автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Исследование температурного режима асфальтобетонных покрытий с целью учета совместного действия подвижных нагрузок и изменения температуры

МИНИСТЕРСТВО НИЗКИ, ВНС1ЕИ 1КОЛН И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рдкописи

ШЙИИЯН ФЙЭЗ АЛИ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕША АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИИ С ЦЕЛЫ) УЧЕТА СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНЫХ НАГРИЗОК И ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

05.23.11 - Строительство автомобильных дорог и аэродромов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1992

' > :/>/,

■■ I /■ К.

Работа выполнена на кафедре строительства и эксплуатации автомобильных дорог Московского автоыобильно-дорожного института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор НОСОВ В.П.

Официальные оппоненты - доктор технических наук

профессор ТРЙГОНИ В.Е.

кандидат технических наук МЕРЗЛИХИН А.Е.

Ведущая организация - ПРОМТРАНСЙИИПРОЕКТ

Защита состоится "23_"___ишя_____1992 г. в _Ю__ ч. в

ауд._42__ на заседании специализированного совета Д 053,30.01

ВАК при Московском ордена Трудового Красного Знаиени автоно-бильно-дорозноы институте по адресу: 125829, ГСП, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64.

С диссертацией нонно ознакомиться в библиотеке института.

Телефон для справок 155-03-28.

Автореферат разослан "_______1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета Д 053.30.01 ВАК при ЩИ, канд.техн.наук, доцент

й.И.СИТНИКОВ

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

йктцальиость работа. Зкономкчкне и безопасные условия двияения евтоиобильного транспорта во кногов определяется состоянием верхних слоев доромных оденд, от которого зависят васнейвие транспортио-зксплуатациокнке качества автоаобильной дороги.

Иноголетние исследования .и опыт эксплуатации асфальтобетонных покрытий показывает, что их работоспособность непосредственно зависит от температурной устойчивости, особенно в слоеных климатических условиях, при наличии тявелых транспортких нагрузок.

Применявшиеся в настоящее время в Сирии кетодн расчета доронных одеяд неаесткого типа не достаточно дчитывавт клнка-тичесинв особенности, отдичавциеся слоенки теышратурнки режимом. Ииепт место случаи прсвдевренешшго разрушения асфальтобетонных покрытий вследствие недостаточное температурной устойчивости. Б связи с этим актуальный вспрзсом является по-высение кадевности дарояных одеяд на основе зчета совместного действия транспортных нагрузок и высоких температур, характер-ннх для условий Сирии.

Цедьп дкссертзцкзккой работа является разработка математической цодели температурного реяика асфальтобетонных покрытий для учета совместного воздействия подвигннх нагрузок и изменений температуры при проектировании дороякнх одеад и прогнозировании их работоспособности.

Наччная новизна работы заклвчается в тон,- что получека математическая модель' температурного реаима дороякой одевды, позволяоцая уточнить методику прогнозирования работоспособности незестких дорожных одеад с учетов совместного действия транспортных нагрузок и изменения температурного ревииа дорожной конструкции. 3 той числе:

1. Разработана математическая модель изкенения температуры по глубине дороякой одеяды в зависимости от периода года и времени суток.

2. Проверена адекватность модели по результатам измерений температурного ресииа доросной одегды в полевих условиях.

3. Обоснован способ определения коэффициентов приведения температурных условий к расчетным.

I ¡4. Разработана кетодика оценки совиестнзго действия тем- \

пературн и нагрузки на основе предлагаемой математической модели.

Практическая ценность. Представленные математическая модель и программа позволяет учитывать суточные изменения температуры асфальтобетонного покрытия и изменения интенсивности движения в течение суток при оценке пластических деформаций и вычислять коэффициенты приведения по температурным условиям.

Реализация работы. Математическая модель реализована в виде, программы для ПЭВМ по. прогнозирование температурного режима дорохных одехд. Разработаны рекомендации по ее применение.

Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и рекомендована к защите на заседании кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог НАДИ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, облих выводов, пяти приложений, и содержит 222 страницымааинописиого текста, 59 рисунков, 14 таблиц, списка использованной литературы из 1'44 наименований,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулирована цель работа, изложена научная новизна и практическая ценность работк.

