автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Совершенствование методики расчета конструктивно-анизотропных многослойных жестких дорожных одежд на силовые и температурные воздействия

На правах рукописи

Мартынов Евгений Анатольевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНО-АНИЗОТРОПНЫХ

МНОГОСЛОЙНЫХ ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА СИЛОВЫЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Специальность 05.23.11 - Проектирование и стронтельсйШ-

дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск-2005

Работа выполнена в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии на кафедре "Строительная механика".

Научный руководитель Научный консультант Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

— кандидат технических наук, профессор Матвеев С.А.

— кандидат технических наук, доцент Сикаченко В.М. доктор технических наук, профессор Ефименко В.Н.; кандидат технических наук, доцент Кусков В.Н.

— ФГУП Саратовский научно-производственный центр "Росдортех".

Защита состоится "17" марта 2005 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.250.01 ВАК РФ при Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии по адресу: 644080, Омск, пр. Мира, 5, СибАДИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибАДИ.

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв, заверенный печатью, в двух экземплярах по адресу: 644080, Омск, пр. Мира, 5.

Автореферат разослан февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

В.В. Сиротюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В практике дорожного строительства в нашей стране и за рубежом находят применение жесткие дорожные одежды с конструктивно-анизотропными плитами: ребристыми, ячеистыми, решетчатыми и т.п. Данные конструкции имеют два преимущества перед традиционными сплошными плитами с ровными поверхностями. Во-первых, при их изготовлении снижается расход бетона и, как следствие, снижается стоимость дорожной одежды. Во-вторых, конструктивная анизотропия плит позволяет обеспечить сцепление смежных слоев, что повышает срок службы дорожной одежды.

Однако эти эффективные конструктивные предложения не получили широкого распространения в практике дорожного строительства. Одна из причин этого заключается в том, что до настоящего времени не предложены инженерные методы расчета конструктивно-анизотропных дорожных одежд.

Традиционные методы расчета, используемые для многослойных сред со сплошными параллельными рлоями, не учитывают конструктивную анизотропию отдельных слоев дорожной одежды, в результате чего они не могут быть использованы для этого класса конструкций.

Недостаточно изученное влияние конструктивной анизотропии на напряженно-деформированное состояние дорожной одежды при силовом и температурном воздействиях не позволяет обосновать практику их проектирования.

Решение этих и других задач весьма актуально как с позиции повышения достоверности результатов расчетного аппарата, так и с позиции конструирования дорожных одежд для повышения их срока службы.

Целью работы является научное обоснование и разработка методики оценки напряженно-деформированного состояния и расчета жестких дорожных одежд с решетчатыми плитами.

Объект исследований - методы конструирования и расчета жестких дорожных одежд.

Предмет исследований - напряженно-деформированное состояние жестких дорожных одежд с конструктивно-анизотропными цементобетонными плитами.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработаны и обоснованы расчетные схемы дорожной одежды для расчетов на силовое и температурное воздействия;

- экспериментально установлены обобщенные физико-механические характеристики конструктивного слоя с решетчатой плитой;

- установлено распределение температурного поля в дорожной одежде с решетчатой плитой в основании;

- разработана методика расчета многослойных жестких дорожных одежд с решетчатой плитой в основании на силовое и температурное воздействия;

- получены данные о влиянии параметров конструктивных слоев на напряженно-деформированное состояние дорожной одежды.

Достоверность результатов. Научные положения и результаты, сформулированные в диссертации, подтверждены использованием в исследовании фундаментальных положений отечественной и зарубежной науки, апробированных методов и сертифицированных технических средств измерений, достаточным совпадением экспериментальных и теоретических результатов.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что научные результаты, полученные автором при решения важной народнохозяйственной задачи, целесообразно использовать в практике проектирования дорожных конструкций: рассчитывать величину напряжений от статической нагрузки и температурных воздействий, конструировать и рассчитывать жесткие дорожные одежды с повышенным сроком службы.

Выполненные исследования позволяют более обоснованно назначать оптимальные геометрические параметры слоев конструктивно-анизотропных жестких дорожных одежд, избежать перерасхода строительных материалов и тем самым способствуют снижению стоимости строительства автомобильных дорог.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 58-й научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 2001 г.), Международной научно-практической конференций "Проблемы автомобильных дорог России и Казахстана" (Омск,

2001 г.), 2-й Международной научно-технической конференции "Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок" (Томск, 2002 г.), 9-й Сибирской (Международной) конференции по железобетону (Новосибирск,

2002 г.), Всероссийской конференции "Научно-технические проблемы в строительстве" (60-й научно-технической конференции НГАСУ) (Новосибирск, 2003 г.), Международной научно-практической конференции "Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура" (Омск, 2003 г.), Международной научно-практической конференции "Творчество молодых XXI веку" (Петропавловск, 2003 г.), 61-й научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация соетоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она содержит 196 страниц, включая 77 рисунков, 24 таблицы и 3 приложения. Список литературы содержит 158 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен краткий анализ существующих конструктивных решений для обеспечения сцепления слоев многослойных дорожных одежд и методов их расчета, отмечены их достоинства и недостатки.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом известно свыше 120 вариантов плит сборных покрытий и оснований, разработанных такими организациями, как Мосинжпроект, ХАДИ, КАДИ, СибАДИ, НИИ Госстрой и др.

Анализ существующих конструктивных решений, используемых при строительстве жестких дорожных одежд» показал наличие целого класса конструкций, обеспечивающих взаимное сцепление слоев и увеличивающих общую жесткость конструкций, ио до сих пор мало изученных. Основным конструктивным элементом таких дорожных конструкций являются плиты с различным очертанием рабочей поверхности: ребристые, ячеистые, решетчатые и т.д., так называемые конструктивно-анизотропные плиты.

Основной целью существующих конструктивных решений является:

- снижение материалоемкости плит основания;

- обеспечение сцепления асфальтобетонного покрытия с бетонным основанием.

Недостатком большинства конструкций сборных штат оснований дорожных одежд является то, что ими не обеспечены сцепление одновременно с верхними нижним слоями, а также устойчивость к вертикальному отрыву.

Данный недостаток устранен в разработанной на кафедре "Строительство и эксплуатация дорог" СибАДИ конструкции многослойной жесткой дорожной одежды со сборным основанием из решетчатых плит (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция дорожной одежды: 1 - асфальтобетон; 2 цемеЯюбетонвая решетчата* плита; 3 - цементогрунг, 4 - грунтовое основание

Особенностью данной конструкции является то, что решетчатая плита имеет эллипсовидные в плане и конусообразные по толщине штаты отверстия. Соседние отверстия направлены конусами навстречу друг другу. Плита играет роль анкера, обеспечивающего сцепление покрытия и искусственного основания. При этом происходит заполнение сужающихся навстречу друг другу отверстий в плите материалами смежных слоев. За счет этого достигается включение «х в совместную работу, повышается несущая способность конструкции, а также вертикальная и горизонтальная устойчивость слоев под действием, на-грузки.Данная конструкция и выбрана в качестве исследуемой дорожной одежды.

Все методы расчета жестких дорожных одежд можно условно разделить на три большие группы: аналитические, эмпирические и численные.

Аналитические методы расчета конструкций на упругом основании активно развивались вплоть до середины 70-х годов XX века. К ним в первую очередь относятся решения, полученные с помощью тригонометрических и степенных рядов, а также специальных функций. К этой группе относятся работы Б.Г. Коренева, В.Г. Клейна, СП. Тимошенко, B.C. Орловского, Б.С. Раева-Богословского, В.А Киселева, И.А. Медникова, И.А. Симвулиди, Э.И. Григо-люка, Л.А. Филынтинского и др.

Аналитический метод в виде использования специальных функций нашел отражение в работах практически всех ученых, решавших задачи расчета дорожных и аэродромных плит на изгиб до 80-х годов XX века.

Одним из аналитических методов при расчете конструктивно-анизотропных многослойных конструкций дорожных одежд является использование модели сплошной среды с обобщенными упругими постоянными, которые получают преобразованием и обобщением упругих постоянных конструктивных элементов исходной конструкции.

Известно множество работ, посвященных обобщению свойств композиционных конструкций. К ним относятся исследования В. Фойгта, А. Рейсса, Р. Хилла, К. Тернера, Р. Шепери, А.Н. Гузя, Т.Д. Шермергора, Ю.В. Немировско-го, Р. Кристенсена, Ж. Хашина, Б.Р. Левина, В.В. Болотина, В.В. Мошева и многих других.

Большинство этих работ посвящено определению обобщенных свойств пластин, армированных волокнами. Исследуемая же конструкция представляет собой плиту с эллипсовидными включениями. Учесть форму включений и их ориентацию позволяет метод, основанный на теории случайных функций.

Эмпирические методы позволяют производить расчет дорожных одежд по упрощенным формулам, базирующимся на экспериментальных данных. Эти методы разрабатываются и используются преимущественно за рубежом. К ним относятся: метод AASHO, методы Шук и Финн (Бюро общественных дорог, США), Инженерного корпуса (США), Асфальтового института (США), Центральной лаборатории путей сообщения Франции, Нефтяной компании "Шелл", Дорожной исследовательской лаборатории Англии, метод Лидл (Асфальтовый институт, США) и т.д. Это же направление представлено работами Эйзенманна и Гардта.

Численные методы стали активно внедряться с 70-х годов XX века, что связано с развитием ЭВМ. Наиболее распространенными численными методами являются метод конечных разностей, вариационно-разностный метод, дифференциально-разностный метод, метод конечных элементов и другие.

Большой вклад в развитие численных методов расчета внесли П.М. Вар-вак, В.Г. Пискунов, А.М. Юнусов, И.Г. Тамуров, ЯМ. Григоренко, Д.М. Коно-валюк, О.С. Зенкевич, Л.А. Розин, А.С. Городецкий и другие ученые.

