Принципиальная схема установок динамического нагружения

а ¾ установка с жестким штампом

б ¾ установка с гибким штампом

Рис. 1.1

Установки динамического нагружения с жестким штампом снабжено подвижным грузом 1, при сбрасывании которого на амортизатор 2 в виде стальной пружины или прокладки из упругого материала (например, специальная резина) возникает динамическое усилие, которое через круглый штамп 3, равновеликий отпечатку колеса расчетного автомобиля, воздействует на дорожную одежду (см. рис. 1.1. а).

Величину среднего удельного давления Р под жестким штампом диаметром D для данного динамического усилия вычисляют при расчете фактического модуля упругости Е_ф по формуле:

Р = , МПа (1.4)

При расчете по формуле (1.4) принимают размерности Q ¾ в кН, D ¾ в м.

В установках динамического нагружения с гибким штампом (рис. 1.1. б) подвижной груз 1 при своем падении на амортизатор 2 передает динамическое усилие дорожной одежде через траверсу 3 и пневматическое колесо 4, которое одновременно играет роль и основного амортизатора, и гибкого штампа.

Величину диаметра круга D, равновеликого отпечатку колеса при удельном давлении воздуха в шинах Р_ш и динамической нагрузке для расчета фактического модуля упругости по результатам испытаний установкой динамического нагружения с гибким штампом вычисляют, используя зависимость:

D = , м (1.5)

В процессе расчета по формуле (1.5) следует принимать размерности Q ¾ в кН, Р_ш ¾ в МПа.

Для измерения вертикальных перемещений (прогибов) дорожной одежды при испытаниях установками динамического нагружения применяют различные датчики инерционного типа с фиксацией величины прогиба на магнитной или бумажной ленте, фотопленке и др. Возможно применение цифропечатающего устройства, позволяющего непосредственно в процессе испытаний выдавать на бумаге отпечатанные величины упругих прогибов, либо вычисленных по их величине модулей упругости. Применение магнитной ленты позволяет передавать результаты испытаний непосредственно на ЭВМ для их дальнейшей обработки.

Современные установки динамического нагружения работают в автоматическом или полуавтоматическом режиме, что обеспечивает им высокую производительность. Динамическая (кратковременная) нагрузка в наибольшей степени соответствует воздействию на дорожную одежду колеса движущегося на перегоне автомобиля. Особенно это относится к установкам динамического нагружения с гибким штампом (например, УДН-НК).

Модуль упругости дорожной одежды, определенный в результате испытаний установками динамического нагружения, является динамическим (Е_д) и при оценке прочности дорожной одежды его следует сопоставлять с общим расчетным модулем (Е_тр.р), вычисленным, исходя из требуемого динамического модуля упругости (Е_тр.д)

Генераторы колебаний сообщают дорожной одежде многократно повторяющуюся колебательную нагрузку. При этом прочность дорожной одежды характеризуют по величине амплитуды колебаний одежды или по скорости распространения колебаний.

При испытаниях дорожной одежды колесом движущегося автомобиля осложнено измерение прогиба одежды. Поэтому большинство из таких установок для получения необходимых результатов должны двигаться со скоростью 2 - 5 км/час, что не соответствует распространенным скоростям движения автомобилей на перегоне. Установленные в этом случае модули упругости дорожной одежды можно характеризовать как модули при малой скорости нагружения (Е_ос) и их следует сопоставлять с общим расчетным модулем (Е_тр.р), вычисленным на основе требуемого модуля при малой скорости нагружения (Е_тр.ос).

3.3. Для измерения прогибов дорожной одежды при статическом нагружении применяют рычажные прогибомеры (наиболее распространен длиннобазовый прогибомер КП-204). В результате испытаний статической нагрузкой получают статические модули упругости (Е_с), которые при оценке прочности следует сравнивать с общими расчетными модулями (Е_тр.р), вычисленными, исходя из требуемого статического модуля (Е_тр.с).