автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Прогнозирование величины необратимой деформации дорожной конструкции от воздействия транспортного потока

□034Э234Э

На правах рукописи

МАТВИЕНКО ФЕДОР ВАЛЕНТИНОВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НЕОБРАТИМОИ ДЕФОРМАЦИИ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА

Специальность 05.23.11 — Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2010

2 5 ф5з 29:9

003492349

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Каншцев Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бондарев Борис Александрович

кандидат технических наук Сидоркин Олег Анатольевич

Ведущая организация: Воронежский филиал ФГУП «РОСДОРНИИ»

Защита диссертации состоится 25 марта 2010 г. в 13-00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 84, корпус 3, ауд. 3220, тел./факс +7(4732) 71-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно- строительного университета.

Автореферат разослан 24 февраля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Старцева Н. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается рост численности автотранспортных средств наряду с увеличением их грузоподъемности, что приводит к повышенному транспортному воздействию на дорожное покрытие с преждевременным появлением деформаций и разрушений. Дальнейшее увеличение нагрузки от транспортных средств на дорожную конструкцию требует проведения научных исследований по эксплуатационному воздействию на покрытие. Это связано с тем, что основополагающие нормативные документы были разработаны более 20 лет назад и не учитывали стремительное развитие транспортной отрасли. Совершенствование методов расчета, контроля технологии строительства дорожных конструкций способствует улучшению эксплуатационных характеристик, повышению надежности и безопасности дорожного движения.

Вопросами оценки воздействия транспортного потока на дорожную конструкцию и изучением напряженно-деформированного состояния занимались выдающиеся учёные: В. К. Апестин, А. К. Бируля, В. Ф. Бабков, В. Г. Березан-цев, В. Г. Булычев, В. П. Матуа, Н. Н. Иванов, С. К. Илиополов, А. А. Иноземцев, Г. И. Покровский, Р. М. Раппопорт, М. Я. Якунин и др. Их исследования показали, что на образование колеи оказывает влияние не только расчетная нагрузка, но и количество циклов нагружения.

В то же время закономерности образования колеи на поверхности асфальтобетонного покрытия под воздействием транспортного потока при различных эксплуатационных условиях мало изучены. Образование колеи под воздействием транспортных средств имеет сложную зависимость, что вызвано пластической деформацией покрытия, его износом, а также деформацией основания.

Использование стандартных методов оценки состояния покрытия и инструментальных средств измерения параметров колеи не позволяет точно установить причины ее образования. Исследование возникновения необратимых деформаций на участках нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием при воздействии транспортного потока требует разработки оригинальных методик оценки эксплуатационного состояния асфальтобетонного дорожного покрытия, подверженного образованию колеи. В частности, необходимо произвести математическое моделирование влияния транспортного потока с последующим натурным экспериментом для оценки адекватности модели.

Таким образом, изучение образования остаточной деформации асфальтобетонного покрытия от воздействия транспортного потока в целях обеспечения безопасности движения и улучшения транспортно-эксплуатационного состояния автодорог является актуальным направлением научного исследования.

Целью работы является разработка методики определения и прогнозирования необратимых деформаций дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием, образующихся от воздействия транспортного потока с изменяющимися параметрами приложения нагрузки на дорожную конструкцию.

Основные задачи работы:

• разработка математической модели образования необратимой деформации дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием при воздействии циклической транспортной нагрузки с учетом ее характеристик;

• исследование возникновения необратимых деформаций на участках нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием при воздействии транспортного потока;

• изучение закономерности образования колеи на поверхности асфальтобетонного покрытия при различных эксплуатационных условиях от воздействия транспортного потока;

• определение посредством численного моделирования и натурного эксперимента влияния характеристик транспортного потока на величину необратимой деформации дорожной конструкции;

• разработка практических рекомендаций по уточнению методики оценки эксплуатационного состояния асфальтобетонного дорожного покрытия, подверженного образованию колеи.

Объект исследования - нежесткие дорожные одежды с асфальтобетонным покрытием.

Предмет исследования - упругие и необратимые деформации дорожной конструкции, образующиеся от воздействия транспортного потока.

Научная новизна заключается в следующем:

• разработана математическая модель образования необратимой деформации дорожной одежды, отличающаяся от известных введением уравнений, учитывающих волновой эффект деформации покрытия при воздействии циклической нагрузки, и уравнений, описывающих характеристики транспортного потока;

• разработана методика определения упругого прогиба покрытия от действия движущихся транспортных средств в потоке, в которой величина измеряется оптическим измерителем в реальном масштабе времени;

• разработана оригинальная методика определения изменения геометрических величин слоев дорожной одежды, оказывающих влияние на формирование колеи, отличающаяся от известных возможностью определения величин износа, пластической деформации покрытия и просадки основания;

• предложены аналитические зависимости образования колеи от характеристик транспортного потока, позволяющие прогнозировать величину износа, пластической деформации покрытия и просадки основания;

• адекватность предложенной математической модели подтверждена результатами экспериментов по определению необратимой деформации дорожной одежды;

• разработан технический регламент оценки эксплуатационного состояния покрытия в части методик определения упругого прогиба покрытия и определения геометрических величин слоев дорожной одежды, формирующих колею.

Достоверность полученных результатов, научных положений, выводов и рекомендаций, приведенных в работе, подтверждается объемом теоретических, лабораторных и опытно-экспериментальных исследований, выполненных в ходе изучения явлений и процессов, лежащих в основе связи между эксплуатационными свойствами дорожной конструкции и характеристиками транспортного потока, с использованием современных методов и приборов, позволяющих провести эксперименты с допустимой погрешностью.

Теоретическую основу исследования составили аналитические и численные решения дифференциальных уравнений величины прогиба дорожной конструкции под воздействием нагрузки в транспортном потоке и связанной с ней необратимой деформации.

Методы исследования. Работа выполнена с использованием комплексных методов исследования, включающих патентно-информационный анализ, методы математического и физического моделирования, а также с применением измерительных приборов.

Научная значимость заключается в разработке математической модели деформации дорожной одежды, включающей уравнения волнового эффекта, методик определения величины необратимой деформации асфальтобетонного покрытия и прогиба покрытия от воздействия транспортных средств в потоке для оценки эксплуатационного состояния дорожной конструкции.

Практическая значимость работы заключается в разработке технического регламента по оценке состояния дорожной конструкции в части определения упругого прогиба и параметров колеи. Это позволяет оценить фактическое состояние дороги и назначить ремонтные мероприятия. Использование полученных научных результатов позволяет повысить качество проектирования автомобильных дорог.

На защиту выносятся:

• математическая модель образующихся необратимых деформаций дорожной конструкции под воздействием циклической нагрузки, учитывающая характеристики транспортного потока;

• методика определения прогиба покрытия в реальном масштабе времени от действия транспортных средств в потоке;

• методика определения величины необратимой деформации дорожной одежды - колеи с учетом величин износа, пластической деформации покрытия и просадки основания;

• аналитическая зависимость образования необратимой деформации (колеи) от воздействия транспортного потока.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований и научных разработок докладывались и обсуждались на 60-й научно-технической конференции по проблемам технических и строительных наук (г. Воронеж, ВГАСУ, 2005 г.); III российско-германской научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности дорожного движения и их решение - дети и молодежь на дорогах» (г. Волгоград, ВолгГАСУ, 2006 г.);

международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии» (г. Белгород, БГТУ им. В. Г. Шухова, 2007 г.); международной научно-методической конференции «Современное градостроительство» (г. Пенза, 2007 г.), XIX межвузовской научно-практической конференции «Перспектива - 2009» (г. Воронеж).