Б первой главе рассмотрена особенности сети автомобильных дорог и состояния дорожных одехд в сложных климатических условиях Сирии, проведен анализ исследований температурного рехима асфальтобетонных покрытий. Установлено, что основными факторами. действующими на прочность дорожных одехд с асфальтобетонными покрытиями в условиях сухого.жаркого климата, является температура асфальтобетона, величина'автомобильной нагрузки и повторяемость ее действия.

Исследование температурной устойчивости асфальтобетонных покрытий, и, в частности, критических температур посвящены исследования Б.К.Ладыгина, Я.Н.Ковалева, Л.И.Горецкого, Я.Махмудова, К.Г.Бабаева, Н.В.Натлакова, К.ФЛумчика, В.Н.Гайво-ронского, Н.Н.Иванова. й.В.Руденского. И.Й.Рыбьева, В.Н.Йнти-пова, а такае Д.Дунстана, Б.Калиеса, П.Манвлина, Е.Дикинсона и др. В результате установлены зависимости для определения расчетных температур асфальтобетонных покрытий в зависимости от температуры воздуха и интенсивности солнечного облучения.

При этом ставилась задача установить критические значения температуры, позволяпцие учитывать физические свойства материала покрытий и климатические параметры в некоторые фиксированные моменты времени, что не позволяет рассмотреть процесс изменения температуры покрытия с учетом сезонных и суточных колебаний климатических воздействий. Основой этих работ слунили результаты натурных наблидений,которые из-за больоой стоимости экспериментальных исследований охватывали ограниченный период времени, как правило, не превышавший несколько суток. В этих условиях возникает необходимость теоретического прогнозирования атмосферных воздействий и температурного ресииа асфальтобетонных покрытий. Фактической основой теоретического прогнозирования могут служить результаты многолетних наблпдений на метеорологических станциях.

Эти обстоятельства послуаили обоснованней разработки математической модели данного процесса и позволили установить следующие основные задачи диссертационного исследования.

1) проанализировать климатические особенности Сирии с точки зрения их влияния на температурный режии дорожных одегд;

2) разработать математическую модель прогнозирования температуры слоев доронных одеад и земляного полотка:

3) экспериментально исследовать температурный режим до-рогшой одежды в полевых условиях с целью проверки адекватности модели;

4) разработать предложения по приведения текущих температурных условий к расчетным;

5) разработать рекомендации по применению математической модели температурного ренина при проектировании дорожных одеад.

Вторая глава _ .посвящена теоретическим основам моделирования температурного режима "доронных одеяд применительно к условиям Сирии, В качестве исходных данных для моделирования рассмотрены и проанализирован« основные параметра климата Сирии, к которым относятся температура воздуха, солнечная радиация, скорость ветра, вланность воздуха, количество осадков, атмосферное давление. На основе обобщения и статистической оценки параметров погодно-клиыатических условий Сирии определены количественные значения факторов, злияащих на состояние дорожной оденды, определен характер функций вероятности распределения этих факторов по отдельным пэриодан года. Установлено, что перечисленные параметры на протяжении больней част,и $

годе является статистически независимыми. Данное обстогтальст-вс учтено при выборе общей структура иатснатическок"' иог,€ли температурного ренина дороаной одездк. При этом в ыодьль бали вклнчеик следузцке наиболее значимые факторы: среднесуточная температура воздуха, амплитуда суточных колебаний теь'лератури воздуха, интенсивность солнечной радиации я скорость ьетра.

Рассматривая каздый параметр в отдельности аоано утверждать. что величина его в конкретные сутки является случайной величиной, которая коает быть охарактеризована некоторой функцией распределении.

Дли получения реализации каздого параметра в вид* рядов псевдослучайных значений был применен нетод статистического нодатирования (¡¡о.чте-Карло). Недель метеорологических условия была представлена как совокупность нескольких поделай отдельных параметров.

