автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Влияние упруго-вязко-пластичных свойств асфальто-бетона на накопление остаточных деформаций при пространственном динамическом нагружении дорожных конструкций



ии34ЭЗЭ5Э

На правах рукописи

ЧИРВА ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ УПРУГО-ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА НА НАКОПЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ПРОСТРАНСТВЕННОМ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград2010 ^ (ПАР 20?0

003493959

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Матуа Вахтанг Парменович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Столяров Виктор Васильевич (Саратовский государственный технический университет)

кандидат технических наук, доцент Казначеев Сергей Васильевич (Управление автомобильных дорог Администрации Волгоградской области)

Ведущая организация: Северо-Кавказский филиал

ОАО «ГИПРОДОРНИИ» «СЕВКАВГИПРОДОРНИИ»

Защита диссертации состоится « 26 » марта 2010 г. в 13-00 ч в ауд. Б-203 на заседании диссертационного совета Д 212.026.04 при ГОУ ВПО «Волгоградский архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВолгГАСУ.

Автореферат разослан « 25 » февраля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Акчурин Т.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Одной из первоочередных задач дорожной отрасли является сохранение автомобильной дорогой своего транспортно-эксплуатационного состояния в течение всего перспективного срока службы.

В процессе эксплуатации автомобильной дороги в результате воздействия природно-климатических факторов и постоянно растущей интенсивности движения, а также скорости и грузоподъемности автотранспортных средств, асфальтобетонные покрытия, даже на правильно запроектированных и построенных с соблюдением всех технологических правил дорогах теряют продольную и поперечную ровность, в них происходит интенсивное накопление пластических деформаций, в результате чего резко усиливается динамическое воздействие от движущихся автомобилей.

Немалая доля остаточных деформаций накапливается непосредственно в верхних слоях асфальтобетонных покрытий и, поскольку, асфальтобетон является наиболее широко применяемым материалом при устройстве покрытий автомобильных дорог, изучению его свойств и поведения при воздействии реальных динамических нагрузок и природно-климатических факторов необходимо уделять большое внимание.

В действующих нормативных документах (ОДН 218.046-01) в расчетах используется осесимметричная модель упругого полупространства, не учитывающая инерционность движущейся массы и осность автомобиля, влияние напряженно-деформированного состояния конечных поперечных размеров автодороги и расположения нагрузки на проезжей части. При этом учет динамических процессов осуществляется с помощью эмпирических коэффициентов, которые зачастую перечеркивают точность расчетных формул при получении конечных результатов.

Цель диссертационной работы - разработка методики повышения устойчивости нежестких дорожных одежд к накоплению остаточных деформаций на основе прогнозирования реологического поведения асфальтобетона под воздействием реальных пространственных динамических нагрузок и по-годно-климатических факторов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-провести теоретические исследования в области прогнозирования накопления остаточных деформаций в слоях дорожных конструкций с учетом реологического поведения асфальтобетона под воздействием пространственных динамических нагрузок;

-разработать конструкцию прибора для лабораторных исследований ползучести асфальтобетона;

- исследовать кинетику накопления остаточных деформаций асфальтобетона под воздействием различных нагрузок и температур;

-провести теоретическое обоснование учета изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона при расчете нежестких дорожных одежд;

-выполнить экспериментальные исследования по уточнению изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона под действием различных температур;

-разработать механико-математическую модель, позволяющую прогнозировать накопление остаточных деформаций в асфальтобетонных покрытиях в реальных условиях их эксплуатации;

- создать наблюдательные станции на экспериментальных участках автомобильных дорог по исследованию накоплению остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций;

-разработать методику повышения устойчивости дорожных конструкций по критерию минимума накопления остаточных деформаций в асфальтобетонных покрытиях.

Научная новизна работы:

-теоретически обоснована необходимость проведения экспериментальных исследований ползучести асфальтобетонов различных типов и марок;

-предложена механико-математическая модель с достаточной точностью и достоверностью описывающая работу дорожной конструкции в реальных условиях эксплуатации и учитывающая такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменную во времени интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов, а также эффекты старения материалов, изменение характеристик и геометрических параметров дорожной конструкции вследствие ее неравномерного деформирования;

-проведены экспериментальные исследования ползучести различных типов асфальтобетона и установлены зависимости скорости накопления остаточных деформаций по отношению к скорости накопления полных деформаций. Зная это отношение и, в дальнейшем, проводя исследования ползучести можно с достоверной точностью говорить о численном значении пластической составляющей в полной деформации различных типов асфальтобетонов;

-теоретически обоснована необходимость учета изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона под воздействием различных температур при расчете нежестких дорожных одежд;

- выполнены экспериментальные исследования изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона под действием различных температур;

- предложена методика прогнозирования остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с учетом реальных пространственных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов;

-разработано приборное обеспечение по исследованию накопления остаточных деформаций и температурного режима в грунте земляного полотна и дорожной одежде, на которое получен патент № 68694.

Достоверность исследований, научных положений и выводов, содержащихся в работе, обеспечивается применением комплексной методики исследований, использованием современного приборного обеспечения и под-

тперждаегся соответствием результатов численных и натурных экспериментов.

На защиту выносятся:

-комплекс теоретических и экспериментальных исследований влияния реальных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов на напряженно-деформированное состояние асфальтобетонных покрытий;

- механико-математическая модель, описывающая упруговязкопластич-ные свойства дорожно-строительных материалов и позволяющая прогнозировать накопление остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций в реальных условиях их эксплуатации;

- результаты исследований ползучести различных типов асфальтобетона под воздействием различных нагрузок и температур;

- результаты исследования зависимости скорости и доли накопления остаточных деформаций в составе полных деформаций;

- результаты исследования влияния различных нагрузок и температур на изменение коэффициента Пуассона асфальтобетона.

Практическое значение работы:

-разработана механико-математическая модель для анализа напряжел-но-деформированного состояния дорожной конструкции при воздействии реальных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов;

- разработана экспериментальная установка для получения значений скорости накопления остаточных деформаций, а также изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона при воздействии различных нагрузок и температур;

-получены зависимости скорости накопления остаточных деформаций, доли остаточных деформаций в составе полных и изменения коэффициента Пуассона при воздействии различных нагрузок и температур;

- разработан программный комплекс «Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций при проектировании нежестких дорожных одежд», позволяющий учитывать такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменную во времени (в течение года и суток) интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов, эффекты старения материалов и т.д.

Реализация работы. Разработанная методика прогнозирования накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций применена при реконструкции автомагистрали М4 «ДОН» на участке км982+000-км 1000+000, капитальном ремонте автомобильных дорог Ставропольского края «Сенгилеевское-Новотроицкая» и «Греческое-Мин. Воды», а также в учебном процессе при курсовом проектировании по дисциплине «Технология и организация сроительства автомобильных дорог» по кафедре «Автомобильные дороги» РГСУ.

Апробация работы. Положения работы доложены и обсуждались на международных научно-практических конференциях «Строительство 2004»,

«Строительство 2005», «Строительство 2006», «Строительство 2007» (Ростов-на-Дону, 2004, 2005, 2006, 2007), «Пути совершенствования системы управления, финансирования и нормативно-технической базы дорожной отрасли» (Астана-Алматы, 2004), «Современные технологии и материалы в дорожном хозяйстве» (Харьков, 2006), Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды» (Пермь, 2005), «Проблемы проектирования, строительства эксплуатации транспортных сооружений» (Омск, 2006).

Публикации. По теме диссертационных исследований опубликовано 17 печатных работ, в том числе 2 патента на изобретения.

Объем. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 166 источников, в том числе иностранных и 4 приложений. Работа изложена на 240 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц и 99 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, направленных на совершенствование методики проектирования и расчета дорожных одежд нежесткого типа, основанной на численных методах решения нелинейных наследственных задач статики и динамики строительных конструкций, а также экспериментальных данных о реологическом поведении материалов конструктивных слоев дорожных одежд. Сформулирована цель и задачи исследования.

В первой главе детально рассмотрены многочисленные факторы, влияющие на накопление неравномерно распределенных необратимых (остаточных) деформаций в конструктивных слоях дорожных одежд, проведен краткий обзор и анализ литературных источников, посвященных изучению реологических свойств различных асфальтобетонов, и выделены характерные для асфальтобетона особенности поведения под воздействием различных внешних факторов.

Как показывают многочисленные исследования целого ряда ученых, как у нас в стране, так и за рубежом, по причине сложности структуры асфальтобетон резко меняет свои свойства в зависимости от температуры. При положительных температурах асфальтобетон обладает свойствами вязко-пластичного материала, а при отрицательных упругого. Изменение температуры существенно влияет на деформационные свойства асфальтобетона, которыми в основном и определяется его работоспособность в дорожном покрытии.

Фактически же асфальтобетон является упруго-вязко-пластичным материалом. В зависимости от состояния и условий деформирования в нем могут проявляться или преимущественно упругие свойства или главным образом вязкопластические. Таким образом, в большинстве случаев в асфальтобетоне одновременно или почти одновременно проявляется совокупность указанных свойств.

В напряженно-деформированном состоянии асфальтобетон проявляет ряд сложных свойств: упругость, пластичность, ползучесть, релаксацию напряжений, изменение прочности в зависимости от скорости деформирования, накопление деформаций при многократных приложениях нагрузки и т. д. В зависимости от проявления тех или иных свойств к асфальтобетону применимы законы, вытекающие из теории упругости или теории пластичности (теории ползучести).

Опытами установлено, что деформация ползучести различных материалов, как например, бетона и асфальтобетона, зачастую может превосходить упругую в два-три раза. Поэтому существующий метод расчета дорожной одежды по упругому состоянию может представить истинную картину напряжений в ней лишь отчасти.

На протяжении многих лет ряд авторов, как в нашей стране, так и за рубежом занимались исследованием реологических свойств дорожно-строительных материалов, в частности изучением ползучести асфальтобетона, занимались Богуславский A.M., Богуславский Л.А., Бурмистер Д., Васильев А.П., Гезенцвей Л.Б., Горелышев Н.В., Кирюхин Г.Н., Коганзон М.С., Корсунский М.Б., Радовский Б.С., Руденский A.B., Телтаев Б.Б., и др., а также Brown S.F., Burmister D.M., Burrage К., Butcher J.С., Cavendish J.C., Crank J., Davenport C.C., Grosshans D., Kreiss H.O., Monismith C.L. и др. Исследованиями этих авторов установлено, что поведение асфальтобетонного покрытия в условиях эксплуатации дороги лучше характеризовать не конечной величиной общей деформации, полученной при испытании материала, а динамикой развития этой деформации.