Реализация результата;! работы. Результаты исследований использованы для оценки воздействия потока транспортных средств на дорожную конструкцию. Разработанная программа «Road Deflection» позволяет моделировать деформации покрытия от транспортного воздействия и проводить проверку полученных натурных замеров. Методика определения необратимых деформаций дорожной конструкции внедрена в учебный процесс по дисциплине «Основы эксплуатации автомобильных дорог» при проведении лабораторных работ.

Публикации. Основные результаты работы были опубликованы в 10 научных статьях общим объемом 47 е., из них автору лично принадлежит 35 с. Три работы опубликованы в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией ("Известия ОрелГТУ. Серия "Строительство. Транспорт", «Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова», «Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура»), В данных статьях опубликованы и изложены основные результаты диссертации: в работе [1] раскрываются основные причины образования остаточной деформации асфальтобетонного покрытия, в работе [2] показаны результаты моделирования процесса устойчивости высоких насыпей автомобильных дорог, в работе [3] выполнено моделирование деформаций дорожной конструкции под воздействием транспортного потока и исследованы причины их появления.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 136 страницах и содержит 77 страниц машинописного текста, 30 рисунков, 6 таблиц, список используемых источников из 102 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы цель и задачи диссертационной работы, ее актуальность, определена научная новизна полученных результатов и их практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен обзор теоретических и экспериментальных исследований образования необратимых деформаций нежестких дорожных одежд, в частности колеи, от транспортно-эксплуатационных факторов, воздействующих на дорожную конструкцию.

Во второй главе описывается серия расчетов на основе численного эксперимента, представленного математическим моделированием, а также расчет статического и динамического воздействия транспортной нагрузки на дорожное покрытие с учетом волнового эффекта движущегося транспортного средства. Расчет производился методом конечных элементов в форме метода перемещений. Исходными уравнениями явились уравнения прогиба покрытия, лежащего

на основании, представляющего собой анизотропию упругости, в виде симметричного полупространства.

Моделирование статического воздействия транспортных средств на дорожную конструкцию является одной из первоочередных задач при оценке величины необратимой деформации дорожной конструкции под влиянием транспортного потока. Для описания работы нежесткой дорожной конструкции при воздействии на нее колесной нагрузки от транспортного средства принята математическая модель (1). Граничными условиями при решении данных уравнений является геометрический эквивалент. Задача решается в поле стационарных сил и решение можно свести к решению стационарной задачи - системы уравнений с изменяемыми параметрами с определенными граничными условиями. Предполагается, что усилия распределяются на определенную глубину, эквивалентную слою просадки дорожной конструкции ч равную 2 м. При численном решении модели необратимых деформации слоев дорожной конструкции использовались значения характеристик материалов, указанных в табл. 1.

Решение стационарной задачи явилось начальным условием решения для последующего динамического моделирования деформации покрытия: о. 3 _ д2<р

сг д:~

,„ В

52

1 дер

Я.V <р---—

г Зг

и, г Г го 1 з<р < =— <р——

Эг г Зг

и =

дг Е,

1 + Я

Е,

д'ч>

с ц> е/-5г"

20-

С Ф

(1)

где о'.-ст', ,сг'„ - нормальные напряжения в точках ¡-ого слоя (\ = 1; 2): - касательные напряжения; II]- вертикальные и горизонтальные перемещения, V-" - символ, аналогичный оператору Лапласа.

Перенос энергии вдоль системы «дорога-покрытие» в виде бегущей волны деформации можно выразить скоростью се движения V/, равной:

Лс;

кс;

И;

<е; + 2кс;

кс~

((' + 2кс: У—г - ю:с~

я:

кс[_

н]

4 к: с'

К

где - квадрат частоты возбужденных колебаний в процессе движения

транспортного средства; кс; - коэффициент, связанный с модулем упругости материала покрытия; с; - скорость сдвиговых волн Релея в материале.

Проявляется волновой эффект перед транспортным средством; формируется движущийся вал волны, который, складываясь с другими волнами, формируемыми транспортными средствами потока, приводит к новым состояниям дорожной конструкции.

Моделирование производилось для различных конфигураций транспортного потока, одиночное легковое транспортное средство; одиночное транспортное средство с расчетной нагрузкой; одиночное транспортное средство с нагрузкой, превышающей расчетную величину; полоса движения, заполненная легковыми автомобилями; полоса движения, заполненная автомобилями с расчетной нагрузкой; обе полосы движения, заполненные автомобилями с расчетной нагрузкой.

Решение систем дифференциальных уравнений, с учетом волнового эффекта. позволило определить величины деформации дорожной одежды при воздействии нагрузки в статическом и динамическом режимах.

В качестве расчетной модели взята схема дорожной конструкции (рис. 1), позволившая рассчитать статическое и динамическое воздействие нагрузок от транспортных средств.

Расчетная схема дорожной конструкции состоит из слоев, физико-механические и геометрические характеристики которых указаны в табл. 1.

Для математического моделирования воздействия транспортных средств на дорожное покрытие были взяты расчетные характеристики автомобилей, эквивалентные легковому автомобилю, грузовому с нагрузкой на ось в 1 15 кН, а также с нагрузкой на ось в 140 кН, которые указаны в табл. 2.

\

V.

1

Рис. I. Расчетная схема моделируемом дорожной конструкции: I - точки приложения нагрузки от пневма-тиков транспортного средства; 2 - верхний слои покрытия; 3 - нижний слой покрытия: 4 - верхним слой основания; 5 - нижний слой основания; 6 - песчаный подстилающий слой; 7 -грунт земляного полотна: 8 - естественное основание

Таблица 1

Характеристики материалов, используемых в расчетной модели

Наименование конструктивных слоев Толщина СЛОЯ II. см Модуль упругости слоя Г.. МПа Плотность, кг/м ' fJ

М/з плотный асфальтобетон типа А марки I на БНД 60/90 5 3200 2380 0,25

К/з пористый асфальтобетон марки I на БНД 60/90 7 2000 2350 0,25

К/з пористый асфальтобетон марки II па БНД 60/90 S 2000 2350 0,25

Фракционированный шлаковый щебень М-йОО 36 450 2790 0,25

ППС (песок мелкий) 50 100 2600 0,35

Грунт земляного полотна (песок пылеватый) - 73 2610 0,35

Таблица 2

Характеристики транспортных средств

Наименование транспортного средства Нагрузка в зоне контакта колеса с покрытием, МПа Площадь расчетного отпечатка, м Радиус отпечатка, м Колесная база, м Расстояние между колесами оси. м

Mitsubishi Lancer 0,17 0,025 0,09 2,63 , 1,53

Самосвал МАЗ 555 102-220 (115 кН на оСп) 0,6 0,1 0,18 3,30 2,20

Самосвал МАЗ 555 102-220 (140 кН на ось) 0,78 0,12 0,195 3,30 2,20

На рис. 2 показан план прогиба покрытия под транспортным средством с расчетной нагрузкой на ось при статическом нагружешш дорожной конструкции.

В результате анализа полученных величин прогибов следует отметить общую тенденцию увеличения прогиба от массы, что свидетельствует о линейной зависимости процесса деформации в статическом режиме, тогда как интегральная характеристика для грузового автомобиля выражается в большем увеличении радиуса чаши прогиба.

Потенциальная энергия упругой деформации частично перераспределяется в вал вокруг чаши прогиба, и при наложении их от соседних автомобилей в транспортном потоке могут возникать зоны перенапряжения в покрытии. При движении транспортного средства, кроме возникающего прогиба, перед ним возникает волна, что усиливает динамическое воздействие на покрытие. Возникновение деформации с образованием вала свидетельствует о формировании волны перед движущимся транспортным средством, и амплитуда волны равна разности высоты вала и глубины чаши прогиба, а ее асимметрия свидетельствует о волновом движении деформированной поверхности и возникающих сдвиговых зонах сжатия перед автомобилем.