Физиио-иатгаатическап постановка задачи о распространении теплового потока через дорэнНуа одеиду'к зьиланое полотна требует реиекия известного дифференциального уравнения теплопроводности:

г .р Л___Lis ill <n

Ц2) JT~ 8z LSu-i 32 J

гДе СВольная теплоемкость слоев дорогной одеадц к земляного полотна, ккал/кг.град; - плотность соответственно натериалсв к грунта, кг/к*3;

Jlp)- коэффициента теплопроводности материалов и грунта. ккад/м*2.г.град.

Как известно, для ревения задачи о нестационарной теплопередаче помиао уравнения, описывавшего процесс передачи тепла через конструкции, необходимо задать начальные условия, определявшие распределение температуры в толле конструкции в начальный момент времени, и граничные условия, определявшие условия теплообмена на поверхности покрытия и на некоторой глубине, где влияние сезонных и тех более суточных колебаний температуры малозначимы. Б качестве такой глубины выбрана глубина 3.2 и принятая в метеорологии.

Процесс изменения температуры поверхности покрытия принято связывать с атмосферными явлениями и представлять в виде двух составлявших: процесса изменения температуры воздуха и процесса изменения эквивалентной текпературн возникающей от,

дополнительного иегиоь-я поверхности гхжрглия за ¿чзт солнечной зздкации :

Процесс изкемегад тэнпечатурц лозду^а оил представлен <ла-триатическок Фор^иг^'Л слсдупаего зида:

гпо: ¡,ил - .:»«гк8счточяо2 'Iе^пгоатурц я »екоторке

сутки й; кссьца гпй,"..»;

/Ц., - ь^пл^туда суто^ки: иолеблнкА тетера: чездуха

!,- с\\~гл !), месяца !!, "раз.С; 'I" - тс; к у ¡1С г арс~я суток, г с&сах;

- ¡¡глопгя частота, резкая 2 /?А\ «' - (¡зоозос; сксзелгсс, час.

Прк иоделированки среднесуточной токператцрк оозду-::а Там ¡1 суточных ашплт'.туд Дй,н 5ил мегюльзозаи «год статистического коделнрованил . Шгло принято, что ¡рунзцки распределения этих величия достаточно удовлетворительно описаваптся иорвальнки ЗиКснои распределения. Для учета сезонной кзкенчи-г:астк пгралетров расгредглеиия, катенатичсское отдание и дисперсия средкесуточпнх значений токпврагурй воздуха и суточных аЬ'плктдд назначайте? для капдого месяца по статистический данник кзтсовологнчсских :габлпдснкй.

• При »казанкск подходе в рззультзте различна среднесуточных значений з функции ТСЪ> будет разркв, что противоречит реальному хеду температур. Для преодилакия этого противоречия принято, что з период времени ат ¿0 часов тсвувдл суток до 5 часов пссяедусзих инеет ыесто переходный процесс, котопкй характеризуется перехода:: от среднесуточной температуры Т^.м к среднесуточной текпературе но линейной зазислкостн.

Соотзетстзеннп енплитуда з этот период бьдет разна по-.'¡усуааз акпднтуд соотватстзенно з текущие сутки Л и последуа-чне сутки 1М. ...

Тскик образом, геиператури .зездуха для случайных

суток 0 принята з-следуз1»ек виде: • чт 0 чо 3—00 . .

Т г Т -Г«-. &<£1&И*Ч)

ат до 20-00 ;

от 20-00 до 24-00

2

COticJt

(6)

Величину эквивалентной температуры от дополнительного нагрева поверхности покрытия за счет солнечной радиации как функцию времени предлагается определять по формуле:

где: 3{t)- интенсивность солнечной радиации в зависимости от времени. ккал/и*2,ч; К» - коэффициент запыленности воздуха С,5; S' - коэффициент поглощения покрытия 0,83; C-uft)- коэффициент теплоперехода. равный й^Ш-й^а^), здесь: а Л*)- коэффициент конзектизного теплообмена, ккал/и*2.