В настоящее время наиболее универсальным и эффективным численным методом является метод конечных элементов, позволяющий решать сложные задачи строительной механики и теории упругости, используя различные виды

аппроксимации конструкций: стержневую, пластинами, объемными элементами, комбинированную.

Для расчета жестких дорожных одежд на температурные воздействия известны решения Гольдбека, В.Ф. Бабкова, Уэстергарда, Бредбери, СП. Тимошенко, Л.И. Горецкого, Л.С. Малицкого, Келли, А.О. Салля, Эйзенмана, И.А. Медникова, Н.Х. Арутюняиа, Б.Л. Абрамяна и других.

Общим недостатком большинства этих решений является то, что они предназначены для расчета дорожных одежд, состоящих из сплошных изотропных слоев. Рассчитать конструктивно-анизотропные конструкции с их помощью невозможно.

В результате анализа состояния вопроса и в соответствии с целью работы были сформулированы следующие задачи:

1. Разработать расчетные схемы и математические модели конструкции дорожной одежды.

2. Выполнить лабораторные исследования по определению обобщенных физико-механических характеристик слоев дорожной одежды.

3. Исследовать НДС конструкции при силовом воздействии.

4. Выполнить натурные исследования температурного поля в дорожных одеждах.

5. Исследовать НДС конструкции при температурном воздействии.

6. Разработать рекомендации по методике расчета дорожных одежд.

Вторая глава посвящена лабораторным исследованиям моделей дорожных одежд. Целью лабораторных исследований являлось определение обобщенных модулей упругости и коэффициентов линейного температурного расширения моделей слоев конструктивно-анизотропных дорожных одежд.

Для определения обобщенных модулей упругости конструктивно-анизотропной конструкции использовался ультразвуковой метод. Были изготовлены фрагменты дорожной одежды с решетчатой плитой в основании размером 415x250x266 мм. Решетчатая плита была изготовлена из мелкозернистого бетона класса В10, отверстия заполнены цементогрунтом.

Ультразвуковые испытания выполнялись способом сквозного прозвучи-вания прибором "Пульсар-1.0" научно-производственного предприятия "Карат" (г. Челябинск) с шагом сетки 20x20 мм в одном направлении. Измерялась скорость прохождения ультразвука при известном объеме бетона и цементогрунта в зонах прозвучивания. Всего было выполнено 190 измерений.

По скорости распространения ультразвука определялась прочность при сжатии зоны прозвучивания согласно ГОСТ 17624-87. По значениям прочности при сжатии определялся обобщенный модуль упругости зоны прозвучивания по эмпирической формуле А.О. Салля. Контроль полученных значений модуля упругости проводился путем испытания эталонных образцов' на рычажном прессе УП-7.

Сопоставление результатов лабораторных исследований с теоретическими решениями (рис. 2) показывает, что минимальную погрешность при опреде-

лении обобщенного модуля упругости дает метод, основанный на теории случайных функций (максимальная погрешность не превышает 5,6 %).

Экспериментально обобщенный коэффициент линейного температурного расширения определяли на моделях в виде цементобетонных балочек размером 4x4x16 см и плиток размером 4x8x16 см с прямоугольными сквозными отверстиями, заполненными цементогрунтом. Для контроля изготавливались также сплошные образцы из цементобетона и цементогрунта.

Образцы устанавливались на ровной гладкой поверхности в камере, позволяющей регулировать температуру. Деформации измерялись у верхнего торца образцов индикаторами ИЧ-0.001, которые крепились штативами с магнитным основанием типа ШМ-11Н. Образцы в камере выдерживались при контрольной температуре до полного прекращения деформаций, после чего снимались показания индикаторов. Температура измерялась ртутным термометром расширения типа ТЛ-2 с точностью до 0,1 °С. Одновременно измерялись деформации трех образцов: одного композитного и двух сплошных из цементобетона и цементогрунта. По измеренным деформациям вычислялся коэффициент линейного температурного расширения образца.

Е*, МШ]------'—----

15000 12000 9000 6000

3000 ------I-----

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 С

Рис. 2. Зависимость обобщенного модуля упругости Е* от относительного объема включений С: 1 - осреднение по Фойгту; 2 - осреднение по Рейссу; 3 - метод внешнего поля; 4 -метод теории случайных функций; 5 - экспериментальные значения

Для исключения влияния влажности на величину температурных деформаций образцы предварительно высушивались до постоянной массы. Предел прочности при сжатии и модуль упругости сплошных образцов определялся механическими испытаниями на рычажном прессе УП-7 и ультразвуковым способом.

Результаты лабораторных исследований показывают, что цементогрунто-вые включения не оказывают существенного влияния на обобщенный коэффи-

циент линейного температурного расширения моделей с цементобетонной матрицей.

Сопоставление экспериментальных данных с теоретическими решениями показывает, что минимальное расхождение результатов дают формула Тернера (погрешность е составляет менее 1 %) и метод, основанный на теории случайных функций

Анализ, экспериментальных и теоретических значений обобщенных физико-механических характеристик показывает, что для практических расчетов применим метод, основанный на теории случайных функций.

Обобщенный модуль упругости слоя с решетчатой плитой в осях орто-тропии может быть определен по формуле

£оо =Я*(°>°°77?ХОО + 0,9507)ехр{с(0)0864 -1,0781п 7ж0>))), (1)

где - модули упругости материала матрицы и включений соответст-

венно; С - объемная доля включений;

здесь - размеры полуосей эллипсовидного включения в направлении осей ОХ и ОГсоответственно.

Обобщенный коэффициент линейного температурного расширения слоя с решетчатой плитой определяется по формуле

1

I

\К*(у)

К.

(2)

где Ом И а, - коэффициенты линейного температурного расширения материала матрицы и включений соответственно; К^*1 - обобщенный модуль объемного сжатия композита в осях ортотропни, зависящий от соотношения полуосей эллипса; Кя - модуль объемного сжатия композита, усредненный по Рейссу.

В третьей главе приведены результаты экспериментально-теоретических исследований температурного поля в многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одеждах.

Температурные напряжения в конструкциях дорожных одежд напрямую связаны с их тепловым режимом-. Изучением температурного режима дорожной одежды и земляного полотна занимались В.М. Сиденко, В.Н. ГаЙворонский, У.Т. Алипов, В.А. Ярмолинский, В.В. Ушаков, С.А. Аблалиев, ЯМ. Ковалев, В Л. Шестаков и другие.

Возникающее под влиянием температуры напряженное состояние конструкций находится в тесной зависимости от величины и распределения температуры в рассматриваемом теле. Поэтому вопросам, связанным с определением напряжений и деформаций, должно предшествовать отыскание функции распределения температуры устанавливающей при заданных условиях протекания теплового процесса значения температуры в плоскости № слоистого массива в момент времени

Плоскость XZ, представляющая поперечное сечение конструкции дорожной одежды, аппроксимировалась треугольными конечными элементами. Значения температур в характерных точках сечения находились из решения уравнения теплопроводности в матричной форме:

где С - матрица объемной теплоемкости; К - матрица теплопроводности; /- вектор, характеризующий температурный режим на поверхности конструкции.

Решение уравнения (3) получено с использованием специально разработанной программы разностным методом с разностью назад, которая не накладывает дополнительных ограничений на шаг по времени

Анализ полученных результатов показал, что температурное поле в конструктивно-анизотропных слоях дорожной одежды является переменным как по глубине, так и в плане. При этом разность температур между различными точками массивов включений и матрицы на подошве слоя с решетчатой плитой может достигать 4,5 °С в зависимости от теплофизических свойств материалов, толщин слоев дорожной одежды и температуры покрытия.

Для проверки предложенной теоретической модели и результатов расчетов проводились экспериментальные стендовые исследования температурного поля в натурных условиях на моделях дорожных одежд.

Основной целью стендовых исследований являлась качественная оценка температурного режима дорожной одежды с решетчатой плитой в основании в течение суток.

Для исследования температурного поля в многослойной жесткой дорожной одежде были изготовлены модели, которые представляют собой фрагменты дорожной одежды в натуральную величину и состоят из следующих конструктивных слоев: асфальтобетонного покрытия, части решетчатой цементобетон-ной плиты с конусообразным отверстием, цементогрунтового основания. В качестве базовой модели была принята дорожная одежда со сплошной плитой в основании.

Фрагменты решетчатой плиты толщиной 16 см изготавливались из тяжелого бетона класса В15 естественного твердения. Цементогрунтовое основание толщиной 10 см выполнено из мелкозернистого песка при 12 %-ном содержании цемента марки М400. Покрытия - из горячей пористой мелкозернистой асфальтобетонной смеси II марки толщиной 6 см. Материал покрытия входит в конусообразное отверстие решетчатой плиты на глубину 3 см. Остальной объем отверстия заполнен материалом цементогрунтового основания.

Фрагменты решетчатой плиты с цементогрунтовым основанием устанавливались в специально подготовленный грунтовый лоток в насыпи земляного полотна, сложенного из тяжелого пылеватого суглинка. Во избежание искажения результатов, стенки моделей изолировались пенопластом.

В каждой модели было выбрано по 18 характерных точек, в которые затем устанавливался термодатчик термометра при помощи специального шаб-

лона с размеченной сеткой отверстий, закрепляемого на модели по изоляционному слою из пенопласта.

Значения температур в характерных точках моделей определялись электронным контактным термометром модели ART 02220 фирмы Termometerfabriken Viking Ab Eskilstuna (Швеция), который изолировался от попадания прямых солнечных лучей и влияния ветра. Одновременно выполнялось измерение температуры воздуха. Используемое оборудование позволяло одновременно измерять температуры наружного воздуха и в контрольной точке модели дорожной одежды с точностью измерения до ОД °С. Контроль измерений наружного воздуха проводился лабораторным термометром типа ТЛ-4 на высоте 1 м над моделью.

