Научная статья на тему 'ASPHALT CONCRETE PAVEMENT WORKING CONDITIONS ON ASCENTS AND DESCENTS OF HIGHWAYS'

ASPHALT CONCRETE PAVEMENT WORKING CONDITIONS ON ASCENTS AND DESCENTS OF HIGHWAYS Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
2
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
World science
Ключевые слова
Road / Descent / Ascent / Cracks / Pavement / Finite Element Model / Stress-Strain State

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Mozhovyi Volodymyr Vasylovych, Oleksandr Volodymyrovych Kushnir, Levkivska Liydmyla Volodymyrivna, Kutsman Oleksandr Mykhailovych, Hrynchak Ilona Illivna

The article deals with the peculiarities of the operation of asphalt concrete layers of non-rigid pavement in the ascent and descent zones. It has been established that on ascents and descents of roads, where the speed of vehicles most often changes, the pavement is subjected to more intensive wear than on straight sections. In addition, changes in temperature, water and frost effects, as well as the effects of salt and other chemicals, negatively affect the operational condition of the asphalt pavement and its overhaul period. Premature and more intense destruction of the asphalt pavement creates dangerous situations for road users due to the formation of cracks, pits and frequent repairs. In addition, it is often forgotten, but pavement repairs and traffic congestion cause changes in the traffic regime on the roads, which is often not taken into account when calculating non-rigid pavements. The article deals with a spatial finite element model that allows describing the stress-strain state of each element of the pavement structure under the influence of traffic load. The deformations, displacements, and stresses in the asphalt concrete layers of the pavement structure are analyzed. The circumstances that may affect the premature formation of cracks and lead to a decrease in the durability of asphalt pavement and pavement structures in general were identified. The conducted research allows us to identify and eliminate potential hazards that arise during the operation of pavement. The obtained results can be implemented in the design of pavements in areas with difficult traffic in the ascent and descent zones.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ASPHALT CONCRETE PAVEMENT WORKING CONDITIONS ON ASCENTS AND DESCENTS OF HIGHWAYS»

Scholarly Publisher RS Global Sp. z O.O.

ISNI: 0000 0004 8495 2390

Dolna 17, Warsaw, Poland 00-773 Tel: +48 226 0 227 03 Email: editorial_office@rsglobal.pl

JOURNAL p-ISSN e-ISSN PUBLISHER

World Science

2413-1032

2414-6404

RS Global Sp. z O.O., Poland

ARTICLE TITLE

AUTHOR(S)

ARTICLE INFO

DOI

RECEIVED ACCEPTED PUBLISHED

ASPHALT CONCRETE PAVEMENT WORKING CONDITIONS ON ASCENTS AND DESCENTS OF HIGHWAYS

Mozhovyi Volodymyr Vasylovych, Oleksandr Volodymyrovych Kushnir, Levkivska Liydmyla Volodymyrivna, Kutsman Oleksandr Mykhailovych, Hrynchak Ilona Illivna Mozhovyi Volodymyr Vasylovych, Oleksandr Volodymyrovych Kushnir, Levkivska Liydmyla Volodymyrivna, Kutsman Oleksandr Mykhailovych, Hrynchak Ilona Illivna. (2024) Asphalt Concrete Pavement Working Conditions on Ascents and Descents of Highways. World Science. 3(85). doi: 10.31435/rsglobal_ws/30092024/8220

https://doi.org/10.31435/rsglobal_ws/30092024/8220 18 July 2024 14 September 2024 16 September 2024

LICENSE

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

© The author(s) 2024. This publication is an open access article.

ASPHALT CONCRETE PAVEMENT WORKING CONDITIONS ON ASCENTS AND DESCENTS OF HIGHWAYS

Mozhovyi Volodymyr Vasylovych

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Road Construction Materials and Chemistry Department, National Transport University, Kyiv, Ukraine ORCID ID: 0000-0002-1032-8048

Oleksandr Volodymyrovych Kushnir

Deputy General Director for standardization, certification and quality, «ENERGY AND ROAD CONSTRUCTION, LLC», Kaniv, Ukraine ORCID ID: 0000-0002-2487-4234

Levkivska Liydmyla Volodymyrivna

Associate Professor Department of High Mathematics, National Transport University, Kyiv, Ukraine ORCID ID: 0000-0002-5589-5257