коэффициент излучении, ккал/м*2.град,ч. Для учета изменения солнечной радиации в зависимости от географической инротн местности, времени года и суток в математической модели предложена формула:

3(l) = S20 Ь.5о$1п£ blnif C04(0,Jfilf) COi(0,Qi?£~)-

-\fl-Slna£ COi^O,01721) COS V CCS(0.2£> tVj C8)

где: t - угол ненду осьн вращения земли и направлением на полис эклиптики (23 27 );

I/ - географическая широта;

"X - промежуток времени от зимнего противостояния до текдчего момента, сут;

t - время суток, час. Коэффициент конвективного теплообмена dw(t) зависит от скорости ветра и соотношения температуры воздуха и температуры поверхности покрнтия. Численный анализ уравнения (7) позволил установить расчетные значения коэффициента, обеспечивавшего необходимую сходимость вычисленных и экспериментальных данных.

Температурнве условия на другой границе, на глубине 3,2 м могут быть приматы в виде среднемесячных значений по результатах наблюдений или вычислены по прибливенной формуле: I б ; |

(7)

град.ц;

'3,2

- Лек -«»

" — ■с

С05 («1"

(9)

где: со - угловая частота колебаний;

а. - коэффициент теплопроводности 0,0037 и2/ч: Т - прокеваток зрекени от зимнего противостояния до текущего коиента, сутки; - средняя годовая амплитуда температуры воздуха; Тср - средняя за год текпература зоздуха.

В работа проведен численный анализ влияния начальных условий на результаты моделирования. На основе анализа установлено, что на седьмые сутки независимо от начальных условий результаты моделирования практически совпадает. Зто позволило сделать эывод з возкоикостн задавать начальные условия з виде линейной зависимости по известной температуре на поверхности покрытия и на глубине 3,2 и и соответственно сдвигая на ? суток начало расчета в сравнении с заданным срокси. Для решения уравнения (1) при указанных граничных и начальных условиях был применен метод конечных разностей. В зток случае основным уравнением, определявший температуру конструкции через некоторый промежуток времени I, является заражение:

Тп>**ие Т„д + с/ьЬ' (Т..ч.Г2ТлД ^ СЮ)

где: Т„л - температура слоя, имеоцего порядковый номер "п" в текучий момент времени I; аЬ - толжина элементарного слоя, м; ¿1 - промежуток .времени, час.

Для обеспечения сходимости режения необходимо, чтобы соотновение толжины элементарного слоя и промежутка времени Ь удовлетворяло следувчему условии:

Предложенная математическая модель (рис.1 ) была реализована в виде программы на языке "Бейсик". Программа может быть использована на 1ВН-совкестимых кокпьвтерах, оснащенных монитором ЕСй(иСЙ), имесцих оперативнуп память, объемом не менее 640 кБайт.

Третья глава посвяцена проверке адекватности предложенной

НАЧАЛО

Ввод исходных данных по конструкции. по климатическим характеристикам, по срокам моделирования

Формирование параметров функций распределения моделируемых параметров в заданный месяц

I !

Вычисление псевдослучайных значений сред-' несуточных температур! и суточных амплитуд I

Формирование гранич- | нкх и начальных условий

Рис. Укрупненная блок-схема математической модели

Л...

математической модели температурного ренина асфальтобетонных покрытий фактическому процессу изменения температуры. Это потребовало подготовки и проведения экспериментальных работ по измерению температурных полей конструкции дорозных одежд и земляного полотна в натурных условиях.

Для проведения экспериментальных исследований были использованы специальные приборы, особенность!) которых является применение высокочувствительных датчиков термосопротивлений и термопар, получающих все более вирокое применение в приборах для регистрации температур в многослойных средах. Исследования показали, что приборы предложенной конструкции способны фиксировать температуру в многослойных дорожных одеждах с высокой степенью точности при малых перепадах температур по глубине без особых затруднений при установке и работе с ними. Экспериментальные работы в полевых условиях проводились при значениях климатических факторов (температура воздуха, солнечная радиация), соответствующих средним условиям Сирии. В ходе работ регистрировались следувцие параметры: текпература воздуха, температура покрытия и температура дорожной одежды на различной глубине. Режим регистрации предполагал ежечасное фиксирование параметров. Кроме этого, были отобраны керны для испытаний в лабораторных условиях. Были установлены такие показатели, как коэффициенты температуропроводности, удельная и объемная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности, материалов использованных в слоях дорожных одежд.