Рис. 2 План рассчитанного прогиба покрытия под транспортным сродством с расчетной нагрузкой на ось при статическом нагружении

Чем выше скорость, тем позже возникает ответная реакция в дорожном покрытии. Этот процесс схож с гидродинамическим движением пластины в жидкой среде - глиссированием, единственное отличие состоит в образовании выброса волны за пластиной. Изменение скорости движения транспортного средства вызывает ответную динамическую реакцию покрытия. Увеличение массы ^экспортного средства воздействует на большую часть массы конструкции, приводя к формированию волн, затрагивающих большую толщину материала и отражающихся от раздела сформированных слоев. Таким образом, прогиб формируется из воздействия транспортного потока и сопутствующей волны, сгенерированной самим автомобилем. Результат расчета представлен на рис. 3.

Анализ полученных данных показал, что при возрастании нагрузки увеличивается число слоев дорожной конструкции, участвующих в совместной работе, при воздействии на нее транспортных средств потока. Так как на скоростях 120 км/ч и выше влияние на основание минимально, это приводит, как правило, к деформациям сдвига на поверхности покрытия. Волновое движение поверхности дороги вовлекает нкзлежащие слои, приводя к новым эффектам напряженно-деформированного состояния. Радиус чаши прогиба перед транспортным средством при увеличении скорости уменьшается, и справедливо соотношение Я„_/_>«< м- После снятия нагрузки асфальтобетонное покрытие возвращается к первоначальному состоянию за время релаксации. Так как это время больше времени воздействия, то на удалении 57 м от точки воздействия восстановление состояния происходит одинаково для различных скоростей движения. Восстановление величины относительной деформации /¡,. „./ связано со временем релаксации материала покрытия.

Волна распространяется вдоль поверхности покрытия и несет информацию также п об упруго-вязких компонентах, в связи с чем представляет интерес исследование изменения гармонического состава волн, порожденных в единице объема покрытия, в целях прогнозирования его надежности.

/, мм О

-0.1

-0,2 -0.3 -0.4 -0,5

-2

......;

-X

О

8 х, м

Рис 3 ['рафики прогиба покрытия под трапспортным средством с нерасчетной нагрузкой на ось 140 кН при различных скоростях движения: 1 - в статике. 2 - со скоростью 60 км/ч: 3 - со скоростью 120 км/ч

Транспортный поток является сложным воздействием на дорожную конструкцию. н, кроме прогиба, возможно суммарное воздействие на покрытие. Следствием может являться сложение групп волн в потоке попутных и встречных транспортных средств, что приводит к появлению поперечных компонент волн деформаций, взаимодействующих друг с другом.

На рис. 4 показаны величины прогиба покрытия по длине расчетного участка при воздействии транспортных средств потока, при этом скорость его равна нулю. Для легковых автомобилей в потоке чаша прогиба £)„,, больше, чем для одиночного, но прогиб носит линейный характер, что свидетельствует о малости воздействия на низлежащие слон.

Рис. 4. Величина прогиба покрытия

от транспортных средств потока: 1 - полоса движения, заполненная легковыми автомобилями: 2 - полоса движения, заполненная автомобилями с расчетном нагрузкой: 3 - обе полосы движения, заполненные автомобилями с расчетной нагрузкой

8 .V, м

Транспортные средства повышенной массы приводят к образованию сложной чаши прогиба с радиусом кривизны гчп. большей, чем для одиночного автомобиля.

Величина прогиба нелинейно зависит от массы грузовых транспортных средств потока. Это свидетельствует о наличии деформаций низлежащих слоев.

Анализ полученных результатов показал, что увеличение прогиба дорожной конструкции иод воздействием транспортного потока по сравнению с единичным транспортным средством вызывает большие величины прогиба, превышающие предельные значения, что приводит к появлению остаточных деформаций. Возникающие деформации от транспортных средств потока на дорожную конструкцию с нагрузками, превышающими расчетную величину, не учитываются и могут вызывать преждевременное появление необратимых деформаций, приводящих к образованию дефекта дорожного покрытия в виде колеи и далее к

разрушению основания дорожной одежды и дорожного покрытия. Для проверки полученных данных математического моделирования разработана методика и прибор для регистрации прогиба от транспортных средств потока.

В третьей главе представлены методики и приборы для определения параметров колеи и регистрации прогиба дорожной конструкции. С использованием указанных методик и приборов получены данные о параметрах колен в виде пластической деформации, износа и необратимой деформации основания.

В основе определения остаточных деформаций лежит методика, использующая простые инструменты. Измерение производилось микрометром от нижней грани рейки универсальной дорожкой длиной 3000 мм и вершинами маркеров, установленных в дорожную конструкцию и показанных на рис. 5.

Данная методика измерения величин износа покрытия, пластической деформации асфальтобетонного покрытия и просадки основания дорожной конструкции опирается на физические принципы возникновения объемных деформаций в структуре материалов. Производились замеры с точностью 0,01 мм от поверхности асфальтобетонного покрытия до нижней грани измерительной рейки Д5,, а также до верхнего торца опорного маркера - Л5\.

__............................. .............._______________________________________________ Рис.5. Схема установки маркеров

, _, в дорожную конструкцию:

1«Й1Я

( 1 - трехметровая рейка; 2- дефор-

I ----4--, мированная поверхность асфаль-

------------.....................................-----------------------------------У тобетонного покрытия; 3 - опорный маркер; 4 - линия уровня, показывающая положение вершин маркеров; 5 - верхний слон асфальтобетонного покрытия. 6 -нижний слой асфальтобетонного покрытия

Начальные величины положения маркеров привязаны нивелированием конструкции. Наблюдение за изменением деформированного состояния покрытия проводилось измерением величин деформации Д5, и Д5\ ежемесячно, что позволило определить температурное изменение деформации в течение всего срока исследований. Полученные данные обрабатывались методами математической статистики. Величина Л5, содержит в себе как величину пластической деформации, так и величину износа. Методика, опирающаяся на математическую модель деформаций дорожной конструкции, включает в себя алгоритм определения площади сечения асфальтобетона от верха покрытия до линии уровня соседних маркеров, что характеризует наличие уноса материала покрытия, величина износа определялась по данным измерения относительного положения маркеров и поверхности покрытия:

5 = 42>52, + Д^,,)-^,, + Д5.....,)). ,3)

где а - расстояние между соседними маркерами.

Средняя величина износа ¿> в исследуемом сечении за любой период эксплуатации дороги определяется по формуле:

5 = О + > ^ + Д^мэ> -(Х«^, + >- + ^,„.1,)> (4)

где первая часть уравнения, обозначенная одним штрихом, - начальные высоты сечения, и вторая часть, обозначенная двумя штрихами, - величина, вычисленная в последующий период проведения замера.

На рис. 6 и 7 показаны значения параметров колеи в виде пластической деформации, износа и необратимой деформации основания исследуемого участка на 1-й и 3-й года эксплуатации.

Воздействие транспортного потока на дорожную конструкцию в начальный период проявляется в незначительных деформациях, тогда как последующая эксплуатация выявляет уменьшение величины износа, при этом больше проявляется пластическая деформация, что свидетельствует об уносе минеральной части верхнего слоя покрытия. Можно отметить появление остаточной деформации всей дорожной конструкции, включая основание, а также появление второй колеи, характерной для срока эксплуатации свыше трех лет, от легковых автомобилей, одним колесом двигающихся в глубокой колее, а вторым по участку между колеями от грузовых транспортных средств.

Таким образом, измеряя геометрические параметры поперечного профиля дороги, можно судить о характере транспортного воздействия.