В работе рассмотрены режимы загружения, применяемые при испытаниях асфальтобетонов, а также методы прогнозирования и оценки устойчивости к колееобразованию слоев покрытий из битумоминерапьных материалов, применяемые как у нас в стране, так и за рубежом. И, не смотря на большое разнообразие подобного рода методов, ни один из них, будь то численные методы с применением механико-математических моделей или экспериментальные методы с применением статических или динамических нагрузок с имитацией колесного воздействия движущегося транспорта, не в состоянии адекватно отразить реальное напряженно-деформированное состояние дорожной конструкции.

Во второй главе рассмотрена механико-математическая модель прогнозирования накопления остаточных деформаций на основе реологической модели вязкого течения Шведова-Бингама т, =Gy, при г, < Я,

■ у, =-[г,-R.] + — г, прих. > Д, (1)

П С

= Ksv

базовые соотношения которых распространены на случай пространственной задачи.

При этом в общем виде:

А о + р = 0, уравнения равновесия, А - матричный дифференциальный оператор,

Л' « ' '

Л <7 + £ = О, геометрические уравнения, с7 = £>£ + Те- физические соотношения

Откуда уравнения равновесия фрагмента среды в матричной форме в перемещениях

140АТд + АТАгд = р (3)

позволяют получить уравнения в форме МКЭ для статической задачи

Сд + Кд=Р( 0 (4)

Разработкой механико-математических моделей, описывающих реальную работу асфальтобетона и всей дорожной конструкции, в разнос время занимался ряд авторов, как в нашей стране, так и за рубежом. Следует отметить, прежде всего, значительный вклад в решение данного вопроса профессоров А.П. Васильева, Ю.М. Васильева, Д.Б. Вольпер, Л.Б. Гезенцвея, И.В. Горелышева, В.А. Золотарева, В.Д. Казарновского, М.С. Коганзона, Б.С. Ра-довского, И.А. Рыбьева, А.В. Смирнова, Ю.М. Яковлева и др. Однако в их исследованиях задачи решаются в вязкоупругой постановке, не позволяющей прогнозировать и учитывать процесс накопления необратимых, остаточных деформаций в исследуемых системах.

Предложенная же в работе механико-математическая модель рассматривает работу материалов конструктивных слоев дорожных одежд в упруго-вязко-пластической постановке и способна учитывать такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменную во времени (в течение года и суток) интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов, а также эффекты старения материалов, изменение характеристик и геометрических параметров дорожной конструкции вследствие ее неравномерного деформирования.

В работе использован наиболее популярный при решении плоских и пространственных задач теории упругости и пластичности метод конечных элементов (МКЭ) в форме метода перемещений, позволяющий рассматривать области со сложной топологией при различных граничных условиях.

Для решения пространственных задач движения автотранспортных средств, описываемых уравнениями типа Мещерского, использованы явные, безусловно устойчивые схемы прямого интегрирования.

\(М + М,)д + Сд + Кд + М,(д-д,) = Р„ + Р, (О,

\при' = °.<? = ?(,.? = ?„ (5)

q = q(t) - Вектор-функция узловых перемещений;

Р = I'(t) - Нектар-функция внешней нагрузки;

< M = SMj - Глобальная матрица масс ансамбля элементов;

С = Глобальнаяматрица демпфирования (вязкости) системы;

К = ZKj - Глобальная матрица жесткости ансамбля элементов;

[М . + .«„., + МС „ + 0.5ЛД i!Ar„]j,,, = (6)

= [M, + Л/,., + AtC „ + O.SÀAl'K,, - A r'K]q, +

' . + M „., + AlC „ - А 1С + О 5ЛД/:А'„ - 0.5AfJA"].v„ +

+ 0.5ДГ(/', + /'„.,),

.<_., -- -.ï. + 2 (î/„., ~ с/,), л - с;Аг,Х - тах( ¡.71^ (К','К )|

Применение данного уравнения позволяет рассматривать задачи о динамическом воздействии движущихся транспортных средств на дорожную конструкцию в пространственной постановке.

Реализация предложенной механико-математической модели осуществляется при помощи разработанного в ДорТрансНИИ РГСУ под руководством проф. Матуа В.П. программного комплекса «Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций при проектировании нежестких дорожных одежд».

Для оценки напряженно - деформированного состояния дорожной конструкции в работе предложена методика преобразования динамической нагрузки к переменной во времени «квазистатической», постоянной в пределах некоторых «базовых» временных интервалов. В качестве таковых выбираются промежутки времени, в течение которых интенсивность и состав движения можно принять достаточно постоянными (1 час).

Методика построения "квазистатической нагрузки" заключается в следующем:

1. Проводится серия расчетов воздействия различных марок движущихся АТС на дорожную конструкцию в пространственной постановке (с учетом фактической и перспективной интенсивности и состава движения, скорости движения автомобилей и их расположения на проезжей части).

2. Для каждого возможного варианта воздействия вначале вычисляется максимальная «квазистатическая нагрузка» из условия равенства максимальных перемещений в точках поперечного сечения дороги от движущегося автомобиля и максимальной приведенной нагрузки:

Р тах стдт " А х <7 тах.дин. (7)

А - матрица податливости в характерных точках сечения.

3. Затем определяют «приведенную нагрузку» для данного варианта воздействия автомобиля и расчетного периода времени Т, используя условие совпадения долговременных интегральных эффектов. Анализ операторным методом совпадения решений согласно динамической и квазистатической постановок:

Щ + АГ„ ( 1 + К) * q = />(,); АГ„ (I + К) * q = Р(') ( « N

показывает, что равенство перемещений д возможно при условии эквивалентности соответствующих импульсов за расчетный период: Т 'Г

/сг0<И=МО<К1). (9)

о о

Тогда "приведенная статическая нагрузка" для данного вида воздействия (данного типа автомобиля, скорости его движения и расположения на проезжей части) на расчетный период

¡a(t)dl

Р т.р. = —-—- Р max. cmam. (10)

Следует отметить, что подобная операция проводится для каждого транспортного средства, предполагаемого для включения в состав движения. 4. Далее суммируются все «приведенные нагрузки» от тех транспортных средств, которые включаются в пакет движения за период Т:

Л'

Tr = i(~Pr,.)i (11)

t=!

Уравнение, описывающее процесс накопления остаточных деформаций согласно модифицированной гипотезы вязкого течения и «приведенной нагрузки», имеет вид:

C(tmt) + K(t)q«) = P(t) (12)

Следует отметить, что уравнение типа (12) можно также построить из общего интегрального уравнения вязкоупругопластичности при ограничениях на ядра интегральных операторов

[ДОпри 0<s<t<T,

Ks(!,s)M W Р (13)

[0 при 0<t<s<T. v '

Для построения численного решения рассмотренного уравнения вязко-пластичного деформирования в работе использована явная абсолютно устойчивая схема прямого интегрирования задач эволюционного типа

[C+rXMKD]q^ =

= [С+ уЯДгА'и - ДМ']д„ + [1-х]Д(/>„ + Y&tP.«,

■ у>0.5- Дю» устойчивого процаха;

(14)

у > [О- Цля уаттчичого процесса вез кожбают;

Я = шах{ eig(K;,K) }.

Укрупненная блок-схема программного комплекса прогнозирования накопления остаточных деформаций в дорожных конструкциях дана на рис. 1.

Алгоритмом программного комплекса предусмотрено использование базы данных, в которой хранятся сведения о реологических характеристиках дорожно-строительных материалов, в том числе асфальтобетонов различных типов. Ограничение по реализации модели заключается именно в отсутствии этой базы данных по реологическим характеристикам, к которым относятся модуль упругости (модуль деформации) - Е, коэффициент Пуассона - /(, плотность материала - р. Также для адекватной работы программного комплекса и реализации разработанной механико-математической модели необ-

ходимы данные о накопления остаточных деформаций в асфальтобетонных слоях дорожных конструкций. Одним из путей решения данной проблемы является проведение экспериментальных исследований ползучести асфальтобетонов различных типов и марок, а также проведение экспериментальных исследований по уточнению коэффициента Пуассона асфальтобетонов различных типов и марок под воздействием различных нагрузок и температур.

Формирует файл данных о задаче, используя справочную базу данных в ФДЗ —табличной и графической формах

Блок Б. Модуль определения динамического воздействия каждого типа : ФДР1 автомобиля на дорожную конструкцию

Блок В. Модуль определения приведенной нагрузки : Ф1 И 1 Г /'..........'

Старт.........................

> Блок Г. Модуль прогнозирования динамики накопления остаточных де-

™ ™ формаций

ФПП

: СО К О

с 2 ж : У и г т

! 5 5 = а : о 'и

? г ?

; я- ЕЕ

а

:•: О) я, ^ , . *

. ж

О

о" Си. М

2 1 § & л & "

§ Я " « :

Я я'-'

Й.Я;/

а Я й 5 Р

Анализ данных и формирование вспомогательных матриц по элементам

"Диклпо,. временным танкам-»^'.....(шагам!.........."

| Определение годового и суточного периода в очередной точке по вре-

Определение физико-механических параметров по данным о температуре и влажности в очередной период времени

Уточнение матриц по элементам с учетом данных по физико-механическим параметрам , -

Определение приращения вектора остаточных деформаций за очередной временной шаг

Нет

Я - 3- И . Й Ч

- Контроль нормы увеличения вектора

перемещений

: Д<М<£ ' :

Запись результатов на очередном шаге

:У

Остановка

Рис. 1.

Проведение исследований ползучести асфальтобетона может стать одним из путей решения проблемы адекватного описания работы асфальтобетона в дорожном покрытии. Сама по себе ползучесть может дать только данные о накоплении полных деформаций, т.е. сумму из двух деформаций - обратимых (упругих) и необратимых (пластических). Фактически же для адекватной работы ранее описанного программного комплекса необходимо иметь данные не только по полным деформациям, но и по накоплению остаточных (необратимых) деформаций в асфальтобетонных слоях дорожных конструкций. Подобного рода данные можно получить путем проведения испытаний с попеременным загружением - разгружением асфальтобетонных образцов и, в дальнейшем, зная отношение остаточных деформаций к полным и, проводя исследования ползучести, можно с достоверной точностью говорить о численном значении пластической составляющей в полной деформации различных типов асфальтобетонов.

Также во второй главе был проведен численный эксперимент по уточнению напряженно-деформированного состояния в испытываемых образцах и в асфальтобетонных слоях дорожных конструкций на основе метода конечных элементов (МКЭ) с использованием программного обеспечения РОЬиБ. Целью проведения численного эксперимента являлось установление степени влияния изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона верхнего слоя дорожной одежды на напряженно-деформированное состояние самого слоя, а также других конструктивных слоев дорожных одежд и земляного полотна.