На рисунках 2, 3 , в качестве примеров, показаны измеренные и рассчитанные по программе значения температуры воздуха с учетом фактических среднесуточных температур и суточных амплитуд. Сравнение результатов указывает на хоропу» сходимость.

Летальному анализу были подвергнуты экспериментальные данные, характеризуюжие изменение температуры по глубине конструкции. Для оценки адекватности модели была проделана серия расчетов, позволиввих для каждого момента времени, когда были экспериментально измерены значения температуры, вычислить теоретические зависимости на основе математической модели. Выполненные сопоставление и, оценка суммы квадратов отклонений позволили сделать заключение о хоровей сходимости - результатов -и адекватности предложенной модели фактическому процессу (рис.4).

В четвертой главе _ .диссертации приводятся примеры практи-, ческого использования предложенной математической модели для; д

о о

¿30 >■>

I-§■20

Йю

4.0{ 3.159С 5.08 1 .19ЭС>?-у1

Г./ < 1 К ■ -Л \ ( \

о\ ' А / ; \ \ 0

• ? 0 ! ¡11- Iе ! ! ! I | 1

£ 12

20 24 4 8 Бр*эм& суток, ч.

20 24

Рис.:

Изменение температурь- воздуха:

с фактическая температура возду^г; -- температура воздуха по неделя

40

о о

«30

р, >»

Его

о>

е 110

4.08Л99С 'г. .. кпй

( ( \ / / / и ) \

\о / /о N ч

К \ ч° V •

• ! ■

О 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24

Вродя суток, ч.

Рис.3. Изяенение температуры поверхности покрытия: о фактическая температура поверхности; --температура поверхности по модели

Л0_.

Т.'С

30

20,

т:с

30

20,

800ч 4.08. 1990 г.

V о . .....

J\_s—'

2Í 3 40 г

800ч 5.03. 1990 Г.

20 40

----

{ 13'-\

3Ü

ч

T'Cf" , ,оо.

20

13J,;4

\

5,08.1

Ö?n г.

г, см о

>:о 10

20

IX

20

;î.,cm о

\ 16°°Ч 1 \ 4.08.1 ¡90 г.

V _ ^ i 11 »

20 40 Я

Г 5.08.1 >30 г.

\ X .....

'10

Рос. 4 Изменение томператуш Г по r.nydimo S дорс?.юй о,:«: vu:

—- иа осаоьаяаи ьатс.'аткчесюй mystv; » фдезргоскФ.

решения задач, сзязанных с конструированием и расчетом асфальтобетонных покрытий и прогнозированием их работоспособности в условиях жаркого климата Сирии, Первая задача состояла в тон, чтобы количественно оценить влияние неравномерного распределения интенсивности движения в течение суток с изменением температуры покрытия вследствие суточных колебаний солнечной радиации и температуры воздуха. При традиционном подходе принято исходить из некоторых расчетных значений интенсивности движения и температуры покрытия. Обычно расчётными считашт усредненную за сутки часовую интенсивность двихения и максимальную температуру поверхности покрытия. При этом предполагается, что процесс накопления остаточных деформаций протекает линейно, величина накопленной деформации пропорциональна количеству прошедших автомобилей.

Лля учета указанных неравномерностей была использована Формула проф. Л.В.Гезенцвея:

• = -0 1

7 п (12)

где: п - приведенное число циклов нагрузки:

- вязкость асфальтобетона, зависящая от температуры;

9 - эквивалентное давление (0,5 1Ша);

- длительность действия нагрузок, 0,1 с.

Влияние температуры на вязкость асфальтобетона учтено на основе данных й.В.Руденского:

(13)

где Т - температура асфальтобетонного покрытия.

1 - Ю(

Проведены сопоставительные расчеты по трем условным моделям изменения температуры и интенсивности движения.