Kutsman Oleksandr Mykhailovych

Associate Professor of the Road Construction Materials and Chemistry Department, National Transport University, Kyiv, Ukraine ORCID ID: 0000-0002-4510-4570

Hrynchak Ilona Illivna

Assistant of the Road Construction Materials and Chemistry Department, National Transport University, Kyiv, Ukraine ORCID ID: 0000-0002-8382-3824

DOI: https://doi.org/10.31435/rsglobal_ws/30092024/8220

ABSTRACT

The article deals with the peculiarities of the operation of asphalt concrete layers of non-rigid pavement in the ascent and descent zones. It has been established that on ascents and descents of roads, where the speed of vehicles most often changes, the pavement is subjected to more intensive wear than on straight sections. In addition, changes in temperature, water and frost effects, as well as the effects of salt and other chemicals, negatively affect the operational condition of the asphalt pavement and its overhaul period. Premature and more intense destruction of the asphalt pavement creates dangerous situations for road users due to the formation of cracks, pits and frequent repairs. In addition, it is often forgotten, but pavement repairs and traffic congestion cause changes in the traffic regime on the roads, which is often not taken into account when calculating non-rigid pavements. The article deals with a spatial finite element model that allows describing the stress-strain state of each element of the pavement structure under the influence of traffic load. The deformations, displacements, and stresses in the asphalt concrete layers of the pavement structure are analyzed. The circumstances that may affect the premature formation of cracks and lead to a decrease in the durability of asphalt pavement and pavement structures in general were identified. The conducted research allows us to identify and eliminate potential hazards that arise during the operation of pavement. The obtained results can be implemented in the design of pavements in areas with difficult traffic in the ascent and descent zones.

ARTICLE INFO

Received: 18 July 2024 Accepted: 14 September 2024 Published: 16 September 2024

KEYWORDS

Road, Descent, Ascent, Cracks, Pavement, Finite Element Model, Stress-Strain State.

Citation: Mozhovyi Volodymyr Vasylovych, Oleksandr Volodymyrovych Kushnir, Levkivska Liydmyla Volodymyrivna, Kutsman Oleksandr Mykhailovych, Hrynchak Ilona Illivna. (2024) Asphalt Concrete Pavement Working Conditions on Ascents and Descents of Highways. World Science. 3(85). doi: 10.31435/rsglobal ws/30092024/8220_

Copyright: © 2024 Mozhovyi Volodymyr Vasylovych, Oleksandr Volodymyrovych Kushnir, Levkivska Liydmyla Volodymyrivna, Kutsman Oleksandr Mykhailovych, Hrynchak Ilona Illivna. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) or licensor are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.

Вступ.

Умови експлуатаци асфальтобетонного покриття на шдйомах та спусках автомобшьних дорн, як i всього дорожнього одягу визначаються геометричними параметрами автомобшьних дорн, параметрами транспортних навантажень та параметрами ктматичних умов. У процес експлуатаци автомобшьно! дороги вс конструктивш шари дорожньо! конструкцн шддаються впливу транспортних навантажень, дн температури (замерзанню-вщтаванню), води (водонасиченню), сонця (висушуванню) та шшим зовшшшм факторам. Тобто вщбуваеться комплексний вплив погодно-клiматичного i транспортного факторiв.

Особливютю навантаження вщ транспортних засобiв е те, що напруження, якi виникають в матерiалах дорожнього покриття, можуть i не перевищувати критичних значень, проте при багаторазовому впливi динамiчних механiчних навантажень в асфальтобетош розвиваються процеси втоми. Це у комплекс з неперервною дiею природно-клiматичних факторiв призводить до поступового розриву структурних зав'язюв в асфальтобетош, накопичення внутрiшнiх мiкродефектiв у матерiалi з наступним порушенням його суцшьност у виглядi утворення трщин втоми та подальшим руйнуванням дорожнього покриття.

Матерiали та методи.

Об'ект дослщження - конструкцiя нежорсткого дорожнього одягу автомобшьно! дороги на дшянках з ухилом (тдйоми та спуски).

Мета роботи - анатз умов роботи асфальтобетонного покриття на шдйомах та спусках автомобшьних дорн, вщ ди транспортного навантаження з точки зору впливу на утворення трщин в асфальтобетонних шарах.