Температуру в моделях дорожных одежд измеряли ежесуточно, кроме дней с осадками, в течение лета 2002 года с 11.00 до 20.00 ч с интервалом в 1 час. Автоматически регистрировались максимальные и минимальные суточные температуры воздуха и покрытия.

Из анализа полученных экспериментальных данных следует, что изотермы в дорожной одежде с решетчатой плитой в основании в течение суток изменяются не только по толщине, но и в плане, что качественно подтверждает правильность теоретических расчетов температурного поля. Расхождение теоретических и экспериментальных значений температур в характерных точках дорожной одежды не превысило 11,4 %.

Максимальный разброс температур в разных точках на подошве слоя с решетчатой плитой, по данным натурных замеров, составляет 1-1,5 °С и наблюдается в вечернее время (около 20.00 ч). В это же время перепад температур верха и низа слоя с решетчатой плитой составляет 2 °С.

Максимальный перепад температур верха и низа слоя с решетчатой плитой достигает 8 °С и наблюдается в период с 12.00 до 14.00 ч. Разброс температур в разных точках на подошве слоя с решетчатой плитой в это время не превышает 0,5 °С.

Поскольку в этот период разница температур на подошве слоя с решетчатой плитой незначительна, для расчетов справедливо допущение, что температурное поле в исследуемой дорожной одежде изменяется только по глубине, а в плане остается постоянным.

По результатам статистической обработки результатов натурных исследований уточнена корреляционная зависимость (г = 0,93), связывающая максимальные суточные температуры воздуха и асфальтобетонного покрытия для условий г. Омска:

/„ = 1,43г.+ 5,6. (4)

Температуры, вычисленные по методике Горецкого для условий г. Омска, оказываются заниженными, их относительная погрешность достигает 20 %. Использование предлагаемой автором корреляционной зависимости позволяет повысить точность расчетов более чем в 2 раза.

Четвертая глава посвящена теоретическим исследованиям многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одежд на статическую нагрузку.

Основные принципы моделирования и пути расчета конструкции жесткой дорожной одежды с решетчатой плитой в основании изложены в работах С.А. Матвеева, В.М. Сикаченко, О.П. Лаптева, где выделены два направления исследования.

Первое направление строится на предположении об эквивалентности прогибов многослойных дорожных одежд со сплошной и решетчатой плитами. На основании этой гипотезы многослойную конструкцию можно рассчитывать как эквивалентную ей по жесткости ортотропную плиту со сплошными слоями. Первое направление представляет принцип осреднения жесткостей.

Второе направление основано на аппроксимации решетчатой плиты пространственной стержневой конструкцией в виде системы перекрестных балок с переменной по длине формой сечения.

Эти подходы дают весьма грубое приближение расчетной схемы к реальной конструкции и не позволяют решить вопрос моделирования напряженно-деформированного состояния всей конструкции дорожной одежды в целом, т.к. в основном направлены на изучение НДС решетчатой плиты.

Более предпочтительным для моделирования конструкции дорожной одежды с решетчатой плитой в основании является аппроксимация объемными конечными элементами (КЭ), первые попытки применения которой были предприняты в работах С.А. Матвеева, С.А. Зыряновой, В.Г. Зайцевой.

Преимущество данного вида аппроксимации заключается в том, что для моделирования конструктивно-анизотропной конструкции используется модель изотропного тела, которая справедлива в рамках отдельного конечного элемента. Комбинация из изотропных конечных элементов с различными физико-механическими свойствами позволяет моделировать конструктивную анизотропию. В качестве расчетного математического аппарата используется метод конечных элементов.

Расчетная модель исследуемой конструкции представляет собой решетчатую плиту с размерами в плане 3,0x1,5 ми толщиной 16 см. Отверстия решетчатой плиты на глубину 2 см заполнены материалом верхнего слоя (асфальтобетоном), остальной объем отверстий заполнен материалом нижнего слоя основания. Толщина слоя грунтового основания - 1,1 м. Размеры грунтового основания в плане на 0,5 м превышают размеры дорожной одежды.

Граничные условия задачи:

что соответствует отсутствию каких-либо перемещений на границе активной зоны грунта земляного полотна;

что соответствует отсутствию горизонтальных перемещений в стыковых соединениях плит.

Конструктивные слои аппроксимированы объемными восьмиузловыми изопараметрическими КЭ. Грунтовое основание аппроксимировано 1276 КЭ с 666 узлами, решетчатая плита - 1668 КЭ с 796 узлами. Вся конструкция дорож-

ной одежды и основания разбита на 3816 КЭ с 3064 узлами. Число линейных уравнений с учетом граничных условий - 9530. Характерные конечные элементы решетчатой плиты и цементогрунтового основания представлены на рис. 3.

а) б)

Рис. 3. Характерные конечные элементы слоев дорожной одежды: а - решетчатой плиты; б - цементогрунтового основания

Статическая нагрузка величиной 50 кН действует на прямоугольную площадку, равную 855 см2, эквивалентную по площади отпечатку колеса расчетного автомобиля группы А1 и расположенную в центре плиты. Собственный вес дорожной одежды представлен распределенной по объему КЭ нагрузкой интенсивностью, равной объемному весу материала конструктивного слоя.

Адекватность предложенной модели оценивалась сравнением теоретических прогибов, полученных в результате численного решения, с экспериментальными данными В.М. Сикаченко. Максимальное расхождение теоретических и экспериментальных прогибов (рис. 4) не превышает 6 %, что свидетельствует о высокой степени адекватности расчетной модели.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 ж/1

^^^^__^

мм

Рис. 4. Значения прогибов \м от нагрузки в центре плиты: 1 - экспериментальные; 2 -полученные МКЭ

Для оценки возникающих напряжений в конструкции жесткой дорожной одежды с решетчатой плитой в основании, в качестве базовой конструкции для сравнении взята дорожная одежда со сплошной плитой в основании с теми же физико-механическими и геометрическими параметрами конструктивных слоев. Рассматривались два варианта конструкции жесткой дорожной одежды со сплошной плитой в основании: с обеспеченным и необеспеченным сцеплением конструктивных слоев. Необеспеченное сцепление слоев моделировалось введением дополнительного "фиктивного" слоя толщиной 1 мм с модулем упругости 0,1 МПа. В работе В Л Матуа и Л.Н. Панасюк показана эффективность такого прнена |рр численных расчетов.

В результате расчетов установлено, что в. сравнении с дорожной одеждой со сплошной плитой в основании при необеспеченном сцеплении слоев, дорожная одежда с решетчатой плитой выигрывает как по жесткости, так и по напряжениям. Прогибы уменьшаются на 20,5 %, максимальные нормальные напряжения в асфальтобетоне - на 55,64-73,5 %, в цементобетоне плиты основания - на 73,5 %.

При обеспеченном сцеплении слоев дорожной одежды со сплошной плитой в основании сжимающие напряжения в асфальтобетоне покрытия в ней ниже, чем в асфальтобетоне дорожной одежды с решетчатой плитой,на 60,0Л-33,3 %. Максимальные напряжения в цементобетоне решетчатой плиты меньше, чем в сплошной плите основания, на 8,8*26,5 %. Прогибы в дорожной одежде со сплошной плитой в основании при обеспеченном сцеплении слоев ниже, чем в дорожной одежде с решетчатой плитой, на 20,5 %.

Выполнена оценка влияния физико-механических характеристик материалов и толщин конструктивных слоев на напряженно-деформированное состояние решетчатой плиты.

Обработка теоретических результатов вычислений методами корреляционного анализа позволила получить зависимость (г = 0,993) максимального прогиба w от толщины />з и модуля упругости цементогрунтового основания Е$ при заданных параметрах остальных конструктивных слоев дорожной одежды: м>=0,012Л3 - (0,0028Л3 + 0,028)1п Е3 +1,274. (5)

Анализ формулы (5) показывает, что максимальные прогибы дорожной одежды с решетчатой плитой в основании уменьшаются с увеличением толщины цементогрунтового основания.

В случае использования в основании дорожной одежды материала с модулем упругости более 250 МПа, максимальные прогибы уменьшаются с увеличением толщины основания весьма незначительно (менее 6 %). Увеличение модуля упругости более 250 МПа при фиксированной толщине Аз также не дает ощутимого эффекта, максимальные прогибы снижаются менее чем на 4 %.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что при конструировании дорожных одежд с решетчатой плитой в основании в качестве основания следует использовать материал с модулем упругости 250+300 МПа, а толщину назначать из конструктивных и технологических соображений.

Корреляционная зависимость (г = 0,978) максимального прогиба от толщины кг и модуля упругости цементобетонной решетчатой плиты Ег при заданных параметрах остальных конструктивных слоев дорожной одежды имеет

* = (3,08- 0,1741п£2)ехр(- 0,019А2). (6)

Анализ формулы (6) показывает, что максимальные прогибы дорожной одежды с решетчатой плитой в основании уменьшаются с увеличением толщины и модуля упругости цементобетонной решетчатой плиты.

При оценке напряженного состояния дорожной одежды практический интерес вызывают максимальные значения нормальных и касательных напряжений в решетчатой плите.

Из анализа результатов выполненных расчетов можно сделать вывод, что изменение толщин асфальтобетонного покрытия и цементогрунтового основания оказывает влияние только на величину нормальных напряжений ох, ау и практически не сказывается на величине касательных напряжений т^ и т

Значительное влияние на величину максимальных напряжений оказывают толщина решетчатой плиты и модуль упругости цементобетона решетчатой плиты. Установлено, что модуль упругости цементогрунта практически не влияет на максимальные нормальные и касательные напряжения в решетчатой плите основания.

