автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Совершенствование метода расчёта армированных асфальтобетонных покрытий и оснований по критерию усталостного разрушения

На правах рукописи

00505иооі

Левашов Григорий Михайлович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА АРМИРОВАННЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ ПО КРИТЕРИЮ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ

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

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Омск-2012

005050887

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобилыю-дорожная академия (СибАДИ)»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Сиротюк Виктор Владимирович доктор технических наук, профессор

Казарновский Владимир Давидович доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, заместитель генерального директора ЗАО «Центр стратегических автодорожных исследований»

Краснощёкое Юрий Васильевич доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «СибАДИ», профессор кафедры «Строительные конструкции»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»

Защита состоится 24 января 2013 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.250.01 ВАК РФ при ФГБОУ ВПО «СибАДИ» по адресу: 644080, г. 0мск-80, проспект Мира, 5, СибАДИ, ауд. 3124.

Телефон для справок: +7 (3812) 65-20-41; факс: +7 (3812) 65-03-23.

E-mail: bobrova.tv@gmail.com.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)».

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета: 644080, г. 0мск-80, проспект Мира, 5.

Копию отзыва можно присылать на e-mail: bobrova.tv@gmail.com.

Автореферат разослан I декабря 2012 года.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ьл-ч

Т.В. Боброва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований свидетельствует, что армирование асфальтобетонных покрытий и оснований геосинтетическими материалами (ГМ) позволяет повысить их сопротивление растягивающим напряжениям от силовых и температурных воздействий, уменьшить трещинообра-зование и колееобразование. Об этом свидетельствуют как научные исследования, так и практика эксплуатации некоторых участков. Однако практика показывает, что далеко не всегда удаётся достичь существенных положительных результатов при армировании асфальтобетонных слоев ГМ. Нет единого мнения в вопросах конструирования и расчёта армированных слоев; нет определенности в выборе эффективных геосинтетических материалов, в требованиях к их прочности и деформативности; далеко не всё ясно в вопросах технологии строительства армированных покрытий и оснований.

Актуальность диссертационной работы заключается в развитии научных положений и практических рекомендаций для повышения эффективности армирования асфальтобетонных слоев дорожных одежд геосинтетическими материалами.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Исследования выполнялись по прямым договорам с производственными подразделениями. Тема диссертациогаюго исследования включена в программу НИОКР Федерального дорожного агентства (Росавтодор) на 2009-2013 гг.

Степень разработанности. Существующие подходы к расчёту армированных асфальтобетонных покрытий и оснований предполагают использование различных методов обобщения прочностных характеристик асфальтобетона за счёт введения повышающих «коэффициентов армирования». При этом наблюдаются существенные различия значений этих коэффициентов. Влияние свойств ГМ на прочностные характеристики армированных асфальтобетонных слоёв дорожных одежд не достаточно изучено. Исследования по моделированию процессов работы армированных монолитных слоёв дорожных одежд при усталостном разрушении от циклического силового воздействия транспортных средств выполнялись, но не учитывался широкий спектр температур, при которых работают эти слои. Нет достоверных данных о технологической повреждаемости армирующих материалов и влиянии повреждаемости на расчётные параметры армированных слоёв. До настоящего времени не предложены теоретически и экспериментально обоснованные методы расчёта армированных монолитных слоёв по критерию усталостного разрушения от циклического воздействия транспортных средств.

Основная идея работы состоит в том, что армирование асфальтобетонных слоёв дорожных одежд ГМ повысит их сопротивление усталостному разрушению при циклическом воздействии транспортных средств, при этом свойства армирующих материалов оказывают значительное влияние на получаемые результаты.

Объектом исследования являются нежёсткие дорожные одежды со слоями из асфальтобетона.

Предмет исследования - закономерности изменения прочностных и де-формативных показателей асфальтобетонных слоёв, армированных ГМ, при циклическом воздействии транспортных средств.

Цель диссертационного исследования — обосновать метод расчёта и расчётные параметры слоев дорожных одежд из асфальтобетона, армированного геосинтетическими материалами, по критерию усталостного разрушения при циклическом воздействии транспортных средств.

Для реализации поставленной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Проанализировать свойства ГМ и методы расчёта дорожных одежд с армированными асфальтобетонными слоями

2. На основании математического моделирования изучить закономерности формирования напряжённо-деформированного состояния слоёв покрытий и оснований из армированного асфальтобетона.

3. Экспериментально исследовать физико-механические свойства георешёток, армированного асфальтобетона и установить численные значения расчётных параметров армированных асфальтобетонных слоёв от воздействия кратковременных циклических нагрузок при положительных и отрицательных температурах.

4. Предложить метод расчёта армированных асфальтобетонных слоёв по критерию усталостного разрушения.

5. Проверить результаты теоретических и экспериментальных исследований путём строительства и обследования опытных участков.

6. Оценить экономическую эффективность предлагаемых решений.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

— получены математические модели, позволяющие прогнозировать изменение напряжённо-деформированного состояния армированного асфальтобетонного слоёв дорожных одежд от силовых многократных циклических воздействий транспортных средств при разной температуре;

— определены численные значения расчётных параметров асфальтобетонных слоёв, армированных георешётками, в зависимости от заданного количества циклов нагружений транспортными средствами при разной температуре:

— экспериментально получены закономерности изменения прочности георешёток из-за технологической повреждаемости при устройстве асфальтобетонных слоёв дорожных одежд.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в развитии научных положений и совершенствовании метода расчёта асфальтобетонных слоёв нежёстких дорожных одежд по критерию усталостного разрушения от воздействия транспортных средств.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в определении расчётных значений (прочности на растяжение при изгибе, усталостных характеристик) асфальтобетона, армированного различными видами ГМ, ранее не нашедших отражения в нормативно-методических документах по расчёту нежёстких дорожных одещд на прочность.

Разработаны и переданы заказчикам «Рекомендации по проектированию, строительству и ремонту асфальтобетонных покрытий и оснований с использованием георешёток (геосеток)». Материалы исследования нашли отражение в ОДМ 218.5.001-2009 «Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешёток для армирования асфальтобетонных слоёв усовершенствованных видов

покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог», разработанном по заказу Федерального дорожного агентства (Росавтодор).

Результата исследования использованы при подготовке занятий по дисциплине «Специальные вопросы проектирования дорог» для слушателей ФПК, магистров и студентов ФГБОУ ВПО «СибАДИ», для разработки дипломных проектов.

Методология и методы исследования. Методологической основой для решения поставленных задач является системный подход, при котором свойства асфальтобетона до и после армирования, вид и физико-механические характеристики армирующих материалов представлены во взаимосвязанном виде с учетом технологических факторов и температуры. Методология работы основана на использовании законов теории упругости и положений расчёта изгибаемых железобетонных элементов по деформационной модели и методу предельного равновесия, распространённых на армированный асфальтобетон.

В процессе выполнения диссертационной работы использован комплекс методов исследования, включающий: литературный и патентный поиск, анализ и обобщение, теоретические исследования и физический эксперимент, теории планирования эксперимента и вероятности, опытное строительство и обследование, технико-экономическую оценку результатов исследования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается методологической базой исследований, основанной на фундаментальных теоретических положениях; соблюдением основных принципов физического и математического моделирования; достаточным объёмом экспериментальных данных, полученных с использованием приборов и оборудования, прошедших аттестацию. Результаты исследования докладывались и получили положительные отзывы на 16 научных конференциях различного уровня.

Положения, выпосимые на защиту:

— методика прогнозирования напряжённо-деформированного состояния армированных асфальтобетонных слоев дорожных одежд от силовых многократных циклических воздействий транспортных средств при разной температуре;

— результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств георешёток, армированного асфальтобетона и численные значения расчётных параметров слоев из армированного асфальтобетона от воздействия кратковременных циклических нагрузок при положительных и отрицательных температурах;

— метод расчёта армированных асфальтобетонных слоев дорожных одежд по критерию усталостного разрушения;

Личный вклад автора заключается в определении цели и задач исследования; выполнении теоретических и экспериментальных исследований; участии в опытно-производственном строительстве и обследованиях опытных участков; анализе и обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Материалы исследования доложены, обсуждены и получили положительные отзывы: на 62, 63 и 66-й научно-технических конференциях в СибАДИ (г. Омск, 2008, 2009 и 2012 гг.); на I Всероссийском дорожном конгрессе (г. Москва, 2009 г.); IV, V и VI всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных (г. Омск, 2009, 2010 и 2012 гг.); технологическом конгрессе "Новые технологии строительства и содержания автомобильных

дорог в условиях Сибири и Крайнего Севера" (г. Омск, 2009 г.); VII Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (г. Омск, 2009 г.); III Всероссийской молодёжной научно-технической конференции "Россия молодая: передовые технологии — в промышленность" (г. Омск, 2010 г.); II Всероссийской конференции "Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций" (г. Новосибирск, 2011 г.); на научно-технических семинарах на базе ОАО "Омскнефтихимпроект" (г. Омск, 2010 г.), Министерства транспорта и дорожного хозяйства Саратовской области (г. Саратов, 2010 г.), Министерства транспорта и дорожного хозяйства Республики Саха (Якутия) (г. Якутск, 2010 г.), Министерства транспорта и коммуникаций Республики Казахстан (г. Алма-Ата, 2011 г.), Государственного дорожного исследовательского института Германии — "Bast" (г. Бергиш Глаудбах, 2011 г.).

Публикации. Основные результаты исследования отражены в 14 публикациях (три статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных в списке ВАК РФ) и в шести отчётах по НИР.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Результаты исследования изложены на 202 страницах основного текста, включающего 85 рисунков, 25 таблиц, библиографию из 161 наименования; объём приложения 36 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель и задачи работы, изложена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проанализированы данные по физико-механическим свойствам ГМ, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями для армирования асфальтобетонных покрытий. Сформулированы общие требования, необходимые для выполнения ГМ функции армирования.

Приведён анализ существующих методов расчёта нежёстких дорожных одежд с армированными асфальтобетонными слоями. Проанализированы работы отечественных учёных — B.C. Агеева, Э.Д. Бондаревой, В.Д. Казарновского, Н.С. Ковалёва, В.А. Кретова, Ю.М. Львовича, С.А. Матвеева, А.Е. Мерзликина, A.C. Михайловского, В.В. Мозгового, Ю.Р. Перкова, В.В. Сиротюка, О.В. Толмачёва, В.В. Ушакова, А.П. Фомина, В.Н. Яромко; зарубежных учёных — Дж. Ви. Батона, Дж. М. Брайтона, С.Ф. Брауна, Б.В. Бродрика, Ю. Ванга, М. Исмейка, Дж.С. Кливленда, Е.В. Куэлхо, Х.И. Линга, 3. Лью, Р. Л. Льюттона, C.B. Перкинса, М.Л. Фё-гельсона, Д. А. Б. Хьюгса.

На основании анализа сделан вывод, что основной эффект от применения армирующих материалов заключается в увеличении срока службы дорожных одежд за счёт увеличения усталостной прочности. Существующие подходы к определению усталостных характеристик основаны на проведении испытаний образцов на воздействие многократных нагрузок. Усталостные характеристики определяют путём циклического нагружения сосредоточенной силой образцов в виде шарнирно-опёртых балок.

