Метод оценки динамических перегрузок эксплуатируемых дорожных покрытий

• Автор: Николенко, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 176 с. : ил.

1.1 Анализ исследований динамического воздействия движущегося автомобиля на дорогу

1.2 Оценка влияния динамического воздействия транспортных средств на долговечность дорожных
конструкций

1.3 Анализ используемых показателей ровности в

Российской федерации и за рубежом

1.4 Цель и задачи исследований

1.5 Выводы по главе I

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ПОКРЫТИЕ

2.1 Оценка микропрофиля покрытий автомобильных дорог

2.2 Разработка расчтной модели динамического воздействия транспортных средств на покрытие дорожной одежды на основе данных о микропрофиле поверхности дороги

2.2.1 Построение модели

2.2.2 Решение с помощью интегрального преобразования
Фурье
2.2.3 Решение с использованием дискретного преобразования Фурье
2.3 Моделирование динамического воздействия транспортных средств на покрытие дорожной одежды при различных скоростных режимах движения
2.4 Выводы по главе II
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ДОРОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С РАЗЛИЧНЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ РОВНОСТИ.
3.1 Методика проведения экспериментальных исследований
3.1.1 Обоснование применения виброизмерительного комплекса для проведения натурных замеров
3.1.2 Программные средства обработки и анализа экспериментальных данных
3.1.3 Отработка методики проведения замеров по регистрации динамического воздействия транспортных средств
3.2 Характеристика участков наблюдения эксплуатируемых автомобильных дорог
3.3 Регистрация спектра воздействия автомобиля на покрытие
3.4 Адекватность разработанной модели
3.4 Регистрация отклика системы на проезд грузового и легкового автотранспорта
3.6 Определение резонансных режимов воздействия
3.7 Выводы по главе III
ГЛАВА IV. ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ПРЕГРУЗОК ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
4.1 Оценка динамического воздействия транспортных средств на дорожные конструкции. Определение коэффициента динамичности
4.2 Дополнительные области применения разработанной модели
4.2.1 Оценка ровности дорожных покрытий международным индексом ровности 1К
4.2.2 Оценка безопасности движения с выявлением опасных режимов движения
4.2.3 Оценка комфортности движения с учетом ровности дорожного покрытия
4.3 Результаты оценки динамического воздействия транспортных средств на эксплуатируемые автомобильные дороги
4.4 Предложения по снижению динамических перегрузок участков наблюдения на основе разработанных методик оценки
4.5 Выводы по главе IV
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На покрытии всегда есть малые понижения и возвышения микропрофиль, образующиеся как на стадии строительства учитывая условия производства работ при современных машинах и технологических процессах, так и в процессе эксплуатации в результате совместного воздействия автомобилей и атмосферных факторов. Движение по неровному покрытию сопровождается ударами, колебаниями колес и кузова автомобиля, что обуславливает увеличение динамических перегрузок на дорожные конструкции. Исследования по определению характера воздействия автомобиля на покрытие автомобильной дороги впервые проводились в начале XX века в Германии. Целью данных исследований являлась характеристика воздействия цельнорезиновых шин автомобиля на покрытие автомобильной дороги. Было установлено, что движущейся автомобиль и дорогу следует рассматривать как единое целое, и они должны быть приспособлены к оптимальному взаимодействию так, чтобы потребности каждого из них были удовлетворены как можно полнее . В дальнейшем эти выводы, опираясь на положения системного подхода в рассмотрении сложных многоуровневых систем, вылились в концепцию исследования автомобильной дороги, как системы ВОДШ1ШЬАВТОМОБИЛЬДОРОГАСРЕДА и выявление внутренних взаимосвязей компонентов системы. Результатом этих исследований явилась замена цельнорезиновых шин автомобилей пневматическими, что позволило уменьшить нагрузку на узлы и агрегаты автомобиля, улучшить плавность хода, повысить скорость движения, а также уменьшить разрушающие воздействия автомобильного транспорта на дорожное покрытие. С переходом на пневматические шины и отказом от цельнорезиновых, исследования взаимодействия автомобильного транспорта и дорожного покрытия переходят на новый уровень развития. К тридцатым годам двадцатого века исследования динамического воздействия движущегося автотранспорта на дорожную одежду получили значительное развитие и были сделаны выводы, на которых строились все дальнейшие исследования в этой области. Первые подробные теоретические исследования вертикального динамического воздействия автомобиля на дорогу выполнили Е. Клоппел и Н Мопперт 9. Рассматривая движение автомобиля по неровному покрытию, З. А. Круцух отмечал, что динамическая составляющая давления имела периодический характер, изменяясь с частотой колеблющейся инерционной массы колеса. Анализируя изменения вертикального давления на покрытие с произвольным микропрофилем при движении автомобиля, М. При движении грузового автомобиля без амортизаторов в зоне высокочастотного резонанса динамическое давление превышает статическую нагрузку в 3 раза, в то время как при наличии амортизаторов оно составляет . Изучая условия эксплуатации дорожных одежд, А. К. Бируля, НЛ. Говорущенко, Д. В. Ермакович 9,,, установили, что при некоторых неблагоприятных условиях движения автомобильного транспорта по глубоким высоким неровностям давление на покрытие может в несколько раз превышать статическое давление. Степень изменчивости динамического воздействия автомобиля на покрытие при движении по отношению к статическому воздействию определяется коэффициентами динамичности
минимальныйКДИ максимальныйКДИ макс . Рмин, Рмакс минимальное м максимальное давления от колеса на покрытие при движении автомобиля, Рстат статическое давление колеса на покрытие. Коэффициент динамичности зависит от скорости движения характеристик автомобиля и ровности дорожного покрытия. ГКогиБСЙке и Е. Еббсгб 5 вводят понятие коэффициента динамичности, представляющего отношение полной нагрузки от колеса к статической. Значение этого коэффициента зависит от загруженности автомобиля. Для грузовых автомобилей при полной номинальной нагрузке он составляет 1,,8, для ненагруженного 2,,4. При увеличении скорости движения коэффициент динамичности возрастает сначала быстро, затем медленнее. При высоких скоростях его значение остается практически постоянным. При проведении натурных экспериментов, включающих в себя проезд различных автомобилей по неровным участкам усовершенствованных покрытий, Бабков В. Ф.5 установил, что с увеличением скорости движения, давление колеса на дорожное покрытие увеличивается в раза рис. Рис. Исследования по определению коэффициента динамичности и зависимостей динамического давления от типов покрытия и массы автомобилей проводились в Германии профессором Р. Коеслером 4.