Л1

Рис. 6. Значения параметров исследуемой колеи 1-го года •эксплуатации: 1 -измеренная глубина колеи; 2 - величина необратимой деформации асфальтобетона; 3 - величина необратимой деформации основания; 4 - величина износа

Рис. 7. Значения параметров исследуемой колеи 3-го года эксплуатации: I - измеренная глубина колеи; 2- величина необратимой деформации асфальтобетона; 3 - величина необратимой деформации основания: 4 - величина износа

' ножт " '¡""Г1

13

Определение воздействия транспортного потока производилось с помощью методики и прибора определения динамического прогиба дорожной конструкции. На рис. 8 показан прибор для определения динамического прогиба поверхности покрытия при транспортном воздействии.

Регистрация прогиба осуществляется оптическим измерителем, определяющим координаты точек поверхности покрытия, и на основе преобразования Фурье с помощью оптической системы, проецирующей массив яркостных точек от поверхности покрытия на оптическую матрицу с последующим представлением в цифровой вид.

Вычисление координат точек поверхности покрытия осуществляется триангуляционным преобразованием, в размере эквивалентного треугольника, образованного частью рабочей поверхности дорожного покрытия в сечении плоскости дороги и телесного угла оптического преобразователя. Для регистрации величины прогиба используется преобразование равноотстоящих точек в пространстве поверхности дороги и корреляции яркостных образов этих точек. Это позволило определить прогиб исследуемой поверхности дорожной конструкции в реальном масштабе времени.

Временная зависимость прогиба, измеренного при помощи прибора, показана на рис. 9, где по оси абсцисс отложен временной масштаб движения транспортных средств в потоке. Точность измерений прогиба конструкции 0,01 мм, временной шаг измерения прогиба равен 0,04 с.

Рис. 8. Прибор для определения динамического прогиба дорожной конструкции: I - земляное полотно; 2 - основание дорожной конструкции; 3 - асфальтобетонное покрытие. 4 - опорные маркеры; 5 - телесный угол оптической системы: 6 - поверхность подсвечива-ння лазером; 7 - лазерный источник света: 8 - триангуляцнонный измеритель: 9- измерительный штатив

Превышение предельных значений упругой деформации приводит к преждевременному появлению необратимой деформации, в частности колеи. Проведенные исследования показали, что при расчетном состоянии дорожной конструкции (при условии, что покрытие отвечает требованиям по ровности) увеличение р>асчетной нагрузки на 25 %, при скорости движения порядка 90 км/ч, увеличивает прогиб дорожной конструкции в 1,20- 1.25 раза для одиночных транспортных средств.

12 3 4 5 6

7 8 9

0,5

<3=5? О

Рис. 9. Временная зависимость прогиба дорожного покрытия от транспортной нагрузки потока

0 I 2

При воздействии потока транспортных средств, как с расчетной нагрузкой, так и превышающей ее, увеличивает величину прогиба в 2,5 и более раз. Стоит отмстить, что воздействие грузового транспорта оказывает влияние как на покрытие, так и на основание дорожной конструкции, вызывая их деформацию, тогда как влияние легкового транспорта сводится к воздействию в большей степени на покрытие, вызывая его износ.

Представленная методика позволяет определять параметры дорожного покрытия и на основании полученных данных выявлять причины, приводящие к образованию колеи, а также исследовать образование остаточной деформации асфальтобетонного покрытия в условиях интенсивного транспортного потока.

На основании полученных данных были построены эмпирические уравнения, характеризующие изменение параметров необратимых изменений дорожной одежды от времени эксплуатации. Начальным условием явилась привязка к начальному положению поверхности дороги в абсолютных отметках Яш„с использованием нивелирования и привязка к реперным отметкам существующей геодезической сети.

В четвертой главе описан разработанный технологический регламент по обследованию дорожных одежд, а также получены эмпирические уравнения образования колеи в условиях транспортного потока.

Пластическая деформация, возникающая под воздействием транспортных средств, есть величина, показывающая интегральное воздействие транспортного потока, с временем воздействия, связанным со скоростью движения транспортных средств. Прогиб, возникающий на дорожном покрытии, является величиной, зависящей от статистических характеристик транспортного воздействия, в частности, от автокорреляционных зависимостей воздействия транспортных средств потока.

Температурная зависимость формирования колеи в условиях влияния транспортного потока и эксплуатационных нагрузок указывает на сильное изменение величины пластической деформации. Прогиб также зависит от температуры покрытия, характерной для данной климатической зоны.

В обобщенном виде уравнение, описывающее образование дефекта, в виде колеи, представляет собой сумму компонентов, формирующих необратимую де-

формацию. Формирование глубины колеи от транспортного потока есть функции прогиба покрытия в интервалы времени измерений, меньших, чем время воздействия транспортного средства. Общая глубина колеи от воздействия транспортного потока представлена суммой компонентов, формирующих колею:

*„,(') = ^ ■ • /, - Ее, ~'».)+

Е ■ у-'

где / - средняя величина прогиба, мм; Кс<>..чат - коэффициент, характеризующий температурную зависимость сдвигоустойчивости материала покрытия и его коэффициент Пуассона, равный 5,34 10'4; Я05 - модуль упругости конструкции при штамповых испытаниях под расчетной нагрузкой, МПа; ф. - энергия сдвига асфальтобетонного материала; к - коэффициент Больцмана; Т -температура материала, К; - коэффициент, учитывающий изменение

профиля с постоянной величиной деформированного материала и определяемый по профилограмме дорожного покрытия; К1ШП1мтр . коэффициент, учитывающий изменение физико-механических свойств материала нового покрытия дороги, диапазон варьирования для разных покрытий дорог составляет 0,8 -

1,2; . переводной коэффициент, учитывающий переход от измерений

величины воздействия транспортного потока за час к величине износа за год,

равен 6,9410"6; /< - частота измерения прибором динамического прогиба, 30

Гц; - последующий отсчет величины прогиба; л' - количество измерений величины прогиба покрытия за один час.

В величине сформированной колеи, рассчитываемой по (5). есть последний математически определяемый член, ответственный за необратимую деформацию основания. Она появляется в результате увеличения нагрузки, выражаемой в прогибе, отнесенной к нормализованной величине изменения модуля упругости покрытия. Данный член зависит от величины прогиба пропорционально нагрузке и температуре с учетом пластических свойств дорожного покрытия.

Использование данного аналитического уравнения позволяет произвести расчет образования колеи на заданный период эксплуатации с учетом воздействия транспортного потока. Основным инструментом для измерения является прибор определения динамического прогиба в транспортном потоке.

Взаимосвязь между величинами, измеренными предлагаемым прибором, и параметрами потока позволяет перейти от классификаций потока к непосредственным измерениям прогиба, при условии начальной тарировки прибора под воздействием статической нагрузки или под воздействием прибора динамического нагружения. В целях уменьшения возникновения колеи как дефекта необходимо совершенствовать материалы, применяемые при строительстве дорожной одежды, и не превышать предельные нагрузки для данной конструкции.

ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель образования необратимой деформации дорожной одежды, отличающаяся от известных введением уравнений, учитывающих волновой эффект деформации покрытия при воздействии циклической нагрузки, и уравнений, описывающих характеристики транспортного потока. Модель позволяет рассчитать как величину упругого прогиба покрытия, так и величину необратимой деформации от воздействия транспортного потока.

2. Для диагностики и оценки состояния дорожной конструкции разработана методика определения упругого прогиба покрытия от действия движущихся транспортных средств в потоке. В отличие от известных методик, когда воздействие транспортной нагрузки имитируется с помощью методов динамического или статического нагружения, в предложенной методике величина прогиба измеряется оптическим измерителем в реальном масштабе времени. Методика позволяет на основе полученных измерений вычислить модуль упругости дорожной конструкции.

3. Разработана оригинальная методика определения изменения геометрических величин слоев дорожной одежды, оказывающих влияние на формирование колеи. Данная методика отличается от известных возможностью определения величины износа, пластической деформации покрытия и просадки основания на общую глубину колеи.