Во второй главе приведена расчётная схема и выполнен анализ напряжённо-деформированного состояния асфальтобетонных образцов-балок при испытаниях по определению усталостных характеристик. Предложена методика оценки выносливости армированного асфальтобетона.

При анализе напряжённо-деформированного состояния (НДС) асфальтобетона применимы основные положения теории упругости, но этот материал имеет различные модули упругости на растяжение Е\ и сжатие £2. Тогда нормальные горизонтальные напряжения при поперечном изгибе асфальтобетонного образца в растянутой <т1 и сжатой а2 зонах соответственно равны

Ел Мх Е2 Мх пл

*^прив лприв

где Мх - изгибающий момент, Ни; у\,уг~ расстояния от нейтральной оси до выбранной точки поперечного сечения, м, J — момент инерции всего сечения относительно центральной оси, м ; Ещ,„, - приведённый модуль упругости, Па.

Высоты растянутой и сжатой Л2 зоны при изгибе балки равны

кх = и 1,2 = Г-^'И, (2)

где А — общая высота балки, м.

При расчёте асфальтобетонной балки за пределами упругих деформаций применим метод предельного равновесия. Величину напряжений в растянутой и сжатой зоне принимем равными расчётным сопротивлениям на растяжение Яь, и сжатие Л;, соответственно. Тогда положение нейтральной оси определяется по известным формулам

Къ И и И2*= Кы Ъ. (3)

1 Вы + Вь Кы + Кь

Значение предельного изгибающего момента равно

где Ъ — ширина образца, м.

Подставляя (4) в (1), определим теоретические значения предела прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе (как величины максимальных нормальных горизонтальных напряжений при Мх = М„й).

При экспериментальных исследованиях механических свойств армированных асфальтобетонных образцов установлено, что можно выделить две стадий НДС:

— на первой стадии происходит образование трещины в растянутой зоне образца и её рост. Трещина доходит до армирующего материала, после чего происходит её развитие в продольном направлении (т.е. расслоение образца);

— на второй стадии, при дальнейшем увеличении нагрузки (силы, давления), происходит образование и развитие трещин в средней зоне верхнего слоя под углом наклона к поперечной оси образца от 45° до 55° (рисунок 1).

На основании вышеописанной механики разрушения армированного асфальтобетона принята гипотеза о работе армирующего материала на второй стадии в качестве «псевдоупругого основания».

Рисунок 1. Характер разрушения неармированных (а) и армированных (б и в) образцов из асфальтобетона

Условие несущей способности на первой стадии

МхЛ<Ми1а (5)

и на второй стадии

(6)

где Мх], Мх 2 — изгибающий момент на первой и на второй стадии соответственно, Нм; Мл.ь М,/г,2 — предельный изгибающий момент на первой и на второй стадии, Н м.

При анализе НДС армированного асфальтобетона напряжения (в пределах упругих деформаций) в растянутой и сжатой зонах, арматуре (соответственно сг] и а2, а,) равны

Е\ мх Е2 Мх Е3 Мх

= г--ГЛ;<72=Р--7~У2> °з --у-Уз, (7)

сприв •' £прив •* прив

где у3 - расстояние от нейтральной оси до ГМ, м; Е3 - модуль упругости ГМ, Па; Еприд - приведенный модуль упругости, Па,

_ 4■ [е^ + £2^2). р р ^ +

прив - з + с3г8 5 > V0,!

п Ьк

здесь А] — высота растянутой зоны, м; й2 — высота сжатой зоны, м; а., — расстояние от оси армирующего элемента до наиболее растянутой грани, м; - площадь поперечного сечения армирующего элемента, м2.

Высота растянутой зоны определяется по предложенному выражению - (Е2Ш + Е3Р„)+ р2Ь/, + Е3Е5)2 + 2Ь-(£1 -Е2)-^Ь2 + Е3а

* ' ь(ех-е2)

(9)

Выражение (9) справедливо при Е1 Ф Е2.

Универсальным методом, который адекватно описывает распределение напряжений по нормальному сечению изгибаемого армированного элемента, является метод расчёта по деформационной модели (рисунок 2). Однако его применение для инженерных расчётов по оценке прочности асфальтобетона ограничено.

Поэтому анализ НДС армированного асфальтобетона на первой стадии предлагается выполнять по методу предельного равновесия, принимая, что напряжения в

асфальтобетоне и арматуре достигают предельных значений: расчётного сопротивления асфальтобетона на сжатие Rb и на растяжение R/,,, расчётного сопротивления растяжению ГМ Rs.

Данный метод применим к расчёту армированного асфальтобетона, поскольку расхождение результатов экспериментальных и теоретических исследований не превышает 10 %.

При этом положение нейтральной оси отличается от положения оси при изгибе в пределах упругих деформаций, а высота растянутой зоны составит

Rh-R, ■Fs-/

hyt = h

Рисунок 2. Схема к расчёту армированного сечения на первой стадии анализа НДС и эпюра напряжений по деформационной модели

'b-h

Rhl+Rb

Предельный изгибающий момент армированного сечения на первой стадии:

(10)

Mult, 1 =R¡

+ h

(И)

Расчётное значение сопротивления растяжению ГМ предложено назначать с учётом понижающих коэффициентов, характеризующих условия работы арматуры и технологическую повреждаемость. По аналогии с расчётом железобетонных конструкций предлагается для ГМ с относительно малой прочностью узловых соединений, расположенных от наиболее растянутой грани элемента более чем на 1/5 высоты растянутой зоны сечения, вводить коэффициенты условий работы

(12)

h,.

Потеря прочности (технологическая повреждаемость) ГМ в процессе уплотнения асфальтобетона П определяется по формуле

п __ RLR(TR) -

KLR(TR)

R,

(13)

ки1(ТЩ

где Rfлiтm - прочность при кратковременном растяжении в направлении длины (ширины) материала, кН/м; RPLR,^l!)—10 же после воздействия уплотняющего устройства, кН/м.

Тогда расчётное сопротивление растяжению ГМ (МПа) составит

(14)

где ацл(щ) — размер ячеек геосигаетического материала в направлении длины (ширины), м;

Однако при разрушении по растянутому асфальтобетону напряжения в растянутой арматуре могут не достигать расчётных сопротивлений Л,, а будут определяться исходя из условия линейного распределения деформаций по нормальному сечению при деформациях по подошве растянутой зоны асфальтобетона, равных предельным Такая ситуация возможно при высоте

растянутой зоны меньше граничной к\ гр\

К

гр

еЫ,ии

ЕЫ,иН ■

Я

Тогда напряжения в арматуре составят

<т3 =-

Ег.

-л3

(16)

Высота растянутой зоны, определённая из условия равновесия составит

Й!» =Л-

(17)

здесь А ■■

Яь ■ '£Ь1,иП ■

"Л+Л.,' Да + /?А, * Ьк

Значение предельного изгибающего момента армированного сечения на первой стадии в этом случае составит

М,

иПЛ

л,

Ы ■

.А,. +£Гз.іг .

й]« + А

-4

(18)

В конце первой стадии трещина распространяется на весь слой асфальтобетона, находящийся ниже армирующей прослойки.

Таким образом, если высота растянутой зоны меньше граничной то напряжения, возникающие в армирующем материале, не достигают величины расчётного сопротивления растяжению, тем самым становится возможным

реализация второй стадии. Расчётная схема для анализа НДС на второй стадии представляет собой балку, лежащую на упругом основании, высотой, равной толщине верхнего слоя или пакета верхних слоев (рисунок 3).

В качестве исходных данных для расчёта такой балки необходимо назначить коэффициент жёсткости /?. Определете коэффициента жёсткости предлагается выполнять по экспериментальным данным, после разрушения нижнего слоя асфальтобетона с использованием выражения, описывающего прогиб балки в середине пролёта

і

✓ т 4- 1

/

Рисунок 3. Расчётная схема на второй стадии НДС

Зависимость для определения прогиба середины пролёта балки имеет вид

(19)

где У2(//2), У¿,(1/1) — функции Крылова.

После назначения коэффициента жёсткости /? и получения начальных параметров <р0, 0о выполняется расчёт деформаций, внутренних усилий и напряжений в наиболее опасных сечениях балки по известным зависимостям.

Значение предельного изгибающего момента на второй стадии Миц2 определяется по формуле (4) с учетом (3) при высоте Л, равной толщине слоя (пакета слоев) асфальтобетона, расположенного над ГМ.

Для оценки коэффициентов армирования (эффекта от введения армирующей прослойки) предлагается использовать отношение уровней напряжённого состояния а!Ятг (т.е. отношение действующих напряжений к разрушающим напряжениям) в неармированном и армированном образце:

о/Дизг (20)

арм а

где а/К,„г - уровень напряженного состояния в растянутой зоне асфальтобетонного образца;

- уровень напряжённого состояния в растянутой зоне армированного асфальтобетонного образца при той же внешней нагрузке.

После ряда преобразований имеем

кЫ$армЬ + RbhhapMb

^ ■•о-'^-ирм- ТГор-Ц / (21)

арм~ Яы^.Ь + ЩИ^Ь

где - высота растянутой зоны сечения, м; й, - высота растянутой зоны сечения с учётом армирования, м.

С учётом полученной корреляционной зависимости между пределом прочности при сжатии и растяжением асфальтобетона при температуре 0 °С имеем

O.^AiV, >aPJ Ь

О.З^. + ^-Л,,)2

Эффект от применения ГМ прк армировании асфальтобетона заключается в снижении уровня напряжённого состояния на величину коэффициента армирования. Установлено, что уменьшение уровня напряжённого состояния в растянутой зоне армированного асфальтобетона на первой стадии составляет от 5 % до 30 %, в зависимости от вида используемого ГМ.

При реализации второй стадии НДС уровень напряжённого состояния в растянутой зоне армированного асфальтобетона снижается в 2,5^-3,0 раза по сравнению с неармированным образцом. При этом создаётся уровень, идентичный (численно равный) состоянию, достигнутому на первой стадии работы ГМ.

Использование предложенной схемы работы ГМ позволило оценить выносливость армированного асоальтобетона на каждой стадии НДС через выносливость неармированного асфальтобетона.

Кривая усталости асф зльтобетона имеет вид

— = l-a-lnw, (23)

Кизг

где а = т / /i„i. - коэффициент усталости, эмпирический коэффициент, подбираемый методами математической статистики по результатам усталостных испытаний.

Формула (17) справедлива при значениях количества приложения нагрузки в диапазоне 1 < N < е1/а. Тогда выносливость асфальтобетона NA при заданном уровне напряжённого состояния А определяется зависимостью

а-41

N¿=6 (24)

Выносливость армированного асфальтобетона Млгм будет состоять из выносливости, реализуемой при работе на первом Ык и втором Ыс этапах, при заданных уровнях напряжённого состояния В и С соответственно

0-4- М)1

Хлрм=кв + Ь'с=е о+е ". (25)

Выносливость армированного асфальтобетона составит

1

Napm =2-

N-e

(26)

В третьей главе выполнен анализ методов определения прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе под воздействием многократных кратковременных нагрузок. Приведено обоснование основных параметров метода испытаний и представлены результаты экспериментальных исследований по определению расчётных характеристик асфальтобетона. Наибольший научный вклад в развитие методов расчёта нежёстких дорожных одежд и исследование усталостных характеристик асфальтобетона внесли работы В.И. Барздо, О.Т. Батракова, А.К. Бируля, A.M. Богуславского, Н.В. Горелышева, H.H. Иванова, Т.Н. Калашниковой, М.Б. Корсун-ского, А.М. Кривисского, Б.С. Радовского, A.B. Руденского, А.О. Саля, A.B. Смирнова, Е.В. Угловой, И.М. Щербакова, Ю.М. Яковлева и др.

