СОВЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ВЗАИМОПОМОЩИ
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
СОВЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ВЗАИМОПОМОЩИ
|
СТАНДАРТ СЭВ
|
СТ СЭВ
5497-86
|
|
ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ МЕЖДУНАРОДНЫЕ
Определение несущей способности дорожных конструкций и их
конструктивных слоев установкой динамического нагружения (УДН)
|
|
|
|
Группа Ж81
|
|
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
Случай
|
Время
действия падающего груза, s
|
Размеры
нагружаемого штампа стальной плиты с отверстием диаметром 70 mm в центре
|
диаметр,
mm
|
толщина,
mm
|
I
|
От
0,022 до 0,025
|
340
|
35
|
II
|
» 0,090
» 0,110
|
500
|
25
|
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
Случай
|
Поверхность
испытания
|
Диаметр
плиты d, mm
|
Контактное
напряжение* σ, N/mm2
|
I
|
Поверхностный слой
|
340
|
0,60
|
Верхний несущий слой
|
340
|
0,45
|
II
|
Нижний несущий слой
|
500
|
0,20
|
Грунтовое основание
|
500
|
0,10
|
Подстилающий грунт
|
500
|
0,10
|
* 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 (Fi), в ньютонах, округленное до 1 N;
2) среднее значение амплитуды упругой деформации нагруженной поверхности
по оси нагрузки (W0i) и амплитуды упругой деформации на расстоянии a от оси нагрузки (W1i), выраженной в миллиметрах, округленное до 0,01 mm;
3) значение контактного напряжения (σi) 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 (Еvdi), в ньютонах на квадратный
миллиметр, округленное до 1 N/mm2, вычисляют по формуле
, (2)
где W0i
- 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 (Rd), 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;
W1i
- 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 W0i, 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 %;
SW0
- стандартное отклонение величины W0i от среднего значения ;
2) значение модуля упругости (Еvd/95), выраженного в ньютонах на квадратный метр, округленное до 1 N/mm2, по формуле
, (6)
где - среднее
арифметическое значений Еvdi определенных в n точках
измерения, N/mm2 (порядковый номер места
измерения, i = 1, 2, 3, ..., n - 1, n);
SEvd - стандартное отклонение величины Еvdi от среднего значения Еvd, N/mm2;
3) значение радиуса кривизны (Rd/95),
выраженного в миллиметрах, округленное до 103 mm, по формуле
, (7)
где - среднее
арифметическое значений Rdi, определенных в п точках
измерения, 103 mm; (порядковый номер места
измерения i = 1, 2, 3, ..., n - 1, n);
SRd - стандартное
отклонение величины Rdi 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;
Еvd - модуль упругости, определенный по амплитуде деформации w0, N/mm2;
Rd - 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 W0i;
- среднее арифметическое
значение величины σi;
- среднее арифметическое
значение величины Еvdi;
SW0 -
стандартное отклонение величины W0i от
среднего значения ;
SEvd - стандартное отклонение величины Еvdi от среднего значения ;
SRd - стандартное отклонение величины Rdi 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 %;
Еvd/95
- нормативный для участка дороги модуль упругости со статистической надежностью
96 %;
Rd/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.
Ключевые слова/дескрипторы: дороги автомобильные,
методы испытаний, конструкции дорожные, способности несущие, установка
динамического нагружения (УДН), модуль упругости.
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:
Страны - члены СЭВ
|
Сроки
начала применения стандарта СЭВ
|
в договорно-правовых
отношениях по экономическому и научно-техническому сотрудничеству
|
в
народном хозяйстве
|
НРБ
|
Июль
1988 г.
|
Июль
1988 г.
|
ВНР
|
|
|
СРВ
|
|
|
ГДР
|
Январь
1987 г.
|
Июль
1987 г.
|
Республика
Куба
|
|
|
МНР
|
|
|
ПНР
|
-
|
-
|
СРР
|
-
|
-
|
СССР
|
Июль
1987 г.
|
Июль
1987 г.
|
ЧССР
|
Январь
1989 г.
|
Январь
1989 г.
|
5. Срок проверки - 1991 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Сущность метода. 1
2.
Общие положения. 1
3.
Испытательное оборудование. 2
4.
Калибровка удн. 2
5.
Подготовка к испытаниям.. 3
6.
Проведение испытаний. 3
7.
Обработка результатов. 4
Приложение.
Обозначения, принятые в стандарте. 5
Информационное приложение. Перечень ключевых
слов/дескрипторов. 6
|