4. Для подтверждения адекватности математической модели были проведены измерения динамического прогиба дорожной конструкции и параметров колеи, включающие износ, пластическую деформацию покрытия и просадку основания в течение трех лет наблюдений. Результаты экспериментов подтвердили адекватность предложенной математической модели.

5. На основе экспериментальных исследований предложены аналитические зависимости образования колеи от характеристик транспортного потока. Аналитические зависимости позволяют прогнозировать величину износа покрытия, пластической деформации и просадки основания в общей глубине колеи, то есть позволяют определять причины образования колеи. В отличие от известных, они позволяют учитывать влияние транспортного потока на образование дефекта проявляемого в виде колеи, и на основе величин, полученных с

помощью предложенных методик, оценить необратимую деформацию дорожной одежды.

6. Разработан технический регламент оценки эксплуатационного состояния покрытия в части методик определения упругого прогиба покрытия и определения величин параметров колеи, образующейся под действием транспортного потока. Регламент позволяет сократить сроки проведения работ по обследованию эксплуатационного состояния автомобильной дороги, повысить их эффективность и снизить трудозатраты.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК

1. Матвиенко Ф. В. Исследование образования остаточной деформации асфальтобетонного покрытия в условиях интенсивного транспортного потока / Ф.В. Матвиенко, А.Н. Канищев, В.В. Волков // Известия ОрелГТУ. Серия "Строительство. Транспорт. - 2008. - № 3/19(549). - с. 86 - 90.

2. Матвиенко Ф. В. Моделирование процессов устойчивости высоких насыпей автомобильных дорог на основе грунтоизвесткового композита / В. В. Волков, Е. А.Яковлев, В. А. Кочетков, Ф. В. Матвиенко // Вестник БГТУ им.

B. Г. Шухова.-2008.-№ 4. - с. 15-18.

3. Матвиенко Ф. В. Моделирование деформации дорожной конструкции от воздействия транспортного потока / А. Н. Канищев, В. В. Волков, Ф. В. Матвиенко // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - 2009. - № 3.

C. 67-72.

Публикации в других изданиях

4. Матвиенко Ф.В. Проектирование элементов улично-дорожной сети городов, транспортных сооружений, технических средств организации движения, схем организации дорожного движения с учетом безопасности детей / Вл. П. Подольский, А. Н. Канищев, Ф. В. Матвиенко: сб. докладов III российско-германской научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности дорожного движения и их решение - дети и молодежь на дорогах». -Волгоград, 2006. - с. 67-71.

5. Матвиенко Ф.В. Влияние конструкции дорожной одежды на динамический прогиб покрытия / А. Н. Канищев, В. В. Волков, Ф. В. Матвиенко И Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докладов междунар. науч.-практ. конф. - Белгород, 2007. -с. 137-138.

6. Матвиенко Ф.В. Необратимая деформация нежестких дорожных одежд в условиях плотной городской застройки / Ф. В. Матвиенко, А. Н. Канищев, В. В. Волков: сб. докладов междунар. науч.-практ. конф. «Современное градостроительство». - Пенза, 2007. с. 112-114.

7. Матвиенко Ф.В. Взаимная корреляция необратимой деформации асфальтобетонного покрытия с разрушением искусственного основания / В. В. Волков, В. А. Кочетков, Ф. В. Матвиенко // Научные исследования, наносисте-мы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докладов между-нар. науч.-практ. конф. - Белгород, 2007. - с.42-43.

8. Матвиенко Ф.В. Исследование образования остаточной деформации асфальтобетонного покрытия внутри аэродромных дорог / В. В. Волков, В. А. Кочетков, Ф.В. Матвиенко. - М.: ЦВНИ МО РФ, 2008. - 9 с. - Деп. в ЦВНИ МО РФ, серия Б, вып. 83., инв. № В6823.

9. Матвиенко Ф.В. Методика измерения поперечной неровности автомобильной дороги / В. В. Волков, В. А. Кочетков, Ф.В. Матвиенко: сб. науч.-метод. материалов по итогам XVIII межвуз. науч.-практ. конф. - Вып. 31, ч. IV. -Воронеж, 2008.-с. 106-111.

10. Матвиенко Ф.В. Оценка динамического прогиба асфальтобетонного покрытия под действием транспортного потока / В. В. Волков, В. А. Кочетков, Ф. В. Матвиенко: сб. науч.-метод. материалов по итогам XIX межвуз. науч.-практ. конф. - Вып. 32, ч. 3. - Воронеж, 2009. - с. 74-77.

МАТВИЕНКО ФЕДОР ВАЛЕНТИНОВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НЕОБРАТИМОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 16.02.2010. Формат 60x84 1/]б. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1. Тираж 120 экз. Заказ №56

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

Введение ^ Обзор теоретических экспериментальных исследований образова- ^ ния деформаций нежестких дорожных одежд

1.1 Транспортно-эксплуатационные факторы, воздействующие на дорожную конструкцию

Деформации дорожных конструкций и причины их образования под воздействием интенсивного транспортного потока

1.3 Показатели прочности и методы расчета дорожных конструкций

1.4 Средства измерения и методы оценки состояния дорожных конст- 31 рукций в процессе эксплуатации

1.5 Постановка задачи по проведению математического моделирова- 41 ния, учитывающего многократное динамическое воздействие транспортного потока.

Выводы по первой главе

2 Математическое моделирование процесса воздействия транспорт- 44 ной нагрузки на дорожное покрытие

2.1 Выбор модели воздействия транспортной нагрузки. Основные до- 44 пущения

2.2 Моделирование статического воздействия транспортных средств на 51 дорожную конструкцию

2.3 Моделирование динамического воздействия транспортных средств 61 потока на дорожную конструкцию

2.4 Анализ результатов расчета деформаций асфальтобетонного покры- 70 тия, подверженного транспортному воздействию

Выводы по второй главе

3 Экспериментальные исследования образования необратимых де- 77 формаций асфальтобетонного покрытия

3.1 Методика проведения эксперимента по определению необратимых 77 деформаций

3.2 Определение динамического прогиба покрытия

3.3 Результаты проведения экспериментальных исследований

3.4 Проверка адекватности математической модели 100 Выводы по третьей главе

4 Технологический регламент по обследованию дорожных одежд

4.1 Оборудование и методика обработки экспериментальных данных

4.2 Аналитическое уравнение износа верхнего слоя покрытия

4.3 Аналитическое уравнение необратимой деформации от воздействия 112 транспортного потока

4.4 Зарубежный опыт применения материалов при конструировании 115 нежестких дорожных одежд

Выводы по четвертой главе

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается рост численности автотранспортных средств наряду с увеличением их грузоподъемности, что приводит к повышенному транспортному воздействию на дорожное покрытие с преждевременным появлением деформаций и разрушений. Дальнейшее увеличение нагрузки от транспортных средств на дорожную конструкцию требует проведения научных исследований по эксплуатационному воздействию на покрытие. Это связано с тем, что основополагающие нормативные документы были разработаны более 20 лет назад и не учитывали стремительное развитие транспортной отрасли. Совершенствование методов расчета, контроля технологии строительства дорожных конструкций способствует улучшению эксплуатационных характеристик, повышению надежности и безопасности дорожного движения.

Вопросами оценки воздействия транспортного потока на дорожную конструкцию и изучением напряженно-деформированного состояния занимались выдающиеся учёные: В. К. Апестин, А. К. Бируля, В. Ф. Бабков, В. Г. Березанцев, В. Г. Булычев, В. П. Матуа, Н. Н. Иванов, С. К. Илиополов, А. А. Иноземцев, Г. И. Покровский, Р. М. Раппопорт, М. Я. Якунин и др. Их исследования показали, что на образование колеи оказывает влияние не только расчетная нагрузка, но и количество циклов нагружения.