В рамках диссертационного исследования была сконструирована и изготовлена оригинальная установка для определения усталостной прочности асфальтобетонных образцов УЦН-1. Аппарат представляет собой систему с пневматическим сервоуправлением и регистрацией величины прикладываемой силы и прогиба образца. Установка для нагружения размещается в климатической камере, что обеспечивает возможность проведения испытаний при фиксированных температурных режимах в широком диапазоне значений.

Проведены комплексные испытания со следующими параметрами:

— образцы-балки шириной 10 см и высотой 12 см, расстояние между опорами 26 см;

— продолжительность периода нагружения 0,1 с, интервал времени между приложениями нагрузки - 0,9 с, т.е. нагружения с частотой 1 Гц;

— величина прикладываемой нагрузки (силы) в диапазоне от 10% до 80 % от разрушающей при однократном кратковременном нагружении;

— испытания проводились в диапазоне температуры от минус (20 ± 2) °С до (40 ± 2) "С, с шагом 20 °С.

Анализ результатов комплексных испытаний (рисунок 4) свидетельствует о наличии следующей зависимости:

R^=Ru3Z-m-\nN, (27)

где — предел прочное™ на растяжение при изгибе асфальтобетона при заданном количестве циклов нагружения N, МПа; R«« — предел прочности на растяжение при изгибе асфальтобетона при однократном кратковременном нагружении, МПа; N — количество циклов погружений, т — эмпирический коэффициент, характеризующий усталость материала, МПа.

Количество циклов нагружений N

Рисунок 4. Предел прочности на растяжение при изгибе асфальтобетонных образцов под воздействием многократных циклических нагрузок

Установлена корреляционная зависимость коэффициента т от температуры испытаний Т (°С):

от = 8 • 10-7 ■ Г3 + 7 • 10-5 Г2 -0,0097• 7* + отд, (28)

где т0 — эмпирический коэффициент, характеризующий усталость асфальтобетона при температуре О °С, то = 0,278 (получен на основе экспериментальных данных).

Зависимость (27) для определения усталостной прочности асфальтобетона сравнивалась с эмпирическими зависимостями, предложенными H.H. Ивановым, и в ОДН 218.046-01. Зависимость (27) имеет расхождение с экспериментальными данными не более 12 % на всём температурном диапазоне. Зависимость, предложенная H.H. Ивановым, имеет достаточную сходимость с данными эксперимента только при температуре 20 °С (расхождения составляют от 6 % до 24 %). При понижении температуры до 0 °С и ниже расхождение с экспериментальными данными увеличиваются до 42 %. Расхождения между экспериментальными данными и нормативной зависимостью по ОДН 218.046-01 достигают 250 % при температуре (0 ± 2) °С (расчётная температура). При этом нормативным методом оценки усталостной прочности не учитывается влияние температурного режима

Для расчёта усталостной прочности асфальтобетона предлагается использовать кривые Велера (кривые усталости), в общем виде представленные зависимостью (23). Результаты испытаний (рисунок 5) указывают на значительное (от 2,2 до 4,7 раза, в зависимости от вида ГМ) увеличение долговечности армированного асфальтобетона.

Рисунок 6. Зависимость разрушающего количества циклов нагружений от уровня напряженного состояния для армированного асфальтобетона

Максимальное расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает 14 % во всём диапазоне температур. Данный факт свидетельствует о высокой степени адекватности и достоверности предложенной расчётной модели.

10" 1П3 Ш4 1П5

Количество циклов нагружений N

Количество циклов нагружений N « - иеармнрованные асфальтобетонные образцы; ■ - армированные ГМ «СТ-100»; • - армированные ГМ «Поли-20»; • - армированные ГМ «СТ-50»;

• - армированные ГМ «СТ-25»

Рисунок 5. Зависимость разрушающего количества циклов нагружений асфальтобетона от уровня напряжённого состояния при температуре (0 ± 2) °С

Адекватность предложенной схемы расчёта армированного асфальтобетона оценивалась путём сравнения теоретических значений разрушающего количества циклов нагружений с экспериментальными данными (рисунок 6).

• - экспериментальные данные при температуре минус (20±2)°С;

• - экспериментальные данные при температуре (Ш:2)°С;

• - экспериментальные данные при температуре (20±2)°С;

• - экспериментальные данные при температуре (40-2)''С;

Четвёртая глава содержит результаты экспериментальных исследований армированного и неармированного асфальтобетонов при различной температуре. Приведены результаты испытаний по определению предела прочности при сжатии, одноосном растяжении, на растяжение при изгибе в диапазоне температур от минус (20 ± 2) °С до (40 ± 2) °С. Установлены корреляционные зависимости между прочностными и деформативными характеристиками асфальтобетона, одна из них представлена на рисунок 7.

о-1---------

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

Температура Т. °С

♦ экспериментальные данные. ■ экспериментальные данные. # теоретические данные обработанные по предложен- обработанные по нормативной зависимости ной зависимости

Рисунок 7. Зависимость предела прочности на растяжение при изгибе асфальтобетонного образца, армированного «СТ-100», от температуры

Использование армирующего материала на основе стекловолокна приводит к увеличению предела прочности асфальтобетонных образцов на растяжение при изгибе, оцениваемого по нормативной зависимости. Это подтверждает ранее выдвинутую гипотезу: чем выше прочность и модуль упругости армирующего материала, тем больший достигается эффект.

Экспериментально проверены размеры сжатой и растянутой зоны, определённые аналитически в соответствии с принятым методом расчёта. Сопоставление результатов экспериментальных исследований с теоретическим решением показывает, что погрешность определения положения нейтральной линии при изгибе асфальтобетонной балки не превышает 9 %, что свидетельствует о достоверности принятой гипотезы о положении нейтральной линии в асфальтобетоне при изгибе.

Пятая глава содержит результаты исследований свойств георешёток на основе стекловолокна и полипропилена. При определении расчётных характеристик (предела прочности, модуля упругости) георешёток важное место занимает вопрос назначения площади поперечного сечепия материала, по которому произошло разрушение. Из-за особенностей технологии изготовления георешёток из полипропи-

лена наиболее слабым местом являются узлы и поперечные рёбра, а не продольные рёбра с минимальным поперечным сечением (рисунок 8).

Прочность и деформативность георешёток из стекловолокна мало изменяются в исследуемом интервале температур. Полимерные георешётки снижают прочность (до 12 %) и деформативность (до 30 %) при понижении температуры до минус 20 °С.

Все виды повреждаемости (потери прочности) ГМ предложено разделить на «технологические» (от воздействия уплотняющих средств; контакта с горячей смесью; воздействия битума, внешних факторов и сред) и «эксплуатационные» (от циклических воздействий автотранспорта; циклического замораживания-оттаивания; воздействия длительных температурных напряжений; агрессивного воздействия воды, автомобильных топлив и масел).

Как показали результаты экспериментальных исследований на специально разработанном стенде («Стенд СибАДИ»), моделирующем работу катков, существенная потеря прочности ГМ наблюдается на стадии укладки и уплотнения вышележащего асфальтобетонного слоя. Механическая технологическая повреждаемость наиболее существенна для ГМ, изготавливаемых из волоконных минеральных материалов (стекловолокно, базальтоволокно), обладающих повышенной хрупкостью и малой деформативностью (рисунок 9).

Потеря прочности армирующих материалов при их укладке в горячую асфальтобетонную смесь может происходить не только от механического воздействия уплотняющих средств, но и от интенсивного нагрева ГМ в этой смеси. Наличие термической технологической повреждаемости наиболее характерно для ГМ, изготавливаемых из полимерных материалов.

Для определения влияния различных факторов на технологическую повреждаемость стеклосеток проведены экспериментальные исследования с использованием статистического метода планирования эксперимента. Исследовалось влияние двух основных факторов: геометрического размера ячеек ГМ и толщины вышележащего уплотняемого слоя из асфальтобетонной смеси. Результаты данного исследования приведены на рисунке 10.

Поверхность отклика описывается в виде уравнения регрессии

П = 24,311 + 0,029 ■ а + 3,345 • /г-0,021 • а■ /г + 0,003 • а2 -0,029 к2, (29)

где П - технологическая повреждаемость продольных (поперечных) рёбер георешётки из стекловолокна, %: а — размер ячейки георешётки, мм; И — толщина вышележащего уплотняемого асфальтобетонного слоя, мм.

Рисунок 8. Характер разрушения полимерной георешётки

Рисунок 9. Характерный пример изменения внешнего вида георешётки из стекловолокна

Толщина слоя Л, мм

Рисунок 10. Зависимость технологической повреждаемости ГМ от толщины уплотняемого слоя и размера ячеек георешётки

Анализ полученной зависимости показывает, что на технологическую повреждаемость георешёток в большей степени влияет толщина вышележащего асфальтобетонного слоя. Это необходимо учитывать при конструировании армированных дорожных одежд, назначая «защитный» слой асфальтобетона над ГМ не менее 80 мм.

На технологическую повреждаемость ГМ существенно влияют вид и свойства исходных материалов, технология их изготовления. Образцы георешёток из стекловолокна с шестью различными видами пропиток были подвергнуты испытаниям на лабораторном стенде. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что путём рационального подбора пропиточного состава можно снизить технологическую механическую повреждаемость стекловолоконных георешёток на 30 %.

Испытания показали, что комбинированные георешётки — геокомпозиты (стеклосетки с нетканой геотекстильной подложкой) — обладают меньшей технологической повреждаемостью на 10 % —30 % (в зависимости от свойств подложки).

Исследования по определению термической повреждаемости показали, что под воздействием высокой температуры прочность образцов из стекловолокна не снижается. Плоские георешётки из полипропилена теряют до 14 % прочности при укладке в слои асфальтобетона с температурой 150 °С, а с температурой 160 СС—до 27 %.

В шестой главе приведены основные положения метода расчёта нежёстких дорожных одежд с армированными асфальтобетонными слоями по критерию усталостного разрушения.

В монолитных слоях дорожной одежды напряжения, возникающие при изгибе под действием повторных кратковременных нагрузок, в течение заданного срока службы не должны превышать усталостной прочности материала на растяжение при изгибе с учётом требуемого коэффициента прочности:

где иг — наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом, МПа; К'Щ - требуемый коэффициент прочности с учётом заданного уровня надёжности; Я//— прочность материала на растяжение при изгибе с учётом усталостных явлений, МПа.

Так как уровень напряжённого состояния является величиной относительной, то при условии сохранения одинакового подхода к определению действующих напряжений и предела прочности величина уровня напряжённого состояния не изменяет своего значения вне зависимости от выбранного подхода по определению местоположения нейтральной оси, т.е.

д.«?™ (уПРи

ппри г=И/2 I)при 2 / /12 Лизг ы:г

Такой подход дает возможность использовать существующие зависимости по определению растягивающего напряжения в материале покрытия при изгибе и нормативные значения прочностных параметров различных асфальтобетонов.

