Автор: Кузин Николай Владимирович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (114) май-2 2016 г.

Дата публикации: 17.05.2016

Статья просмотрена: 12 раз

Библиографическое описание:

Кузин Н. В. Расчет пластических смещений асфальтобетонных порожных покрытий // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 253-255.



В статье получено аналитического решение для расчета пластического смещения поверхности дорожного асфальтобетонного покрытия. Решение выполнено интегрированием зависимости пластической деформации по толщине асфальтобетонного слоя.

Ключевые слова: пластическая деформация, асфальтобетон, дорожное покрытие.

В настоящее время в РФ наблюдается интенсивная автомобилизация, приведшая к увеличению нагрузки на дорожную одежду, возрастанию интенсивности движения и повышению доли тяжелых и очень тяжелых грузовых автомобилей в составе транспортного потока. Поэтому срок службы дорожных конструкций, запроектированных в соответствии со всеми требованиями ОДН 218.046–01 [1], не всегда соответствует фактическим значениям, установленным при диагностике автомобильных дорог. В настоящее время специалисты в области механики дорожных конструкций разрабатывают методы расчета, дополняющие нормативные критерии [1]. Среди современных разработок отметим попытки модификации критериев прочности и условий пластичности [2, 3] для расчета асфальтобетонных покрытий по сопротивлению сдвигу [4, 5], а так же методы расчета пластических деформаций в дискретных материалах [6–10], которые применяются для расчета пластических смещений в асфальтобетонных покрытиях при их проектировании по критериям ровности [11]. Выполняя критический обзор этих методов укажем что:

  1. Для учета возникновения сложного напряженного состояния используются методы, созданные для расчета минимального главного напряжения в грунтовом полупространстве [12–16] или слое конечной толщины из зернистых материалов [17] (щебень, гравий и т. п.).
  2. В основе расчетов по сопротивлению сдвигу грунтов земляного полотна лежат модифицированные условия пластичности, обоснованные экспериментально для грунтов [18–22].

Применение указанных нами решений требует экспериментального обоснования путем испытаний асфальтобетонных образцов в лабораторных условиях при варьировании температуры, величины нагрузки, количества приложений повторных нагрузок и многих других факторов.

Поэтому для расчета пластического смещения асфальтобетонного покрытия автор предлагает интегрировать функцию пластических деформаций, предложенную в его исследованиях [23, 24]. Предлагаемое интегральное уравнение имеет вид:

(1)

где р — давление от колеса на покрытие, МПа; Кдин — максимальное значение динамического коэффициента;аб– коэффициент Пуассона асфальтобетона; N — число приложенных нагрузок; Епаб продольный модуль, характеризующий величину пластической деформации, МПа;h — толщина слоя, м; Ев и Еосн –модули упругости соответственно асфальтобетона в рассчитываемом слое и подстилающего слоистого полупространства, МПа; D — диаметр отпечатка шины расчетного автомобиля, м.

Интегрирование зависимости (1) производится методом замены переменной. Принимая, что:

.

Получим:

(2)

Формула (2) позволяет прогнозировать величину пластического смещения поверхности рассчитываемого асфальтобетонного слоя. Смещение поверхности пакета слоев определяется суммой пластического смещения поверхности каждого асфальтобетонного слоя этого пакета.

Литература:

1. ОДН 218.046–01. Проектирование нежестких дорожных одежд. – М.: ГСДХ Минтранса России, 2001. — 146 с.

2. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Учет поврежденности структуры асфальтобетона в критериях прочности и условиях пластичности// В сборнике:Политранспортные системыматериалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия — ЕС. Новосибирск: СГУПС, 2015. — С. 219–225.

3. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Модификация критериев прочности и условий пластичности при расчетах дорожных одежд // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2015. № 1 (41). — С. 47–54.