В то же время закономерности образования колеи на поверхности асфальтобетонного покрытия под воздействием транспортного потока при различных эксплуатационных условиях мало изучены. Образование колеи под воздействием транспортных средств имеет сложную зависимость, что вызвано пластической деформацией покрытия, его износом, а также деформацией основания.

Использование стандартных методов оценки состояния покрытия и инструментальных средств измерения параметров колеи не позволяет точно установить причины ее образования. Исследование возникновения необратимых деформаций на участках нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием при воздействии транспортного потока требует разработки оригинальных методик оценки эксплуатационного состояния асфальтобетонного дорожного покрытия, подверженного образованию колеи. В частности, необходимо произвести математическое моделирование влияния транспортного потока с последующим натурным экспериментом для оценки адекватности модели.

Таким образом, изучение образования остаточной деформации асфальтобетонного покрытия от воздействия транспортного потока в целях обеспечения безопасности движения и улучшения транспортно-эксплуатационного состояния автодорог является актуальным направлением научного исследования.

Целью работы является разработка методики определения и прогнозирования необратимых деформаций дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием, образующихся от воздействия транспортного потока с изменяющимися параметрами приложения нагрузки на дорожную конструкцию.

Основные задачи работы:

• разработка математической модели образования необратимой деформации дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием при воздействии циклической транспортной нагрузки с учетом ее характеристик;

• исследование возникновения необратимых деформаций на участках нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием при воздействии транспортного потока;

• изучение закономерности образования колеи на поверхности асфальтобетонного покрытия при различных эксплуатационных условиях от воздействия транспортного потока;

• определение посредством численного моделирования и натурного эксперимента влияния характеристик транспортного потока на величину необратимой деформации дорожной конструкции;

• разработка практических рекомендаций по уточнению методики оценки эксплуатационного состояния асфальтобетонного дорожного покрытия, подверженного образованию колеи.

Объект исследования — нежесткие дорожные одежды с асфальтобетонным покрытием.

Предмет исследования - упругие и необратимые деформации дорожной конструкции, образующиеся от воздействия транспортного потока.

Научная новизна заключается в следующем:

• разработана математическая модель образования необратимой деформации дорожной одежды, отличающаяся от известных введением уравнений, учитывающих волновой эффект деформации покрытия при воздействии циклической нагрузки, и уравнений, описывающих характеристики транспортного потока;

• разработана методика определения упругого прогиба покрытия от действия движущихся транспортных средств в потоке, в которой величина измеряется оптическим измерителем в реальном масштабе времени;

• разработана оригинальная методика определения изменения геометрических величин слоев дорожной одежды, оказывающих влияние на формирование колеи, отличающаяся от известных возможностью определения величин износа, пластической деформации покрытия и просадки основания;

• предложены аналитические зависимости образования колеи от характеристик транспортного потока, позволяющие прогнозировать величину износа, пластической деформации покрытия и просадки основания;

• адекватность предложенной математической модели подтверждена результатами экспериментов по определению необратимой деформации дорожной одежды;

• разработан технический регламент оценки эксплуатационного состояния покрытия в части методик определения упругого прогиба покрытия и определения геометрических величин слоев дорожной одежды, формирующих колею.

Достоверность полученных результатов, научных положений, выводов и рекомендаций, приведенных в работе, подтверждается объемом теоретических, лабораторных и опытно-экспериментальных исследований, выполненных в ходе изучения явлений и процессов, лежащих в основе связи между эксплуатационными свойствами дорожной конструкции и характеристиками транспортного потока, с использованием современных методов и приборов, позволяющих провести эксперименты с допустимой погрешностью.

Теоретическую основу исследования составили аналитические и численные решения дифференциальных уравнений величины прогиба дорожной конструкции под воздействием нагрузки в транспортном потоке и связанной с ней необратимой деформации.

Методы исследования. Работа выполнена с использованием комплексных методов исследования, включающих патентно-информационный анализ, методы математического и физического моделирования, а также с применением измерительных приборов.

Научная значимость заключается в разработке математической модели деформации дорожной одежды, включающей уравнения волнового эффекта, методик определения величины необратимой деформации асфальтобетонного покрытия и прогиба покрытия от воздействия транспортных средств в потоке для оценки эксплуатационного состояния дорожной конструкции.

Практическая значимость работы заключается в разработке технического регламента по оценке состояния дорожной конструкции в части определения упругого прогиба и параметров колеи. Это позволяет оценить фактическое состояние дороги и назначить ремонтные мероприятия. Использование полученных научных результатов позволяет повысить качество проектирования автомобильных дорог.

На защиту выносятся:

• математическая модель образующихся необратимых деформаций дорожной конструкции под воздействием циклической нагрузки, учитывающая характеристики транспортного потока;

• методика определения прогиба покрытия в реальном масштабе времени от действия транспортных средств в потоке;

• методика определения величины необратимой деформации дорожной одежды - колеи с учетом величин износа, пластической деформации покрытия и просадки основания;

• аналитическая зависимость образования необратимой деформации (колеи) от воздействия транспортного потока.

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований и научных разработок докладывались и обсуждались на 60-й научно-технической конференции по проблемам технических и строительных наук (г. Воронеж, ВГАСУ, 2005 г.); III российско-германской научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности дорожного движения и их решение - дети и молодежь на дорогах» (г. Волгоград, ВолгГАСУ, 2006 г.); международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии» (г. Белгород, БГТУ им. В. Г. Шухова, 2007 г.); международной научно-методической конференции «Современное градостроительство» (г. Пенза, 2007 г.), XIX межвузовской научно-практической конференции «Перспектива - 2009» (г. Воронеж).

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы для оценки воздействия потока транспортных средств на дорожную конструкцию. Разработанная программа «Road Deflection» позволяет моделировать деформации покрытия от транспортного воздействия и проводить проверку полученных натурных замеров. Методика определения необратимых деформаций дорожной конструкции внедрена в учебный процесс по дисциплине «Основы эксплуатации автомобильных дорог» при проведении лабораторных работ.

Публикации. Основные результаты работы были опубликованы в 10 научных статьях общим объемом 47 е., из них автору лично принадлежит 35 с.

Три работы опубликованы в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией ("Известия ОрелГТУ. Серия "Строительство. Транспорт", «Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова», «Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура»). В данных статьях опубликованы и изложены основные результаты диссертации: в работе [1] раскрываются основные причины образования остаточной деформации асфальтобетонного покрытия, в работе [2] показаны результаты моделирования процесса устойчивости высоких насыпей автомобильных дорог, в работе [3] выполнено моделирование деформаций дорожной конструкции под воздействием транспортного потока и исследованы причины их появления.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 136 страницах и содержит 77 страниц машинописного текста, 30 рисунков, 6 таблиц, список используемых источников из 102 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель образования необратимой деформации дорожной одежды, отличающаяся от известных введением уравнений, учитывающих волновой эффект деформации покрытия при воздействии циклической нагрузки, и уравнений, описывающих характеристики транспортного потока. Модель позволяет рассчитать как величину упругого прогиба покрытия, так и величину необратимой деформации от воздействия транспортного потока.

2. Для диагностики и оценки состояния дорожной конструкции разработана методика определения упругого прогиба покрытия от действия движущихся транспортных средств в потоке. В отличие от известных методик, когда воздействие транспортной нагрузки имитируется с помощью методов динамического или статического нагружения, в предложенной методике величина прогиба измеряется оптическим измерителем в реальном масштабе времени. Методика позволяет на основе полученных измерений вычислить модуль упругости дорожной конструкции.

3. Разработана оригинальная методика определения изменения геометрических величин слоев дорожной одежды, оказывающих влияние на формирование колеи. Данная методика отличается от известных возможностью определения величины износа, пластической деформации покрытия и просадки основания на общую глубину колеи.