Максимальные растягивающие напряжения в материале покрытия при изгибе при условии прохождения нейтральной оси через центр тяжести, по Кор-сунскому Б.М. равны

кУ-^аб) О О НЭ

где Л — толщина покрытия, м; Еи6 — модуль упругости материала покрытия, МПа; \ха6 — коэффициент Пуассона материала покрытия; а>а — величина прогиба, м; И — диаметр круга, равновеликого следу колеса расчётного автомобиля, м; к) — эквивалентная толщина слоев дорожной одежды, м

Выносливость асфальтобетона N при заданном уровне напряжённого состояния Л -а/ Кизг определяется зависимостью (23).

При оценке суммарного усталостного воздействия транспортных средств на материал изгибаемого слоя дорожной одежды необходимо учитывать характер распределения транспорта по ширине полосы движения (коэффициент

При определении расчётного значения предела прочности на растяжение при изгибе асфальтобетонных слоев необходимо учитывать снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (коэффициента к2, назначаемого по ОДН 218.046-01). Тогда величина допустимых горизонтальных напряжений, возникающих у подошвы пакета асфальтобетонных слоев, запишется:

= % = (1 - а-1п£>'М| ))•««,- (32)

где киК — нормативное значение предела прочности на растяжение при изгибе, МПа; I — коэффициент нормированного отклонения при допустимом уровне надёжности; V/; — коэффициент вариации прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе; к\ — коэффициент, учи тывающий характер распределения транспорта по ширине полосы движения; кг — коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов.

Уровень напряжённого состояния армированного асфальтобетона после приложения суммарного числа приложений расчётной нагрузки за срок службы дорожной одежды ^Л/. составит

л = к.„

1-a-ln

XX-к,

(33)

где К„рм — коэффициент армирования, характеризующий изменение уровня напряжённого состояния при введении армирующей прослойки.

Прочность материала монолитного слоя, армированного ГМ, на многократное растяжение при изгибе

доп.арм _ парм _ 'г — яд/ — Лал.м '

/ 1-a-ln iX^^Yl

V l ^ JJ

■Rtae -(l -VRt)-k2

(34)

Срок службы нежёсткой дорожной одежды с армированным асфальтобетонным покрытием с позиций усталостной долговечности составит

,арм\

ТА

АРМ

к2 ■ bg,

OJ'V'V^«

(35)

где q — показатель изменения интенсивности движения; N, — приведенная интенсивность движения на год !, авт/сут; - расчёное число расчёных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции, назначается по ОДН 218 046-01, сут; кп— коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого, назначается по ОДН 218 046-01.

Аналогично определяется межремонтный срок проведения работ по ремонту нежёсткой дорожной одежды с армированным асфальтобетонным покрытием:

тАРМ . . 'рем =«2-|oSi

1 + -

АРМ р. рем

0,7 -N.

(36)

По предложенным зависимостям выполнен расчёт вариантов конструкций нежёстких дорожных одежд, по результатам которых можно сделать ряд выводов.

Величина экспериментально определённого предела прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе существенно отличается от значений, рекомендованных ОДН 218.046-01 в качестве расчётных. Использование в качестве расчётного значения фактического предела прочности приводит к увеличению толщины монолитных слоев дорожной одежды в среднем на 17 %.

Использование при расчёте дорожной одежды предложенного критерия оценки сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению приводит к увеличению толщины пакета монолитных слоёв в среднем на 30 %. При этом толщина слоя дискретного основания уменьшается в среднем па 10 %. При использовании армированных асфальтобетонных слоёв возможно снижение общей толщины пакета монолитных слоёв на 13 % 18 % в зависимости от вида ГМ.

Результаты расчёта показывают, что за счёт применения армирующих прослоек в асфальтобетонном покрытии (без уменьшения толщины слоёв), межремонтный срок проведения работ по капитальному ремонту (т.е. расчётный срок службы) нежёстких дорожных одежд увеличивается на 25 % -г- 40 % в зависимости от вида ГМ. Срок проведения работ по ремонту дорожных одежд с армированным покрытием увеличивается на 50 % 80 %.

В седьмой главе изложены результаты строительства и обследования опытных участков дорожных одежд с армированными асфальтобетонными слоями. Представлена оценка экономической эффективности предлагаемых решений.

Опытный участок по пр. Губкина (г. Омск) устраивался для проверки результатов экспериментальных исследований технологической повреждаемости ГМ, получаемых на «Стенде СибАДИ». Результаты определения повреждаемости ГМ после укладки и уплотнения асфальтобетонного слоя при опытном строительстве показали расхождения не более 7-^10 % по сравнению с данными, получаемыми на «Стенде СибАДИ» при лабораторных испытаниях.

В период лето 2008 г. — осень 2011 г. по заказу Федерального дорожного агентства (Росавтодор) автором обследованы участки автомобильных дорог и городских улиц с армированным асфальтобетонным покрытием, расположенные в Республике Удмуртия, в Ивановской и Рязанской областях, в городах Санкт-Петербург и Пермь.

Результаты обследования опытных участков свидетельствуют, что армирование различными ГМ позволило повысить трещиностойкость асфальтобетонного покрытия от 20 % до 55 %, уменьшило раскрытие трещин и способствовало снижению темпа колееобразования в среднем в два раза.

При оценке экономической эффективности можно исходить из следующих положений.

1. Введение георешёток в покрытие может уменьшать строительные затраты за счёт снижения толщины конструктивных слоев дорожной одежды. При этом срок службы покрытия остаётся неизменным.

2. Если не уменьшать толщину покрытия, то введение ГМ обеспечивает снижение эксплуатационных затрат и увеличивает межремонтные сроки.

Расчёты показали, что применение плоских полипропиленовых георешёток для армирования асфальтобетонных покрытий нежёстких дорожных одежд с целью снижения толщины конструктивных слоев экономически нецелесообразно.

При использовании георешёток, из стекловолокна (базальтоволокна), экономический эффект на 1000 м2 покрытия составляет от 85 до 140 тыс. руб. (или от 3,7 % до 6,2 % от сметной стоимости строительства дорожной одежды) в зависимости от марки ГМ.

Если не менять толщину конструктивных слоев, то для вариантов конструкций дорожной одежды с армированным покрытием рекомендуется учитывать снижение объёмов работ по содержанию:

— по устранению повреждений асфальтобетонного покрытия;

— по заливке трещин на асфальтобетонных покрытиях;

— по ликвидации колеи глубиной до 30 мм по полосах» наката.

Предложена эмпирическая зависимость для определения объёмов работ по

содержанию участка автомобильных дороги с армированным асфальтобетонным покрытием:

Иарм = Ннеарм " Код ' (а - 5,0 • Карм) , (37)

где Иар* — рекомендуемая величина объёма работ по содержанию участка автомобильной дороги с армированным асфальтобетонным покрытием; — нормативная величина объёма вида работ по содержанию участка автомобильной дороги; Ь<ад — требуемый уровень надёжности; а — эмпири-

ческий коэффициент, устанавливаемый на основании опыта применения конкретных армирующих прослоек в данном регионе.

Результаты расчёта экономической эффективности предлагаемого инновационного проекта, выполненного с использованием программного комплекса Effect v.1.03, разработанного на основе ОДМ «Руководство по оценке экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса», приведены в таблице.

Основные показатели инновационного проекта

Наименование показателя Вариант №1 «СТ-100» Вариант №2 «СТ-50» Вариант №3 «СТ-25» Вариант №4 «Поли-20»

Чистый дисконтированный доход проекта (ЧДД проекта), тыс. руб. 1 568,3 1 351,8 1 062,6 -319,1

Внутренняя норма доходности проекта (ВНД) 35,5 43,3 49,6 -

Индекс доходности дисконтированных затрат (ИДД) 2,62 3,30 3,76 0,81

Точка безубыточности 5 лет 4 мес. 5 лет 2 мес. 5 лет 1 мес. -

Не все предложенные варианты реализации инновационного проекта имеют экономическую эффективность. Так, вариант № 4 (ГМ «Поли-20») по истечении расчётного срока службы имеет ЧДД, представленный убытком в размере 319,1 тыс. руб. С позиции экономической эффективности целесообразно использование стеклосе-ток для армирования асфальтобетонных покрытий. Точка безубыточности (окупаемости) проектов, предусматривающих применение стеклосеток, не превышает 5,5 лет. Внутренняя норма дисконта (от 35 % до 50 %) превышает принятую норму дисконта (10 %), что свидетельствует об экономической эффективности предложенных вариантов реализации инновационного проекта. ЧДД от реализации инновационного проекта и ИДЦ в этих случаях зависит от прочности применяемых ГМ.

Заключение

На основании теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованы расчётные параметры и предложен метод расчёта нежёстких дорожных одежд с асфальтобетонными слоями, армированными георешётками, по критерию усталостного разрушения при многократном воздействии транспортных средств.

1. Предложено различать две стадии напряжённо-деформированного состояния асфальтобетона, армированного ГМ. Эффект от армирования заключается в снижении уровня напряжённого состояния от 5 % до 30 % на первой стадии. На второй стадии уровень напряжённого состояния в растянутой зоне снижается в 2,5-3,0 раза.

2. Разработанный способ оценки усталостной прочности армированного асфальтобетона на каждой из стадий НДС рекомендуется реализовать через усталостные характеристики неармированного асфальтобетона путём введения коэффициентов армирования. Численные значения коэффициентов изменяются в пределах от

1,01 до 1,35 и определяются по предложенной зависимости, учитывающей механические свойства ГМ, месторасположение в пакете слоев и свойства асфальтобетона.

3. Степень технологической повреждаемости ГМ при устройстве асфальтобетонных слоев можно прогнозировать по полученной корреляционной зависимости или определять экспериментально по разработанной методике испытаний. Установлено, что технологическая повреждаемость некоторых георешёток может достигать 80 %. Повреждаемость георешёток из стекловолокна можно уменьшить путём применения качественного сырья, подбора вида и количества пропиточного состава, а также применения геокомпозитов. Минимальной повреждаемостью при уплотнении обладают ГМ из полипропилена. Но в отличие от стекловолоконных георешёток для ГМ из полимеров характерна термическая повреждаемость при укладке в слои асфальтобетона с температурой выше 150 сС.

4. Подтверждена возможность прогнозирования усталостной прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе в условиях циклического режима на-гружения по пределу прочности асфальтобетона при однократном кратковременном нагружении. Уточнена зависимость расчётных параметров асфальтобетона при воздействии кратковременных многократных циклических нагрузок от его температуры. Установлено, что численное значение коэффициента усталости уменьшается на 50 % при повышении температуры на 20 °С относительно расчётной (0 °С), а при понижении на 20 °С увеличивается на 85 %.

5. Экспериментально установлено, что при равной величине внешнего воздействия армированный асфальтобетон обладает выносливостью большей, чем неармированный в 2,2 ^ 4,7 раз.

6. Реализация предлагаемых рекомендаций по конструированию и расчёту армированных асфальтобетонных покрытий георешётками предопределяет увеличение срока службы нежёстких дорожных одежд на 25 % 40 %, а межремонтного срока—на 50 % ^ 80 % (при сохранении толщины пакета монолитных слоев).

7. Установлено, что использование для армирования асфальтобетона высококачественных георешёток из стекловолокна или базальтоволокна позволяет получить экономический эффект от 3,7 % до 6,2 % от общей стоимости строительства дорожной одежды.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Крашенинин Е.Ю. О влиянии армирующей прослойки на сцепление между асфальтобетонными слоями / Е.Ю. Крашенинин, В В. Сиротюк, Г.М Левашов // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: материалы III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 21-22 мая 2008 г. / СибАДИ. - Омск, 2008. - Кн. 1. - С. 68-70.