Метод дослщження - розрахунково-аналггичний. Розглянуто просторову математичну модель, яка дозволяе визначати напружено-деформований стан кожного елемента конструкцн вщ ди транспортного навантаження. Виконано аналiз деформацiй, перемiщень i напружень в асфальтобетонних шарах конструкцн дорожнього одягу, який виявив певш обставини, що можуть призвести до передчасного утворення в них трщин.

Анатз лтературних джерел щодо умов роботи асфальтобетонного покриття на дшянках тдйому та спуску автомобшьних дорн показуе, що дiя автомобiлiв на дорожне покриття призводить до виникнення в ньому як нормальних, так i дотичних напружень [1 - 5]. Величина i характеристики цих напружень залежить вщ вантажопiдемностi i режиму руху транспортних засобiв (прискорення, сповiльнення, рух з постшною швидкiстю). Так, горизонтальш дотичнi напруження, що виникають в дорожнш конструкцн, обумовленi тяговою силою, яка подаеться до ведучих колю автомобшя, i досягають максимуму при рус на пiдйомах, при гальмуванш i при розгонi. Крiм того, ряд дослщниюв звертають увагу на те, що мае мюце також дiя поперечних дотичних напружень, яю виникають вiд дн вщцентрово! сили при рус автомоб^ по криволшшнш траекторн та пiд час обгону, а також при наявност поперечного ухилу [6, 7]. У роботах [3, 4, 8] розглянуто мехашзм роботи асфальтобетонного покриття при рус автомобшя по прямолшшнш траекторн (рис. 1). Показано, що на покриття з боку колеса автомобшя ддать нормальна (вертикальна) Fn i зсуваюча (горизонтальна) Ft сили.

а)

б)

3

В)

wztf

V\ * 5

г)

1 - колесо; 2 - прогин дорожнього одягу; 3 - стиск шини; 4 - дорожнш одяг; 5 - земляне полотно; 6 - чаша прогину; 7 - зона розтягу i трщини в покриттц 8 - випирання грунту; 9 - напрямок стиску грунту.

Рисунок 1. Характер деформацт дорожнього покриття тд д1ею нормальног Fn / зсуваючог Ft сил з боку колеса автомобыя: а) утворення хвил1 перед колесом; б) ковзання покриття по основ1; в), г) схема утворення чаш1 прогину / руйнування нежорсткого дорожнього одягу тд

колесом автомобыя.

При гальмуванш автомобшя зсувна сила стае спiврозмiрною з нормальною, що виклиае небезпеку зсуву покриття вщносно основи (рис 1.б). Якщо розглядати вантажний автомобшь з причепом, в процес руху на колеса (транспортного засобу) дiе цший ряд зовшшшх сил [7, 10]. До них вщносяться (рис. 2.а): сила ваги Ga i Опр (причiп), сили взаемоди колiс транспортного засобу i дороги - Х1, Х2, Х'1, Х'2, 21, 22, 2'1, i сили взаемодп транспортного засобу з повiтрям - Рв, Р'в. Одш з цих сил дшть у напрямку руху i е рушiйними силами, а iншi - проти руху i е силами опору. Так, сила Х2 на тяговому режимi, коли пщводиться потужнiсть до головних колю, спрямована убж руху, а шш^ вищезгаданi сили, спрямованi проти руху.

а)

б)

в)

Рисунок 2. Зовншм сили, що дЮть нарухомий склад: а) на горизонтальны дороз1;

б) на тдйомг; в) на спуску.

Сили Рп i Р'п, що складають сили ваги Оа i Опр, можуть бути спрямоваш як у бж руху (рис. 2.в), так i проти (рис.2.б), залежно вiд руху транспортного засобу. Також при рус автомобшя його колеса можуть котитися в трьох режимах: тяговий, ведений i гальмiвний, а також перебувати в нейтральному й вшьному режимах [10]. У кожному випадку взаемоди колю транспортного засобу з покриттям, в ньому виникають певш характери напружено-деформованого стану, ям багаторазово чергуються мiж собою i через певний час у сукупност з

природно-ктматичними факторами призводять до порушення граничного стану асфальтобетону.

Рисунок 3. Розподш розтягуючих (стискаючих) напружень в асфальтобетонному покриттг

при нагзд1 колеса автомобыя [6, 11].