4. Для подтверждения адекватности математической модели были проведены измерения динамического прогиба дорожной конструкции и параметров колеи, включающие износ, пластическую деформацию покрытия и просадку основания в течение трех лет наблюдений. Результаты экспериментов подтвердили адекватность предложенной математической модели.

5. На основе экспериментальных исследований предложены аналитические зависимости образования колеи от характеристик транспортного потока. Аналитические зависимости позволяют прогнозировать величину износа покрытия, пластической деформации и просадки основания в общей глубине колеи, то есть позволяют определять причины образования колеи. В отличие от известных, они позволяют учитывать влияние транспортного потока на образование дефекта проявляемого в виде колеи, и на основе величин, полученных с помощью предложенных методик, оценить необратимую деформацию дорожной одежды.

6. Разработан технический регламент оценки эксплуатационного состояния покрытия в части методик определения упругого прогиба покрытия и определения величин параметров колеи, образующейся под действием транспортного потока. Регламент позволяет сократить сроки проведения работ по обследованию эксплуатационного состояния автомобильной дороги, повысить их эффективность и снизить трудозатраты.

1. Апестин В.К., Шак А.М., Яковлев Ю.М. Испытания и оценка прочности нежёстких дорожных одежд. М.: Транспорт, 1977 — 102 с.

2. Баранковский A.C. Морозостойкость асфальтобетонов дорожных покрытий в районах с суровыми климатическими условиями: Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Омск, 1980.-202 с.

3. Барздо В.И., Яковлев Ю.М. Испытания нежестких дорожных одежд. «Автомобильные дороги». 1966, № 11, с. 26-27.

4. Батраков О.Т. Учет кратковременных нагрузок при конструировании и расчете нежестких, дорожных одежд. «Материалы к научно-технической конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобильных дорог». М., Стройиздат, 1964, с. 102-106.

5. Бируля А.К, Ермакович Д.Е. Исследование напряжений в нежестких дорожных одеждах при проходе колеса автомобиля. Известия высших учебных заведений. «Строительство и архитектура», 1962, № 1, с. 97-102.

6. Бируля А.К. Конструирование и расчёт нежёстких дорожных одежд автомобильных дорог. //М.: Транспорт, 1964.п

7. Булавко А.Г. О приближенном решении динамической задачи теории упругости в применении к расчету дорожных одежд. В кн.: Расчет и конструирование нежестких дорожных одежд. Харьков, Изд-во ХГУ, 1961, с. 57- 63 (Труды ХАДИ. Вып. 25).

8. Васильев А.П. Проектирование дорог с учетом влияния климата на условия движения. М., Транспорт, 1986, с.3-4.

9. ВСН 46—60 Инструкция по назначению конструкций дорожных одежд нежесткого типа М., Автотрансиздат, 1961, 76 с.

10. ВСН 46-83 Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа. //М.: Транспорт, 1985 157 с.

11. ВСН 52-89 Указания по оценке прочности и расчёту усиления нежёстких дорожных одежд. //М.:ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1989.

12. Гезенцвей Л.Б., Горелышев Н.В., A.M. Богуславский, И.В, Королев. Дорожный асфальтобетон. М., Транспорт, 1985, с. 385.

13. Головко В.А. Исследование водо и морозостойкости горячих и теплых асфальтобетонов : Дисс. . канд.техн.наук. - Харьков, 1978.-253 с.

14. Головко В.А. Морозостойкость дорожного бетона //Управление структурооб-разованием, структурой и свойствами дорожных бетонов. Харьков, 1983. С. 29.

15. Гордеев С.О. Деформации и повреждения дорожных асфальтобетонных покрытий. М., 1963. 132 с.

16. Горелышев Н.В. Исследование асфальтобетона каркасной структуры и его эксплуатационных свойств в дорожных одеждах. Диссертация на соискание ученой степени докт. техн. наук-М„ МАДИ, 1978, с. 118-124, 277-299,308350,344-354.

17. Горелышев Н.В. Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы. М.,: Можайск Терра, 1995. - 176 с.

18. ГОСТ 11955. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.

19. ГОСТ 12784. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний.

20. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. -М. 1998

21. ГОСТ 16557-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия. М., 1978

22. ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия. -М, 1990 (с изменениями)

23. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.

24. Грушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М., Мищенко Г.М. Дорожностроительные материалы. -М., Транспорт, 1983, 383 с.

25. Дорожный асфальтобетон / под ред. Л.Б. Гезенцвея. -М., Транспорт, 1985, 350 с.

26. Ермакович Д. Е. Экспериментальные исследования напряжений и осадок в нежестких дорожных покрытиях. Харьков, изд-во ХГУ, 1956, с. 45— 54 (Труды ХАДИ. Вып. 18).

27. Золотарев В.А. Долговечность дорожных асфальтобетонов. -Харьков: Вища школа. 1977. -116 с.

28. Золотарев В.А. О вкладе составляющих асфальтобетона в его прочность. В сб. Повышение эффективности использования материалов при строительстве асфальтобетонных и черных покрытий. Труды Союздорнии. М., 1989, с.78-84.

29. Золотарев В.А., Титарь B.C. О долговременной прочности асфальтобетона в широком диапазоне температур//Изв. вузов. Сер. .стр-во и архитектура. Новосибирск, 1981. № 11. С. 83-87.

30. Золотарь И.А., Пузаков H.A., Сиденко В.М. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. М., Транспорт, 1971, 410 с.

31. Иванов H.H. и др. Обоснование расчетных параметров для нежестких дорожных одежд. М., Дориздат, 1952, 159 с,

32. Иванов H.H. и др. Проектирование дорожных одежд. М., Автотрансиздат, 1955, 250 с.

33. Иванов H.H. и др. Расчет и испытание нежестких дорожных одежд. М., «Высшая школа», 1971, 99 с.

34. Иванов Н. Н., Калашникова Т. Н. Об исследовании усталостного процесса в асфальтобетоне. Труды ЦНИЛ Гушосдора Министерства строительства иэксплуатации дорог РСФСР. Вып. 1. М., изд. ЦНИЛ Гушосдора, 1969, с. 4354.

35. Иванов H.H., Коганзон М.С, Коновалов C.B. Основы новой методики расчета жестких дорожных одежд с учетом повторности воздействия нагрузок. М., «Высшая школа», 1969, 51 с.

36. Иванов H.H. Конструирование и расчёт нежёстких дорожных одежд. //М.: Транспорт, 1973 328 с.

37. Иванов H.H., Лейвак В.А., Яковлев Ю.М. Исследование упругого прогиба и радиуса кривизны при многократном действии кратковременной нагрузки. — Труды МАДИ, 1974, вып. 84, с. 38-45.

38. Иванов H.H., Михайлов В.В. Строительство дорожных покрытий с применением битумов. М.: Росвузиздат, 1963. - 43 с.

39. Иванов H.H. Пути повышения качества асфальтобетонных покрытий. Сб. Труды МАДИ, вып.23, Автодориздат, 1958.

40. Изменение модулей упругости асфальтобетонных покрытий в процессе их службы: Экспресс-информ./ВИНИТИ. М., 1975. № 5.1. С. 1-6.

41. Изучение процессов усталости битумоминеральных смесей: Экспресс-информ./ВИНИТИ. М., 1977. № С. 7-9.

42. Илиополов С.К., Селезнёв М.Г., Углова Е.В. Динамика дорожных конструкций. //Монография. Ростов-на-Дону: Ростовский государственный строительный университет, 2002 258 с.

43. Илиополов С.К. Механико-математическое моделирование системы "дорожная одежда грунт при анализе динамических процессов в её элементах". //Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук. Ростов-на-Дону 1998.

44. Иноземцев А. А. Сопротивление нагрузке нежестких дорожных покрытий и грунтовых оснований по данным экспериментальных исследований. В кн.: Исследования по механике дорожной одежды. М., Дориздат, 1941, с. 5—97 (Труды Дорнии. Вып. III).

