СТАНДАРТ СЭВ

СТ СЭВ 5497-86

ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ
МЕЖДУНАРОДНЫЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
И ИХ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ УСТАНОВКОЙ
ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ (УДН)

 

 

 

Москва

Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 17 марта 1987 г. № 60 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 5497-86 «Дороги автомобильные международные. Определение несущей способности дорожных конструкций и их конструктивных слоев установкой динамического нагружения (УДН)»

введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР

в народном хозяйстве СССР                                                                                с 01.07.87

в договорно-правовых отношениях

по сотрудничеству                                                                                                с 01.07.87

 

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.

Утвержден Постоянной Комиссией по сотрудничеству в области стандартизации Светозарево, июнь 1986 г.

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 целей точностью производится на испытательном стенде.

4.2. Испытательный стенд представляет собой фундаментный блок из бетона массой ³ 2000 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 ³ 100 kg).

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 испытаний 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 регистрации 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 - точка 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 значений 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 a от оси нагрузки (W_1i), выраженной в миллиметрах, округленное до 0,01 mm;

3) значение контактного напряжения (σ_i) 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 (Е_vdi), 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;

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

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

                                                         (3)

или при а = 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 с 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 - 1, n);

t - значение коэффициента Стьюдента для доверительной вероятности 95 %;

S_W0 - стандартное отклонение величины W_0i от среднего значения ;

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

,                                                        (6)

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

S_Evd - стандартное отклонение величины Е_vdi 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 R_di, определенных в п точках измерения, 10³ mm; (порядковый номер места измерения i = 1, 2, 3, ..., n - 1, n);

S_Rd - стандартное отклонение величины R_di 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;

Е_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;

σ -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 нагрузка и точкой измерения амплитуды деформации w₁;

а = const = 225 mm;

i - обозначение порядкового номера измерения;

 - среднее арифметическое значение величины W_0i;

 - среднее арифметическое значение величины σ_i;

 - среднее арифметическое значение величины Е_vdi;

S_W0 - стандартное отклонение величины W_0i от среднего значения ;

S_Evd - стандартное отклонение величины Е_vdi от среднего значения ;

S_Rd - стандартное отклонение величины R_di 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 %;

Е_vd/95 - нормативный для участка дороги модуль упругости со статистической надежностью 96 %;

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

Конец

ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ КЛЮЧЕВЫХ СЛОВ/ДЕСКРИПТОРОВ*

* Дескрипторы тезауруса СЭВ по стандартизации выделены полужирным шрифтом.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

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

2. Тема - 23.800.09-83.

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

4. Сроки начала применения стандарта СЭВ:

5. Срок проверки - 1991 г.

СОДЕРЖАНИЕ