Багатьма вченими [8, 11] дослщжено характер змши горизонтальних нормальних розтягуючих i стискаючих напружень в залежност вщ вертикально! координати. Так, експерементально було встановлено, що якщо датчики поздовжних вiдносних деформацiй розташоваш на поверхнi покриття при про!здi вантажного автомобiля рееструються знакозмiннi деформаци (розтяг - стиск - розтяг), а датчики, розташоваш в нижнш частиш покриття над поверхнею основи рееструеть деформаци стиснення (рис. 4). Це свщчить про те, що у бшьшосп конструкцш дорожнього одягу капитального типу (з основою значно! жорсткосп) асфальтобетонне покриття сприймае розтягуючi горизонтальнi нормальш напруження лише у верхнш частинi [8], якi слщ також враховувати при розрахунку асфальтобетонного покриття на мщшсть i довговiчнiсть.

Напрямок руху транспортного засобу

Рисунок 4. Схема розташування датчиков по глибит конструкцИ г записи зм!ни напруження (о)

в шарах дорожнього одягу з осцилографа [8].

Незважаючи на виникнення найбшьших розтягуючих напружень при згиш в нижнш точщ шару по ос ди навантаження, з урахуванням явищ втоми, що вщбуваються в матерiалi при його багаторазовому вигиш, в деяких випадках може виявитися, що розрив суцшьност монолiтного матерiалу (тобто поява трщин) може розпочатись на поверхш покриття [11].

Вщомо, що найменша рiзниця мiж встановленими обмеженнями швидкост та експлуатацiйною швидкiстю спостериаеться на дiлянках дорiг, де конструктивы та технiчнi рiшення, а також умови довкшля спонукають водив рухатись повшьшше. Поширений приклад таких умов, що примушують водив скидати швидюсть е габарити мостiв та шляхопроводiв, якi вiзуально майже завжди виглядають вужче основного по!зду (ширина дороги). Бар'ерне та тшохщне огородження, бортовий камшь на краю пробно! частини, виконання аварiйних робiт, аварiйнi ситуаци, затори все це далеко не повний перелiк який може бути причиною змши режиму руху. Тому, змша режиму руху транспортних засобiв, 1х кiлькостi, ваги (навантаження на вюь) i швидкостi буде ютотно впливати на довговiчнiсть асфальтобетонного покриття на пiдйомах та спусках автомобшьних дорiг [12].

Рисунок 5. Утворення затор1в та мала пропускна здатмсть мостових переход1в.

Рисунок 6. Затори в Kaeei. Карта: Google Maps [13].

Рисунок 7. Затори на мостах в Киевi. Карта: Google Maps [13].

Наш досвщ показав, що для дослщження довговiчностi асфальтобетонного покриття на пщйомах та спусках автомобшьних дорн доцiльно розглядати дiлянки автомобiльних дорн на пiдходах до мостiв i шляхопроводiв (рис. 5 - 7). Таких дшянок багато. Вони в повнш мiрi вiдображають проблему. А шженерш споруди (мости i шляхопроводи) мають важливе стратегiчне значення.

Отже, режими руху транспортних засобiв на тдходах до рiзних мостiв будуть рiзнi при рiзних змiнних умовах. Таю ж рiзнi, як режими руху в умовах мюта, великих мют та поза ними. Наприклад, в умовах мiського руху автомобшь рухаеться рiвномiрно приблизно (15 - 20) % часу, (30 - 45) % часу - прискорено, (30 - 40) % часу - накатом або з гальмуванням [13 - 15].

Вивчення питань довговiчностi асфальтобетонного покриття дорожньо! конструкцн на тдходах до мосту, вимагае розгляду: особливостей умов роботи на рiзних дiлянках, характеру напружено-деформованого стану асфальтобетону, а також можливих дефекпв i руйнувань покриття.

Результати.

В данш роботi застосовано методологiю дослщжень скiнченно-елементного моделювання поведiнки конструкцн нежорсткого дорожнього одягу з асфальтобетонним покриттям пiд дiею транспортного навантаження. Причому для розрахунюв використовували характеристики чотирьохвюного великовантажного автомобiля, як такого, що все частше зустрiчаеться на автомобшьних дорогах нашо! кра1ни. Також, для дослщжень була прийнята конструкцiя дорожнього одягу, характерна для автомобшьних дорн з важким та штенсивним рухом (табл. 1).

