ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИЯХ СОВРЕМЕННЫХ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ Покрытия, усиленные цементобетоном из "Аэродромные покрытия Современный взгляд " В процессе эксплуатации аэродромные покрытия подвергаются воздействию нагрузок от воздушных судов и природно-климатических факторов. Под влиянием последних в основаниях покрытий происходят тепло- и массообмен, промерзание и оттаивание грунтов. Прочностные характеристики и устойчивость грунтов и искусственных оснований аэродромных покрытий в годовом цикле изменяются в широких пределах, что влияет на их прочность и несущ то способность. [c.42] Вопросы поведения грунтов изучает механика, на основе которой за столетнюю историю аэродромных покрытий накоплен достаточно обширный научный материал, позволяющий рассчитывать и конструировать надежные основания. [c.42] Герсеванов, В.А. Флорин, Н.А. Цытович, Н.П. Пузыревский, О.А. Савинов, П.Н. Минаев, Н.Н. Маслов, Б.М. Долматов, Н.Н. Ермолаев и др. Их исследования позволяют прогнозировать поведение грунтов и разрабатывать методы расчета оснований и фундаментов для широкого класса инженерных сооружений. [c.42] Исследования оснований дорожных (в меньшей степени аэродромных) покрытий столь обширны не только по своему объему, но и по направлениям (свойства грунтов, классификация и нормирование, распределение напряжений при статических и динамических нагрузках, деформации оснований, модели грунтов и оснований при их работе в статике и в динамике, прочность и устойчивость оснований, водоотвод и т.д.), что приходится остановиться лишь на менее изученных вопросах этой обширной проблемы, а именно на кратком освещении исследований по учету влияния сезонных изменений свойств грунтов оснований на работу жестких покрытий при воздействии эксплуатационных нагрузок. [c.43] Эти разработки, в свою очередь, включают в себя много разносторонних задач, поэтому в контексте последующего изложения остановимся на наиболее значимых, на наш взгляд, исследованиях. [c.43] Как отмечалось выше, исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными в области дорожного и аэродромного строительства, позволили установить, что эксплуатационные и ресурсные характеристики покрытий в значительной степени определяются тепловлажностным состоянием грунтовых оснований. В нашей стране экспериментальные исследования и теоретические обобщения по вопросу сезонных изменений несущей способности покрытий, по-видимому, впервые были приведены в работах И.И. Черкасова. Натурные штамповые испытания песчаных грунтов, осуществленные И.И. Черкасовым на полигоне НИАИ ВВС в 1953-1955 гг, показали, что разброс в деформативных характеристиках оснований в разные сезоны года значителен (некоторые характеристики грунтов изменялись более чем в 100 раз). [c.43] В 1954-1957 гг Л.И. Манвеловым и Э.С. Бартошевичем были проведены многочисленные испытания грунтов штампами различных диаметров, установленными как на поверхности грунта, так и на различных глубинах испытаны пылеватые и лессовидные суглинки, супеси и пылеватые супеси, пески пылеватые, мелко-среднезернистые, гравелистые. Комплексом испытаний были охвачены все климатические зоны на территории европейской части страны. На основании этих испытаний был установлен расчетный период года — период весенней распутицы, когда грунты основания имеют наихудшие деформативные характеристики, и определено, что распределительной способностью грунтов в этот период можно пренебречь, поэтому в качестве модели грунтового основания вполне допустимо использовать гипотезу Винклера. [c.43] Тщательность проведенных испытаний, их всесторонность позволили авторам обобщить результаты исследований и на многие годы определить как принципы проектирования, так и направления исследований в области расчета жестких покрытий аэродромов. [c.43] Глубокие исследования по вопросам, связанным с сезонными изменениями свойств грунтов применительно к полевым грунтовым аэродромам, были проведены А.