1. Сиротюк В В. Развитие новых технологий использования геосинтетики в дорожном строительстве / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, Г.М. Левашов, А.А. Захаренко И Дороги России XXI века. - 2008. -№ 5. - С. 75.

3. Крашенинин Е.Ю. Результаты испытаний армированного асфальтобетона циклическими нагрузками / Е.Ю. Крашенинин, Г.М. Левашов // Материалы 62-й научно-технической конференции СибАДИ / СибАДИ. - Омск, 2008. - Кн. 1. - С. 215-218.

4. Армирование асфальтобетонных покрытий / Г.М. Левашов // Динамика систем, механизмов и машин: материалы VII Международной научно-технической конференции, 10—12 ноября. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. - Кн. 2. - С. 381-385.

5. Повреждаемость геосинтетических материалов при армировании покрытия из асфальтобетона / Г.М. Левашов // Материалы 63-й научно-технической конференции ГОУ СибАДИ / СибАДИ. - Омск, 2009. - Кн. 1. - С. 116-120.

6. Левашов Г.М. О снижении повреждаемости геосинтетических материалов при армировании асфальтобетонных покрытий /Г.М. Левашов, В.А. Ищерский, В В. Сиротюк // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: материалы V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспира!ггов и молодых ученых/СибАДИ.-Омск: СибАДИ, 2010.-С .19-22.

7. Игнатов В.Ф. О результатах обследования участков автомобильных дорог с армированными асфальтобетонными покрытиями / В.Ф. Игнатов, Г.М. Левашов // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: материалы V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных / СибАДИ. - Омск: СибАДИ, 2010 - С. 10-13.

8. Сироткж В.В. Технологическая повреждаемость некоторых геосинтегических материалов, применяемых для армирования асфальтобетонных покрытий / В.В. Сиротюк, Г.М. Левашов // Дороги и мосты: сборник / Министерство транспорта РФ, Федеральное дорожное агентство (РОСАВ-ТОДОР). -М.: ФГУПРОСДОРНИИ. -2010. -Вып. 23/1. - С.85-96.

9. Армирование асфальтобетонных покрытий геосинтегическими материалами / Г.М. Левашов // Россия молодая: передовые технологии — в промышленность: материалы III Всероссийской молодёжной научно-технической конференции, 16-18 ноября 2010 г. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. -Кн. 1.-С. 379-383.

11. ОДМ 218.5.001-2009 Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешеток для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог / Федеральное дорожное агентство (РО-САВТОДОР). - М.: Информавтодор. - 2010. - 86 с.

11. Левашов Г.М. Проектирование дорожных одежд с армированным асфальтобетонным покрытием / Г.М. Левашов, В. В. Сиротюк // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии / СибАДИ. - Омск: СибАДИ, 2011. - Вып. 2 (20). - С.21-27.*

12. Левашов Г.М. Об определении предела прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе / Г.М. Левашов, В.В. Сиротюк // Вестник Сибирской государственной автомо-бильпо-дорожной академии / СибАДИ. - Омск: СибАДИ, 2011. - Вып. 4 (22). - С.23-26.*

13. Левашов Г.М. О совершенствовании метода расчета армированного асфальтобетонного покрытия / Г.М. Левашов, В.В. Сиротюк И Дороги. Инновации в строительстве. - 2012. - №16. Спецвыпуск «Геосинтетические материалы». — С.24—29.

14. Левашов Г.М. Оценка экономической эффективности применения геосеток для армирования асфальтобетонных покрытий / Г.М. Левашов, В.В. Сиротюк, O.A. Рычкова // Дороги и мосты: сборник / Министерство транспорта РФ, Федеральное дорожное агентство (РОСАВТОДОР). - М.: ФГУП РОСДОРШШ. - 2012. - Вып. 28/2. - С.11-24.*

* Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных в списке ВАК РФ.

Подписано к печати 16.11.2012 Формат 60x90 1/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. п. л. 1,5; Уч.-изд. 1,1. Тираж 110. Заказ № 358.

Отпечатано в подразделении оперативной полиграфии УМУ ФГБОУ ВПО «СибАДИ» г. Омск, пр. Мира, 5

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Геосинтетические материалы, применяемые для армирования асфальтобетонных покрытий.

1.2 Основные требования, предъявляемые к армирующим материалам.

1.3 Анализ методов расчета нежестких дорожных одежд с армированным асфальтобетонным покрытием.

1.4 Выводы, цель и задачи исследования.

2 Напряженно-деформированное состояние армированного асфальтобетона.

2.1 Определение нормальных и касательных напряжений при поперечном изгибе неармированного асфальтобетонного образца.

2.2 Определение разрушающих нагрузок при изгибе балок за пределом упругости.

2.3 Анализ напряженно-деформированного состояния армированного асфальтобетонного образца.

2.3.1 Особенности напряженно-деформированного состояния армированной асфальтобетонной балки на первой стадии.

2.3.2 Назначение расчетного предела прочности армирующего геосинтетического материала.

2.3.3 Особенности напряженно-деформированного состояния армированной асфальтобетонной балки на второй стадии.

2.4 Определение коэффициентов армирования.

2.5 Определение выносливости (усталостной прочности) армированного асфальтобетона.

Выводы по второй главе.

3 Обоснование методики испытаний и расчёта асфальтобетона на действие многократной циклической нагрузки.

3.1 Принятые понятия и термины.

3.2 Обоснование методики определения модуля упругости и прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе под воздействием многократных кратковременных нагрузок.

3.3 Обоснование значений нагрузочных параметров.

3.4 Обоснование частоты и периода циклических нагружений.

3.5 Методика и оборудование для испытаний асфальтобетонных образцов на воздействие многократной циклической нагрузки.

3.6 Определение расчетных параметров асфальтобетона на воздействие многократных циклических нагрузок.

Выводы по третьей главе.

4 Экспериментальная оценка физико-механических свойств армированного асфальтобетона.

4.1 Математическая обработка результатов испытаний.

4.2 Методика изготовления асфальтобетонных образцов.

4.3 Определение предела прочности при сжатии.

4.4 Определение предела прочности при одноосном растяжении.

4.5 Определение предела прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе.

4.6 Экспериментальное определение положения нейтральной оси при изгибе асфальтобетонных образцов.

4.7 Определение предела прочности на сдвиг.

Выводы по четвёртой главе.

5 Испытания армирующих геосинтетических материалов.

5.1 Определение предела прочности при растяжении.

5.2 Определение механической технологической повреждаемости геосинтетических материалов.

5.3 Определение термической технологической повреждаемости геосинтетических материалов.

Выводы по пятой главе.

6 Расчет армированных асфальтобетонных покрытий по критерию усталостного разрушения.

6.1 Методика расчета.

6.2 Определение межремонтных сроков и сроков службы нежесткой дорожной одежды с армированным асфальтобетонным покрытием.

6.3 Пример расчета нежестких дорожных одежд.

6.4 Дальнейшие пути совершенствования методики расчета нежестких дорожных одежд по критерию усталостного разрушения монолитных слоев.

Выводы по шестой главе.

7 Результаты опытного строительства и экономическая оценка предлагаемых решений.

7.1 Результаты строительства и обследования опытного участка на проспекте Губкина (г. Омск).

7.2 Характеристики опытных участков и результаты их обследования.

7.2.1 Участок на улице Удмуртская (г. Ижевск).

7.2.2 Участок автомобильной дороги М7 «Ижевск-Сарапул-Уфа» (республика Удмуртия).

7.2.3 Участок автомобильной дороги Р-71 «Ковров-Шуя-Кинешма» (Ивановская область).

7.2.4 Участок на улице Малоохтинский проспект (г. Санкт-Петербург).

7.2.5 Участок автомобильной дороги Р-126 «Рязань-Ряжск-Ефремов».

7.3 Оценка экономической эффективности применения геосеток для армирования асфальтобетонных покрытий.

7.3.1 Оценка экономической эффективности применения армированных асфальтобетонных покрытий за счет снижения толщин конструктивных слоев.

7.3.2 Оценка экономической эффективности применения армированных асфальтобетонных покрытий за счет снижения эксплуатационных затрат и увеличения срока службы покрытия.

7.4 Выводы по седьмой главе.

За последние годы грузоподъемность и скорость движения транспортных средств значительно возросли. Интенсивно растут нагрузки на дорожное покрытие, которое должно обеспечить безопасное движение транспорта и противостоять погодно-климатическим воздействиям.

В настоящее время асфальтобетон остается наиболее распространенным материалом для покрытий автомобильных дорог и широко используется во всем мире с начала прошлого века. Однако асфальтобетонные покрытия постепенно исчерпывают свои физические возможности длительно сохранять высокую прочность, ровность и сплошность при столь высоких нагрузках.

Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований свидетельствует, что армирование асфальтобетонных покрытий геосинтетическими материалами (ГМ) позволяет повысить их сопротивление растягивающим напряжениям от силовых и температурных воздействий, уменьшить трещинообразование, колееоб-разование и тем самым обеспечивает увеличение срока службы в 2-4 раза. Об этом свидетельствуют как научные исследования, так и практика эксплуатации некоторых участков с армированными покрытиями. Однако практика показывает, что далеко не всегда удается достичь существенных положительных результатов при армировании покрытий ГМ. Это объясняется тем, что в настоящее время нет единого мнения в вопросах конструирования и расчета армированных покрытий; нет определенности в выборе эффективных ГМ, в требованиях к их прочности, долговечности и деформативности; далеко не все ясно в вопросах технологии строительства армированных покрытий и механизации работ.

Таким образом, актуальность диссертационной работы заключается в развитии научных положений и практических рекомендаций для повышения эффективности армирования асфальтобетонных слоев дорожных одежд ГМ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Исследования выполнялись по прямым договорам с производственными подразделениями. Тема диссертационного исследования включена в программу НИОКР Федерального дорожного агентства (Росавтодор) на 2009-2013 гг. рованными асфальтобетонными слоями.

2. На основании математического моделирования изучить закономерности формирования напряженно-деформированного состояния слоев покрытий и оснований из армированного асфальтобетона.

3. Экспериментально исследовать физико-механические свойства георешеток, армированного асфальтобетона и установить численные значения расчетных параметров армированных асфальтобетонных слоев от воздействия кратковременных циклических нагрузок при положительных и отрицательных температурах.

4. Предложить метод расчета армированных асфальтобетонных слоев по критерию усталостного разрушения.

5. Проверить результаты теоретических и экспериментальных исследований путем строительства и обследования опытных участков.

6. Оценить экономическую эффективность предлагаемых решений.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

- получены математические модели, позволяющие прогнозировать изменение напряженно-деформированного состояния армированных асфальтобетонных слоев дорожных одежд от силовых многократных циклических воздействий транспортных средств при разной температуре;

- определены численные значения расчетных параметров асфальтобетонных слоев, армированных георешетками, в зависимости от заданного количества циклов нагружений транспортными средствами при разной температуре;

- экспериментально получены закономерности изменения прочности георешеток из-за технологической повреждаемости при устройстве асфальтобетонных слоев дорожных одежд.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в развитии научных положений и совершенствовании метода расчета асфальтобетонных слоев нежестких дорожных одежд по критерию усталостного разрушения от воздействия транспортных средств.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в определении расчетных значений (прочности на растяжение при изгибе, усталостных характеристик) асфальтобетона, армированного различными видами ГМ, ранее не нашедших отражения в нормативно-методических документах по расчету нежестких дорожных одежд на прочность.

