Лабораторные испытания асфальтобетонных образцов.

Получение регрессионных зависимостей модуля упругости и сопротивления растяжению при изгибе асфальтобетона от температуры.

Определение глубины промерзания конструкции покрытия и основания в зависимости от температуры.

Определение модулей упругости и соответствующих им толщин слоев искусственного и естественного оснований в зависимости от глубины промерзания.

Определение допустимой нагрузки на покрытие.

Оценка возможности эксплуатации сверхрасчетных для данного аэропорта типов ВС, определение их взлетных масс и интенсивности движения.

Также в пятой главе изложен алгоритм программы Arpf, разработанной в данной работе для автоматизированного расчета несущей способности нежестких покрытий в нерасчетный период.

Для разработки практических рекомендаций по применению изложенной методики был проведен анализ конструкций капитальных нежестких покрытий, который показал, что наиболее часто встречаются два вида конструкций, представленных на рис. 7.

В соответствии с полученными данными, вычислены средние значения толщин слоев нежесткого покрытия и определена конструкция (рис. 7а), наиболее распространенная на аэродромах. На примере этой конструкции даны практические рекомендации по применению разработанной методики. Несущая способности этой конструкции была рассчитана для различных температур от +20 до -50?С.

Для расчета были приняты следующие исходные данные. Конструкция состоит из двух слоев асфальтобетона толщиной 0,09 и 0,16 м; слоя щебня толщиной 0,15 м и слоя песка толщиной 0,30 м. Грунт естественного основания – суглинок.

Рис. 7. Типы наиболее распространенных конструкций нежестких

аэродромных покрытий

Характеристики асфальтобетона приняты по результатам лабораторных испытаний, выполненных в третьей главе. Значения модулей упругости для различных температур определены по регрессионной зависимости (6). Расчетное сопротивление растяжению при изгибе определено по формуле

– количество проходов самолетной нагрузки по одному следу за весь расчетный период в году.

При расчете значения Ky величина N принималась равной 4.

Расчетные толщины талых и мерзлых слоев конструкции принимались в соответствии с графиком хода температур воздуха и глубин промерзания –оттаивания основания покрытия.

Модуль упругости щебня принимался постоянным для всех температур. Значения модуля упругости песка и суглинка при температурах от +20 до -5?С принимались в соответствии со СНиП 2.05.08-85 «Аэродромы». При температурах -5 и -10?С расчетные значения модулей упругости песка и суглинка принимались по формулам (1) и (2), полученным Н. А. Цытовичем для температур не ниже -10?С. При более низких температурах в расчете приняты модули упругости, соответствующие значениям при температуре -10?С.

Расчет несущей способности конструкции выполнен по разработанной программе Arpf. В результате расчета были получены величины допустимой нагрузки от стандартной четырехколесной опоры ВС. Исходные данные и результаты расчета несущей способности приведенной конструкции в зависимости от величины температуры представлены в таблице.

Из анализа полученных значений допустимой нагрузки от ВС, приведенных в таблице, можно сделать вывод, что несущая способность нежесткого аэродромного покрытия начинает повышаться даже при понижении положительных температур. Повышение прочности нежесткого покрытия происходит до отметки -20?С, далее прочность конструкции понижается.

Для любой отрицательной температуры можно найти в таблице значение допустимой нагрузки и, в соответствии с этапом 7 методики определения несущей способности нежестких аэродромных покрытий, определить допустимый режим эксплуатации покрытия при этой температуре, т.е. типы ВС, их взлетные массы и интенсивности движения.

Для практического применения предлагаемой методики рекомендуется выполнить лабораторные испытания различных марок асфальтобетонов, применяемых в аэродромном строительстве, и полученные характеристики использовать в дальнейших расчетах. Это позволит не выполнять п.п. 1-3 методики для каждого аэропорта.

На основе климатологических справочников и данных метеонаблюдений в аэропортах рекомендуется составить графики хода температур воздуха и глубин промерзания – оттаивания оснований покрытий для районов России с продолжительным периодом устойчивых отрицательных температур.

Дополнение методики фактическими данными позволит более оперативно определять режим эксплуатации аэродромных покрытий. Получение и систематизация этих данных являются целью дальнейших исследований по усовершенствованию методики определения несущей способности аэродромных покрытий в период отрицательных температур.

Таблица

Темпера-тура, ?С Модуль упру-гости асфаль-тобетона Расчетное сопротивле-ние растяже-нию при изгибе асфальто-бетона Толщины асфальтобетон-ных слоев, м Мо-дуль упру-гости щебня Тол-щина щеб-ня Мо-дуль упру-гости мерз-лого песка Тол-щина мерз-лого песка

Мо-дуль упру-гости талого песка

Тол-щина тало-го песка

Мо-дуль упру-гости

мерз-лого грунта Тол-щина мерз-лого грун-та Модуль упруго-сти талого грунта Допус-тимая нагрузка от ВС

верх-ний ниж-ний

+20 993 1,40 0,09 0,16 450 0,15 0 0 120 0,30 0 0 24 527

+10 1138 1,63

0,30 0 0

0 1265 1,94

0,30 0 0

-5 1567 2,11

130 0,10

0,20 74 0

-10 2305 2,36

215 0,30