С. Смирновым [232]. [c.44] В нашей стране также проводились многочисленные исследования по изучению сезонных изменений несущей способности дорожных одежд. Еще в 1935 г. [c.44] Пузаковым на опытной дорожной станции Ленинградского автодорожного института были начаты исследования по определению сезонных изменений параметров грунтовых оснований автомобильных дорог. Накопление и статистическая обработка результатов многолетних наблюдений за распределением влажности и плотности грунтов в массиве, глубиной промерзания и оттаивания, пучением и осадками привели к теории определения расчетного состояния грунтов в зависимости от климатических и гидрологических условий, конструкции дорожной одежды и свойств грунтовых оснований [202, 203]. Ввиду того что разработанная теория вплоть до 80-х годов составляла основу действовавших в то время методик по учету влияния тепловлажностного состояния грунтовых оснований на прочность покрытий, остановимся на ее основных положениях подробней. [c.44] по данной теории при расчете покрытий особое внимание уделяется периодам наибольшего изменения влажности и степени уплотнения грунтов, когда происходит интенсивное накопление деформаций от действия эксплуатационных нагрузок или наибольшее изменение объема грунта и развитие связанных с этим деформаций пучения и осадки покрытия. В районах с сезонным промерзанием таким расчетным периодом года является зимне-весенний период. Расчетное состояние грунта предложено определять на основании многочисленных наблюдений с учетом вероятности повторения наиболее неблагоприятных погодных условий в течение проектного срока службы покрытия. Считается, что накопление деформаций от нагрузок в покрытии происходит в течение всего периода снижения несущей способности грунта. Поэтому за расчетную влажность принимают средневзвешенное значение за расчетный период — от начала оттаивания грунта до его высыхания. Второй важной характеристикой расчетного периода является его продолжительность, которая зависит как от географического расположения местности (выделено пять дорожно-климатических зон), так и от местных источников увлажнения (нормируются три тина гидрологических условий). В свою очередь, каждый участок с одинаковыми гидрологическими условиями местности подразделяется но виду грунта в основании покрытия. [c.44] Дальнейшие исследования инженеров-дорожников были направлены, с одной стороны, на более дифференцированный учет влияния погодно-климатиче-ских особенностей регионов на влажность грунтовых оснований, типа местности по условиям увлажнения, а с другой — на установление корреляционных зависимостей между основными свойствами грунтов. [c.44] По тем же направлениям ведут исследования и зарубежные специалисты. [c.44] Таким образом, к 80-м годам сформулировался определенный подход к учету сезонных изменений свойств грунтов оснований. Этот подход характерен тем, что при расчете как аэродромных, так и дорожных покрытий выделяется расчетный период, характеризующийся минимальным значением деформативных характеристик грунтов основания. При расчете дорожных покрытий считается, что накопление в них повреждений происходит, в основном, только в этот период. Проектирование аэродромных покрытий осуществляется с учетом воздействия расчетной нагрузки за весь период эксплуатации. [c.45] Исследования в области аэродромного строительства направлялись на уточнение на основе испытаний грунтовых оснований и покрытий различными нагрузками модельных представлений о работе грунтовых оснований в различные периоды года. [c.45] С 80-х годов в исследованиях по изучению сезонных изменений несущей способности аэродромных и дорожных покрытий намечается тенденция на установление непосредственной взаимосвязи между деформативными характеристиками грунтовых оснований и параметрами их тепловлажностного состояния. [c.45] научно-технической лабораторией армии США для районов с холодным климатом была выполнена шестилетняя программа исследований по прогнозированию промерзания грунтов в основании дорог и аэродромов [306]. В резупьтате этой работы создана методика проведения испытаний по определению модуля упругости промерзших, оттаявших и восстановивших эксплуатационные свойства грунтов. Стандартные методы статистического анализа позволили получить эмпирические выражения для определения модуля упругости грунта в зависимости от содержания воды в мерзлом грунте, давления влаги, напряженного состояния, а в ряде случаев — от плотности сухого и восстановившегося грунта. [c.45] В нашей стране начиная с 1980 г под руководством В.А. Макагонова подобные исследования проводил О.А. Слащилин [230]. Ими ставилась цель установить взаимосвязь между характером распределения температуры в промерзающем се-зонно-талом грунте в районах вечной мерзлоты и несущей способностью жестких покрытий. Исследования выполнены теоретически и экспериментально в лабораторных условиях. Это была, по-видимому первая попытка построить модель работы покрытий на мерзлом грунте при действии эксплуатационных нагрузок с использованием теоретического, достаточно строгого определения характера распределения температур в мерзлом грунте (рассматривалась одномерная задача Стефана при наличии двух фронтов промерзания). [c.45] Вернуться к основной статье