Разработаны и переданы заказчикам «Рекомендации по проектированию, строительству и ремонту асфальтобетонных покрытий и оснований с использованием георешеток (геосеток)». Материалы исследования нашли отражение в ОДМ 218.5.001-2009 «Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешеток для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог», разработанном по заказу Федерального дорожного агентства (Росавтодор).

Результаты исследования использованы при подготовке занятий по дисциплине «Специальные вопросы проектирования дорог» для слушателей ФПК, магистров и студентов ФГБОУ ВПО «СибАДИ», для разработки дипломных проектов.

Методология и методы исследования. Методологической основой для решения поставленных задач является системный подход, при котором свойства асфальтобетона до и после армирования, вид и физико-механические характеристики армирующих материалов представлены во взаимосвязанном виде с учетом технологических факторов и температуры. Методология работы основана на использовании законов теории упругости и положений расчета изгибаемых железобетонных элементов по деформационной модели и методу предельного равновесия, распространенных на армированный асфальтобетон.

В процессе выполнения диссертационной работы использован комплекс методов исследования, включающий: литературный и патентный поиск, анализ и обобщение, теоретические исследования и физический эксперимент, теории планирования эксперимента и вероятности, опытное строительство и обследование, технико-экономическую оценку результатов исследования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается методологической базой исследований, основанной на фундаментальных теоретических положениях; соблюдением основных принципов физического и математического моделирования; достаточным объемом экспериментальных данпых, полученных с использованием приборов и оборудования, прошедших аттестацию. Результаты исследования докладывались и получили положительные отзывы на 16 научных конференциях различного уровня.

Положения, выносимые на защиту:

- методика прогнозирования напряженно-деформированного состояния армированных асфальтобетонных слоев дорожных одежд от силовых многократных циклических воздействий транспортных средств при разной температуре;

- результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств георешеток, армированного асфальтобетона и численные значения расчетных параметров слоев из армированного асфальтобетона от воздействия кратковременных циклических нагрузок при положительных и отрицательных температурах;

- метод расчета армированных асфальтобетонных слоев дорожных одежд по критерию усталостного разрушения.

Личный вклад автора заключается в определении цели и задач исследования; выполнении теоретических и экспериментальных исследований; участии в опытно-производственном строительстве и обследований опытных участков; анализе и обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Материалы исследования доложены, обсуждены и получили положительные отзывы: на 62, 63 и 66-й научно-технических конференциях в СибАДИ (г. Омск, 2008, 2009 и 2012 гг.); на I Всероссийском дорожном конгрессе (г. Москва, 2009 г.); IV, V и VI Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Омск, 2009, 2010 и 2012 гг.); технологическом конгрессе "Новые технологии строительства и содержания автомобильных дорог в условиях Сибири и Крайнего Севера" (г. Омск, 2009 г.); VII Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (г. Омск, 2009 г.); III Всероссийской молодежной научно-технической конференции "Россия молодая: передовые технологии - в промышленность" (г. Омск, 2010 г.); II Всероссийской конференции "Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций" (г. Новосибирск, 2011 г.); на научно-технических семинарах на базе ОАО "Омскнефтихимпроект" (г. Омск, 2010 г.),

Министерства транспорта и дорожного хозяйства Саратовской области (г. Саратов, 2010 г.), Министерства транспорта и дорожного хозяйства Республики Саха (Якутия) (г. Якутск, 2010 г.), Министерства транспорта и коммуникаций Республики Казахстан (г. Алма-Ата, 2011 г.), Государственного дорожного исследовательского института Германии - "Bast" (г. Бергиш Глаудбах, 2011 г.).

Публикации. Основные результаты исследования отражены в 14 публикациях (три статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных в списке ВАК РФ) и в шести отчётах по НИР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Результаты исследования изложены на 202 страницах основного текста, включающего 85 рисунков, 25 таблиц, библиографию из 161 наименования; объем приложения 36 страниц.

7.4 Выводы по седьмой главе

1. Результаты определения повреждаемости ГМ после укладки и уплотнения асфальтобетонного слоя при опытном строительстве позволяют положительно оценить предложенный метод испытаний и подтверждают адекватность и достоверность результатов испытаний по определению технологической повреждаемости ГМ, получаемых на «стенде СибАДИ» в лабораторных условиях.

2. Результаты обследования опытных участков свидетельствует об эффективности армирования геосинтетическими материалами асфальтобетонных покрытий нежестких дорожных одежд. Установлено, что армированиє позволило повысить трещиностойкость асфальтобетонного покрытия, способствовало снижению темпа колееобразования. Так, ири армировании асфальтобетонных покрытий ГМ «Поли-20»:

- удельная длина поперечных трещин не превышает 55% от удельной длины трещин на неармированном покрытии. При этом зафиксировано уменьшение ширины раскрытия поперечных трещин на 15 %.

- средняя глубина колеи на армированных участках на 45 % - 55 % меньше, чем на неармированных.

При армировании асфальтобетонных покрытий ГМ «СТ-50»:

- удельная длина поперечных трещин составляет от 20 % до 30 % от удельной длины трещин на неармированном покрытии. При этом зафиксировано уменьшение ширины раскрытия поперечных трещин на 60 %.

- средняя глубина колеи на армированных участках на 20 % - 35 % меньше, чем на неармированных.

- общий модуль упругости дорожной одежды увеличивается на 15 % - 20 %.

3. Предложена методика оценки экономической эффективность применения ГМ для армирования асфальтобетонных покрытий нежестких дорожных одежд, учитывающая возможность реализации данного инновационного проекта по двум взаимоисключающим вариантам:

- снижение общей стоимости строительства дорожной одежды за счет снижения толщины конструктивных слоев;

- увеличение срока службы и снижение эксплуатационных затрат за счет армирования асфальтобетонных слоев.

4. Приведенные расчеты свидетельствуют об экономической нецелесообразности применение материала «Поли-20» для армирования асфальтобетонных покрытий нежестких дорожных одежд с целью снижения толщины конструктивных слоев так, как данное конструктивно-технологическое решение приводит к увеличению общей стоимости строительства дорожной одежды на 1%. При использовании геосеток «СТ» (из стекловолокна или базальговолок-на) в зависимости от марки ГМ экономический эффект составляет от 3,7 % до

6,2 % от общей стоимости строительства дорожной одежды. При этом наблюдается обратно пропорциональная зависимость экономического эффекта от прочности используемого ГМ.

5. Предложена методика оценки снижения объемов работ по содержания участка автомобильной дороги, учитывающая прочностные и деформагивные характеристики ГМ, местоположение в пакете асфальтобетонных слоев.

6. Приведенные расчеты свидетельствуют о том, что не все предложенные варианты реализации инновационного проекта, направленные на увеличение срока службы и снижение эксплуатационных затрат, имеют экономическую эффективность. Так, предложенный вариант № 4 (ГМ «Поли-20») но истечению расчетного срока службы имеет ЧДД, представленный убытком в размере 319,1 тыс. руб. С позиции экономической эффективности целесообразно использование геосеток «СТ» для армирования асфальтобетонных покрытий. ЧДД от реализации инновационного проекта, в этих случаях, зависит от прочности применяемых ГМ и составляет от 1,0 до 1,6 млн. руб. за 1 км.

7. Проведенные расчеты показали, что второй вариант реализации данного инновационного проекта, а именно увеличение срока службы и снижение эксплуатационных затрат за счет армирования асфальтобетонных слоев, наиболее выгоден с позиций экономической эффективности. Так как обладает большим значением ЧДД (ИРУ) на 40 %, чем вариант снижения строительных затрат.

В обоих случаях величина экономического эффекта измеряется от 0,7 млн. руб. до 1,6 млн. рублей на участок 1 км автомобильной дороги III технической категории. И зависит от прочностных свойств применяемых ГМ.

191

Заключение

На основании теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованы расчетные параметры и предложен метод расчета нежестких дорожных одежд с асфальтобетонными слоями, армированными георешетками, по критерию усталостного разрушения при многократном воздействии транспортных средств.

1. Предложено различать две стадии напряженно-деформированного состояния асфальтобетона, армированного ГМ. Эффект от армирования заключается в снижении уровня напряженного состояния от 5 % до 30 % на первой стадии. На второй стадии уровень напряженного состояния в растянутой зоне снижается в 2,5-КЗ,0 раз.

2. Разработанный способ оценки усталостной прочности армированного асфальтобетона на каждой из стадий НДС рекомендуется реализовать через усталостные характеристики неармированного асфальтобетона путем введения коэффициентов армирования. Численные значения коэффициентов изменяются в пределах от 1,01 до 1,35 и определяются но предложенной зависимости, учитывающей механические свойства ГМ, месторасположение в пакете слоев и свойства асфальтобетона.

3. Степень технологической повреждаемости ГМ при устройстве асфальтобетонных слоев можно прогнозировать по полученной корреляционной зависимости или определять экспериментально по разработанной методике испытаний. Установлено, что технологическая повреждаемость некоторых стеклосеток может достигать 80 %. Повреждаемость стеклосеток можно уменьшить путем применения качественного сырья, подбора вида и количества пропиточного состава, а также применения геокомпозитов. Минимальной повреждаемостью при уплотнении обладают ГМ из полипропилена. Но в отличие от стеклосеток для ГМ из полимеров характерна термическая повреждаемость при укладке в слои асфальтобетона с температурой выше 150 °С.

4. Подтверждена возможность прогнозирования усталостной прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе в условиях циклического режима нагружения по пределу прочности асфальтобетона при однократном кратковременном нагружении. Уточнена зависимость расчетных параметров асфальтобетона при воздействии кратковременных многократных циклических нагрузок от его температуры. Установлено, что численное значение коэффициента усталости уменьшается на 50 % при повышении температуры на 20 °С относительно расчетной (0 °С), а при понижении на 20 °С увеличивается на 85 %.

5. Экспериментально установлено, что при равной величине внешнего воздействия армированный асфальтобетон обладает выносливостью большей, чем неармированный в 2,2 н- 4,7 раз.

6. Реализация предлагаемых рекомендаций по конструированию и расчету армированных асфальтобетонных покрытий георешетками предопределяет увеличение срока службы нежестких дорожных одежд на 25 % ^ 40 %, а межремонтного срока — на 50 % 80 % (при сохранении толщины пакета монолитных слоев).

7. Установлено, что использование для армирования асфальтобетона высококачественных георешеток из стекловолокна или базальтоволокиа позволяет получить экономический эффект от 3,7 % до 6,2 % от общей стоимости строительства дорожной одежды. w

1. ОДМ 218.5.005-2010 Классификация, термины, определения геосинтетических материалов применительно к дорожному хозяйству М.: Росавтодор, 2010. - 16 с.

2. Современный мировой опыт применения геосинтетики в дорожной отрасли /В.М. Юмашев, В.Д. Казарновский, Ю.М. Львович//Труды Союздорнии, вып. 196. -М, 1998. -С. 6-21.

3. ОДМ 218.5.003-2010 Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог. М.: Росавтодор, 2010.- 139 с.