45. Калужский Я.А. Принципы конструирования дорожных одежд.— «Автомобильные дороги», 1965, № 10, с. 6-7.

46. Камруззаман М. Оценка долговременной прочности асфальтобетона при длительном воздействии воды//У правление структуроабразоваиием, структурой и свойствами дорожных бетонов. Харьков. 1983. С. 27.

47. Киреев С.М., Теляев П.И. Нагрузка на дорогу от колеса движущегося автомобиля. Материалы к научно-технической конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобильных дорог. JL, Стройиздат, 1964, с. 118-124.

48. Кирюхин Г.Н. К вопросу о долговременной прочности асфальтобето-на//Повышение устойчивости дорожных покрытий, устраиваемых с применением органических вяжущих материалов. М., 1977. Вып. 99.С. 31-38.

49. Ковалев НС. Исследование морозостойкости и трещиностойкости асфальтобетонных покрытий из шлаковых материалов:Дисс.канд. техн. наук. Воронеж, 1979

50. Ковалев Я.Н. Активационно-технологическая механика дорожного асфальтобетона, Минск. «Высшая школа», 1990, -180 с.

51. Коган Б.И. Напряжение и деформации многослойных покрытий. Харьков, Изд-во ХГУ, 1953, с. 33-46 (Труды ХАДИ. Вып. 14).

52. Коган Б.И. Точное решение теории упругости для многослойного полупространства для расчета нежестких дорожных покрытий. Труды ХАДИ. Вып. 21. Харьков, Изд. ХГУ, 1958, 35 с.

53. Коновалов С.С., Коганзон М.С., Яковлев Ю.М. Динамические методы оценки прочности дорожных одежд. М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1975 36 с.

54. Корсунский М. Б. Деформация дорожных одежд и фактор времени. — «Автомобильные дороги», 1961, № 7, с. 25-27.

55. Корсунский М.Б. О критериях предельного состояния нежестких дорожных одежд, предназначенных для работы в упругой стадии. Харьков, Изд-во ХГУ, 1961, с. 41-49 (Труды Всесоюзной конференции по вопросам прочности дорожных одежд).

56. Корсунский М. Б. Основы теории расчета нежестких дорожных одежд по предельным относительным удлинениям. Сб. «Обоснование расчетных параметров для нежестких дорожных покрытий». М., Дориздат, 1952, с. 58-92.

57. Корсунский М. Б. Особенности расчета дорожных одежд для сверхтяжелых автомобилей. «Автомобильные дороги», 1963, № 2, с. 26—28.

58. Корсунский М.Б. Оценка прочности дорог с нежесткими одеждами. М., «Транспорт», 1966, 153 с.

59. Корсунский М. Б. Пути учета фактора времени при расчете Дорожных одежд. В кн.: Материалы к научно-технической конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобильных дорог. М., Стройиз-дат, 1964, с. 89—96.

60. Котлярский Э.В. Структурообразование асфальтобетонных смесей при уплотнении. Тезисы докладов республиканской конференции "Ресурсосберегающие технологии, структура и свойства дорожных бетонов". Харьков. 1989, с.15-16.

61. Котлярский Э.В. Битум + минеральный порошок = ? Дороги России XXI века, -М. № 4, 2002, с. 74-77.

62. Котлярский Э.В. Методика проектирования состава асфальтобетонных смесей с требуемыми структурно-механическими свойствами. Доклад на пленарном заседании межгосударственной Ассоциации исследователей асфальтобетон» 27 января 2004 г., М., МАДИ, 2000.

63. Котлярский Э.В. Строительно-технические свойства дорожного асфальтового бетона. «Техполиграфцентр», М. 2004, -183 с.

64. Кривисский A.M. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд по местному предельному равновесию. М., Автотрансиздат, 1963, 75 с.

65. Куринов Б.С. Исследование свойств асфальтобетона в агрессивных средах и некоторые вопросы повышения его долговечности: Дисс. канд. техн. наук. -М., 1970 148 с.

66. Ладыгин Б.И., Яцкевич И.К. Прочность и долговечность дорожных бетонов. -Минск. Наука м техника, 1972, -286 с.

67. Лейвак В.А. Исследование параметров, характеризующих прочность нежёстких дорожных одежд при их испытаниях динамической нагрузкой. //Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Москва, 1975. — 156 с.

68. Лобзова К Я. Горелышев Н.В. Влияние плотности асфальтобетонных покрытий на их долговечность. М., 1963 - 13 с.

69. Михайлов Н.В. Физико-химическая механика асфальтового бетона. Материалы работ симпозиума по структуре и структурообразованию в асфальтобетоне. Балашиха: СоюздорНИИ 1968 - с. 28-3777

70. ОДН 218.046-01 Проектирование нежёстких дорожных одежд. //М.: Росавто-дор, 2001- 144 с.

71. ОДН 218.1.052-2002 Оценка прочности нежёстких дорожных одежд. //М.: Ро-савтодор, 2003 79 с.

72. Определение реологических характеристик битумов: Экспрессин-форм./ВИНИТИ. М., 1977. № 14. С. 9—17.

73. Остаточные деформации асфальтобетонных покрытий: Экспресс-информ./ВИНИТИ. М., 1974. № 43. С. 30—35.

74. Прибор для моделирования пластических деформаций колееобразования: Экспресс-информ./ВИНИТИ. М., 1977. № 40. С. 12—13.

75. Руденская И.М. Реологические свойства битумов. М., Транспорт, 1970.

76. Руденская И.М., Руденский A.B. Реологические свойства асфальтобетонных смесей. М., Транспорт, 1972

77. Руденский A.B., Радовский Б.С, Коновалов С.В. О закономерностях усталостного разрушения дорожных одежд//Тр.Гипродорнии 1975. Вып. 10. С. 9-13.

78. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. М., Высш. школа, 2003. 701 с.

79. Салль А.О. Механические свойства асфальтобетона при изгибе кратковременными нагрузками. М., «Транспорт», 1969, с. 102—115 (Труды Союздор-нии. Вып. 34).

80. Салль А.О. Особенности изгиба асфальтобетонного покрытия при кратковременных нагрузках. М., Изд. Союздорнии, 1964, с. 19-26 (Труды Союз-дорнии. Вып. 3).

81. Салль А.О. Прочность асфальтобетона на растяжение при изгибе. «Автомобильные дороги», 1967, № 7, с. 18-20.

82. Сааль А.О. Оценка структурно-механических свойств асфальтобетона при воздействии на него транспортных средств/УСовершенствование технологии строительства асфальтобетонных и других черных покрытий. М., 1981. С. 58:-67.

83. Сиденко В.М., Батраков О.Т. Экономичное проектирование комплексной дорожной конструкции. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции по прочности дорожных одежд. Киев, Изд. КАДИ, 1968, 85-88 с.

84. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. //М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 -56 с.

85. Усталость асфальтобетона в условиях водонасыщения и циклического замораживания-оттаивания / Руденский А.В, Гегелия Д.И., Калашникова Т.Н., Штромберг А.А // Тр./Гипродорнии. -1979- Вып.24-с.131-137

86. Чуракина O.E. Влияние отрицательных температур на устойчивость структуры асфальтобетона. Дисс. . канд. техн. наук Москва, 1990. 212 с.

87. Швагирева O.A. Исследование влияния противогололедных реагентов на изменение структуры и свойств асфальтового бетона. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МАДИ, 1999.

88. Хальяк О.П. Изучение упругих деформаций дорожных одежд. //Труды ТПИ, № 292, Таллин, 1970.

89. Штрунк К. (ГДР). Стандартный метод расчета нежестких дорожных одежд. Труды ОЖДС. Варшава, 1966, 12 с.