В пятой главе теоретически исследуются многослойные жесткие конструктивно-анизотропные дорожные одежды на температурные воздействия.

Слой с решетчатой плитой представлен в виде сплошной ортотропной композитной плиты толщиной к.

Температурное поле в плите переменно по толщине:

где Тдг - температурное поле, вызывающее деформации растяжения - сжатия; Тц- температурное поле, вызывающее деформации изгиба (коробления).

На основании закона Дюамеля-Неймана для ортотропного тела температурные напряжения в слое с решетчатой плитой можно определять по формуле

обобщенные модули упругости в осях ортотропии; у„

где £„ Еу

обобщенные коэффициенты Пуассона; 0^,0^- обобщенные коэффициенты линейного температурного расширения.

Заменив в выражении (8) индексы х на у и наоборот, получим уравнение для напряжения

Первое слагаемое в формуле (8) учитывается только в случае свободного перемещения торцов плиты в горизонтальной плоскости, второе слагаемое учитывается только в случае свободного поворота торцов плиты при короблении.

Для оценки влияния различных факторов на температурные напряжения в слое с решетчатой плитой при температурном короблении проведены расчеты по формуле (8) с использованием статистического метода планирования эксперимента. Для теоретического исследования была принята четырехфакторная модель второго порядка.

Исследовалось влияние четырех факторов: модуля упругости и коэффициента линейного температурного расширения материала заполнения ячеек решетчатой плиты, объемной доли включений, толщины решетчатой плиты. В качестве выходного параметра приняты температурные напряжения коробления слоя с решетчатой плитой.

По результатам численного эксперимента получено уравнение регрессии в натуральном виде:

Проверка математической модели на адекватность выполнена по Р-критерию Фишера при доверительной вероятности р = 0,95, (Рр — 0,57) < (Рг = =2,05) - модель адекватна.

Анализ полученных теоретических результатов показывает, что при увеличении модуля упругости материала включений с 100 до 500 МПа, температурные напряжения коробления слоя с решетчатой плитой увеличиваются от 19,3 % при объемной доле включений С = 0,2 до 160 % при С - 0,8.

Температурные напряжения коробления в слое с решетчатой плитой меньше, чем в конструкции со сплошной плитой на 46,1-5-55,5 % при С = 0,2 и в 30,64-11,8 раз при С- 0,8.

При увеличении коэффициента линейного температурного расширения материала включений с 1-10"5 до 4-Ю"5 "С"1 температурные напряжения коробления в слое с решетчатой плитой увеличиваются на для материала включений с модулем упругости 100-900 МПа соответственно.

Влияние КЛТР материала включений при модуле упругости ,£з=100-г500 МПа на температурные напряжения коробления слоя с решетчатой плитой минимально, находится в рамках допускаемой погрешности и в расчетах может не учитываться.

При изменении ТОЛЩИНЫ решетчатой плиты с 12 до 20 см температурные напряжения возрастают на 66,7 % при всех значениях объемной доли материала включений.

При увеличении объемного содержания включений с 0,2 до 0,8 температурные напряжения уменьшаются в 10,1 раза при всех значениях толщины решетчатой плиты.

(9)

При увеличении класса бетона с В10 до ВЗО максимальные температурные напряжения коробления в слое с решетчатой плитой возрастают на 67,7-4-16,3 % при изменении объемной доли включений с С = 0,2 до С = 0,8.

Доля температурных напряжений при короблении слоя с решетчатой плитой при силовом и температурном воздействии в 1,9Л-2,6 раза меньше, чем для случая сплошной плиты (рис. 6).

Решетчатая плита

Сплошная плита

Рис. 6. Соотношение температурных напряжений коробления <7, и напряжений Ор от изгиба при силовом воздействии при толщине плиты Ь= 16 см

Для исследований многослойной конструктивно-анизотропной дорожной одежды на температурные линейные деформации, которые соответствуют сезонным изменениям температуры, использован тот же подход, что и при решении задачи на температурное коробление. Отличие заключается в том, что в покрытии возникают дополнительные напряжения от раскрытия швов между плитами основания, а на напряжения в основании влияют силы трения-сцепления с нижележащими слоями.

Температурные напряжения при сезонном изменении температуры определяются по формулам: в покрытии

_ 1Т , Е2х(а:

сгх1 ---А Г,+

1-v,

2х + V2yx

a2y)h2

в плите основания

ЕгАаП+У2уха1у)

К

AT-,

tL 4/i,

А Г,

тЬ

4h2>

(10)

(П)

где АТ\ - изменение температуры срединной плоскости покрыт ий^и зме-нение температуры срединной плоскости основания; Ь - длина плиты;2? - ширина плиты; - касательные напряжения на подошве плиты основания, зависящие от коэффициента трения материала плиты по основанию и степени сцепления плиты с нижележащим слоем; индексы 1 и 2 относятся к материалам покрытия и основания соответственно.

Заменив в выражениях (10) и (11) индексы хна .у и наоборот, получим уравнения для напряжения и а™ соответственно.

Расчеты по выражениям (10) и (11) показывают, что в дорожной одежде с решетчатой плитой в основании наблюдается значительное снижение температурных растягивающих напряжений по сравнению с дорожной одеждой со сплошной плитой в основании: в асфальтобетонном покрытии - в 2,67 раза, в цементобетонной плите - в 2,35 раза.

Исследовалось влияние четырех факторов на температурные напряжения в покрытии и основании: модуль упругости и коэффициент линейного температурного расширения материала заполнения ячеек решетчатой плиты, толщина покрытия, толщина решетчатой плиты.

€ использованием методов планирования экспериментов получены уравнения регрессии в явном виде:

Анализ полученных теоретических результатов показал, что коэффициент линейного температурного расширения материала заполнения решетчатой плиты практически не оказывает влияния на температурные напряжения в покрытии и решетчатой плите.

При увеличении толщины покрытия с 4 до 8 см температурные напряжения в решетчатой плите уменьшаются на 22,5-5-21,3 %, в покрытии - на 20,0*15,4%.

Влияние модуля упругости материала включений на температурные напряжения в плите основания и в покрытии незначительно. При увеличении модуля упругости материала включений в слое основания с решетчатой плитой с 200 до 600 МПа температурные напряжения в основании увеличиваются на 5,4-8-7,5 % при толщине покрытия 2+12 см, в покрытии - на 2,1+1,7 %.

При увеличении толщины решетчатой плиты с 12 до 20 см температурные напряжения в решетчатой плите уменьшаются на 3,4 %, т.е. практически не оказывают влияние на напряженное состояние основания при сезонном изменении температуры. Для покрытия толщина решетчатой плиты основания оказывает более существенное влияние на температурные напряжения. При увеличении толщины решетчатой плиты с 12 до 20 см температурные напряжения в покрытии возрастают на

Температурные напряжения в покрытии при сезонном изменении температуры на основании из решетчатых плит меньше, чем в покрытии на основании из сплошных плит в раза для плит длиной от 3 до 6 м. Данный результат объясняется более низким модулем упругости слоя решетчатой плиты по сравнению со сплошной плитой при практически одинаковых коэффициентах линейного температурного расширения.

В шестой главе приведены рекомендации по расчету жестких дорожных одежд с решетчатой плитой в основании, в соответствии с которыми расчет должен проводиться согласно "Методическим рекомендациям по проектированию жестких дорожных одежд" при следующих допущениях:

1. При расчете дорожной одежды слой с решетчатой плитой заменяется на ортотропную сплошную плиту с обобщенными модулями упругости, определяемыми из выражения (1).

2. Для слоя с решетчатой плитой справедливо равенство

т.к. коэффициент линейного температурного расширения включений не оказывает практического влияния на напряженное состояние решетчатой плиты основания и асфальтобетонного покрытия.

3. Температурное поле в дорожной одежде изменяется по толщине и остается постоянным в плане конструкции.

4. Конструктивные слои дорожной одежды жестко сцеплены, горизонтальные и вертикальные перемещения слоев невозможны.

Разработаны конструкции дорожных одежд, рекомендуемых для условий Омской области, республики Коми и республики Алтай.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ существующих подходов к расчету конструктивно-анизотропных жестких дорожных одежд на силовое и температурное воздействие позволил установить, что до настоящего времени не предложены практические методы расчета этого класса конструкций на силовое и температурное воздействия.

2. При расчете конструктивно-анизотропных плит и конструкций с включениями и неоднородностями широко используются различные методы обобщения упругих постоянных. В результате лабораторных исследований установлено, что минимальную погрешность при определении обобщенных физико-механических характеристик дает метод, основанный на теории случайных функций. Расхождение экспериментальных и теоретических значений для обобщенного модуля упругости не превышает 5,6 %, для коэффициента линейного температурного расширения -1*2 %.

3. Разработана конечно-элементная модель дорожной одежды с решетчатой плитой в основании с использованием объемных конечных элементов. Адекватность модели доказана путем сопоставления прогибов, полученных экспериментально и теоретически (расхождение не превышает 6%).

4. Установлено, что максимальные нормальные напряжения в решетчатой плите от статической нагрузки меньше, чем в сплошной плите на в зависимости от степени сцепления сплошной плиты со смежными слоями.

5. Исследовано влияние физико-механических характеристик и толщин конструктивных слоев дорожной одежды с решетчатой плитой в основании на ее напряженно-деформированное состояние при действии статической нагруз-

ки. Установлено, что значительное влияние на величину напряжений и прогибов оказывают толщина и модуль упругости решетчатой плиты.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований температурных полей в дорожных одеждах показывают, что может быть принято допущение об изменении температурного поля только по толщине конструкции и во времени, изменение в плане температурного поля для расчетов можно не учитывать.

7. Разработана методика оценки температурных напряжений в слое с решетчатой плитой. Установлено, что основными факторами', влияющими на температурные напряжения коробления в слое- с решетчатой плитой, является объемная доля включений и толщина плиты.