Ё модели 1 интенсивность движения не изменяется, а температура равна расчетному значении и тоже не изменяется в течение суток. В модели 2 при неизменной интенсивности движения температура покрытия изменяется в соответствии с предложенной моделью. В модели 3 интенсивность движения изменяется в соответствии с эмпирическими данными рис. 5 , а температура покрытия в соответствие с предложенной модель».

Выполненные расчеты процесса накопления остаточных деформаций в соответствие с указанными моделями показали, что учет ^изменений интенсивности движения и суточных колебаний темпера-)_I

16 14 12

Я ю

В Я *

ГО Я

ч =: ал до н- с£

8

6 4 2

0 I Г~б ¿0 12 14 10 ¿8. 20 22 Время, ч.

Рис.5. Изменение суточной интенсивности двиягниг:

- в физических единицах;

----- приведенное к расчетной нагрузкг

«

с о Я -н "

05 . §§

ч 3

л о

ч>е<

т а

ИЧ

я

и

о

X н о

1000 800 600

1 И

\

1 / *

Время, ч

Рис.6. Накопление относительной пластической деформации для исследуемых моделей

ил;

тура позволяет существенно уточнить прогнозирование остаточных деформаций. Применяемые схекы ориентированные на расчетные значения приводят к существенно завышенным результата!.:, что проиллюстрировано на рис.0.

£ качестве второй задачи рассмотрено влияние изменения температуры по глубине асфальтобетонного покрытия на обдув зесткость конструкции дородной одегды. Зто вакно для прогнозирования процесса накопления деформаций в .землянок полотне.

При построении обпей модели изменения работоспособности незесткой дородной одегдк необходимо установить зависимость кесткостк дороякой одеяды от ее температурного ревима. Анализ выполнялся применительно к треп возможный моделям изменения температуры асфальтобетонного покрытия:

температура постоянна по глубине (модель 1); температура постоянна в кандон конструктивной слое покрытия С модель 2);

температура меняется ступенчато через кэедый сантиметр толцины з соответствие с фактической зпврой температуры (модель 3).

При решении указанной задачи были вычислены апроксимирув-щие зависимости модулей упругости двух видов асфальтобетона, наиболее распространенных в Сирии, от температуры, представленные в табл.1.

Таблица 1

Вид асфальтобетона Вид расчетной формулы модуля упругости

при Т до 40 град.С при Т > 40 град.С

плотный а/б на основе БНД 60/90 Е=( —2191Т +2.6249Т* +5137.6 Е=С—17 3 Т +1227

пористые а/б на основе БНД 60/90 Е=С—12.2 )Т +1,4 Тл+ +3070. Е=(-10,2)Т +870

В результате расчетов установлено, что использование математической модели изменения температуры по толцине покрытия позволяет уточнить величину снижения общей жесткости конструк-

• цик доронной оденды с асфальтобетонным покрытием при сезонных 44—1 .. . ^

и суточных изменениях температуры (рис.7,8).

В качестве третьей задачи рассмотрено приведение различных температурных условий к расчетным значениям.

Для решения этой задачи была использована разработанная автором диссертации программа, моделирующая работу дорогных одеад в различных температурных условиях. Вертикальные прогибн дорозной одеяды при расчетной нагрузке и различных температурах в интервале от 5 град.С до 00 град.С с стагок 5 град.С б!.ми вычислены по программе, разработанной проф. й.К.Приварниковым.

Для приведения изменявшихся температурных условий, соот-ветствушщих климату Сирии, в качестве расчетной была выбрана температура 50 град.С. По вертикальному прогибу била вычислен? условная нагрузка, создавшая при расчетной теапергтуре 50 град.С такой прогиб доронной оденды, какой расчетная нагрузка 50 кК знзызает при произвольной температуре Ti.

Основанием слугила известная зависимость модуля упругости Е^от прогиба и нагрузку.:

toSblSO) I ^ ^ ' il'.ï

где: QTi - условная нагрузка, соответствующая температуре Ti, кН;

Р - давление, разное 0,5 НПа;

у - коэффициент Пуассона,/' =0,3;

F , -.общий модуль упругости доронной конструкции при

Ccts(iP)

расчетной температуре, равной 50 град.С.

