­нием пустот под штампом гипсовым тестом или одноразмерным мелким песком.

5.4. Размещают и производят монтаж УДН на месте испыта­ния согласно инструкции изготовителя прибора, а также разме­щают и тарируют электрические измерительные и регистрирую­щие устройства.

6. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

6.1. Испытания в случае I проводят со штампом  диаметром 340 mm в следующем порядке:

1) устанавливают высоту падения для получения контактного напряжения по табл. 2;

2) дважды нагружают и определяют w₀, w₁ и ударную силу F. Если результаты двух измерений отличаются друг от друга бо­лее чем на 20 % (относительно меньшего значения), то проводят дальнейшее нагружение;

3) выборочно контролируют соблюдение времени действия на­грузки, например в начале и конце каждой серии измерений при приближенно одинаковых условиях и (или) при отдельных очень высоких значениях прогиба. Если требования п. 3.1 не соб­людены, то на основе калибро­вочных значений необходимо изме­нить высоту падения, массу падаю­щего груза и (или) жесткость амортизирующих элементов.

6.2. Испытания в случае II проводят со штампом диаметром 500 mm в следующем порядке:

1) устанавливают высоту падения для получения контактного напряжения по табл. 2;

2) нагружают и определяют w₀ и F:

предварительное нагружение - однократное без измерения;

испытательное нагружение - трехкратное.

Примечания:

1. При пользовании электрическим прибором для измерения деформации и регистрация ударной силы действителен порядок, приведенный в п. 6.1, од­нако без учета w₁.

2. При пользовании механическим прибором деформация (w₀) измеряется при нагружении по схеме, приведенной на черт. 2.

1 -точка измерения при первом нагружении;

2 -точка измерения при втором нагружении;

3 -точки измерения при третьем нагружении.

Черт. 2

3) выборочно контролируют соблюдение времени действия на­грузки, например, в начале и в конце каждой серии измерений при приближенно одинаковых условиях и (или) при отдельных очень высоких значениях прогиба.

Примечание. Если требования по п. 3.1 не соблюдены, то на основе калибровочных значении необходимо изменить высоту падения, массу падаю­щего груза и (или) жесткость амортизирующих элементов.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

7.1. Для полученных в результате испытаний отдельных зна­чений в данной (i-й) точке измерения определяют:

1) среднее значение ударной силы, действующей на нагружа­емый штамп (F_i), в ньютонах, округленное до 1 N;

2) среднее значение амплитуды упругой деформации нагру­женной поверхности по оси нагрузки (W_0i) и амплитуды упругой деформации на расстоянии а от оси нагрузки (W_1i), выраженной в миллиметрах, округленное до 0,01 mm;

3) значение контактного напряжения (si) в ньютонах на квадратный миллиметр, округленное до 0,01 N/mm², по формуле

                                (1)

где F -ударная сила, N;

d -диаметр нагружаемого штампа, mm;

4) значение модуля упругости (), в ньютонах на квадратный миллиметр, округленное до 1 N/mm², вычисляют по формуле

                    (2)

где W_0i -амплитуда упругой деформации нагруженной поверх­ности по оси нагрузки, mm;

m -коэффициент Пуассона, принимаемый для грунтов равным 0,35, для дорожных конструкций -0,3;

5) значение радиуса кривизны упругой линии на поверхности связанного слоя (Rd), выраженное в миллиметрах, округленное до 10³ mm, по формуле

                  (3)

или при a = 225 mm

                    (4)

где а -расстояние между осью нагрузки и точкой измерения амплитуды деформации W₁, mm;

W_1i -амплитуда упругой деформации на расстоянии а от оси нагруз­ки, mm.

7.2. Нормативные значения определяют для участков дорог с амплитудой деформации, измеренной по оси нагрузки одинаково­го порядка, на основе общих зависимостей согласно СТ СЭВ 3404-81 доверительной вероятностью 95 %:

1) значение амплитуды упругой деформации нагруженной по­верхности по оси нагрузки (W₀/95), выраженной в миллиметрах, округлен­ное до 0,01 mm, по формуле

              (5)

где  -среднее арифметическое значений W_0i, определенных в n точ­ках измерения, mm (порядковый номер места измерения i = 1, 2, 3, ..., n-, n);

t -значение коэффициента Стьюдента для доверительной вероят­ности 95 %;

 -стандартное отклонение величины W_0i  от   среднего значения ;

2) значение модуля упругости (E_vd/95), выраженного в ньюто­нах на квадратный метр, округленное до 1 N/mm², по формуле

                (6)

где  -среднее арифметическое значений определенных в n точках измерения, N/mm² (порядковый номер мес­та измерения, i = 1, 2, 3, ..., п-, п);

 -стандартное отклонение величины от среднего значения Е_vd, N/mm²;

3) значение радиуса кривизны (R_d/95), выраженного в мил­лиметрах, округленное до 10³ mm, по формуле

                (7)

где  -среднее арифметическое значений , определенных в п точ­ках измерения, 10³ mm; (порядковый номер места измерения i = 1, 2, 3, ..., п-, п);

 -стандартное отклонение величины  от среднего зна­чения , 10³ mm.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТАНДАРТЕ

W₀ -амплитуда упругой деформации нагруженной поверхности по оси нагрузки, mm;

W₁ -амплитуда упругой деформации на расстоянии а от оси нагруз­ки, mm;

E_vd -модуль упругости, определенный по амплитуде деформации w₀, N/mm²;

R_d -радиус кривизны упругой линии на поверхности связанного слоя, определенный по амплитудам деформации w₀ и w₁, 10³ mm;

F -ударная сила, действующая на нагружаемый штамп УДН, N;

s -контактное напряжение, возникающее на поверхности испыты­ваемой конструкции от действия ударной силы F по нагружаемым штампам, N/mm²;

d -диаметр нагружаемого штампа, mm;

а -расстояние между осью нагрузки и точкой измерения амплитуды деформации w₁;

а = const = 225 mm;

i -обозначение порядкового номера измерения;

 -среднее арифметическое значение величины ;

 -среднее арифметическое значение величины s_i;

 -среднее арифметическое значение величины ;

 -стандартное отклонение величины , от среднего значения ;

 -стандартное отклонение величины  от среднего значения ;

 -стандартное отклонение величины  от среднего значения ;

t -значение коэффициента Стьюдента для заданного уровня стати­стической надежности;

W₀/95 -нормативная для участка дороги амплитуда деформации w₀ со статистической надежностью 95 %;

E_vd/95 -нормативный для участка дороги модуль упругости со ста­тис­тической надежностью 95 %;

R_d/95 -нормативный для участка дороги радиус кривизны со ста­тисти­ческой надежностью 95 %.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ КЛЮЧЕВЫХ СЛОВ/ДЕСКРИПТОРОВ*

Ключевые слова/дескрипторы: дороги автомобильные, методы испы­таний, конструкции дорожные, способности пасущие, установка дина­мического нагружения (УДН), модуль упругости.

_____________

* Дескрипторы тезауруса СЭВ по стандартизации выделены полужирным шрифтом.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Автор -делегация ГДР в Постоянной Комиссии по сотрудничес­тву в области транспорта.

2. Тема -23.800.09-3.

3. Стандарт СЭВ утвержден на 60-м заседании ПКС.

4. Сроки начала применения стандарта СЭВ:

5. Срок проверки -1991 г.

Содержание