4. Официальный сайт TENSAR: сайт. / TENSAR International URL: http://www.tensar.co.uk/ (05.11.2011).

5. Официальный сайт Huesker: сайт. / HUESKER Syntetic GmbH & Со URL: http://www.huesker.com/ (05.11.2011).

6. Официальный сайт Группы компаний Маккаферри: сайт. / Gruppo Maccaferri — URL: http://www.maccaferri.ru/ (05.11.2011).

7. Официальный сайт TenCate GEO SYNTHETICS: сайт. / TenCate GEOSYNTHETICS GmbH URL: http://www.tencate.ru/ (05.11.2011).

8. Официальный сайт ООО «Миаком»: сайт. / ООО «Миаком» URL: http://www.miakom.ru/ (05.11.2011).

9. Официальный сайт ООО «Армдор»: сайт. / ООО «Армдор» URL: http://www.armdor.ru/ (05.11.2011).

10. Официальный сайт ОАО «Стеклонит»: сайт. / ОАО «Стеклонит» URL: http://www.steklonit.ru/ (05.11.2011).

11. ОДМ Рекомендации по расчёту и технологии устройства оптимальных конструкций дорожных одежд с армирующими прослойками при строительстве, реконструкции и ремонте дорог с асфальтобетонными покрытиями / ГП «Росдорнии. М.: ГП «Ин-формавтодор», 1993. - 55 с.

12. ВСН 46-83 Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа Электрон. ресурс. Введен 1984-01-01, отменен 2001-01-01 // Кодекс.Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

13. ВСН 52-89 Указания по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных покрытий Электрон, ресурс. Введен 1989-07-01, отменен 2002-11-19 // Кодекс.Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб., 2012.

14. Богуславский A.M. Определение толщины асфальтобетонных покрытий из условий температурной трещиностойкости // Автомобильные дороги, №10. -1981. С. 21-22. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд (взамен

15. ВСН 197-91). -М.: Росавтодор, 2004. 135 с.

16. ОДН 218.046-01 Проектирование нежестких дорожных одежд Электрон, ресурс. -Введен 2001-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб., 2012.

17. ОДН 218.1.052-2002 Оценка прочности нежестких дорожных одежд Электрон, ресурс. -Введен 2002-11-19//Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб., 2012.

18. Бондарева Э.Д. Армирование асфальтобетонных покрытий геосетками / Э.Д. Бондарева // Журнал Строительство и городское хозяйство, № 46. 2001. - С. 22-27.

19. Кретов В.А. Метод количественной оценки температурной трещиностойкости асфальтобетонных покрытий, устраиваемых на основаниях со швами и трещинами / В.А. Кретов, В.Д. Казарновский, А.Р. Красноперов // Труды ГП Росдорнии, вып. 10. -2000. С.153-163.м

20. Агеев В.Д. Влияние местоположения стыковых устройств на напряженно-деформированное состояние плит сборных покрытий // Труды МАДИ. Исследование строительных конструкций транспортных зданий и сооружений: Сб. науч. тр. / МАДИ, 1996.-С. 46-51.

21. Использование кривых велера для прогнозирования трещиностойкости и долговечности армированного асфальтобетона / Толмачев, Н.С. Ковалев // Вестник ВолгГА-СУ. сер.: стр-во и архит. Волгоград: ВолгГАСУ. - 2007. - Вып. 7(26) - С. 148-154.

22. Келли А. Упрочнение металлов дисперсными частицами // Механические свойства новых материалов: пер с анг. -М.: Мир, 1966. С.111-135.

23. Коттлер А. Прочность материалов // Механические свойства новых материалов: пер с анг. -М.: Мир, 1966. С. 7-20.

24. Парис П. Анализ напряженного состояния около трещин / П. Парис, Д. Си // Прикладные вопросы вязкости разрушения. М.: Мир, 1968.

25. Матвеев С.А. Армированные дорожные конструкции: моделирование и расчет / С.А. Матвеев, Ю.В. Немировский. Новосибирск: Наука, 2006. - 348 с.

26. Матвеев С.А. Армированные дорожные конструкции: моделирование и расчет / С.А. Матвеев // Образование, наука и техника / ЮГУ . Ханты-Мансийск, 2008. - Вып. 6. -С. 121-126.

27. Matveev S.A. & Nemirovsky Yu.V. Physico-mechanical properties of the composite "Cellu30. lar system Cell infill material" / S.A. Matveev & Y.V.Nemirovsky // Geosynthetics. -Yokohama, 2006. -Vol.4 - p. 1627-1631.

28. Матвеев С.А. Использование геосинтетических материалов для армирования дорожных конструкций / С.А. Матвеев, В.В. Сиротюк Ханты-Мансийск, 2012. - 490 с.

29. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд. / Под ред. H.H. Иванова. -М.: Транспорт, 1973.-328 с.

30. Пособие по строительству асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов (к СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88) Электрон, ресурс. // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». СПб., 2012.

31. Золотарев В.А. Долговечность дорожных асфальтобетонов / В.А. Золотарев. Харьков: Высшая школа, 1977. - 147 с.

32. Железко Е.П. Влияние качества битумов на прочностные и деформационные свойства битумоминеральных материалов.: автореф. дисс. . канд. техн. наук. Уфа, 1975.

33. Руденский A.B., Руденская И.М. Реологические свойства битумоминеральных материалов / A.B. Руденский, И.М. Руденская М.: Высшая школа, 1971. - 131 с.

34. Ладыгин Б.И. Оценка трещиноустойчивости асфальтобетона /Б.И. Ладыгин, И.К. Яцевич // Автомобильные дороги, №10,1966. С.18-20.

35. Радовский Б.С. и др. Проектирование дорожных одежд для движения большегрузных автомобилей /Б.С. Радовский, A.C. Супрун, И.И. Козаков. -К.: Будивэльник, 1989. -168 с.

36. Проектирование состава асфальтобетона и методы его испытаний. (Автомоб. дороги и мосты: Обзорн. информ.). М.: Информавтодор, 2005. - Вып. 6 - 96 с.

37. Monismith C.L. & Deacon J.A. Fatigue of asphalt paving mixture. / C.L. Monismith & J.A.Deacon // Journal of transportation engineering. ASCE, 1969. -Vol.95, No. TE2, pp. 317-346.J

38. Reese R. Properties of aged asphalt binder related to asphalt concrete fatigue life / Journal of the association of asphalt paving technologists, 1997. -Vol.66. - pp. 604-632.

39. Kallas В.F. & Puzinauskas V.P. Flexural fatigue test on asphalt paving mixtures. Fatigue of compacted bituminous aggregate mixtures, American Society for testing and materials, STP 508.- 1972.

40. Сопротивление материалов. Под ред. А.Ф. Смирнова. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и.доп. М.: «Высшая школа», 1975. - 480 с.

41. Сопротивление материалов: Учебное пособие / Под ред. Б.Е. Мельникова СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 528 с.

42. Беглов А.Д., Санжаровский P.C. Теория расчета железобетонных конструкций на прочность и устойчивость. Современные нормы и евростандарты СПб-М.: Издательство «N.B», 2000. - 221с.

43. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) Электрон, ресурс. // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс» СПб., 2012.

44. СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84* официальное издание, Минрегион России. М.: ОАО "ЦПП", 2011. - 346 с.

45. CEB-FIP Model code 1990 desing code, Comité Euro-International du Beton. London: Thomas Telford house, 1998. - 437 p.

46. Повреждаемость геосинтетических материалов при армировании покрытия из асфальтобетона / Г.М. Левашов // Материалы 63-й научно-технической конференции СибАДИ / СибАДИ. Омск, 2009. Книга 1. - С. 116-120.

47. Сиротюк В.В., Левашов Г.М. Технологическая повреждаемость некоторых геосинтетических материалов, применяемых для армирования асфальтобетонных покрытий / В.В. Сиротюк, Г.М. Левашов // Сборник Дороги и мосты М., 2010. - Вып. 23/1. -С.85-96.

48. Александров A.B. Сопротивление материалов: учеб. для вузов / A.B. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин. М.: «Высшая школа», 2003. - 560 с.

49. Расчет балки, лежащей на сплошном упругом основании, с использованием ЭВМ Текст. : метод, указания / СибАДИ; Сост. 3. И. Шилкина, Сост. Ж. Б. Ищенко. -Омск: СибАДИ, 1986. 14 с.

50. ГОСТ 23207-78 «Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения» Электрон, ресурс. Введен 1979-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2011.

51. ГОСТ 16504-81 «Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения» официальное издание, управление качеством продукции: Сб. стандартов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.

52. В.Т. Трощенко, Л.А. Сосновский Сопротивление усталости металлов и сплавов. Справочник. Часть 1, Киев: Наукова думка, 1987. 346 с.

53. Форрест П. Усталость металлов: пер. с англ. / П. Форрест; под ред. C.B. Серенсен. -М.: «Машиностроение», 1968 . 352 с.J

54. Серенсен C.B. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению. -М.: «Атомиздат», 1975. 192 с.

55. Конструкционные материалы / гл. ред. А.Т. Туманов, т. 3. М.: «Советская энциклопедия», 1965. - 528 с.

56. Сибирякова Ю.М. Расчетные параметры асфальтобетонных покрытий для проектирования нежестких дорожных одежд: автореф. дис. . канд. техн. наук / Ю.М. Сибирякова, -М.: 2008.

57. Мотылев ЮЛ. Влияние продолжительности действия и повторности нагружения на работу грунтовых оснований нежестких дорожных одежды: дис. . канд. техн. наук / ЮЛ. Мотылев. -М.: 1950.

58. Freeme C.R., Marais С.Р. Thin bituminous surfaces: their fatigue behavior and prediction. / Highway Research Board special Reports, № 140 1973 p. 158-182.

59. Радовский Б.С. Теоретические основы конструирования и расчета нежестких дорожных одежд на воздействие подвижных нагрузок. / дис. . докт. техн. наук. Киев: ГДНИИ, 1982,-535 с.

60. Апестин В.К. Испытание и оценка прочности нежестких дорожных одежд / В.К. Апе-стин, A.M. Шак, Ю.М. Яковлев. М.: Транспорт, 1977. - 102 с.

61. Матуа В.П., Панасюк J1.H. Прогнозирование и учет остаточных деформаций в дорожных конструкциях / Ростов на Дону: РГСУ, 2001. 372 с.

62. Салль А.О. Механические свойства асфальтобетонов при изгибе кратковременными нагрузками // Труды СоюздорНИИ, вып. 34. -М.: «Транспорт» 1969. 185 с.

63. Pell P.S. Characterisation of fatigue behaviour. Highway Research Board Special Reports, № 140- 1973.-p. 49-64.

64. Pell P.S. Fatigue of bituminous materials in flexible pavements. / Journal of Institute of Highway Eng., № 8 G.B.: 1971. p. 17-23.

65. Иванов H.H., Салль A.O. Механические свойства асфальтобетона при изгибе кратковременными нагрузками // Труды СоюздорНИИ, вып. 34. М.: «Транспорт», 1969. -с. 102-115

66. Калашникова Т.Н. Исследование усталостных свойств дорожных асфальтобетонов: дис. канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1975. 176 с.

67. Радовский Б.С. Проектирование дорожных одежд для движения большегрузных автомобилей / Б.С. Радовский, A.C. Супрун, И.И. Козаков. -К.: Будивэльнык, 1989. 168 с.