Для каздой условной нагрузки (¡^вычислены соответствующие коэффициенты приведения по формуле:

с

lut

Было принято, что количество автомобилей соответствующее каадому температурному состоянию пропорционально продолаитель-ности этого состояния. Это позволило определить итоговый коэффициент приведения температурных условий к расчетным по формуле:

к -JLAJL

где: - коэффициент приведения температурных условий i-ro

I состояния к расчетному;

с - (JLtu V'*1 3 i " >

т.

•е./. Ьзиекенае прогиоса доропксй здегдк £ течекке еаш: при средней тсшгратурс- Т=38.3вС и сап-лктцдо й^Т

1 - иоделъ при постоянной температуре пс тол-

окне слоев асфальтобетона:

2 - модель при пзстоякной тсипгратург ввзтрк

«йедого слоя; .| - ксдель при изменении Ь по тслцкне с сагов : си

?г,с.С. йцбЕЗкчб е.;^..-.

ППГ'УГ^стн дорогнай кокст-

и »**•••«• .л с*>а: с^дие^, тзаператирв !• ¡•-'■Xгл>Л-;?"2 ; • "ссп.^.чим но голзяне

2ЛИЙЕ и/5;

й - квиех'к ¡¡си иссюйкчоЛ такг.еуб^црв знутри ¡гап-слаа;

I - игдсль пик йзаа:г«»ии температура по тод^ньь

'.-аги'! 1 Си

Ч - продолзительность периода, когда покрытие находится в 1-ом состоянии.

Для определения продолзительности периода с кааднн состоянием были проведем; массовые расчеты с использованием математической модели и установлены функции распределения вероятности капдого состояния для характерных районов Сирии.

На рисунке 5 представлен образец гистограмма характеризующий функцию распределения температурных состояний покрптий для одного района Сирин.

lAcbdoiAiiAciiAoiAi

I Н rt И Oi С) СЭ V ^ ¡л

Температура, С

Рис.9. Распределение температурных состояний покрытия по часам в году для г.Дамаска

В соответствие с изложенным были вычислены итоговые коэффициенты приведения температурных условий к расчетным для характерных районов Сирии. Результаты представлены в таблице 2. Анализ результатов позволил заклвчить, что итоговый коэффициент для отдельных районов Сирии изменяется в диапазоне от 0,147 до'0,28 и может быть рекомендован для практического при-иенекия.

сл 1-1 о )—( CJ1 го о !\5 сл :о о со Ol 10. о л. сл сл о сл сл СЛ о 1-1 Темпехза-тура,Т"С

S и о <1 о о о сл о 2 <2 о о ifc» tO о о сл ГО о о сл сл о о СП о о 0 о> 01 о о 8 о о <3 1—! о 0 -о 01 о S ?о о "о из ТО Прогиб, if, см

N м (Л £ ГМ 1-1 <3 "сл со И «3 1-4 со ГО о "аз ГО со V ы р м сл со 1-J -0 со О) "сл со о "о о >N СО СП сл Ol о "о о сл оэ "го о СП "сл о со Нагрузкаj

о "о 1—1 с о "о W о "о го t-i о о со сл о о S о 1-4 ГО сл о "¡\э сл о SS о сл сл "о о 1-4 "to сл "сл iti. -Р ¿•¿fe! £г 4 |

С оэ с сл м сл со со м W о >£> 1—! 1-1 CD Л5 *-4 го м чЭ 1-1 1-1 <3 сл <о сл со --3 Со сл со 1-4 ^ 8з <3 со СП аз СП «3 сл ГГ-" <?

