Mechanika nawierzchni drogowych w zarysie

Przedmowa IX Oznaczenia X 1. Wprowadzenie 1 2. Model geometryczny i parametryzacja nawierzchni drogowej 4 3. Deformacja i ruch nawierzchni drogowej – stan przemieszczenia i odkształcenia 13 3.1. Deformacja nawierzchni drogowej 13 3.2. Stan przemieszczenia nawierzchni drogowej 16 3.3. Stan odkształcenia nawierzchni drogowej 20 3.4. Kinematyka nawierzchni drogowej 30 4. Siły zewnętrzne i wewnętrzne działające na nawierzchnię drogową 37 4.1. Charakterystyka i klasyfikacja ogólna sił 37 4.2. Stan naprężenia w nawierzchni drogowej 49 4.3. Siły bezwładności w nawierzchni drogowej 54 4.4. Równania ruchu i naprężeniowe warunki brzegowe – równania równowagi 55 4.5. Zasada prac wirtualnych 62 4.6. Zasada zesztywnienia 65 5. Modele mechaniczne materiałów nawierzchni drogowych 68 5.1. Modele fenomenologiczne materiałów – charakterystyka ogólna 69 5.2. Modele fizyczne materiałów 74 5.2.1. Wprowadzenie 74 5.2.2. Materiał sprężysty – materiał liniowosprężysty Hooke’a, sprężysto-kruchy i sztywno-sprężysty 81 5.2.3. Materiał lepki – materiał liniowolepki Newtona, lepko-kruchy i sztywno-lepki 85 5.2.4. Materiał lepkosprężysty – materiał Kelvina–Voigta 94 5.2.5. Materiał sprężystolepki – materiał Maxwella 105 5.2.6. Materiał Bürgersa 118 5.2.7. Materiał plastyczny – deformacje plastyczne 149 5.2.8. Materiał plastyczny – plastyczne płynięcie 156 5.2.9. Inne materiały 159 5.3. Relacje konstytutywne materiału w dowolnym stanie naprężenia i odkształcenia 163 5.3.1 Uwagi wstępne 163 5.3.2. Materiał B¨urgersa – relacje konstytutywne elementów składowych i wynikowe równania konstytutywne 166 5.3.3 Równania konstytutywne materiału liniowosprężystego 173 6. Zjawiska termiczne w nawierzchni drogowej 176 6.1. Charakterystyka ogólna zjawisk termicznych w nawierzchni drogowej 176 6.2. Odkształcenia termiczne 178 6.3. Wpływ temperatury na właściwości mechaniczne materiałów drogowych 181 6.4. Przepływ ciepła przez nawierzchnię drogową – rozkład temperatury 182 7. Modele mechaniczne podłoża nawierzchni drogowej 202 7.1. Modele podłoży nawierzchni – charakterystyka ogólna 203 7.2. Modele powierzchniowe podłoża typu Winklera 204 7.2.1. Podłoże klasyczne Winklera 205 7.2.2. Podłoże wielokierunkowe Winklera 206 7.2.3. Podłoże nieliniowe Winklera 206 7.2.4. Podłoże sprężysto-lepko-plastyczne Winklera 207 7.2.5. Podłoże inercyjne Winklera 207 7.2.6. Podłoże jednostronne Winklera 208 7.3. Modele powierzchniowe podłoża typu Kerre’a 208 7.3.1. Uogólnione podłoża sprężyste Winklera 208 7.3.2. Podłoże sprężyste Kerre’a 213 7.3.3. Uogólnienia podłoża Kerre’a – układ warstw typu SBS 215 7.4. Modele przestrzenne podłoża 216 7.4.1. Półprzestrzeń sprężysta – zagadnienie Boussinesqua 216 7.4.2. Warstwa lub półprzestrzeń sprężysta z efektami inercyjnymi i reologicznymi 219 7.4.3. Podłoże wielofazowe – konsolidacja podłoża 241 7.4.4. Podłoże ziarniste typu Kandaurowa 249 7.5. Modele trójwymiarowe podłoża zredukowane do modeli dwuwymiarowych 251 7.5.1. Podłoże Własowa 251 7.5.2. Zastępcze podłoże Winklera 256 8. Modele obciążenia nawierzchni drogowej pojazdami 259 8.1. Modele obciążenia nawierzchni pojazdami – charakterystyka ogólna 259 8.2. Oddziaływanie opony koła pojazdu na nawierzchnię 260 8.3. Oddziaływanie koła i osi pojazdu na nawierzchnię 263 8.4. Oddziaływanie pojazdu na nawierzchnię – obciążenie ruchem drogowym 271 9. Modele mechaniczne konstrukcji nawierzchni drogowej 277 9.1. Modele matematyczno-fizyczne konstrukcji nawierzchni drogowych – charakterystyka ogólna 278 9.2. Modele przestrzenne konstrukcji nawierzchni drogowej 281 9.3. Modele powierzchniowe konstrukcji nawierzchni drogowej 298 9.3.1. Model Kirchhoffa 299 9.3.2. Model Hencky’ego–Mindlina 309 9.3.3. Model układu warstw 322 10. Rozwiązywanie zagadnień mechaniki nawierzchni drogowych – przykłady 334 10.1. Wprowadzenie 334 10.1.1. Zagadnienia mechaniki nawierzchni drogowych – charakterystyka ogólna 334 10.1.2. Metody rozwiązywania zagadnień mechaniki nawierzchni drogowych – charakterystyka ogólna 335 10.2. Zastosowania metod analitycznych 337 10.2.1. Deformacja stacjonarna półprzestrzennego układu warstw liniowosprężystych nawierzchni drogowej podatnej 337 10.2.2. Deformacja quasi-stacjonarna półprzestrzennego układu warstwlepko-sprężystych liniowo i liniowosprężystych nawierzchni drogowej podatnej pod działaniem ruchomego obciążenia 370 10.2.3. Deformacja dynamiczna nieograniczonego układu warstw liniowosprężystych nawierzchni drogowej podatnej – drgania i fale w nawierzchni 414 10.2.4. Deformacja płytowa stacjonarna konstrukcji nawierzchni – ugięcia i sztywność układu warstw 433 10.3. Zastosowania metod numerycznych 449 10.3.1. Deformacja stacjonarna układu liniowosprężystych warstw nawierzchni drogowej podatnej – tworzenie modeli MES i ich weryfikacja 449 10.3.2. Deformacja stacjonarna nawierzchni drogowej sztywnej. Zagadnienie Westergaarda 578 Dodatek. Zarys Metody Elementów Skończonych 587 D.1. Wprowadzenie – charakterystyka ogólna MES 587 D.2. Algorytm przemieszczeniowy MES w zagadnieniach liniowych 590 D.3. Zagadnienia 3D w MES 607 D.4. Zagadnienia płytowe 2D w MES 620 D.5. Dokładność rozwiązań w MES 647 D.6. Całkowanie numeryczne i kwadratury Gaussa – współrzędne barycentryczne 652 D.7. Literatura MES 660 Literatura 662