8. Исследовано напряженное состояние асфальтобетонного покрытия на основании из решетчатых плит при сезонном: изменении температуры в зависимости от физико-механических характеристик материалов и толщин конструктивных слоев. Выявлено, что температурные напряжения в покрытии на основании из решетчатых плит в раза меньше, чем в покрытии на основании из сплошных плит.

9. Установлено, что основными факторами, влияющими на температурные напряжения в слоях дорожной одежды при сезонном изменении температуры являются толщина покрытия и основания, а также их модули упругости. Наименьшее влияние оказывают модуль упругости материала включений решетчатой плиты и коэффициент линейного температурного расширения материала включений (менее 1 %).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Сикаченко В.М., Мартынов Е.А Некоторые результаты исследований дорожной одежды с решетчатой плитой в основании // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции "Пути повышения качества и эффективности строительства, реконструкции, содержания автомобильных дорйг и искусственных сооружений на них". - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2001.-С. 54-57. (Личныйвклад-50%).

2. Матвеев С.А., Мартынов Е.А. Температурные поля в анизотропных слоях дорожных покрытий //Труды НГАСУ. - Новосибирск: НГАСУ, 2001. - Вып. 2 (13). - С. 239-243: (Личный вклад - 75 %).

3. Матвеев СА, Сикаченко В.М., Мартынов Е.А. Экспериментальное исследование температурного воздействия на консфуктивно-анюотропные жесткие дорожные одежды // Проблемы автомобильных дорог России и Казахстана: Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. -Омск. Изд-во СибАДИ, 2001. - С. 60-бГ. (Личный вклад - 50 %).

4. Матвеев С.А., Мартынов Е.А. Экспериментальное определение обобщенного модуля упругости конструктивного слоя основания дорожной одежды с решетчатой плитой ультразвуковым методом // Вопросы фундаментостроения

и геотехники. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2002. - С. 61-63. (Личный вклад - 65 %).

5. Сикаченко В.М., Мартынов ЕА Цилиндрическая жесткость трехслойных пластин с неоднородным средним слоем // Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок: Тезисы докладов научно-практической конференции. - Томск: Изд-во ТГАСУ, 2002. - С. 25-26. (Личный вклад - 50 %).

6. Сикаченко В.М., Мартынов ЕА Экспериментальное исследование нетрадиционной конструкции дорожной одежды // Новые технологии и материалы, применяемые при содержании автомобильных дорог. Использование технологии холодного ресайклинга при реконструкции и ремонте автомобильных дорог: Материалы научно-практического семинара. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2002. - С. 71-80. (Личный вклад - 50 %).

7. Сикаченко В.М., Лаптев О.П., Мартынов Е.А. Компьютерное моделирование трехмерными КЭ дорожной одежды с решетчатой плитой в основании // Информационная среда вуза: Сб. статей IX Международной научно-технической конференции. - Иваново: Изд-во ИГАСА, 2002. - С. 341-343. (Личный вклад - 30 %).

8. Сикаченко В.М., Мартынов Е.А., Ахметов С.А. Изгиб трехслойных пластин со средним слоем переменной жесткости // Научные труды общества желе-зобетонщиков Сибири и Урала. - Новосибирск: НГАСУ, 2002. - Вып. 7. - С. 90-93. (Личный вклад - 50 %).

9. Сикаченко В.М., Мартынов ЕА Расчет температурных напряжений в композитной плите, лежащей на упругом основании // Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. - Новосибирск: НГАСУ, 2002. - Вып. 7.

- С. 93-96. (Личный вклад - 75 %).

10.Матвеев С.А., Мартынов ЕА Оценка НДС дорожной одежды с конструктивно-анизотропными слоями // Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура: Материалы Международной научно-практической конференции. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. - Книга 2.

- С. 73-75. (Личный вклад - 60 %).

11.Сикаченко В.М., Мартынов ЕА Экспериментальное исследование температурного режима дорожных одежд с композиционным слоем в основании // Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура: Материалы Международной научно-практической конференции.

- Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. - Книга 2. - С. 86-88. (Личный вклад - 50 %).

12.Мартынов Е.А Температура поверхности асфальтобетонных покрытий для условий г. Омска // Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура: Материалы Международной научно-практической конференции. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. - Книга 2. - С. 88-90.

13.Сикаченко В.М., Мартынов ЕА, Ахметов С.А К вопросу конструирования решетчатых плит сборного основания дорожных одежд // Материалы Международной научно-практической конференции "Творчество молодых XXI

веку". - Петропавловск: СКГУ, 2003. - Т. II - С. 125-130. (Личный вклад - 30

Н.Маршнов ЕА- КЭ аппроксимация конструкгивно-анизотроцных плит // Информационная среда вуза: Материалы X Международной, научно-технической конференции. - Иваново: Изд-во ИГАСА, 2003. - С. 405-407.

15.Мартынов Е.А, Температурные напряжения в плите с эллипсовидными включениями // Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов я студентовь - Омск:4Изд-во СибАДИ, 2004. - Вып. 1ч. 1. - С 119-124.

16.Сикаченко В.М., Мартынов Е.А. Напряженно-деформированное состояние жестких дорожных одежд с композиционным слоев в основании // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2004. - № 1. — С 27-30. (Личный вклад— 50

17.Мартынов ЕА. НДС дорожной одежды с решетчатой плитой в основании // Тезисы докладов 61-й научно-технической конференции. - Новосибирск: НГАСУ, 2004. -С. 11-12.

Подписано в печать 10.02.2005 Формат 60x901/16. Бумага писчая , Оперативный способ печати Уч.-изд. л. 1,3 . Тираж 100 экз. Заказ Л_

Отпечатано в ПЦ издательства СибАДИ 644099, ул. П. Некрасова, 10

Сб~.ЯЗ

©

И АПР'ЭДб

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Краткий анализ существующих конструктивных решений для обеспечения сцепления слоев многослойных дорожных одежд.

1.2 Анализ существующих методов расчета жестких дорожных одежд с конструктивно-анизотропными слоями на силовое и температурное воздействия.

1.3 Методы определения обобщенных характеристик конструктивно-анизотропных слоев дорожной одежды.

1.3.1 Расчет обобщенных модулей упругости и коэффициентов Пуассона.

1.3.2 Расчет обобщенного коэффициента линейного температурного расширения.

1.4 Выводы, цель и задачи исследования.

Глава 2. Лабораторные исследования моделей дорожных одежд.

2.1 Цель исследования, методики испытаний, приборы и оборудование.

2.2 Обработка результатов испытаний образцов.

2.3 Результаты лабораторных исследований.

2.3.1 Определение обобщенного модуля упругости моделей дорожных одежд.

2.3.2 Определения обобщенного коэффициента линейного температурного расширения моделей дорожных одежд.

2.4 Выводы по главе 2.

Глава 3. Экспериментально-теоретические исследования температурных полей в многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одеждах.

3.1 Цель и задачи стендовых исследований.

3.2 Конструкция стенда и методика исследований.

3.3 Результаты экспериментального исследования температурного режима асфальтобетонных покрытий.

3.4 Результаты экспериментального исследования температурного режима конструктивно-анизотропных дорожных одежд.

3.5 Расчет температурных полей в конструктивно-анизотропных слоях дорожной одежды.

3.6 Выводы по главе 3.

Глава 4. Теоретические исследования многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одежд на статическую нагрузку.

4.1 Обоснование принципа моделирования и расчета дорожных одежд с конструктивно-анизотропными слоями.

4.2 Конечно-элементное моделирование многослойных дорожных одежд с использованием объемных конечных элементов.

4.3 Численная реализация конечно-элементной модели при статической нагрузке.

4.4 Анализ результатов численного решения.

4.5 Оценка влияния физико-механических и геометрических параметров дорожной одежды на ее НДС.

4.6 Выводы по главе 4.

Глава 5. Теоретические исследования многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одежд на температурные воздействия.

5.1 Исходные гипотезы и соотношения.

5.2 Примеры расчета плиты с включениями на температурные воздействия.

5.3 Результаты исследований конструктивно-анизотропной дорожной плиты на температурное коробление.

5.4 Результаты исследований многослойной конструктивно-анизотропной дорожной одежды на температурные линейные деформации.

5.5 Выводы по главе 5.

Глава 6. Практическое использование результатов исследований.

6.1 Методика расчета многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одежд.

6.2 Рекомендуемые конструкции многослойных жестких конструктивно-анизотропных дорожных одежд.

6.3 Экономическая эффективность результатов исследований.

В последние годы в России произошел процесс практического свертывания' строительства автомобильных дорог с использованием цементобетона. Практика проектирования и строительства дорог общего пользования последних 10-15 лет направлена преимущественно на строительство только дорожных одежд нежесткого типа с асфальтобетонным покрытием. В то же время существует множество примеров эффективного применения цементобетона при строительстве дорожных одежд, как в нашей стране, так и за рубежом.

Применение цементобетона при строительстве дорожных одежд сдерживается целым рядом причин. Основная из них - более высокая стоимость по сразнению с асфальтобетонными покрытиями. Дорожные одежды со сборными цементобетонными покрытиями и основаниями часто проигрывают асфальтобетонным покрытиям по ровности, не всегда качественно осуществляется заводской контроль при производстве плит. Стоимость цементобетонных плит высока не только из-за цены материалов, но и из-за высоких транспортных расходов.

Одним из путей снижения стоимости строительства жестких дорожных одежд является применение конструктивно-анизотропных плит: ребристых, ячеистых, решетчатых и т.п. Данные конструкции позволяют снизить расход бетона и, как следствие, транспортные расходы.

Однако, эти конструктивные предложения в настоящий момент не получили распространения в практике дорожного строительства. Это связано не только с общей тенденцией использования асфальтобетона как основного дорожно-строительного материала, но и с двумя проблемами.