В результате проведенного численного эксперимента было установлено, что изменение коэффициента Пуассона оказывает существенное влияние на напряженно-деформированное состояние верхних слоев асфальтобетонного покрытия, в результате чего происходит перераспределение напряжений в последующих слоях дорожной конструкции с их увеличением или уменьшением в среднем на 20-33%. При этом, если для ц-0,2 максимальные вертикальные перемещения 1!у в дорожной конструкции составляют 0,16мм, то для [1=0,4 иусоставляет 0,41мм.

Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод о необходимости учета изменения коэффициента Пуассона в зависимости от температуры асфальтобетона при конструировании нежестких дорожных одежд.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований ползучести различных типов асфальтобетонов, в том числе щебеночно-мастичных.

Испытания проводились при помощи специально сконструированного приборного обеспечения (рис. 2а) на которое получен патент №59250. Для поддержания постоянной температуры в образцах была сконструирована специальная температурная камера (рис. 2а).

С целью изучения возможных вариантов обоснованного назначения геометрических параметров исследуемых лабораторных образцов был выполнен ряд численных экспериментов по анализу НДС не только в области «активного» действия расчетной нагрузки, но и за ее пределами.

При анализе НДС асфальтобетонных образцов нагрузка прикладывалась через штамп диаметром 10см при расчетной нагрузке (р=0,6МПа). В ходе эксперимента установлено, что наиболее характерными и опасными являются тангенциальные напряжения (IV), возникающие в плоскости действия прилагаемой нагрузки, фактические значения которых на границе исследуемой области при диаметре штампа !0см достигают недопустимых, по своим абсолютным ЗНЗ.Ч6НИЯМ ВСЛИЧИН ( I ху

Исходя из этого, был сделан вывод о необходимости учета сил бокового обжатия.

Вакуумная резина

Медное кольцо

А/б образец

а б

Рис.2. Приборное обеспечение для проведения экспериментальных исследований ползучести асфальтобетона

С целью решения данной задачи в качестве обжимающего материала было принято решение использовать специальную вакуумную резину с известными физико-механическими и реологическими показателями (модуль упругости, показатель твердости по Шору А, и т.д.). Вокруг асфальтобетонного образца.резина фиксировалась специальными стальными полукольцами, стянутыми стальными хомутами (рис.2б.).

В дальнейшем была разработана методика, по которой деформация резины, а, следовательно, и создаваемое давление измеряется непосредственно в ходе проведения эксперимента по определению деформаций ползучести асфальтобетонных образцов.

Для измерения поперечной деформации резины был использован емкостной датчик, специально разработанный для этой цели.

Ползучесть асфальтобетонных образцов определялась при различной статической нагрузке, передаваемой на образец через металлический штамп, в широком диапазоне варьирования удельной нагрузки (0,25, 0,5 и 0,6 МПа).

Варьировалась также температура асфальтобетонных образцов (20, 35 и 50°С).

Деформация ползучести фиксировалась индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм. Через определенные интервалы времени At снималась нагрузка и замерялись приращения необратимых деформаций 8ост Затем вновь прикладывалась нагрузка и т.д. Данные заносились в таблицу и определялись полные невосстановимые (остаточные) деформации и скорости

нарастания остаточных деформаций. По каждому варианту испытывалось по три образца.

В качестве примера на рис. 3, 4 приведены основные осредненные результаты испытания асфальтобетона типа Б 1 марки при 20°С. Аналогичные зависимости получены по другим вариантам эксперимента, которые приведены в прилож. 1. диссертационной работы.

Рис. 3. График ползучести асфальтобетонных образцов типа Б I марки при г=20°С и удельных нагрузках 0,6, 0,5 и 0,25МПа

Рис. 4. График отношения остаточных деформаций ползучести к полным деформациям асфальтобетонных образцов типа Б I марки при ^20°С и удельных нагрузках 0,6, 0,5 и 0,25МПа Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы:

- для асфальтобетонов типа Б остаточные деформации составляют 70-80% от полных, а для щебеночно-мастичного асфальтобетона от 45 до 60% при этом доля остаточной деформации от общей зависит только от типа асфальтобетона и не зависит от температуры и величины прикладываемой нагрузки, в то время, как величина полных деформаций находится в прямой зависимости от действующей нагрузки и температуры.

- на всех графиках для асфальтобетона типа Б наблюдается резкий скачок остаточных деформаций в начальный промежуток времени от момента приложения нагрузки, в то время как у щебеночно-мастичного асфальтобетона кривая имеет более плавный характер, что объясняется наличием у ЩМА каркасной структуры. Подобная картина наблюдается и в реальных условиях эксплуатации автомобильных дорог, когда на покрытиях с асфальтобетоном типа Б, происходит ускоренное колееобразование уже в начальный период их эксплуатации.

Также в третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона под воздействием различных нагрузок и температур с целью проведения которых разработано и изготовлено специальное приборное обеспечение. Выходными

данными проведенного эксперимента являются амплитуда упругого деформирования по оси сжатия и в поперечном сечении.

В соответствии с полученными результатами по упругому деформированию асфальтобетонных образцов был проведен расчет фактического коэффициента Пуассона для соответствующих условий проведения эксперимента. В качестве примера на рис. 5 представлен график изменения коэффициента

температура, °С

Рис. 5. Зависимость коэффициента Пуассона от температуры при нагрузке

О.бМПа

В четвертой главе описана методика, позволяющая учитывать развитие поперечной неровности дорожных покрытий вследствие накопления остаточных деформаций в слоях нежестких дорожных одежд и земляном полотне.

В соответствии с разработанной методикой предлагается проектирование дорожных одежд нежесткого типа осуществлять в два этапа:

Первый этап - конструирование и расчет нежестких дорожных одежд в соответствии с ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд».

Второй этап - проверка дорожной конструкции на накопление остаточных деформаций в ее элементах при комплексном воздействии пространственных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов в соответствии с методикой, изложенной в главе 2.

Решение динамических задач позволяет определить вертикальные перемещения поверхности дорожного покрытия от расчетных нагрузок движущегося транспорта. Расчет проводится для всех типов расчетных автомобилей, движущихся с различными скоростями на расстоянии 0,5 м от кромки проезжей части. Все расчеты, не зависимо от скорости движения автомобилей, выполнены с шагом интегрирования 0,01с.

Для наглядности в качестве примера на рис. 6 приведена эпюра вертикальных перемещений фиксированного сечения поверхности дорожного покрытия конструкции, во времени до и после наезда на него тяжелого грузового автомобиля, движущихся со скоростью 120км/ч на расстоянии 0,5 м от кромки проезжей части.

Рис. 6,

Анализ полученных результатов показал, что практически во всех случаях с увеличением скорости движения автомобилей всех марок, синхронно уменьшаются динамические прогибы покрытия, при этом величина прогиба в значительной степени зависит от расположения транспортного средства на проезжей части. Кроме того, во всех случаях отмечается выпор поверхности покрытия перед передними и задними колесами движущегося автомобиля, причем, чем выше скорость, тем выше его значение.

Полученные динамические решения являются базовыми для определения приведенной квазистатической нагрузки при расчете на длительное воздействие.

На третьем этапе определяется приведенная квазистатическая нагрузка от одного транспортного средства на расчетный период времени (1 час).

Следует отметить, что эти нагрузки строятся для каждого типа воздействия, включающего вид автомобиля, скорость движения и его положение на проезжей части.

В качестве примера на рис. 7 представлена квазистатическая нагрузка от тяжелого грузового автомобиля движущегося со скоростью 120 км/ч на расстоянии 0,5 м от кромки проезжей части.

Анализ полученных зависимостей показывает, что по мере увеличения скорости движения автомобилей приведенная квазистатическая нагрузка снижается. Кроме того, во всех случаях отмечается зона смены знака приведенной нагрузки между колесами автомобиля, что приводит к появлению нежелательных растягивающих напряжений, способствующих потере контакта в конструктивных слоях и образованию продольных и поперечных трещин.

На последнем этапе определения приведенной нагрузки производится суммирование построенных функций в соответствии со статистической ин-

Рис. 7

формацией о фактической и перспективной интенсивности и состава движения.

Анализ полученных результатов показал, что значения суммарных приведенных нагрузок («ответственных» за накопление необратимых перемещений в элементах дорожных конструкций), как и следовало ожидать, в дневное время суток в 5-6 раз выше аналогичных показателей в ночное время. Кроме того, по мере роста интенсивности движения в процессе эксплуатации дороги пропорционально возрастают и значения суммарных приведенных нагрузок (на 10% к б году эксплуатации дороги и на 20% к 10 году эксплуатации дороги).

Окончательный этап расчета позволяет получить прогноз накопления остаточных деформаций и характер развития неровностей в элементах дорожной конструкции. Ниже приводятся максимальные расчетные значения необратимых вертикальных деформаций поверхности дорожного покрытия по внешней полосе наката за ¡5 лет эксплуатации автомобильной дороги 1 технической категории (рис. 8).

Анализируя полученный график видим, что предельно допустимая глубина колеи (25 мм), согласно «Рекомендациям по выявлению и устранению колей на нежестких дорожных одеждах», утвержденных распоряжением Ро-савтодора № ОС-556-р от 24.06.2002 г., достигается уже на 6-ой год эксплуатации, а на 15-ый год глубина колеи достигает уже 68,5 мм. Исходя из этого, было принято решение об усилении дорожной конструкции. В частности была произведена замена щебеночного слоя, устроенного по способу заклинки на слой щебеночно-песчаной смеси, укрепленной цементом, без изменения общего модуля упругости дорожной конструкции.

Рис. 8.

Далее был произведен перерасчет величины остаточных деформаций, в результате чего глубина колеи на 15-ый год эксплуатации автомобильной дороги составила 18,5 мм, что соответствует требованиям нормативных доку-

ментов. При этом экономический эффект от принятия такой конструкции за счет увеличения межремонтных сроков составляет 860720 руб. на 1000 м автомобильной дороги.

В пятой главе описана сеть наблюдательных станций, заложенных на автомобильных дорогах общего пользования в Южном Федеральном округе с целью подтверждения адекватности разработанной механико-математической модели и созданного на ее основе программного комплекса реальным процессам, протекающим в дорожной конструкции.

Каждая наблюдательная станция состоит из совокупностей съемочных точек, образующих 3 поперечных ряда (линии), и закрепленных в асфальтобетонном покрытии металлическими стержнями (дюбелями). Расстояния между рядами точек 6,0м, между точками по каждому ряду 0,5м. Около каждой наблюдательной станции заложены временные репера на расстоянии 15 - 20м от дороги.

По результатам проведенных наблюдений был проведен сопоставительный анализ фактической глубины колеи на наблюдательных станциях с расчетными данными по накоплению остаточных деформаций, полученными с помощью разработанного программного комплекса. В качестве примера на рис. 9 приведены результаты сопоставительного анализа глубины колеи на проезжей части а/д «с. Сенгилеевское — д. Новотроицкая» 111 т.к., а/д «с. Греческое- г. Минеральные Воды» на участке кмЗ-км8 IV т.к. (Ставропольский край). Для наглядности, учитывая несопоставимые размеры приращений остаточных деформаций и ширины проезжей части, графики перемещений изображены в искаженном масштабе.