ш со о N & J43 со Ol "со 1-4 Ol "сл W ГС "cd г*? it». со -о tO 4—4 1-1 <о 4-4 л: 1-4 аз ■15. "то £11 1-1 <о сл "сп ГО 8 "¿5. -s3 "о )—4 о "го Л. Со "сл СП Со rt-

о CD <2 О S м м ы ы га Ol i-i 1-4 сл сл СП 1-4 1—4 Ol сл ю о сл сл 8 СП сл сл е ГО о о -а I+-^ X о

iS» "О м в со "со о "а> м ы сл со 8? Ъ СП Ol Vb »fc. ä "сл 1-1 м ьч со НН со ы 8 о в сл го ё Ol ГО сл со ьч ГО о о о CD У? гт- о

CD -О 1-4 <о S го «5 ю со ни ьч о СП ы £ м 1 СП § -0 h-4 сл S со сл о сп сл ü> го сл со о to о-> а р а

- а

.Кз о со 1-1 to го о "сп СП в ы со "о о ЛЗ СО "го "аз а> ю о ьн 113,37 1-1 •чЗ CD "гз ГО b-t Ol "-о аз со •ь. о СГ> о £ аз "го in о ►ч о г^ та

о СП о (-1 £ аз »—| 18 СП f-i сл о сл и аз № «о ы 8? го -N3 го •ь. -о ТО Ol СГ> #—4 о ГО о о 1—1 1-1 rt-^ S?

м Со

м ГО аз JO из о о hdi СП "аз Г.1 $ S? сл СО 1-4 Л5 Н4 >-4 <3 ГО '-3 1—4 аз 1-4 "о ГО 8 "сп со сл о "со 1-4 о ГО о о >-! го ОЭ гг— Ä 5

_о ►-4 аз о сл Л. О ГО о »H о ы сл го в £ а> ы о го сл т сл о СП 1—4 СО сл 1&. «D Ol 0 01 й а> 1-4 РД 1-1 о >н со f ¡Г

со м -д 1—4 о> CD ы >&. го сл сл ГО о> «3 1-4 8 1-4 сл со Л5 о со fe CD го со со IQ а

го ъ ГО <0 м м о <3 Го 43 сл СО ■Л 43 го СП ГО Ol 1—4 со -чЗ сл о сл со о-

ОБЩ ВНВОДН

1. Варкий климат Сирии в сочетании с высокой интенсив-ностьп движения на ваанейиих автомобильных дорогах является основной причиной возникновения деформаций асфальтобетонных покрытий, приводящих к существенному снижении транспорт-но-эксплуатационных качеств дорожной сети. Учитывая, что асфальтобетонные покрытия являются'наиболее распространенным в Сирии, актуальной задачей является совершенствование методов их расчета и проектирования с учетом воздействий транспортных нагрузок, сезонных и суточных изменений температуры.

2. На основе статистического анализа метеорологических параметров Сирии установлено отсутствие стохастической связи между отдельными параметрами на протязении больней части года, т.е. может быть принято, что рассмотренные факторы является взаинонезавнеиныаи.

3. Предложенная математическая модель и программа для ЭВМ даит возможность, на основе комплекса аналитических выражений, моделировать температуру воздуха с учетом суточных колебаний, прогнозировать интенсивность радиации и ход изменения температуры поверхности покрытия, а также вычислять температуру по толщине дороаной одежды на различных расстояниях от поверхности покрытия,

4. Экспериментально подтверждена адекватность разработанной модели реальным процессам изменения температур воздуха, поверхности покрытия и дорожной одежды. Коэффициент корреляции составил 952.

5. Исследования процесса накопления остаточных деформаций в асфальтобетоне показываат, что оценка интенсивности накопления остаточных деформаций возможна на основе моделирования процессов почасового изменения температуры покрытия и изменения интенсивности движения во времени. Учет влияния этих факторов на накопление остаточных деформаций существенно уточняет расчет дорожной одежды нежесткого типа.

6. Изменение температура по толщине асфальтобетонного покрытия оказывает существенное влияние на изменение эквивалентного модуля упругости дорожной одежды (до 20%).

Установлена принципиальная возможность и подготовлена , программа для персонального компьэтера методики приведения ме-1

I

' няацихся температурных условий к расчетным в виде обобщенных коэффициентов приведения. В качестве примера выполнены расчеты для отдельных регионов Сирии.

Основные положения диссертации опубликованы в работе;

Носов В.П., Сулайман Ф.й. Анализ природных воздействий с целью моделирования температурного режима дорожной одежды для условий Сирии: В кн.: Сельское дорожное строительство нечерноземной зоны РСФСР. Сб.трудов МЙДИ. - М.,- 1989, С.51-58.