Таблиця 1. Конструкщя дорожнього одягу, характерна для автомобшьних дорн з важким та штенсивним рухом.

№з/п Конструктивш шари дорожнього одягу Товщина, см

1 Щебенево-мастиковий асфальтобетон (ЩМА-15) на бiтумi БМПА 60/90-53 5

2 Щiльний гарячий асфальтобетон на БНД 60/90 (Тип А, Марка I) 11

3 Пористий гарячий асфальтобетон на бiтумi БНД 60/90 (Крупнозернистий, Марка I) 11

4 Щебенево-пщана сумш С-7 оптимального складу, укрiплена цементом М 20 20

5 Щебенево-пщана сумiш С-5 оптимального складу 20

6 Грунт земляного полотна - тсок

Характеристики вантажного автомобшя: колюна база - 8х4, 5100 мм; повна довжина 88 60 мм; вщстань мiж 1-ю i 2-ю вюсю 2050 мм; вiдстань мiж 2-ю i 3-ю вiссю 3050 мм; вщстань м1ж 3-ю i 4-ю bícck) 1330 мм; розм1р шин - 315/80 R22,5. Навантаження на задш oci 13 т.

3 метою розрахунку дорожнього одягу було розроблено просторову скшченно-елементну модель, що дозволяе внзначитн напружено-деформованнй стан кожного елемента конструкций Для дослщжень прийнята розрахункова модель, що мала розм1ри 14x4,4x1,97 м i складалась Í3 133245 вузл1в та 135520 елеменив (рис. 8.а). Передбачалося, що шари конструкцн дорожнього одягу е монолшшми i зчеплеш м1ж собою. На рисунку 8.в представлено вид зверху модел1 розподшення напруження Nx вщ прийнятого транспортного навантаження, тобто в асфальтобетонному покриги.

Для швидкого i яюсного анал1зу одержану математичну модель (рис. 8.а) за допомогою шструментш ПК JIIPA розр1заемо по умовним полосам накату А (рис. 8.6) та по умовнш oci прикладання навантаження В (рис. 8.6). Приклад такого nepepÍ3y представлено на рисунку 9.

а)

б)

в) г)

Рисунок 8. Moöeniроботи дорожнього одягу розроблеш в програмному комплекЫ ЛИРА САПР: а - загальний вигляд сктченно-елементно'1 моделi (Мозажа напружень по Nx, т/м2); б - приклад поздовжнього розрiзу (А) i поперечного розрiзу (B) на cxeMi iзополiв напружень

по Nx (по оа X), що дють в запроектованш моделi (вид зверху); в - схема iзополiв напружень по Nx (по оа X), що дють в запроектованш моделi; г - схема iзополiв напружень по Txz на поздовжньому розрiзi (А) розрахунково'г модел\

Для моделювання напруженого стану дорожнього одягу шд дiею рухомих транспортних навантажень використано метод сюнчених елементiв. Розрахунок виконаний в програмному комплексi Лiра САПР 2017.

Для розрахунку напруженого стану дорожнього одягу створено просторову кшцево-елементну модель, що дозволяе визначити напружено-деформований стан кожного елемента конструкцн (рис. 8).

Об'емш елементи грунту засипки i основи моделювали з допомогою КЕ271 - 276, що призначенi для моделювання односторонньо! роботи грунту на стиск з врахуванням зсуву та КЕ36.

Грунт основи та верхнш шар а/б моделювався пластинчатими кiнцевими елементами КЕ41 - ушверсальний прямокутний кiнцевий елемент оболонки (рис. 9).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1ндекс Опис (позитивний знак зусилля визначае)

Nx Нормальнi напруження вздовж ос Х1 (розтяг)

Ny Те саме, вздовж ос Y1 (розтяг)

Nz Те саме, вздовж ос Z1 (розтяг)

TLX Зсувш напруження, паралельнi осi XI, що лежать в площиш, паралельнш X1OZ1 (Збiг з напрямком ои XI, якщо N7 збiгаеться у напрямку з вюсю Y1)

тух Зсувш напруження, паралельш осi XI, що лежать в площиш, паралельнш X1OY1 (Збп1 з напрямком осi XI, якщо № збггаеться у напрямку з вюсю Z1)

тху Зсувнi напруження, паралельш оа Y1, що лежать в площиш, паралельнш X1OY1 (Збп1 iз напрямком осi Y1, якщо № збггаеться у напрямку з вюсю Z1)

Рисунок 9. Зусилля (напруження) в просторовШ сюнченно-елементшй моделi.