Рис. 9. Накопление необратимых перемещений поверхности проезжей части - но расчетным данным, —Щ— - по данным геодезических наблюдений.

а) а/д «с. Сенгилеевское - д. Новотроицкая» - срок эксплуатации дороги - 5 лет;

б) а/д «с. 1 реческое -- г. Минеральные воды» - срок эксплуатации дороги - 5 лет;

Анализ приведенных данных показывает, что разница между фактическими и расчетными значениями необратимых перемещений поверхности дорожных покрытий за период наблюдений по всем контрольным точкам не превышает 1 мм, что говорит о высокой степени сходимости прогнозируемых и фактически наблюдаемых результатов.

Для более объективной оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) дорожной конструкции в ДорТрансНИИ РГСУ разработан автоматизированный измерительный комплекс и методика мониторинга накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций (патент № 68694), общий вид которого показан на рис. 10.

! - металлическая вертикальная трубка; 2 - межслойный диск; 3 - кольцевые магниты в металлической оболочке; 4 -электроника для измерения и предварительной обработки информации.

Рис. 10.

На данный момент подобного рода система зондов заложена на экспериментальном участке автомагистрали М-4 «Дон» км982 - км 1000 и полученные предварительные результаты говорят о надежности разработанного комплекса мониторинга и высокой степени точности и адекватности получаемых данных.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Комплекс выполненных теоретических и экспериментальных исследований позволил решить научную проблему прогнозирования накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с учетом неупругих реологических свойств материалов дорожных одежд и пространственного нагружения.

2. Разработана механико-математическая модель, позволяющая с достаточной точностью и достоверностью описывать работу дорожной конструкции в реальных условиях эксплуатации. При этом учитываются такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменная во времени (в течение года и суток) интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во време-

ни температурно-влажностных факторов, эффекты старения материалов, изменение характеристик и геометрических параметров дорожной конструкции вследствие ее неравномерного деформирования.

3. Проведен численный эксперимент по уточнению напряженно-деформированного состояния дорожной конструкции в условиях реального динамического нагружения, который позволил:

- принять обоснованное решение о необходимости проведения экспериментальных исследований ползучести асфальтобетонов с целью уточнения скорости накопления и величины остаточных деформаций при воздействии различных нагрузок и температур;

- установить степень влияния изменения коэффициента Пуассона верхних слоев асфальтобетонного покрытия на НДС дорожной конструкции и принять обоснованное решение по его уточнению.

4. Сконструирован испытательный стенд и специальное приборное обеспечение позволившее:

- провести комплекс лабораторных исследований ползучести различных типов асфальтобетонов, в том числе щебеночно-мастичных в широком диапазоне варьирования удельных нагрузок (0,25, 0,5 и 0,6 МПа) и температур (20, 35 и 50°С);

- получить зависимость изменения коэффициента Пуассона от температурного режима работы асфальтобетона, а также величины действующей нагрузки.

Полученные экспериментальные зависимости позволят с высокой степенью точности прогнозировать накопление остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с учетом неупругих свойств материалов дорожных одежд.

5. Разработана методика и программное обеспечение, позволяющее прогнозировать накопление остаточных деформаций в дорожных конструкциях с учетом их пространственного динамического нагружения и воздействия погодно-климатических факторов.

6. экспериментальные исследования, выполненные в натурных условиях, подтвердили адекватность разработанной механико-математической модели реальным процессам, протекающим в дорожных конструкциях, и возможность ее применения при проектировании дорожных одежд, что будет способствовать принятию обоснованных решений при конструировании нежестких дорожных одежд, устойчивых к накоплению остаточных деформаций.

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ:

1. Матуа, В. П. Исследование ползучести асфальтобетонов с целью прогнозирования накопления остаточных деформаций в слоях покрытий дорожных одежд в реальных условиях их эксплуатации / В.П. Матуа, ДБ. Чирва // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. - Волгоград : ВолгГАСУ, -2009.-Вып. 13 (32).-с. 68-73.

2. Матуа, В. П. Влияние упруговязкопластических свойств асфальтобетонов на накопление остаточных деформаций в слоях покрытий автомобильных дорог / В.П. Матуа, Д.В. Чирва, Р.В. Матуа // Журнал «Известия высших учебных заведений. Строительство», Новосибирск: НГАСУ (СИБСТРИН), 2009.-Вып. 10.-е. 25-35.

Публикации в прочих изданиях:

3. Матуа, В. П. Исследование реологических свойств асфальтобетона / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва II Строительство 2004: матер, юбилейной Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов-на-Дону : РГСУ, 2004. - С.

4. Матуа, В. Г1. Исследование динамики накопления остаточных деформаций в асфальтобетоне / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва // Пути совершенствования системы управления, финансирования и нормативно-технической базы дорожной отрасли : матер. Междунар. науч.-практич. конф. посвященной 45-летию Казахстанской дорожной науки. - Астана-Алматы : КазгосИНТИ, 2004, с. 193-196.

5. Матуа, В. П. Конструирование дорожных одежд, регенерированных методом холодного рссайклинга/ В.П. Матуа, Д.В. Чирва, В.В. Солодов, P.A. Соколснко // Строительство 2005: матер, юбилейной Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов-на-Дону : РГСУ, 2005. - с. 59.

6. Матуа, В. П. Регистрирующие устройства для измерения остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций / В.ГТ. Матуа, П.С. Пляка, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва // Строительство 2005: матер, юбилейной Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов-на-Дону : РГСУ, 2005. - с. 75-77.

7. Матуа, В. П. Приборы и методы определения остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва, В.В. Солодов // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды : матер. 3-ей Всероссийской науч.-практич. конф. - Пермь : ПГТУ, 2005. - с. 55-59.

8. Матуа, В. П. Прогнозирование накопления остаточных деформаций в дорожных конструкциях методами математического моделирования / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва // Сборник «Дороги мосты», М. ФГУП РОСДОРНИИ, 2004.-Вып. 15/1. с. 127-140.

9. Матуа, В. П. Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций при проектировании нежестких дорожных одежд / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва II Строительство 2005: матер, юбилейной Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов-на-Дону : РГСУ, 2006. - с. 20-21.

10.Чирва, Д. В. Исследование накопления остаточных деформаций в многослойных дорожных конструкциях в реальных условиях эксплуатации методом беспрерывного долговременного мониторинга /Д.В. Чирва, В.В. Солодов // Проблемы проектирования, строительства эксплуатации транспортных сооружений : матер. I Всероссийской науч.-практич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Омск : СибАДИ, 2006. - с. 61-65.

11.Матуа, В. П. Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций при проектировании нежестких дорожных одежд / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва // Современные технологии и материалы в дорожном

хозяйстве : матер. Междунар. науч.-практич. конф. - Харьков : ХНАДУ, 2006, с. 21-23.

12. Матуа, В. Г1. Совершенствование методов проектирования нежестких дорожных одежд / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва II Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета : сб. науч. тр. - Харьков : ХНАДУ, 2006. - с. 23-26.

13. Матуа, В. П. Экспериментальные исследования реологических характеристик асфальтобетона / В.П. Матуа, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва // Строительство 2007: матер, юбилейной Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов-на-Дону : РГСУ, 2007. - с. 30-32.

14. Матуа, В. П. Теоретические предпосылки уточнения коэффициента Пуассона / В.П. Матуа, Д.В. Чирва II Строительство 2008: матер, юбилейной Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов-на-Дону : РГСУ, 2008. - с. 16-17.

15. Матуа, В. П. Исследование влияния ползучести связных дорожно-строительных материалов на накопление остаточных деформаций в дорожных конструкциях / В.П. Матуа, Д.В. Чирва II Автомобильные дороги - М. : Транспорт, 2009. - с. 39-45.

16. Пат. 59250 Российская Федерация. Установка для определения деформаций ползучести дорожно-строительных материалов / С.К. Илиополов, В.П. Матуа, В.А. Максимовский, Е.М. Баранова, Д.В. Чирва, В.В. Солодов ; заявл. 31.07.2006 ; опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.-2 с.

17. Пат. 68694 Российская Федерация. Комплекс автоматизированного мониторинга накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций / С.К. Илиополов, В.П. Матуа, П.С. Пляка, Е.М. Баранова, В.В. Солодов, Д.В. Чирва ; заявл. 31.07.2006 ; опубл. 27.11.2007, Бюл. № 33. - 3 с.

ЧИРВА ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ УПРУГО-ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА НА НАКОПЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ПРОСТРАНСТВЕННОМ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 18.02.2010г. Заказ№ 69_Тираж 100 экз. Печ.л. 1,0

Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать плоская. Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1. Сектор оперативной полиграфии ЦИТ

Введение.

1. Влияние деформационных свойств асфальтобетона на накопление остаточных деформаций при пространственном динамическом нагружении дорожных конструкций.

1.1 Состояние вопроса.

1.2 Описание режимов загружения, применяемых при испытаниях битумоминеральных материалов.

1.3 Методы определения устойчивости асфальтобетона к колееобра-зованию.

1.4 Теоретические предпосылки уточнения коэффициента Пуассона 30 Выводы по главе.

2. Исследование напряженно-деформированного состояния асфальтобетонных слоев покрытия дорожных конструкций под воздействием динамических нагрузок и температурных факторов с использованием механико-математической модели.

2.1 Описание механико-математической модели прогнозирования накопления остаточных деформаций.

2.2 Реализация механико-математической модели.

Выводы по главе.

3. Экспериментальные исследования динамики накопления остаточных деформаций в асфальтобетоне под воздействием расчетных нагрузок и температур при испытании на ползучесть.

3.1 Конструкция прибора и методика испытания асфальтобетона на ползучесть.

3.2 Экспериментальные исследования ползучести асфальтобетона

3.2.1 Обоснование геометрических характеристик экспериментальной модели по определению ползучести асфальтобетона.

3.2.2 Методика проведения эксперимента по определению деформаций ползучести асфальтобетонных образгрв.

3.3 Экспериментальные исследования изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона.

3.3.1 Конструкция лабораторного стенда для исследования изменения коэффициента Пуассона.

Выводы по главе.

4. методика прогнозирования накопления остаточных деформаций в асфальтобетонных слоях дорожных конструкций.

4.1 Основные положения.

4.2 Инструкция к программному комплексу расчета накопления остаточных деформаций в конструкциях нежесткой дорожной одежды.

4.2.1 Введение.

4.2.1.1 Общее описание.

4.2.1.2 Структура комплекса.