Чусов В. В. Применение теории накапливания повреждений в условиях пластичности асфальтобетона для расчета дорожных покрытий по сопротивлению сдвигу // Молодой ученый. — 2016. — № 6 (110). — С. 221–227Новиков А. Ю. Учет поврежденности монолитных и дискретных материалов при проектировании дорожных конструкций // Молодой ученый. — 2016. — № 8. — С. 265–270 6. Александров А. С., Киселева Н. Ю. Пластическое деформирование гнейс- и диабаз материалов при воздействии повторяющихся нагрузок // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2012. — № 6. — С. 49–59 7. Александров А. С. Пластическое деформирование гранодиоритового щебня и песчано-гравийной смеси при воздействии трехосной циклической нагрузки // Инженерно-строительный журнал. — 2013. — № 4 (39) — С. 22–34 8. Семенова Т. В., Гордеева С. А., Герцог В. Н. Определение пластических деформаций материалов, используемых в дорожных конструкциях // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2012. — № 4 (37). — С. 247–254

9. Александров А. С. Применение теории наследственной ползучести к расчету деформаций при воздействии повторных нагрузок: монография. — Омск: СибАДИ, 2014. — 152 с.

10. Семенова Т. В., Герцог В. Н. Пластическое деформирование материалов с дискретной структурой в условиях трехосного сжатия при воздействии циклических нагрузок // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2013. — № 1 (29). — С. 68–73.

11. Герцог В. Н., Долгих Г. В., Кузин В. Н. Расчет дорожных одежд по критериям ровности. Часть 1. Обоснование норм ровности асфальтобетонных покрытий // Инженерно-строительный журнал. — 2015. — № 5 (57) — С. 45–57.

12. Александров А. С., Долгих Г. В., Юрьев Д. В. Расчет главных напряжений в слоях дорожной одежды из дискретных материалов // Транспортное строительство. — 2011. — № 7. — С. 17–22.

13. Александров А. С., Долгих Г. В. Калинин А. Л. Один из путей совершенствования расчета дорожных одежд по условию сопротивления сдвигу в грунте земляного полотна // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. — Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2013. — С. 9–22.

14. Александрова Н. П. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в грунте земляного полотна // В сборнике:Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. ИнновацииМатериалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Омск, 2013. — С. 236–246.

15. Александров А. С. Один из путей расчета минимальных главных напряжений в грунтах земляного полотна / А. С. Александров // В сборнике:Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. ИнновацииМатериалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». — Омск, СибАДИ, 2013. — С. 217–228.

16. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Долгих Г. В. Совершенствование моделей расчета главных напряжений и девиатора в грунте земляного полотна // Вестник СИБАДИ. — 2014. — № 2 (36). С. 49–54.

17. Александров А. С., Александрова Н. П., Долгих Г. В. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в дорожных конструкциях из дискретных материалов // Строительные материалы. — 2012. — № 10. — С. 14–17.

18. Чусов В. В. Перспективы применения эмпирических условий пластичности грунтов и определение их параметров при трехосных испытаниях грунтов Вестник ВолГАСУ. — 2015. № 4 (61). — С. 49–57.

19. Александров А. С., Калинин А. Л. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Учет деформаций в условии пластичности Кулона — Мора // Инженерно-строительный журнал. — 2015. № 7 (59). — С. 4–17.

20. Александров А. С., Долгих Г. В. Калинин А. Л. Модификация критериев прочности сплошной среды для расчета грунтов земляного полотна по сопротивлению сдвигу // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». — Омск: СибАДИ, 2013. — С. 228–235.

21. Долгих Г. В. Расчет грунтов земляного полотна по критерию безопасных давлений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2013. — № 6 (34). — С. 43–49.

22. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. Л. Применение критерия Друкера-Прагера для модификации условий пластичности // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2013. № 2. — С. 26–29.

23. Кузин Н. В. Учет упруговязкопластических свойств асфальтобетонных покрытий и оснований при проектировании дорожных одежд / Автореф. канд. техн. наук. — Омск: СибАДИ, 2008. — 19 с.

24. Александров А. С., Александрова Н. П., Кузин Н. В. Методы теории наследственности в расчетах пластических деформаций материалов и грунтов при воздействии повторяющихся нагрузок // Транспортное строительство. — 2009. — № 2. — С. 25–28.

Основные термины (генерируются автоматически): Долгих Г, Александрова Н, земляного полотна, дорожных одежд, сопротивлению сдвигу, расчета главных напряжений, грунтов земляного полотна, пластических деформаций, условий пластичности, дорожных конструкций, расчета дорожных, Вестник Сибирской государственной, пластического смещения поверхности, грунте земляного полотна, расчета пластического смещения, Сибирской государственной автомобильно-дорожной, Международного конгресса ФГБОУ, государственной автомобильно-дорожной академии, Кузин Н, асфальтобетонных покрытий.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос