Zapewne spotkałeś się z terminem „trwałość zmęczeniowa” wielokrotnie. Ale co to tak właściwie oznacza? Aby lepiej zrozumieć, dlaczego projektowanie nawierzchni drogi wymaga uwzględnienia trwałości zmęczeniowej, czyli dlaczego konstrukcja nawierzchni powinna być zaprojektowana tak, aby nie przekroczyć granic stanów granicznych nośności i użyteczności przez okres eksploatacji.
Trwałość zmęczeniowa
Nawierzchnie asfaltowe: Dla nawierzchni z warstwami asfaltowymi, trwałość zmęczeniową określa się jako liczbę obciążeń, wyrażoną w równoważnych osiach standardowych, jaką konstrukcja nawierzchni może wytrzymać do wystąpienia stanu krytycznego, zdefiniowanego przez liczbę spękań zmęczeniowych warstw asfaltowych lub głębokość kolein strukturalnych.
Nawierzchnie betonowe: W przypadku nawierzchni z płytkami betonowymi, trwałość zmęczeniową określa się poprzez wyznaczenie naprężeń w betonie. Oprócz obciążenia od koła pojazdu, przy projektowaniu konstrukcji sztywnych należy również uwzględnić zmiany temperatury, które mogą istotnie wpłynąć na rozkład sił w płycie betonowej.
Kryteria zmęczeniowe nawierzchni podatnych i półsztywnych
Trwałość zmęczeniowa: Do obliczenia trwałości zmęczeniowej nawierzchni podatnych stosuje się kryterium zmęczeniowe warstw asfaltowych oraz kryterium deformacji trwałych konstrukcji drogi. Dla konstrukcji półsztywnych, z podbudową stabilizowaną spoiwem hydraulicznym bezpośrednio pod warstwami asfaltowymi, stosuje się również kryterium spękań warstwy związanej.
Kryteria zmęczeniowe nawierzchni sztywnych
Modele obliczeniowe: W Polsce stosowane są różne modele, m.in. model Westergaarda, model sprężystej półprzestrzeni warstwowej i model płyty o skończonych wymiarach leżącej na wielowarstwowej półprzestrzeni sprężystej.
Wymiarowanie płyty betonowej: Można stosować kilka metod, takich jak metoda OSŻD, metoda brytyjska, metoda PCA i metoda AASHTO.
Trwałość zmęczeniowa nawierzchni betonowej: Ostateczną trwałość zmęczeniową nawierzchni sztywnej wyznacza się na podstawie naprężeń w płycie betonowej od cyklicznego obciążenia kołem oraz zmian temperatury.