4.2.1.3 Требования к оборудованию.

4.2.1.4 Ограничение на комплекс.

4.2.1.4.1 Ограничения постановки.

4.2.1.4.2 Ограничения реализации.

4.2.2 Описание программного комплекса расчета накопления остаточных деформаций в конструкциях нежесткой дорожной одежды.

4.3 Пример расчета дорожной конструкции на накопление остаточных деформаций.

4.4 Экономическое сравнение предложенных вариантов конструкции дорожной одежды.

Выводы по главе.

5. Исследование динамики накопления остаточных деформаций на поверхности покрытий экспериментальных участков автомобильных дорог.

5.1 Создание наблюдательных станций и описание методики определения вертикальных перемещений дорожных покрытий.

5.2 Определение вертикальных перемещений дорожных покрытий

5.3 Мониторинг накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций.

5.3.1 Разработка конструкции зонда оказывающей минимальное влияние на работу дорожной конструкции.

5.3.2 Разработка технологии установки зондов в дорожную конструкцию экспериментального участка автомобильной дороги.

5.3.3 Создание наблюдательной станции на экспериментальном участке дороги по исследованию накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций.

Выводы по главе.

Актуальность темы. В последние годы, в связи с быстрым ростом интенсивности, скорости движения и осевых нагрузок, как на дорогах федерального, так и местного значения, наблюдается значительное повышение скорости накопления остаточных деформаций в верхних слоях асфальтобетонного покрытия, выраженных в колееобразовании и других видах поперечной и продольной неровности. Под воздействием многократно повторяющихся нагрузок уже на ранней стадии их эксплуатации наблюдается накопление необратимых (остаточных) деформаций во всех слоях дорожных одежд. Постепенное накопление пластических деформаций в элементах дорожных конструкций приводит к нарушению ровности поверхности дороги, что в свою очередь способствует значительному росту динамических воздействий от движущихся автомобилей и ускоренному образованию деформаций различных форм и размеров.

Вследствие этого, исследования, направленные на совершенствование методики проектирования дорожных одежд нежесткого типа, остаются весьма актуальными как в России, так и за рубежом. Основной базой при этом должны служить, разработанные в последние годы в строительной механике фундаментальные принципы и численные методы решения нелинейных наследственных задач статики и динамики строительных конструкций, а также обобщение эмпирических данных, полученных в теории строительства и эксплуатации автомобильных дорог.

В последние годы над этой проблемой трудятся ряд авторских коллективов, как у нас в стране, так и за рубежом. Следует отметить прежде всего определенный вклад в решение данного вопроса профессоров А.П. Васильева, В.Д. Казарновского, М.С. Коганзона, Ю.М. Яковлева, A.B. Смирнова и др. На базе ВСН 46-83 разработан межгосударственный нормативный документ МСН «Проектирование нежестких дорожных одежд», ОДН 218.046-01

102]. Значительным вкладом в методику расчета дорожных одежд с произвольной в плане и по глубине «геометрией», учитывающей различные граничные условия, неоднородность материалов слоев и грунта земляного полотна, включение дополнительных конструктивных элементов, являются работы С.К. Илиополова и М.Г. Селезнева [32]. Однако в их исследованиях задачи решаются в вязкоупругой постановке, не позволяющей прогнозировать и учитывать процесс накопления необратимых, остаточных деформаций в исследуемых системах.

До настоящего времени не получены решения на должном теоретическом уровне и не установлены закономерности процессов развития и накопления остаточных деформаций в слоях дорожных одежд и земляном полотне и характер влияния этих деформаций на развитие неровностей покрытия. В действующих нормативных документах в расчетах используется осесиммет-ричная модель упругого полупространства, не учитывающая инерционность движущейся массы и осность автомобиля, влияние на НДС конечных поперечных размеров автодороги и расположения нагрузки на проезжей части. Учет динамических процессов осуществляется с помощью эмпирических коэффициентов, которые зачастую перечеркивают точность расчетных формул при получении конечных результатов.

Следует также добавить, что исследования в области совершенствования методов конструирования нежестких дорожных одежд не должны ограничиваться лишь модернизацией расчетной базы, они должны развиваться в направлении конструирования дорожных одежд. Такой подход подразумевает выработку окончательного решения с учетом материаловедческих факторов.

Изучение вязкоупругопластических свойств материалов позволит получить необходимые сведения о границах работоспособности материалов, типичных для них релаксационных переходах и о роли каждого из компонентов в релаксационных процессах, происходящих в системе под воздействием погодно-климатических и динамических факторов.

Наиболее полно свойства связных дорожно-строительных материалов можно определить при решении практических задач методами реологии - науки, рассматривающей общие законы течения, т.е. образование и развитие деформаций во времени.

В напряженно-деформированном состоянии асфальтобетон проявляет ряд сложных свойств: упругость, пластичность, ползучесть, релаксацию напряжений, изменение прочности в зависимости от скорости деформирования, накопление деформаций при многократных приложениях нагрузки и т.д. [23]. В зависимости от проявления тех или иных свойств к асфальтобетону применимы законы, вытекающие из теории упругости или пластичности (теории ползучести).

Известно, что асфальтобетон относится к связнодисперсным системам, характер структурных связей в которых определяется их механическими свойствами, к числу которых относятся упругость, вязкость, пластичность, прочность, ползучесть и т.д., и, поскольку, реология, как известно, исследует эти механические свойства по проявлению деформации внешних напряжений, реологический метод экспериментальных исследований наиболее применим для изучения структурно-механических свойств в подобного рода системах.

Основная идея работы состоит:

- в необходимости учета упруго-вязко-пластичных свойств материалов дорожных одежд и грунта земляного полотна при расчете дорожных конструкций;

- в необходимости разработки механико-математической модели, адекватно описывающей реальные процессы, протекающие в дорожной конструкции, и позволяющей учитывать такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменную во времени интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов и т.д.

Объектом исследования являются верхние слои асфальтобетонных покрытий и дорожные конструкции в целом.

Предмет исследования — закономерности изменения реологических характеристик верхних слоев асфальтобетонных покрытий под воздействием реальных нагрузок и погодно-климатических факторов.

Цель работы - разработка методики повышения устойчивости нежестких дорожных одежд к накоплению остаточных деформаций на основе прогнозирования реологического поведения асфальтобетона под воздействием реальных пространственных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов.

Задачи исследования: провести теоретические исследования в области прогнозирования накопления остаточных деформаций в слоях дорожных конструкций с учетов реологического поведения асфальтобетона под воздействием пространственных динамических нагрузок; разработать конструкцию прибора для лабораторных исследований ползучести асфальтобетона; исследовать кинетику накопления остаточных деформаций асфальтобетона под воздействием различных нагрузок и температур; разработать механико-математическую модель, позволяющую прогнозировать скорость накопления остаточных деформаций в асфальтобетонных покрытиях в реальных условиях их эксплуатации; создать наблюдательные станции на экспериментальных участках: автомобильных дорог по исследованию накоплению остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций; разработать методику повышения устойчивости дорожных конструкций по критерию минимума накопления остаточных деформаций в асфальтобетонных покрытиях.

Научная новизна работы: теоретически обоснована необходимость проведения экспериментальных исследований ползучести асфальтобетонов различных типов и марок; предложена механико-математическая модель с достаточной точностью и достоверностью описывающая работу дорожной конструкции в реальных условиях эксплуатации и учитывающая такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменную во времени интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов, а также эффекты старения материалов, изменение характеристик и геометрических параметров дорожной конструкции вследствие ее неравномерного деформирования; проведены экспериментальные исследования ползучести различных типов асфальтобетона и установлены зависимости скорости накопления остаточных деформаций по отношению к скорости накопления полных деформаций. Зная это отношение и, в дальнейшем, проводя исследования ползучести можно с достоверной точностью говорить о численном значении пластической составляющей в полной деформации различных типов асфальтобетонов; теоретически обоснована необходимость учета изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона под воздействием различных температур при расчете нежестких дорожных одежд; выполнены экспериментальные исследования изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона под действием различных температур; предложена методика прогнозирования остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с учетом реальных пространственных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов; разработано приборное обеспечение по исследованию накопления остаточных деформаций и температурного режима в грунте земляного полотна и дорожной одежде, на которое получен патент № 68694.

Практическое значение работы: разработана механико-математическая модель для анализа напряженно-деформированного состояния дорожной конструкции при воздействии реальных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов; разработана экспериментальная установка для получения значений скорости накопления остаточных деформаций, а также изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона при воздействии различных нагрузок и температур; получены зависимости скорости накопления остаточных деформаций, доли остаточных деформаций в составе полных и изменения коэффициента Пуассона при воздействии различных нагрузок и температур; разработан программный комплекс «Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций при проектировании нежестких дорожных одежд», позволяющий учитывать такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменную во времени (в течение года и суток) интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов, эффекты старения материалов и т.д.

На защиту выносятся: комплекс теоретических и экспериментальных исследований влияния реальных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов на напряженно-деформированное состояние асфальтобетонных покрытий; механико-математическая модель, описывающая упруговязкопластич-ные свойства дорожно-строительных материалов и позволяющая прогнозировать накопление остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций в реальных условиях их эксплуатации; результаты исследований ползучести различных типов асфальтобетона под воздействием различных нагрузок и температур; результаты исследования зависимости скорости и доли накопления остаточных деформаций в составе полных деформаций; результаты исследования влияния различных нагрузок и температур на изменение коэффициента Пуассона асфальтобетона.

Достоверность исследований, научных положений и выводов, содержащихся в работе, обеспечивается применением комплексной методики исследований, использованием современного приборного обеспечения и подтверждается соответствием результатов численных и натурных экспериментов.

Личный вклад в решение проблемы заключается в формулировании общей идеи и цели диссертационной работы, в выполнении основной части теоретических исследований, лабораторных и натурных экспериментов, в анализе и обобщении результатов теоретических исследований и экспериментальных данных.

Реализация результатов исследований осуществлена при реконструкции автомагистрали М4 «ДОН» на участке км982+000-км 1000+000, капитальном ремонте автомобильных дорог Ставропольского края «с.Сенгилеев-ское-д.Новотроицкая» и «с.Греческое-г.Мин. Воды», а также в учебном процессе при курсовом проектировании по дисциплине «Технология и организация сроительства автомобильных дорог» по кафедре «Автомобильные дороги» РГСУ.

Апробация работы. Положения работы доложены и обсуждались. на международных научно-практических конференциях «Строительство 2004», «Строительство 2005», «Строительство 2006», «Строительство 2007» (Ростов-на-Дону, 2004, 2005, 2006, 2007), «Пути совершенствования системы управления, финансирования и нормативно-технической базы дорожной отрасли» (Астана-Алматы, 2004), «Современные технологии и материалы в дорожном хозяйстве» (Харьков, 2006), Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды» (Пермь, 2005), «Проблемы проектирования, строительства эксплуатации транспортных сооружений» (Омск, 2006).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 работ. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 166 источников, в том числе иностранных и 4 приложений. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц и 99 рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Комплекс выполненных теоретических и экспериментальных исследований позволил решить научную проблему прогнозирования накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с учетом неупругих реологических свойств материалов дорожных одежд и пространственного динамического нагружения.

2. Разработана механико-математическая модель, позволяющая с достаточной точностью и достоверностью описывать работу дорожной конструкции в реальных условиях эксплуатации. При этом учитываются такие факторы, как инерционность подвижного состава и дорожной конструкции, переменная во времени (в течение года и суток) интенсивность грузопотока, скорость движения транспортных средств и расположение движущихся автомобилей на проезжей части, влияние переменных во времени температурно-влажностных факторов, эффекты старения материалов, изменение характеристик и геометрических параметров дорожной конструкции вследствие ее неравномерного деформирования.

3. Проведен численный эксперимент по уточнению напряженно-деформированного состояния дорожной конструкции в условиях реального динамического нагружения, который позволил; принять обоснованное решение о необходимости проведения экспериментальных исследований ползучести асфальтобетонов с целью уточнения скорости накопления и величины остаточных деформаций при воздействии различных нагрузок и температур; установить степень влияния изменения коэффициента Пуассона верхних слоев асфальтобетонного покрытия на НДС дорожной конструкции и принять обоснованное решение по его уточнению.

4. Сконструирован испытательный стенд и специальное приборное обеспечение позволившее: провести комплекс лабораторных исследований ползучести различных типов асфальтобетонов, в том числе щебеночно-мастичных в широком диапазоне варьирования удельных нагрузок (0,25, 0,5 и 0,6 МПа) и температур (20, 35 и 50°С); получить зависимость изменения коэффициента Пуассона от температурного режима работы асфальтобетона, а также величины действующей нагрузки.

Полученные экспериментальные зависимости позволят с высокой степенью точности прогнозировать накопление остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с учетом неупругих свойств материалов дорожных одежд.

5. Разработана методика и программное обеспечение, позволяющее прогнозировать накопление остаточных деформаций в дорожных конструкциях с учетом их пространственного динамического нагружения и воздействия погодно-климатических факторов.

6. Экспериментальные исследования, выполненные в натурных условиях, подтвердили адекватность разработанной механико-математической модели реальным процессам, протекающим в дорожНых конструкциях, и возможность ее применения при проектировании дорожных одежд с учетом накопления в их элементах остаточных деформаций.

1. Айталиев, Ш. М. Напряженно-деформированное состояние дорожной одежды с монолитными слоями основания / Ш. М. Айталиев, Б.С. Муртазин, Б. Б. Телтаев // Наука и техника в дорожной отрасли. 2006.-№1. - с. 18-21.

2. Александров, А. В. Основы теории упругости и пластичности / А. В. Александров, В. Д. Потапов, М.: Высшая школа, 1990. - 400 с.

3. Арутюнян, Н. X. Некоторые вопросы теории ползучести / Н. X. Арутюнян, М.: Гостехтеориздат, 1952. - 324 с.

4. Арутюнян, Н. X. Теория ползучести неоднородных тел / Н. X. Арутюнян, -М.: Наука, 1983.-336 с.

5. Бате, К. Численные методы анализа и метод конечных элементов / К. Бате, Е. Вилсон М.: Стройиздат, 1982. - 447 с.

6. Батраков, О. Т. Совершенствование расчета нежестких дорожных одежд / О. Т. Батраков, В. П. Плевако, И. А. Медведкова // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1973, №5. с. 140-145.

7. Бахрах, Г. С. Проектирование нежестких дорожных одежд по критерию усталостного растрескивания / Г. С. Бахрах // Наука и техника в дорожной отрасли, 2008, №2. с. 32-34.

8. Биргер, И. А. Сопротивление материалов / И. А. Биргер, P.P. Мавлютов -М.: Наука, 1986. 560 с.

9. Богуславский, А. М., Основы реологии асфальтобетона / А. М. Богуславский, Л.А. Богуславский М.: «Высшая школа», 1972. - 200 с.

10. Васильев, А. П. Причины образования колей и пути их устранения / А. П. Васильев // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 1999, №2. с. 6-9.

11. Васильев, А. П. Проблемы разработки методов прогнозирования глубины колеи на автомобильных дорогах / А. П. Васильев // Проблемыстроительства и эксплуатации автомобильных дорог в начале XXI века. -М.: МАДИ (ГТУ), 2000. с. 4 32.

12. Васильев, А. П. Предложения по учету остаточных деформаций при расчете дорожных одежд нежесткого типа / А. П. Васильев, М. С. Коганзон, Ю. М, Яковлев // Наука и техника в дорожной отрасли. М.:, "Дороги", 1997, № 1.с. 5-6.

13. Васильев, А. П. Развитие методов расчета дорожных одежд нежесткого типа / А. П. Васильев, М. С. Коганзон, М. Ю. Яковлев // Проблемы строительства и эксплуатации, автомобильных дорог. Сборник научных трудов МАДИ-ТУ, 1998. с. 16-19.

14. Васильев, А. П. Методические указания по расчету нежестких дорожных одежд / Ю. М. Яковлев, С. М. Каганзон, В. К. Пашкин / Учебное пособие. МАДИ (ТУ) ИРДУЦ, Москва-Иркутск, 1998.- 55 с.

15. Васильев А. П., Методические указания по расчету нежестких дорожных одежд / А. П. Васильев, Ю. М. Яковлев, М. С. Каганзон, В. К. Пашкин / Учебное пособие. МАДИ (ТУ) ИРДУЦ, Москва-Иркутск, 1998. - 55 с.

16. Васильев, Ю. М. К вопросу о принципах конструирования дорожных одежд / Ю.М. Васильев // Совершенствование методов проектирования дорожных одежд нежесткого типа. М.: Союздорнии 1983. с. 4-10.

17. Вольпер, Д. Б. О динамических воздействиях подвижной нагрузки при больших скоростях движения / Д. Б. Вольпер, А.Б. Моргаевский // Исследования по теории сооружений. Вып. 12.-М:: Госстройиздат, 1962. с. 21-41.

18. Указаний по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог : ВСН 21-83. утв. Минавтодор РСФСР 18.05.86. - изд. офиц. - М.: Стройиздат; 1986.-91 с.

19. Вялов, С. С. Реологические основы механики грунтов / С. С. Вялов М.:

20. Высшая школа, 1978.-447 с.

21. Вялов, С. С. Прочность и ползучесть мерзлых грунтов и расчеты ледогрунтовых ограждений / С. С. Вялов, В. Г. Гмошинский, С. Э. Городецкий и др. Изд-во АН СССР, М.: 1962.

22. Галустов, К. 3. Развитие нелинейной теории ползучести бетона и расчет железобетонных конструкций / К. 3. Галустов М.: Издательство физико-математической литературы, 2006. - 248 с.

23. Гарофало, Ф. Законы ползучести длительной прочности металлов и сплавов / Ф. Гарофало М.: Перев. с англ. Изд-во "Металлургия", 1968, 304 с.

24. Гезенцвей, J1. Б. Дорожный асафльтобетон / JI. Б. Гезенцвей, Н. В. Горелышев, А. М. Богуславский, И. В. Королев М.: Транспорт, 1985. — 350 с.

25. Горячев, М. Г. Обоснование суммарного размера движения для расчета нежестких дорожных одежд с учетом процесса накопления остаточных деформаций : автореф. дис. .канд. техн. наук / М. Г. Горячев М., 1999.17 с.

26. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. — Взамен ГОСТ 12801-84; введ. 1999-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 31 с.

27. ГОСТ 31015-2002. Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия. введ. 2003-04-05. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 25 с.

28. Васильев, Ю. М. Дорожные одежды с основаниями из укрепленных материалов / Ю.М. Васильев, В.П. Агафонцева, B.C. Исаев и др.-М.:, «Транспорт», 1989.-191 с.

29. Золотарев, В. А. Долговечность дорожного асфальтобетона / А. В. Золотарев Харьков:, "Высшая школа", 1977. - 114 с.

30. Золотарев, В. А. Реологические свойства асфальтополимеров придинамическом режиме деформирования / А. В. Золотарев, В. В. Маляр, А. С. Лапченко // Наука и техника в дорожной отрасли, 2008, №1. с. 10-13.

31. Зубчанинов, В. Г. Основы теории упругости и пластичности / В. Г. Зубчанинов М.: Высш. шк., 1990. - 368 с.

32. Илиополов, С. К. Разработка основ комплексного учета динамических воздействий для расчета и конструирования дорожных одежд: Автореферат дисс. д-ра техн. наук / С. К. Илиополов. —М.: 1999. 35 с.

33. Илиополов, С.К., Уточненный метод расчета напряженно-деформированного состояния системы "дорожная одежда-грунт" / С. К. Илиополов, М. Г. Селезнев Ростов-на-Дону: МП "Новая книга", 1997. -142 с.

34. Илиополов, С. К., Необходимо разработать новые критерии расчета и конструирования дорожных одежд / С.К. Илиополов, М. Г. Селезнев, Е.В. Углова // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 2000, №3. с. 13-15.

35. Казарновский, В. Д. Еще раз о критериях расчета дорожных одежд / В. Д. Казарновский // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 1998, №4. с.12-13.

36. Казарновский, В. Д. Задачи совершенствования теории и практики расчета и конструирования дорожных одежд / В. Д. Казарновский // "Автомобильные дороги", 1992, №3. с. 11-12.

37. Казарновский, В. Д. О критерии сдвигоустойчивости в расчете дорожных одежд / В. Д. Казарновский // Вопросы расчета и конструирования дорожных одежд. М.: 1979.

38. Казарновский, В. Д. Проблема колеобразования на дорогах с асфальтобетонным покрытием / В. Д. Казарновский // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 2000, № 2. с. 3-4.

39. Казарновский, В. Д. Реологические свойства асфальтобетона' приотрицательных температурах / В. Д. Казарновский // Труды Союздорнии, Вып.П.М.: 1967. с. 107-113.

40. Казарновский, В. Д. Учет сопротивляемости грунтов сдвигу при проектировании дорожной конструкции./ В. Д. Казарновский М.: Автотрансиздат, 1962. - 36 с.

41. Казарновский, В. Д. О прогнозе осадок насыпей на торфяных грунтах / / В. Д. Казарновский, З.К. Кузахметова, Л. И. Чернявская /Труды Союздорнии. 1972. Вып.60. С. 36-65.