68. Углова Е.В. Теоретические и методологические основы оценки остаточного усталостного ресурса асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: автореф. дис. . д-ра. техн. наук. В.: ВолГАСУ, 2009. - 36 с.

69. Кривисский A.M. Принципы назначения конструкций одежд нежесткого типа на магистральных автомобильных дорогах: дис. . д-ра техн. наук. Ленинград, 1962.

70. Введен 2001-04-15 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб., 2011.

71. Теляев П.И. Учет динамического действия нагрузок при расчете дорожных одежд // Труды СоюздорНИИ. М.: 1976. - С. 11-19.

72. ВСН 25-86 Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах / В.Ф. Бабков, А.П. Васильев, Е.М.Лобанов и др.; под рук. В.Ф. Бабкова. М.: Транспорт, 1988. - 183 с.

73. Руденский A.B. Усталость асфальтобетона в условиях водонасыгцения и циклического замораживания-оттаивания / A.B. Руденский, Д.И. Гегелия, Т.Н. Калашникова, A.A. Штромберг // Труды ГипродорНИИ, вып. 24. М.: 1979. - С. 131-137.

74. Смирнов В.М. Определение усталостной прочности материалов монолитных слоев дорожных одежд / Конструирование, расчет и испытания дорожных одежд // Труды СоюздорНИИ, 1990.-С. 110-115.

75. Дровалева О.В. Усталостная долговечность асфальтобетона при воздействии интенсивных транспортных нагрузок: автореф. дис. . канд. техн. наук / О.В. Дровалева. -Ростов-на-Дону: 2009.

76. Королев И.В. Дорожно-строительные материалы: Учебник для автомоб.-дор. техникумов. / И.В. Королев, В.Н Финашин., JI.A. Феднер. М.: Транспорт, 1988. - 304 с.

77. Барздо В.И. Методы расчета и оценки прочности нежестких дорожных одежд / В.И. Барздо, В.Г. Фирстов В.Г., Ю.М. Яковлев. М.: Высшая школа, 1964. - 52 с.

78. Иванов H.H. Обоснование расчетных параметров для расчета нежестких дорожных одежд. М.: Дориздат, 1952. - 160 с.

79. Иванов H.H. Состояние вопроса о расчете дорожных одежд нежесткого типа. / Исследование прочности дорожных одежд. Под общ. ред. проф. Орнатского И.В. М.: Автотрансиздат, 1959.

80. Бируля А.К. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1964. - 167 с.

81. Богуславский A.M. Дорожные асфальтобетонные покрытия. М.: Высшая школа, 1965.- 114 с.

82. Долгов А.Н. Влияние каучука на свойства дорожного битума / А.Н. Долгов, В.П. Лав-рухин // Автомобильные дороги, 1959, №12.-С.14-15.

83. Илиополов С.К. Колея: новые аспекты проблемы // Автомобильные дороги, №9. -М.: 2003.-С. 58-59

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

85. Руденский A.B., Калашникова Т.Н. Исследование усталости асфальтобетона // Труды ГииродорНИИ, вып. 7. М.: 1973. - С. 3-13.

86. Руденский A.B., Калашникова Т.Н. О взаимосвязи прочностных показателей асфальтобетона при различных режимах нагружения // Труды ГипродорНИИ, № 12. М.: 1975.-С. 72-76.

87. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника / Под ред. Г.А. Федотова М.: Транспорт, 1989. - 437 с.

88. Руководством по оценке пропускной способности автомобильных дорог официальное издание. -М.: Транспорт, 1982.

89. Радовский Б.С., Щербаков И.М. Испытание образцов балочек кратковременными нагрузками // Автомобильные дороги, № 6. М.: 1976. - С. 14-16.

90. Афанасьев М.Б. Пропускная способность URL:. http://drivingp-lus.rU/driving/dorojnoe-dvijenie/5.html (01.06.2011)

91. Афанасьев М.Б. Транспортный поток URL:, http://drivingplus.ru/driving/dorojnoe-dvijenie/3.html (01.06.2011)

92. ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний (с Изменением N 1) Электрон, ресурс. Введен 1999-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб., 2011.

93. Горев В.В. Математическое моделирование при расчетах и исследованиях строительных конструкций. М.: Высшая школа, 2002. - 206 с.

94. Основы научных исследований / Под ред. В.И. Круткова, В.В. Попова. М.: Транспорт, 1978.- 149 с.

95. Степнов М.Н., Шаврин A.B. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник 2-е издание переработанное и дополненное. М.: «Машиностроение», 2005. - 399 с.

96. Сиротюк В.В., Крашенинин ЕЛО. Лабораторный метод изготовления армированных асфальтобетонных образцов // Вестник ТГАСУ, № 4(17). Томск: 2007. - С. 151-155.

97. ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия Электрон, ресурс. Введен 2011-01-01 // Кодекс.Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб.,2011.

98. ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний (с Изменением N 1) Электрон, ресурс. Введен 1999-01-01 // Кодекс.Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб.,2011.

99. ISO 10319:2008 Geosynthetics Wide-width tensile test.

100. ASTM D 4595-11 Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width Strip Method.

101. Ш.Марков A.B. Необычные свойства обычных полимеров URL: http:// plastinfo.ru/information/articles/252/ (02.04.2012)

102. Цой Б. Прочность и разрушение полимерных пленок и волокон / Б. Цой, Э.М. Кар-ташов, В.В. Шевелев. М.: Химия, 1999. - 496 с.

103. Старков B.C. Особенности взаимодействия ведомых и ведущих вальцов катка с уплотняемым материалом // Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: труды СоюзДорНИИ. М., 1980. - С.135-137.

104. Веселов Е.М. Влияние конструкции ведомого вальца на сдвиг асфальтобетона при поворотах и реверсировании / Е.М. Веселов и др. // Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: труды СоюзДорНИИ. -М., 1980. С.139-145.

105. Захаренко A.B. Теоретические и экспериментальные исследования процессов уплотнения катками грунтов и асфальтобетонных смесей: автореф. дис . докт. техн. наук / A.B. Захаренко. Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. - 36 с.

106. Стандарт организации СТО 70950163-001-2012 «Георешетка стеклянная клееная Армдор®» 24 с.

107. Методические рекомендации по применению геосеток Армдор для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ). Омск, 2011. - 85 с.

108. Технологический регламент на выполнение работ по усилению цементобегонных покрытий автомобильных дорог слоями асфальтобетона с использованием геосетки «Армдор»: Московский автомобильно-дорожный институт МАДИ (ГТУ). Москва, 2006. - 12 с.

109. ОДМ 218.5.006-2010 Рекомендации по методикам испытаний геосинтетических материалов в зависимости от области их применения в дорожной отрасли Электрон, ресурс. -Введен 2010-07-16 //Кодекс.Право /ЗАО «Информационная компания «Кодекс»- СПб., 2012.

110. Горецкий Л.И. Теория и расчет цементобегонных покрытий на температурные воздействия. М.: Транспорт, 1965. - 284 с.

111. Аблалиев С.А. Влияние температуры на напряженно-деформированное состояние нежестких дорожных одежд: автореф. дис . канд. техн. наук. Алма-Аты, 1999. - 22 с.

112. Ковалев Я.Н. Исследование температурного режима дорожных покрытий из песчаного асфальтобетона и уточнение требований к температурным свойствам применяемых битумов: автореф. дис . канд. техн. наук. Минск, 1965. - 18 с.

113. Матлаков П.В. Исследование температурного режима асфальтобетонных покрытий в условиях Западной Сибири / Труды Союздорнии, вып. 44. М.: 1971. - С. 19-29.

114. Пономарев И.Н. Температура поверхности цементобетонных покрытий аэродромов и дорог // Автомобильные дороги, №5. 1991. - С. 18-20.

115. Прочность и долговечность асфальтобетона / Под ред. Ладыгина Б.И., Яцевича И.К.- Минск: Наука и техника, 1972. 286 с.

116. Телтаев Б.Б. Деформации и напряжения в нежестких конструкциях дорожных одежд.- Алматы: КазАТК, 1999. 217 с.

117. Ушаков В.В. Исследование температурного режима и путей улучшения свойств же134. стких покрытий в условиях сурового климата: автореф. дис. канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1980. -22 с.

118. Amir F. Bissada, Hani Guirguis. Temperature dependency of dynamic deflection measurements on asphalt pavements // Transportation research record, 1983, № 949. p. 57-59.

119. Ullidtz P., Larsen B.K. Mathematical model for predicting pavement performance // Transportation research record, 1983, № 949. p. 45-55.

120. Мартынов E.A. Совершенствование методики расчета конструктивно-анизотропных многослойных жестких дорожных одежд на силовые и температурные воздействия: автореф. дис. канд. техн. наук. Омск.: СибАДИ, 2005. - 22 с.

121. Салль А.О. О расчете прочности жестких дорожных одежд из материалов, обработанных неорганическими вяжущими // Вопросы проектирования дорожных одежд со сборными и монолитными цементобетонными покрытиями / Труды Союздорнии. -М„ 1983.-С. 52-64.

122. Медников И.А. Исследования по теории расчета бетонных покрытий автомобильных дорог: автореф. дис. д-ра. техн. наук. М.: МАДИ, 1965. - 65 с.

123. ОДН 218.0.006-2002 Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог (взамен ВСН 6-90). Основные положения Электрон, ресурс. Введен 2002-10-03 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

124. СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений Электрон, ресурс. Введен 1990-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

125. СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги (с Изменениями N 2-5) Электрон, ресурс. Введен 1987-01-01, ред. 2004-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

126. МДС 81-35.2004 Методика определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации Электрон, ресурс. Введен 2004-03-09 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

127. Бюллетень информационных материалов для строителей № 62 2011 г.: В 4 ч. -Часть1 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. Омск, 2011.

128. Бюллетень информационных материалов для строителей № 62 2011 г.: В 4 ч. Часть2 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. Омск, 2011.

129. Бюллетень информационных материалов для строителей № 62 2011 г.: В 4 ч. Часть3 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. Омск, 2011.

130. Бюллетень информационных материалов для строителей № 62 2011 г.: В 4 ч. Часть4 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. Омск, 2011.

131. МДС 81-33.2004 Методические указания по определению величины накладных расходов в строительстве (с Изменениями и Дополнениями) Электрон, ресурс. -Введен 2004-01-12 //Кодекс. Право /ЗАО «Информационная компания «Кодекс». -СПб., 2012.

132. МДС 81-25.2001 Методические указания по определению величины сметной прибыли в строительстве Электрон, ресурс. Введен 2001-03-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

133. ОДМ Руководство по оценке экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса Электрон. ресурс. Введен 2002-12-20 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.

134. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция). М.: Экономика, 2000. -142 с.

135. Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года, утверждена распоряжением Правительства РФ от 17 ноября 2008 года №1662-р, точка доступа URL: http://www.ifap.ru/ofdocs/rus/rus006.pdf

136. Постановление Правительства РФ №359 от 23 августа 2007 (в ред. постановлений Правительства РФ от 10.03.2009 №203, от 15.05.2010 №343).

137. ГЭСН-2001-27 Сборник N 27. Автомобильные дороги (с учетом изменений и дополнений) Электрон, ресурс. Введен 2001-07-23 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». - СПб., 2012.