На основi проведеного числового аналiзу (рис. 10 - 13) встановлено, що при дн горизонтальних транспортних навантажень, зокрема гальмування (рис. 1.б) на покриття поблизу границ з вiдбитком пневматика з протилежно! сторони вiд напрямку !х дн виникають пiдвищенi поверхневi горизонтальнi нормальш напруження Оп та вертикальнi дотичш Тг. Цi напруження в залежност вiд режиму руху транспортного засобу та конструкцн дорожнього одягу можуть змшюватись в 1,2 - 2,0 рази по Nx, г в 3,6 рази по Тху.

Щодо нормальних напружень Ох можна вщзначити наступне. За результатами чисельного моделювання (рис. 10, 12) встановлено, що напруження Ох мають знакозмiнний характер в межах покриття. Тобто, в асфальтобетон розвиваються процеси втоми, адже мае мiсце послiдовне виникнення розтягуючих i стискаючих напружень як на поверхш покриття так i в нижнш його частинi. Також, встановлено, що тд час руху автомоб^ напруження на поверхнi покриття перед колесом та позаду колеса е розтягуючими. Разом з тим, в другому i третьому шарах отримаш напруження стиснення (рис. 10, 12), що черговий раз шдтверджуе той факт, що бшьшосп конструкцш дорожнього одягу каштального типу (з основою значно! жорсткостi) асфальтобетоннi шари сприймають розтягуючi горизонтальнi нормальнi напруження у межах покриття.

CXeME №3

MceaiKa HaipHäEHiH no Nx EgHHHUti - TM2

z

Ux

PucynoK 10. Hanpywenna no Nx e actyanbmoöemonnux npu naeanmawenni 130 kH Ha eicb

aemoMoßina 6e3 гanbмуeaннн.

MosaHKaHanpftKsraHno Tjz EjQfflHi^iiccepeHHH - *diß.

Z

Ux

PucynoK 11. Hanpywenna no Txy e acfyanbmoöemonnux npu naeanmawenni 130 kH na eicb

aemoMOÖwa 6e3 гanbмyeaннн.

-151 -132 -113 -94 -75.2 -56.4 -37.6 -18.8 -1.49 1.49 18.8 37.6 56.4 75.2 94 113 132 150

Схема №3

Мозаика напряжений по № Единицы изм^шля - т/М2

Рисунок 12. Напруження по Nx в асфальтобетонних шарах при навантаженн 130 кН на eicb

автомобгля з гальмуванням.

-49.9 -43.6 -37.4 -31.1 -24.9 -18.7 -12.5 -6.23 -0.22 0.22 6.23 12.5 18.7 22

СхетХ°3

Мозаиканапряжений по Txz

Рисунок 13. Напруження по Txy в асфальтобетонних шарах при навантаженш 130 кН на вгсь

автомобгля з гальмуванням.

Обговорення.

У р1зних досл1дженнях показано характерне посл1довне виникнення нормальних розтягуючих 1 стискаючих напружень як на поверхш покриття так 1 в нижнш його частиш (рис. 3, 9) [3 - 5, 8, 12]. Теоретично та експериментально було встановлено, що шд час руху автомоб1ля напруження на поверхш покриття перед колесом та позаду колеса е розтягуючими. Було показано, що напруження, як виникають в розтягнутих зонах матер1алу, тим вище, чим бшьше прогин поверхш шару 1 менше розм1р чаш1 прогину матер1алу. Характерно, що час дИ напруження в асфальтобетонному покритл бшьший (приблизно у 1,5 - 2,0 рази), шж час контакту самого пневматика транспортного засобу.

Висновки.

1. AHani3 лтературних даних свiдчить про те, що пiдвищення довговiчностi асфальтобетонного покриття aвтомобiльних дорiг, з урахуванням спшьного впливу змiни температури та ди пневматичних колiс транспортних зaсобiв, е актуальним при вирiшеннi питання забезпечення тривало! i надшнох роботи покриття дорожнього одягу.