42. Казарновский, В. Д. Учет повторности воздействия нагрузок при применении песчаных слоев/ В. Д. Казарновский , В. М. Смирнов, Ю. Р. Перков //Автомобильные дороги, №3, 1983.

43. Калужский, Я. А. О запасе прочности нежестких дорожных одежд на многократное действие нагрузок / Я. А. Калужский, Б. С. Рядовский, Г. В. Маленовский // Автомобильные дороги и дорожное строительство. Вып. 12. Киев, Будивельник, 1973. с. 11-16.

44. Каныгина, С. Ю. Прогнозирование остаточных деформаций дорожных одежд нежесткого типа на земляном полотне из глинистых грунтов: автореферат дис. канд. техн. наук / С. Ю. Калыгина. М:: 1999. - 20 с.

45. Каныгина, С. Ю. Прогнозирование остаточных деформаций, дорожных одежд нежесткого типа на земляном полотне из глинистых грунтов: автореферат дис. канд. техн. наук / С. Ю. Калыгина М.: 1999. - 20 с.

46. Кирюхин, Г. Н. Остаточные деформации в асфальтобетонных покрытиях / Г. Н. Кирюхин //Наука и техника в дорожной отрасли, 1998, №3. с. 14-16.

47. Коган, Б. И. Осесимметричная задача теории упругости для многослойного полупространства / Б. И. Коган // Изв. АН СССР. Отделение технических наук, 1958. Вып. 6.-111 с.

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

49. Коганзон, М. С. Расчет и конструирование дорожных одежд по критерию допустимой остаточной деформации / М. С. Коганзон, С. В. Лугов // Наука и техника в дорожной отрасли, 2004, №3. С. 17-19.

50. Коганзон, М. С. Определение выносливости цементогрунта на растяжении при изгибе / М. С. Коганзон, B.C. Прокопец // Труды М.: 1977, №133. с. 104-112.

51. Коганзон, М. С. Теория и методы расчета нежестких дорожных одежд / М. С. Коганзон, Ю. М. Яковлев // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 2000, №4. с. 22-23.

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

53. Коновалов, С. С. Разработка и исследование устройства контроля прочности одежд автомобильных дорог: автореферат дис. . канд. техн. наук / С. С. Коновалов. М.: 1980.-17 с.

54. Кононов, В. И. О методе оценки деформативной устойчивости асфальтобетона / В. И. Коновалов, М. И. Клейман // Исследование в области дорожного строительства. М.: 1967. с. 103-112.

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

56. Корсунский, М. Б. Определение напряжений и перемещений в основании сооружения, создающего на грунт вертикальное равномерное давление поплощади круга / М. Б. Корсунский // Основания и фундаменты. М.: Стройиздат, 1964. с. 5-15.

57. Корсунский, М. Б. Основы инженерного метода расчета дорожных одежд на надежность / М. Б. Корсунский // Труды Союздорнии. Совершенствование методов проектирования дорожных одежд нежесткого типа. М.: 1983. с. 23-34.

58. Корсунский, М. Б. Оценка прочности дорог с нежесткими одеждами. / М. Б. Корсунский -М.: "Транспорт", 1966.-153 с.

59. Корсунский, М .Б. Принципы конструирования дорожных одежд с теплоизоляционными слоями // Труды Союздорнии. Совершенствование методов проектирования дорожных одежд нежесткого типа. М.: 1983. с. 3949.

60. Корсунский, М. Б. Пути учета фактора времени при расчете дорожных одежд / М. Б. Корсунский // Материалы к научно-технической конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобильных дорог.- М.: Стройиздат, 1964. с. 89-96.

61. Корсунский, М. Б. Пути учета фактора времени при расчете дорожных одежд / М. Б. Корсунский // Материалы к научно-технической конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобильных дорог.- М.: Стройиздат, 1964. с. 89-96.

62. Космодамианский, А. С. Динамические задачи теории упругости для анизотропных сред / А. С. Космодамианский, В. И. Сторожев Киев:, Наукова думка, 1985. - 176 с.

63. Кретов, В. А. Влияние модуля упругости цементобетонного основания на величину напряжения в асфальтобетонных покрытиях / В. А. Кретов, А. С. Гладких // Наука и техника в дорожной отрасли, 2008, №1. с. 24-25.

64. Кривисский, А. М. Принципы назначения конструкций одежд нежесткого типа на магистральных автомобильных дорогах : автореф. дис. . д-ра техн.наук / А. М. Кривисский. Л., 1963. - 31 с.

65. Кривисский, А. М. Новые схемы для расчета нежестких дорожных одежд / А. М. Кривисский М., Автотрансиздат, 1961. - 78 с.

66. Кузнецов, Ю. В. Причины образования колеи на левых полосах автомагистралей и пути снижения интенсивности колееобразования / Ю. В. Кузнецов // Сборник научных трудов МАДИ (ГТУ). Проектирование автомобильных дорог. М.: 2007. с. 92-97.

67. Леонович, И. И. Напряжения и деформации дорожных одежд с учетом их геологических свойств / И. И. Леонович, С. С. Макаревич // Изв. Белорусского государственного ун-та, Сер. I, 1976. с. 25-31.

68. Лурье, А. И. Теория упругости / А. И. Лурье М.: Наука, 1970.

69. Мазуров, В. А. К обоснованию номограмм для расчета асфальтобетонных покрытий на растяжение при изгибе / В. А. Мазуров // Совершенствование методов проектирования дорожных одежд нежесткого типа. М.: Союздорнии 1983. с. 50-60.

70. Мазуров, В. А. Исследование условий взаимодействия слоев дорожных одежд при воздействии движущихся нагрузок / В. А. Мазуров // Повышение долговечности дорожных конструкций. М.: Союздорнии, 1986. с. 47 53.

71. Мазуров, В. А. Расчет асфальтобетонных покрытий на изгиб / В. А. Мазуров, П. И. Теляев // Автомобильные дороги. — 1983, №4. с. 20-21.

72. Майоров, В. И. Описание диаграмм работы асфальтобетонов кусочно-линейными соотношениями / В. И. Майоров // Строительство и архитектура. Строительные конструкции и материалы, Вып. 3, М.: ВНИИНТПИ, 2000. с. 13-17.

73. Майоров, В. И. Описание диаграмм работы асфальтобетонов кусочно-линейными соотношениями / В. И. Майоров // Строительство и архитектура. Строительные конструкции и материалы, Вып. 3, М.:1. ВНИИНТПИ, 2000. с. 13-17.

74. Маслов, Г. Н. Термическое напряженное состояние бетонных массивов при учете ползучести бетона / Г. Н. Маслов // Изв. НИИГ, т. 28 Госэнергоиздат, 1941.

75. Матуа, В. П. Исследование напряженно-деформированного состояния дорожных конструкций с учетом их неупругих свойств и пространственного нагружения : автореф. дис. . д-ра техн. наук / В. П. Матуа. М., - 2002. 32 с.

76. Матуа, В. П. Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций / В. П. Матуа // материалы Междунар. науч.-техн. конф. Омск, СибАДИ, 2000. с. 107-108.

77. Матуа, В. П. Проектирование дорожных конструкций с учетом накопления их элементов остаточных деформаций / В. П. Матуа // материалы Междунар. науч.-практич. конф. М.: МАДИ (ТУ), 2000. с. 166-169.

78. Матуа, В. П. Исследование реологических свойств асфальтобетона / В. П. Матуа, Е. М. Баранова, Д. В. Чирва // материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Строительство 2004», РГСУ, Ростов-на-Дону, 2004. с. 36-38

79. Матуа, В. П. Экспериментальные исследования реологических характеристик асфальтобетона / В. П. Матуа, Е. М. Баранова, Д. В. Чирва // материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Строительство 2007», РГСУ, Ростов-на-Дону, 2007. с. 30-32

80. Матуа, В. П.-Моделирование процессов развития колейности в покрытиях нежестких дорожных одежд / В. П. Матуа, Л. Н. Панасюк // труды

81. Междунар. науч.-техн. конф. "Реконструкция Архангельск-99", т. 2, АГТУ, 1999. с. 142 - 146.

82. Матуа, В. П. Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций в дорожных конструкциях / В. П. Матуа, Л. Н. Панасюк Ростов-на-Дону, 2001.-372 с.

83. Матуа, В. П., Чирва Д.В. Теоретические предпосылки уточнения коэффициента Пуассона / В. П. Матуа, Д. В. Чирва // материалы Междунар. науч.-практич. конф. «Строительство 2007», РГСУ, Ростов-на-Дону, 2008. с. 16-17

84. Мелик-Багдасаров, М. С. О взаимосвязи свойств асфальтобетонной смеси и эксплуатационных характеристик покрытия / М. С. Мелик-Багдасаров // Наука и техника в дорожной отрасли, 2008, №1. с. 17-18.

85. Мерзликин, А. Е. К вопросу о методике проектирования рационального двухслойного основания нежесткой дорожной одежды / А. Е. Мерзликин // Труды Союздорнии. Совершенствование методов проектированиядорожных одежд нежесткого типа. М.: 1983. с. 60-65.

86. Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов. Госстроем России (№ ВК 477 от 21.06.09)

87. Научно-технические отчеты ДорТрансНИИ РГСУ по х/д №№ 12/514, 12/695, 12/498, 47/87, 47/436, 47/433, 47/311 и др.

88. Новиков, В. В. Отрицательный коэффициет Пуассона фрактальных структур / В. В. Новиков, К. В. Войцеховский Одесса.:, Физика твердого тела, том 41, вып. 12 1999.- с. 2147-2153.

89. Носов, В. П. Принципы прогнозирования повреждений дорожных одежд / В. П. Носов // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 2001, №2. с. 24-27.

90. Носов, В. П. Прогнозирование повреждений жестких слоев дорожных одежд на основе математического моделирования: Автореферат дисс.д-ра техн. наук. / В. П. Носов -МАДИ, 1996.-31 с.

91. Носов, В. П. Расчет, конструирование и технология строительства жестких одежд / В. П. Носов, М. С. Коганзон, Л. А. Феднер // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 2000, №4. с. 24-25.

92. Обзорная информация о отечественных и зарубежных методах предотвращения колееобразования на асфальтобетонных покрытиях в условиях современных транспортных нагрузок. Росавтодор. Москва 2005 129 с.

93. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. М.: "Транспорт", 2001.-93с.

94. Павлова, Л. Лаборатория под открытым небом / Л. Павлова //Автомобильные дороги, 2005, №2. с. 78-79.

95. Плевако, В. П. Развитие метода расчета на прочность нежестких дорожных одежд / В. П. Плевако, Н. А. Медведкова // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1976. Вып. 9. с. 141-145.

96. Поляков, С. В. Ползучесть каменных и армокаменных конструкций. В сб.: «Ползучесть строительных материалов и конструкций». Стройиздат, 1964.