Первая проблема - технологическая. Изготовление конструктивно-анизотропных конструкций вызывает определенные трудности. Существует проблема и укладки этих плит в дорожную одежду, особенно если ячейки плит должны заполняться смежными слоями. При должном внимании к этому вопросу, он, несомненно, будет решен.

Вторая проблема - расчетная. До настоящего времени не разработаны инженерные методы расчета данных конструкций.

Традиционные методы расчета, используемые для многослойных сред со сплошными параллельными слоями, не учитывают конструктивную анизотропию отдельных слоев дорожной одежды, в результате чего они не могут быть использованы для этого класса конструкций.

Недостаточно изученное влияние конструктивной анизотропии на напряженно-деформированное состояние дорожной одежды при силовом и температурном воздействиях не позволяет обосновать практику их проектирования.

Решение этих и других задач весьма актуально как с позиции повышения достоверности результатов расчетного аппарата, так и с позиции конструирования дорожных одежд для повышения их срока службы.

Целью работы является научное обоснование и разработка методики оценки напряженно-деформированного состояния и расчета жестких дорожных одежд с решетчатыми плитами.

В качестве объекта исследований выбраны методы конструирования и расчета жестких дорожных одежд.

Предмет исследований - напряженно-деформированное состояние жестких дорожных одежд с конструктивно-анизотропными цементобетонными плитами.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработаны и обоснованы расчетные схемы дорожной одежды для расчетов на силовое и температурное воздействия; - экспериментально установлены обобщенные физико-механические характеристики конструктивного слоя с решетчатой плитой; установлено распределение температурного поля в дорожной одежде с решетчатой плитой в основании; разработана методика расчета многослойных жестких дорожных одежд с решетчатой плитой в основании на силовое и температурное воздействия; получены данные о влиянии параметров конструктивных слоев на напряженно-деформированное состояние дорожной одежды.

Достоверность результатов определяется тем, что научные положения и результаты, сформулированные в диссертации, подтверждены использованием в исследовании фундаментальных положений отечественной и зарубежной науки, апробированных методов и сертифицированных технических средств измерений, достаточным совпадением экспериментальных и теоретических результатов.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что научные результаты, полученные автором при решения важной народнохозяйственной задачи, целесообразно использовать в практике проектирования дорожных конструкций: рассчитывать величину напряжений от статической нагрузки и температурных воздействий, конструировать и рассчитывать жесткие дорожные одежды с повышенным сроком службы.

Выполненные исследования позволяют более обоснованно назначать оптимальные геометрические параметры слоев конструктивно-анизотропных жестких дорожных одежд, избежать перерасхода строительных материалов и тем самым способствуют снижению стоимости строительства автомобильных дорог.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 58-й научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 2001 г.), Международной научно-практической конференций "Проблемы автомобильных дорог России и Казахстана" (Омск, 2001 г.), 2-й Международной научно-технической конференции "Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок" (Томск, 2002 г.), 9-й Сибирской (Международной) конференции по железобетону (Новосибирск, 2002 г.), Международной научно-практическая конференции "Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура" (Омск, 2003 г.), Международной научно-практической конференции "Творчество молодых XXI веку" (Петропавловск, 2003 г.), 60-й и 61-й научно-технической конференции НГАСУ (Новосибирск, 2003-2004 г.г.).

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ.

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она содержит 196 страниц, включая 77 рисунков, 24 таблицы и 3 приложения. Список литературы содержит 158 наименований.

Общие выводы

1. Анализ существующих подходов к расчету конструктивно-анизотропных жестких дорожных одежд на силовое и температурное воздействие позволил установить, что до настоящего времени не предложены практические методы расчета этого класса конструкций на силовое и температурное воздействия.

2. При расчете конструктивно-анизотропных плит и конструкций с включениями и неоднородностями широко используются различные методы обобщения упругих постоянных. В результате лабораторных исследований установлено, что минимальную погрешность при определении обобщенных физико-механических характеристик дает метод, основанный на теории случайных функций. Расхождение экспериментальных и теоретических значений для обобщенного модуля упругости не превышает 5,6 %, для коэффициента линейного температурного расширения - 1,2%.

3. Разработана конечно-элементная модель дорожной одежды с решетчатой плитой в основании с использованием объемных конечных элементов. Адекватность модели доказана путем сопоставления прогибов, полученных экспериментально и теоретически (расхождение не превышает 6%).

4. Установлено, что максимальные нормальные напряжения в решетчатой плите от статической нагрузки меньше, чем в сплошной плите на 33,3+73,5 % в зависимости от степени сцепления сплошной плиты со смежными слоями.

5. Исследовано влияние физико-механических характеристик и толщин конструктивных слоев дорожной одежды с решетчатой плитой в основании на ее напряженно-деформированное состояние при действии статической нагрузки. Установлено, что значительное влияние на величину напряжений и прогибов оказывают толщина и модуль упругости решетчатой плиты.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований температурных полей в дорожных одеждах показывают, что может быть принято допущение, об изменении температурного поля только по толщине конструкции и во времени, изменение в плане температурного поля для расчетов можно не учитывать.

7. Разработана методика оценки температурных напряжений в слое с решетчатой плитой. Установлено, что основными факторами, влияющими на температурные напряжения коробления в слое с решетчатой плитой, является объемная доля включений и толщина плиты.

8. Исследовано напряженное состояние асфальтобетонного покрытия на основании из решетчатых плит при сезонном изменении температуры в зависимости от физико-механических характеристик материалов и толщин конструктивных слоев. Выявлено, что температурные напряжения в покрытии на основании из решетчатых плит в 2,84-т-3,12 раза меньше, чем в покрытии на основании из сплошных плит.

9. Установлено, что основными факторами, влияющими на температурные напряжения при сезонном изменении температуры в слоях дорожной одежды являются толщины покрытия и основания, а также их модули упругости. Наименьшее влияние оказывает модуль упругости материала включений решетчатой плиты (1,7н-7,5 %) и коэффициент линейного температурного расширения материала включений решетчатой плиты (менее 1 %)

Естественно, что в рамках одной работы невозможно охватить весь круг задач, связанный с расчетом и проектированием жестких дорожных одежд с решетчатой плитой в основании. Непременным условием для внедрения и успешного применения подобных конструкций является разработка эффективных технологических схем строительства, изучение работы данной конструкции при динамических нагрузках и многократном нагружении.

163

1. A.c. 1216270 СССР, МКЕ4 Е 01 С 5/00. Дорожная одежда / В.А. Кретов, A.B. Линцер и др. - № 3752178/29-33; Заявлено 27.04.84; Опубл. 26.03.85. Бюл. № 9.

2. A.c. 1458462 СССР, МКЕ4 Е 01 С 7/00. Дорожная одежда / В.М. Гоглидзе и др. № 4064961/29-33; Заявлено 05.05.86; Опубл. 15.02.89. Бюл. № 6.

3. A.c. 688546 СССР, МКЕ4 Е 01 С 5/00. Бетонная плита / В.И. Кулиш и др. -№ 2602695/29-33; Заявлено 11.04.78; Опубл. 30.09.79. Бюл. № 36.

4. Аблалиев С.А. Влияние температуры на напряженно-деформированное состояние нежестких дорожных одежд: Автореф. дис. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. Алматы, 2000. - 25 с.

5. Агалаков Ю.А. Исследование работоспособности тонких асфальтобетонных покрытий с повышенным содержанием щебня на цементобетонных основаниях: Автореферат диссертации на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Омск, 1999. - 22 с.

6. Аксельрод Л.С. Цементобетонные одежды городских дорог. М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1953. - 205 с.

7. Александров A.B., Потапов В.Д. Сопротивление материалов. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 2002. - 400 с.

8. Александровский C.B. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести. 2-е изд. -М.: Стройиздат, 1973. -431 с.

9. Алфутов H.A., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. -264 с.

10. Ю.Андреев А.Н., Немировский Ю.В. Многослойные анизотропные оболочки и пластины: Изгиб, устойчивость, колебания. Новосибирск: Наука, 2001. -288 с.

11. Апестин В.К. К вопросу о трещиностойкости дорожного цементобетонно-го покрытия. В кн.: Совершенствование конструкций дорожных бетонных покрытий и повышение качества бетона. Сб. научн. тр. / Союздорнии. -Балашиха, 1969. С. 72-96.

12. Арутюнян Н.Х., Абрамян Б.Л. О температурных напряжениях в прямоугольных бетонных блоках. Известия АН Армянской ССР. Серия ФМ и ТН, т. 8, № 4, 1957.

13. Бабков В.Ф., Волков А .Я. и др. Автомобильные дороги. М.: Автотранс-издат, 1953. - 560 с.

14. Бируля А.К., Батраков О.Т., Могилевич В.М. Сборные железобетонные покрытия автомобильных дорог. М.: Автотрансиздат, 1960. - 157 с.

15. Бирюков Д.Б., Постоев B.C. Метод конечных элементов в напряжениях. -СПб.: АООТ "НПО ЦКТИ", 1999. 187 с.

16. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. М.: Мир, 1964. -510с.

17. Болотин В.В., Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. -М.: Машиностроение, 1980. 375 с.

18. Варвак П.М., Варвак Л.П. Метод сеток в задачах расчета строительных расчетов. М. Стройиздат,1977. - 153 с.

19. Волков A.C., Бобушев С.А. Расчет пластин на изгиб методом конечных элементов. Хабаровск: ДВГАПС, 1996. - 71 с.

20. Гайворонский В.Н., Россовский П.Д. Температурный режим дорожной одежды и земляного полотна // Труды Союздорнии. Вып. 47. М., 1971.

21. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. М.: Стройиздат, 1984. — 679 с.

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

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

24. Городецкий A.C. Численная реализация метода конечных элементов / Сопротивление материалов и теория сооружений. Киев: Буд1вельник, 1973, вып.20.-С. 31-43.

25. Горчаков Г.И., Лифанов И.И., Терехин Л.Н. Коэффициенты температурного расширения и температурных деформаций строительных материалов // Серия: Монографии, № 2. М.: Госстандарт, 1968. - 167 с.

26. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

27. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическим вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.

28. Гош Р.К. Воздействие температур на бетонные дороги. / Пер. с нем. и ред. В.Е. Тригони. М.: ОНТИ ГПИ и НИИ ГА Аэропроект, 1964. - 969 с.

29. Гранчич А. Проектирование и строительство дорожных одежд с тонкими битумными покрытиями / № 25943/6. Алма-Ата, 19.10.86. - 17 с. - Пер. ст. из журн.: Silnicni obzor. - 1885. - Vol. 46, № 4. - p. 103-107.

30. Григолюк Э.И., Фильштинский Л.А. Периодические кусочно-однородные упругие структуры. М.: Наука, 1992. - 288 с.

31. Григоренко Я.М., Василенко А.Т., Панкратова Н.Д. К расчету напряженного состояния толстостенных неоднородных оболочек. // Прикладная механика, 1974, Т. 10, № 5, С. 86-93.

32. Демин Б.И., Эсаулов C.JL, Бычков В.Р., Канунников О.В. Совершенствование расчета температурного режима цементобетонных аэродромных покрытий // Автомобильные дороги, 1991, № 11, С. 14-16.

33. Дерюгин Е.Е. Метод элементов релаксации. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1998. - 253 с.

34. Дорожное покрытие системы TAR // Обз. пол. техн. 1989. - № 5. - С. 22.37.3арубин B.C. Температурные поля в конструкции летательных аппаратов

35. Методы расчета). М.: Машиностроение, 1978. - 184 с.38.3ащенин А.Н., Зельманович М.С., Лукьянов Н.К. Комплексная механизация строительства цементобетонных дорог. М.: Дориздат, 1953. - 92 с.

36. Заявка 2393108 Франция, МКИ4 Е 01 С 5/22. Сборная конструкция дорожного полотна и способ его изготовления. № 7716944; Заявлено 30.10.77; Опубл. 02.02.79. Бюл. № 5.

37. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике М.: Мир, 1975.-541 с.

38. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.: Мир, 1986-316 с.

39. Игнатьев Ю.В. Исследование прочности сборно-сочлененных конструкций дорожных покрытий: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Свердловск, 1965. - 12 с.

40. Казарновский В.Д., Кретов В.А. Вопросы конструирования дорожных одежд со сборными основаниями // Совершенствование методов расчета и конструирования дорожных одежд: Сб. науч. тр. / Союздорнии. М., 1986.-С. 6-19.

41. Киселев В.А. Расчет пластин. М.: Стройиздат, 1973. - 151 с.

42. Кисляков В.М. Сопротивление сдвигу цементобетонной дорожной плиты на грунтовом основании при изменении температуры: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Харьков: ХАДИ, 1958. - 12 с.

43. Клейн В.Г. Расчет многослойных дорожных покрытий методом последовательного наращивания плиты // Прочность инженерных сооружений на транспорте. Сб. науч. тр. / МАДИ. М., 1982. - С. 66-69.

44. Ковалев Я.Н. Исследование температурного режима дорожных покрытий из песчаного асфальтобетона и уточнение требований к температурным свойствам применяемых битумов: Автореф. дис. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. Минск, 1965. - 18 с.

45. Композиционные материалы: В 8 т. Т.2: Механика композиционных материалов / Под ред. Дж. Сендецки. М.: Мир, 1978. - 564 с.51 .Композиционные материалы: Справочник / Под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М: Машиностроение, 1990. - 512 с.

46. Комчихина JI.H. Исследование температурных перемещений и разработка метода расчета оптимальных размеров плит цементобетонных покрытий: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1979.22 с.

47. Коновалов C.B., Коганзон М.С. Теория, расчет и контроль прочности жестких дорожных одежд. Труды МАДИ, выпуск 44. М.: МАДИ, 1972. - С.23 60.

48. Коновалюк Д.М., Акимова В.И. Определение прогибов в тостых прямоугольных плитах. / Расчет пространственных строительных конструкций. Куйбышев, 1976, вып. 6. - С. 90-93.

49. Коренев Б.Г., Черниговская Е.И. Расчет плит на упругом основании. М.: Госстройиздат, 1962. - 355 с.

50. Кретов В.А., Казарновский В.Д., Краснопёрое А.Р. Метод количественной оценки температурной трещиностойкости асфальтобетонных покрытий, устраиваемых на основаниях со швами и трещинами // Труды ГП Росдор-нии. Вып. 10.-М., 2002.-С. 153-163.

51. Кретов В.А., Казарновский В.Д., Линцер A.B. Рациональные конструкции дорожных одежд для Тюменской области // Автомобильные дороги. — 1986.-№3.-С. 10-12.

52. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982. - 334 с.

53. Лаптев О.П. Разработка методики расчета жесткой дорожной одежды с решетчатой плитой в основании: Диссертация на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Омск, 1995. - 182 с.

54. Леонтьев В.Л. Метод конечных элементов теории упругости: Смешанные вариационные формулировки. Ульяновск, 1998. - 166 с.

55. Линевич Г.Б., Ванжула A.M. Исследование на моделях температурного режима насыпи из промороженных глинистых грунтов. В сб.: Вопросы проектирования и строительства автомобильных дорог в условиях Сибири и Севера. Труды Союздорнии. - М., 1983. - С. 33-41.

56. Малицкий Л.С. Коссов A.C. Совершенствование метода расчета цементо-бетонных покрытий на температурные воздействия //Повышение качества и надежности строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Сб. науч. тр. / МАДИ. М., 1988. - с. 18-24.

57. Матвеев С.А. Метод конечных элементов в приложении к расчету балок и плит. Омск: Аркор, 1996. - 152 с.

58. Матвеев С.А., Зырянова С.А. Расчет плиты на упругом основании методом конечных элементов. // Тезисы докладов II Международной научно-технической конференции "Автомобильные дороги Сибири". Омск: СибАДИ, 1998.-С.39-43.

59. Матвеев С.А., Лаптев О.П. Анализ напряженно-деформированного состояния решетчатой плиты на упругом основании // Изв. вузов. Строительство. 1997. № 12. С.95-98.

60. Матвеев С.А., Лаптев О.П. Моделирование и расчет решетчатой плиты как конструктивного элемента дорожной одежды // Автомобильные дороги Сибири: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции. Омск, 1994. - С. 64-65.

61. Матвеев С.А., Лаптев О.П. Теоретические исследования решетчатой дорожной плиты / СибАДИ. Омск, 1994. - 24 с. - Деп. в ВИНИТИ 15.07.94, № 1809-В94.

62. Матвеев С.А., Лаптев О.П. Численные исследования и стендовые испытания дорожной одежды жесткого типа с решетчатой плитой в основании / СибАДИ. Омск, 1995. - 24 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.03.95, № 645-В95.

63. Матвеев С.А., Лаптев О.П., Одегов П.И. Экспериментально-теоретические исследования балочного элемента, работающего в условиях пространственного изгиба / СибАДИ. Омск, 1993. - 15 с. - Деп. в ВИНИТИ 29.10.93, №2704-В93.

64. Матвеев С.А., Мартынов Е.А. Температурные поля в анизотропных слоях дорожных покрытий / Труды НГАСУ. Вып. 2(13). Новосибирск: НГА-СУ, 2001.-С. 239-243.

65. Матвеев С.А., Сикаченко В.М. Пути повышения несущей способности дорог // Автомобильные дороги Сибири: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции. Омск, 1994. - С. 66-67.

66. Матвеев С.А., Сикаченко В.М. Расчет многослойных конструкций дорожных одежд с ортотропными слоями / СибАДИ. Омск, 1994. - 15 с. - Деп. в ВИНИТИ 03.03.94, № 527-В94.

67. Матвеев С.А., Сикаченко В.М. Результаты экспериментально-теоретических исследований жестких дорожных одежд с ортотропнымислоями // Автомобильные дороги Сибири: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции. Омск, 1994. — С. 65-66.

68. Матвеев С.А., Сикаченко В.М., Лаптев О.П. Комбинированная дорожная одежда с асфальтобетонным покрытием на сборном основании из решетчатых плит // Автомобильные дороги, 1995, №3-4, С.23-24.

69. Матвеев С.А., Сикаченко В.М., Лаптев О.П. Моделирование дорожной одежды с решетчатой плитой в основании и пути расчета // Изв. вузов. Строительство, 1996, № 3, С.93-95.

70. Матвеенко Л.С. Автомобильные лесовозные дороги: Справочник. М.: Экология, 1991.-336 с.

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

72. Матуа В.П., Панасюк Л.Н. Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций в дорожных конструкциях. Ростов-н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2001. - 372 с.

73. Медников И.А. Исследования по теории расчета бетонных покрытий автомобильных дорог: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. -М.: МАДИ, 1965. — 65 с.

74. Медников И.А. Напряжения в ортотропных пластинках на упругом основании с двумя характеристиками при неравномерном изменении температуры. Труды МАДИ, выпуск 61. М.: МАДИ, 1973. - С. 37 - 43.

75. Медников И.А. Расчет решетчатых и гибких сплошных пластин на упругом основании // Прочность дорожных одежд и сооружений на автомобильных дорогах. Сб. науч. тр. / МАДИ. М., 1985. - С. 31-40.

76. Медников И.А. Температурные напряжения в ортотропных прямоугольных плитах на упругом основании при различных краевых условиях. Труды МАДИ, выпуск 107. М.: МАДИ, 1975. - С. 51 - 81.