97. Приварников, А. К. Пространственная деформация многослойного основания / А. К. Приварников // Устойчивость и прочность элементов конструкции, Днепропетровск, Изд-во ДГУ, 1973.

98. Приварников, А. К. Влияние вязкоупругих свойств и инерционных сил на поведение дорожных одежд под действием подвижной нагрузки / А. К. Приварников, Б. С. Радовский // "Известия ВУЗов". Строительство и архитектура, 1980, №4. с. 105-109.

99. Приварников, А. К. Действие подвижной нагрузки на вязкоупругое многослойное основание / А. К. Приварников, Б. С. Радовский // Прикладная механика, 1981, №3.

100. Приварников, А. К. Поведение дорожной конструкции как слоистой вязкоупругой среды под действием подвижной нагрузки / А. К. Приварников, Б. С. Радовский // "Известия ВУЗов". Строительство и архитектура, 1975, №4. с. 141-146.

101. Тулаев, А. Я. Проектирование оптимальных дорожных одежд / А. Я. Тулаев и др. // М.: "Транспорт", 1977.-117 с.

102. Работнов, Ю. Н. О разрушении вследствие ползучести. ЖПМТФ, №2, 1963.

103. Работнов, Ю. Н. Ползучесть. Тр. Всесоюзного съезда по теоретической и прикладной механике 1960г. / Ю. Н. Работнов // Изд-во АН СССР, 1962.

104. ИЗ. Работнов, Ю. Н. Расчет деталей машин на ползучесть. / Ю. Н. Работнов // Изд. АН СССР, ОТН, №10

105. Работнов, Ю. Н. Элементы наследственной механики твердых тел / Ю. Н. Работнов // М.: Наука, 1977.- 383 с.

106. Радовский, Б. С. О применении расчетной схемы слоистой вязкоупругой среды к оценке напряженно-деформированного состояния дорожных и аэродромных покрытий при подвижной нагрузке / Б. С. Радовский //

107. Прикладная механика. 1979. т.15, №10. с. 50-57.

108. Радовекий, Б. С. Расчетная схема дорожной одежды как слоистой вязко-упругой среды под действием подвижной нагрузки. Материалы VI Всес. научн.-техн. совещ. по основн. пробл. техн. прогресса в дор. стр-ве, М.: 1976, №8. с. 9-14.

109. Радовекий, Б. С. Современное состояние разработки американского метода проектирования асфальтобетонных смесей СУПЕРПЕЙВ/ Б. С. Радовекий // Дорожная техника, 2008, с. 42-52.

110. Радовекий, Б. С. Теоретические основы конструирования и расчета нежестких дорожных одежд на воздействие подвижных нагрузок: Автореферат дисс. д-ра техн. наук / Б. С. Радовекий. МАДИ, 1982. -35 с.

111. Радовекий, Б. С. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния покрытий автомобильных дорог как слоистого вязкоупругого основания при подвижной, нагрузке / Б. С. Радовекий // Прикладная механика, 1980, т. 16, №4. с. 131-135.

112. Радовекий, Б. С. Влияние скорости движения на прогибы дорожной одежды как однородного вязко-упругого полупространства/ С. Б. Радовекий, В. В. Мозговой //Автомобильные дороги и дорожное строительство. Вып. 24. Киев. Будивельник, 1979. с. 8-15.

113. Панасюк, JI. Н. Анализ точности явных , устойчивых схем прямого интегрирования, задачи динамики конструкций / J1. Н: Панасюк // Известия вузов, естественные науки, 1994. N 4, с.20-25

114. Ребиндер, П. А. «Физико-химическая механика» / П. А. Ребиндер // изд-во «Знание», 1958

115. Ржаницын, А. Р. Теория ползучести. /А. Р. Ржаницын // М.: Стройиздат,1968.

116. Розовский, М. И. Плоская деформация при наличии упругого последействия и температурных напряжений. /М. И. Розовский. // ДАН СССР, т. 58, №6, 1947.

117. Розовский, М. И. Ползучесть и длительное разрушение материалов / М. И. Розовский // ЖТФ, т. XXI, №11, 1951.

118. Руденский, А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия / А. В. Руденский //-М.: "Транспорт", 1992.-253 с.

119. Руденский, А. В. Реологические свойства битумоминеральных материалов / А. В. Руденский, И. М. Руденская. М.: "Высшая школа", 1971.-131 с.

120. Рыбьев, И. А. Асфальтовые бетоны / И. А. Рыбьев. М.: "Высшая школа",1969.-399 с.

121. Семенов, В. А. Качество и однородность автомобильных дорог / В. А. Семенов М.: "Транспорт", 1989.-125 с.

122. Смирнов, А. В. Механика устойчивости и разрушений дорожных конструкций / А. В. Смирнов, А. А. Малышев, Ю. А. Агалаков. Омск, СИБАДИ. 1997.-91с.

123. Смирнов, А. В. Динамика дорожных одежд автомобильных дорог / А. В. Смирнов. Омск, СИБАДИ, 1975.-183 с.

124. Смирнов, А. В. Стандарты дорожных конструкций / А. В. Смирнов //Автомобильные дороги, 2008, №5. С. 126-128.

125. Смирнов, А. В. Теоретические и экспериментальные исследования работоспособности нежестких дорожных одежд: Автореферат дисс. д-ра техн. наук. / А. В. Смирнов МАДИ, 1991.-39 с.

126. Смирнов, А. В. Расчет толщины асфальтобетонных покрытий на жестком основании по условиям сдвига / А. В. Смирнов, Ю. А. Агалаков // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 1997, №1. с.7-8.

127. Смирнов, А. В. Колебания дорожных одежд при воздействии автомобилей / А. В. Смирнов, А. Г. Малафеев, // "Известия ВУЗов". Строительство и архитектура, №7, 1972.

128. Смирнов, А. В. Измерение прогибов дорожной одежды при движении автомобилей / А. В. Смирнов, А. Г. Малофеев // "Автомобильные дороги", №6,1972.

129. Смирнов, А. В. Экспериментальное исследование волн колебаний дорожных покрытий при движении автомобиля / А. В. Смирнов, А. Г. Малофеев // "Прикладная механика", том IX, Вып.1, Академия наук УССР, 1973.

130. Соловчук, А. Автоматизированные методы измерения глубины колеи и использование их результатов при планировании ремонтных работ/ А. Соловчук // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Изд-во "Дороги", 2000, №3. с. 34-35.

131. Сюньи, Г. К. Дорожный асфальтовый бетон / Г. К. Сюньи // Киев. Госстройиздат УССР, 1962.- 236 с.

132. Теляев, П. И. Особенности расчета дорожных одежд на прочность / П. И. Теляев // Совершенствование методов проектирования дорожных одежд нежесткого типа. Труды Союздорнии. М.: 1983. с. 10-22.

133. Улицкий, И. И. Потери предварительного напряжения от ползучести и усадки бетона в железобетонных конструкциях. Киев. Госстройиздат УССР, 1962.-207с.

134. Усиление нежестких дорожных одежд / Под ред. О.Т. Батракова. М.: "Транспорт", 1985.-144 с.

135. Фадеев, В. Б. Влияние остаточных деформаций грунта земляного полотна на колееобразование на проезжей части дорог с нежесткими дорожными одеждами: Автореферат дисс.канд. техн. наук. / В. Б. Фадеев М., 1999.21 с.

136. Флорин, В. А. Теория уплотнения земляных масс. Госстройиздат, 1948.

137. Хвоинский, JI. А. Исследование и разработка обеспечения устойчивости дорожных конструкций автомобильных дорог: Автореферат дисс. . канд. техн. наук. / JI. А. Хвоинский — СибАДИ, 2001. 17 с.

138. Яковлев, Ю. М. Исследование метода испытания грунтов и нежестких дорожных одежд установкой динамического нагружения: Автореферат дисс. канд. техн. наук. / Ю. М. Яковлев М., 1963.-33 с.

139. Яковлев, Ю. М. Особенности деформирования нежестких дорожных одежд при действии кратковременной нагрузки / Ю. М. Яковлев // Строительство и эксплуатация автомобильных дорог. Труды МАДИ, Вып. 133.-М.: Изд-во МАДИ, 1977. с. 3-12.

140. Яромко, В. Н. О совершенствовании проектирования дорожных одежд нежесткого типа / В. Н. Яромко // Наука и техника в дорожной отрасли, 2008, №2. С. 28-32.

141. AASHO. Road test, Washington, 1965.-370 с.

142. Brown, S. F. A simplified, fundamental design for bituminous pavement/ S. F. Brown // Highway Engineering, 1974, 21, №8-9, p. 14-23.

143. Burmister, D. M. The general theory of stresses and displacements in layerd sistem|Gournal of Applied Physics / D. M. Burmister 1945, Vol. 16, February 50 p. March 52 p., May 51 p.

144. Burrage, K. STRIDE: Stable Runge-Kutta integrator for differential equations /

145. K. Burrage, J. C. Butcher, F. H. Chipman // Report Series No. 150, 1979, Dept. of Mathematics, University of Auckland.

146. Butcher, J. C. Implict Runge-Kutta processes / J. C. Butcher Math. Comput., 1964, 18, N78, p. 50-64.

147. Cavendish, J. C. Int. J. Numer. Meth. Eng., 1974.- vol.8, p.679-696.

148. Crank, J. The Mathematics of diffusion / J. Crank Oxford, 1956, p.24.

149. Davenport, C. C. Correlation of Creep and Relaxation Properties of Coppers. J. Appl. Mech., 1938, 5, №2.

150. Grosshans, D. Ursachen fur Verformungen in Asphaltbefestigungen mit Splittmastixasphaltdeckschichten am Beispiel des Autobahnnetzes~ in Brandenburg / D. Grosshans, P. Pohlmann, H. R. Reuter // Bitumen. 1998. -№2. - S. 50-59.

151. Highway Development and Managament, HDM-4, Washington DC: The World Bank, 1997.

152. Instrukcja likwidacji kolei i napraw skoleinowanych nawierzchni bitumicznych. Warszawa, 1996, 51 str.

153. Kreiss, H. O. Difference methods for stiff ordinary differential equations, SIAM J. Numer. Anal. 15, 1978, p.21-58.

154. Monismith, C. L. Pavement design: the fatigue sub system / C. L. Monismith -Highway Research board Special Report, 1973, № 140. p. 1-19.

155. Nadai, A. The Creep of Metals, II, J. Appl. Mech / A. Nadai, E. A. Davis 1936, March.

156. Nakada, O. Theory of Non-Linear Responses, J. Phys. Soc. Japan, 1960, 15, №12.

157. Nickell, R. E. In the Stability of Approximation operators in problems of structural dynamics / R. E. Nickell // Jnt. J. Solids Structures, 1971, vol.7, p. 301-319