77. Медников И.А. Температурные напряжения цементобетонных дорожных покрытий. Труды МАДИ, выпуск 15. М.: Дориздат, 1953.

78. Медников И.А. Температурный изгиб прямоугольной плиты переменной толщины на упругом основании // Прочность транспортных сооружений. Сб. науч. тр. / МАДИ. М., 1983. - С. 16-24.

79. Медников И.А., Апестин В.К. К расчету напряжений в цементобетонном покрытии от сопротивления основания температурным изменениям длины плиты. Труды / ГПИ и НИИ ГА Аэропроект, 1968, вып. 2, С. 93-106.

80. Меркулов Е.А., Дубровин E.H., Турчихин Э.Я. Сборные конструкции городских дорог. М.: Стройиздат, 1967. - 188 с.

81. Метод конечных элементов / Под ред. Варвака П.М. Киев: Вища школа, 1981.- 175 с.

82. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИТИ, 1982. - 41 с.

83. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд. -М., 2004.- 135 с.

84. Методические рекомендации по расчету температурных полей, напряжений и деформаций в цементобетонных покрытиях. — М.: Союздорнии, 1976.-42 с.

85. Механика композитных материалов и элементов конструкций. В 3-х т. Т.1 Механика материалов / Гузь А.Н., Хорошун Л.П., Ванин Г.А. и др. Киев: Наук, думка. 1982. - 368 с.

86. Могилевич В.М., Щербакова Р.П., Тюменцева О.В. Дорожные одежды из цементогрунта. — М.: Транспорт, 1973. 216 с.

87. Мошев В.В., Евлампиева С.Е. Влияние структурных особенностей на эффективные механические свойства зернистых композитов. 1. Плоская деформация // Механика композиционных материалов и конструкций. Том 2, № 1, 1996.-С. 77-82.

88. Образцов И.Ф., Савельев JI.M., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. — М.: Высш. шк., 1985.-392 с.

89. Ольховиков В.М. Повышение устойчивости тонкослойных покрытий на основаниях из укрепленных грунтов // Автомобильные дороги. 1986. -№5.-С. 11-13.

90. Орловский B.C. Проектирование и строительство сборных дорожных покрытий. М.: Транспорт, 1978. - 149 с.

91. Основы научных исследований / Под ред. В.И. Круткова, В.В. Попова. М.: Высшая школа, 1989. - 400 с.

92. Патент № 1538607 РФ, 5/06. Дорожная одежда / Б.З. Шаяхметов, В.П. Никитин, В.М. Сикаченко. 4163981/23-33; Заявлено 10.11.86; Опубл. 03.90. Бюл. №3.

93. Паткина И.А., Михайлов A.B. Исследование температурного режима цементобетонного основания под асфальтобетонным покрытием // Труды Гипродорнии. Дорожные одежды и материалы. Вып. 43. М., 1984. - С. 49-56.

94. Пискунов В.Г., Сипетов B.C., Юнусов A.M. К сравнению двух решений задачи изгиба многослойных пластин / Сопротивление материалов и теория сооружений. Киев: Буд1вельник, 1980, вып.37, С. 48-50.

95. Планирование эксперимента. Программы для решения задач дорожного строительства на ЭВМ. М.: Союздорнии, 1986. - 16 с.

96. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1984.-336 с.

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

98. Пространственно-армированные композиционные материалы: Справочник / Ю.М. Тарнопольский, И.Г. Жигун, В.А. Поляков. М: Машиностроение, 1987.-227 с.

99. Прочность и деформати вность арболита / Хорошун Л.П., Щербаков A.C. Киев: Наук, думка, 1979. - 192 с.

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

101. Радовский Б.С., Мозговой В.В. Температурные напряжения в асфальтобетонном покрытии, лежащем на основании с трещинами либо швами. В сб.: Повышение долговечности дорожных конструкций. Труды Союздорнии. М., 1986. - С. 29-46.

102. Раев-Богословский Б.С. и др. Жесткие покрытия аэродромов. М.: Ав-тотрансиздат, 1961. - 322 с.

103. Резванцев В.И., Бухтояров A.B. Дорожные одежды на основе местных материалов: Оптимизация проектирования. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2003. - 120 с.

104. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1982103 с.

105. Розин Л.А. Современное состояние метода конечных элементов в строительной механике. // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура, 1981, №1, С. 41-54.

106. Руденский A.B. Дорожные асфальтобетонные покрытия. М.: Транспорт, 1992.-253 с.

107. 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.

108. Салль А.О. Оценка температурной трещиностойкости асфальтобетонных покрытий // Автомобильные дороги, 1988, № 2, С. 11-12.

109. Сборные покрытия автомобильных дорог / Под ред. В.М. Могилевича. М.: Высшая школа, 1972. - 384 с.

110. Серебряный Р.В. Расчет тонких шарнирно-соединенных плит на упругом основании. М.: Госстройиздат, 1962. - 64 с.

111. Сиденко В.М. Теоретические основы водно-теплового режима дорожных одежд и грунтовых оснований в условиях недостаточного увлажнения // Труды ХАДИ. Вып. 28. Харьков: ХАДИ, 1962. - С. 65-75.

112. Сиденко В.М., Батраков О.Т., Покутнев Ю.А. Дорожные одежды с па-рагидроизоляционными слоями. М.: Транспорт, 1984. - 144 с.

113. Сикаченко В.М. Разработка конструкции и оценка напряженно-деформированного состояния жесткой дорожной одежды со сборным основанием из решетчатых плит: Диссертация на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Омск: 1995. - 257 с.

114. Симвулиди И.А. Расчет инженерных конструкций на упругом основании. М.: Высш. шк., 1968. - 276 с.

115. Смирнов В.А. Расчет пластин сложного очертания. М.: Стройиздат, 1978.-303 с.

116. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969. -512 с.

117. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги.

118. Старцев И.Б. Температурный режим цементогрунтовых оснований дорожных одежд в условиях Севера и Сибири. В сб.: Вопросы проектирования и строительства автомобильных дорог в условиях Сибири и Севера. Труды Союздорнии. - М., 1983. - С. 90-102.

119. Тамуров Н.Г., Волкова Т.Ф. Исследования изгиба трехслойных пластин с большими отверстиями. // Прикладная механика, 1976, Т. 12, №11, С. 126-130.

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

121. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. Пер. В.И. Контовта. М.: Наука, 1966. - 635 с.

122. Тимошенко С.П., Гудьер Д. Теория упругости. М.: Наука, 1979. - 560 с.

123. Ушаков В.В. Исследование температурного режима и путей улучшения свойств жестких покрытий в условиях сурового климата: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1980. - 22 с.

124. Хохлов М.В. Стадийное строительство жестких дорожных одежд в районах массовой жилой застройки: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1986. - 17 с.

125. Шахназарова М.А. Повышение устойчивости однослойных асфальтобетонных покрытий: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Москва, 1959. - 16 с.

126. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. — М.: Наука, 1977.-339 с.

127. Шорохов С.А. Совершенствование методов конструирования и расчета армобетонных аэродромных покрытий: Автореф. дис. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1983. - 24 с.

128. Яковлев A.B. Сборно-разборные железобетонные покрытия. JL: Гос-стойиздат, 1955. - 64 с.

129. Ярмолинский В.А. Исследование водно-теплового режима откосной части земляного полотна, укрепленного ребристыми плитами: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1994. - 26 с.

130. AASHO. Road test, Washington, 1962, 300 S.

131. AASHO. Road test, Washington, 1965, 370 S.

132. Amir F. Bissada, Hani Guirguis. Temperature Dependency of Dynamic Deflection Measurements on Asphalt Pavements // Transportation Research Record, 1983, № 949. p. 57-59.

133. Bright John K., Mays John R. Comparison of influence of temperature on cellular rigid pavement utter stoves // Journal of transportation engineering / March-April, 1997, p. 124-128.

134. Finite strip method / Y. K. Cheung, L. G. Tham. Boca Raton etc. : CRC press, Cop. 1998. - 392 p.

135. Havlena B. Nove smery v dimenzovani konstrukce cementobetonovych vo-zovek. Silnicni obzor, 1981, v.42, № 5, p. 148-152.

136. Hill R. The elastic behaviour of a crystalline aggregate, Proc. Phys. Soc. A65, No. 389,349(1952).

137. Kerr A.D. Shade P.J. Analysis of Concrete Pavement Blowups. Acta Mechanica, 1984, № 52, p. 201-224.

138. Moshev V.V., Evlampieva S.E. New approach for evaluating effective elastic moduli of highly heterogeneous composites. // Advances in Structured and Heterogeneous Continua, Proc. Int. Symp., Moscow, August, 1993, p. 143-150.

139. Pailure and Repair of Continuously Reinforced Concrete Pavement: "Nat. Coop. Highway Research Program; Synch. Highway Practice." Washington. 1979, №60, p. 1-42

140. Ullidtz P., Larsen B.K. Mathematical Model For Predicting Pavement Performance // Transportation Research Record, 1983, № 949. p. 45-55.

141. Westergaard H. Analysis of stresses in concrete roads caused by variations of temperature. Public Roads, 1927, No. 8.

142. Williamson R.H. The thermal environment and its effects on road pavements. CSIR Research Report 320, NITRR Bulletin 12, Pretoria, 1976. pp. 173.

143. Zanker B. Bedeutung der zwaengunosspannungen fuer das rissverhalten von betondecken. Strasse und autobahn. 1986, № 10, p. 445-449.

144. Н-» ч© О 00 о ст\ о 00 О О к-» го о N3 4^ ю о ы » О о 1л О N3 о <1 О ст\ ю кз |0 {О 1л ю 00 {О 1л <1 о р 00 О -о {О V© {О 1л ы о Среднеквадратичное отклонение, а, °С