2. Iснуючi конструктивнi рiшення не забезпечують потрiбноl змiни напружено-деформованого стану дорожнього одягу покриття та асфальтобетонних шaрiв на дiлянкaх пiдйому i спуску автомобшьних дорiг. Вони не враховують бiльш жорсткий характер режиму навантаження вщ ди транспорту.

3. Анaлiз умов експлуатаци асфальтобетонного покриття на шдйомах та спусках з точки зору режиму транспортного навантаження свщчить, що кожний вид його дшянки, у залежност вiд умов руху, сприймае рiзний спектр часу ди навантаження, як вертикального, так i горизонтального (при гaльмувaннi або зрушенш з мiсця транспортних зaсобiв). Це зумовлено тим, що наприклад, мостовi переходи, як часто перебувають в зош пiдйомiв (спускiв) характеризуються тдвищеною вiрогiднiстю утворення зaторiв. Швидкiсть руху транспорту може змшюватись вiд швидкост вiльного руху до повно! його зупинки. Крiм того, у таких умовах зупинки транспорту можуть бути, як короткостроковими, так i довготривалими.

4. Авторами запропоновано методику розрахунку дорожнього одягу, що дозволяе бшьш повнощнно прогнозувати напружено-деформований стан iз урахуванням спшьнох ди горизонтальних нормальних (оп) та вертикальних дотичних (тг) напружень.

Також, методика дае можливють визначити величину розтягуючих напружень не лише у нижнш чaстинi покриття, а й на його поверхш. Це дозволяе бшьш точно прогнозувати довговiчнiсть покриття з урахуванням втомних процесiв у асфальтобетона

5. Результати стaттi можуть бути упроваджеш при проектувaннi дорожнього одягу на дшянках з ускладненим дорожнiм рухом в зонi шдйому та спуску, зокрема перед штучними спорудами.

Подяки.

Автори дано1 статп висловлюють особливу подяку доктору техшчних наук, професору, зaвiдувaчу кафедри вищо1 математики НТУ Вaлерiю 1вановичу Гуляеву, доценту Кафедри транспортного будiвництвa та управлшня майном, кандидату технiчних наук, дшсному члену Транспортно1 академи Украши Володимиру 1вановичу Каськову та головному спещалюту ТОВ «Мiжнaродний проектний шститут» Анaтолiю Романовичу Бугерi за нaуковi консультаций кориснi критичнi зауваження, сприяння i допомогу в проведеннi дослщжень.

Заяви про штереси.

Дослiдження проводились без фшансово1 пiдтримки. Автори шдтверджують, що не використовували технологи штучного штелекту при створеннi представлено1 роботи.

REFERENCES

1. James W Van Loben Sels, David N. Wormley, Robert E. Skinner Settlement of Bridge Approaches (The Bump at the End of the Bridge). Synthesis of Highway Practice 234 NATIONAL ACADEMY PRESS. Washington, 1997. 154 https://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/nchrp/nchrp_rpt_234.pdf.

2. Edward J. Hoppe, Ph.D., P.E. Senior Research Scientist. Guidelines for the use, design, and construction of bridge approach slabs. Virginia Transportation Research Council (A Cooperative Organization Sponsored Jointly by the Virginia Department of Transportation and the University of Virginia). Charlottesville. Virginia. 1999. https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/14228/dot_14228_DS1.pdf.

3. Мозговий В.В. Шдвищення довговiчностi асфальтобетонного покриття на тдходах до автодорожшх мослв: монографiя / В.В. Мозговий, В.1. Касьшв, О.В. Кушшр, I.I. Гринчак - Кшв: ТОВ «САК ЛТД» 2022 - 226 с.

4. Куцман О. М. Забезпечення довговiчностi асфальтобетонних шарiв пвдсилення нежорсткого дорожнього одягу: дис. канд. техн. наук : 05.22.11 / НТУ. К., 2020. 133 с. http://diser. ntu.edu.ua/Kutsman_aref.pdf.

5. Густелев О. О. Пвдвищення довгов1чносп нежорсткого дорожнього одягу з поперечними трщинами в асфальтобетонному покритп : дис. канд. техн. наук : 05.22.11. К., 2019 120 с http://diser.ntu.edu.ua/Gustieliev_DIS.pdf.

6. Ибрахим, Раванд Абдуллах. Анализ методов расчета деформаций нежёстких дорожных одежд. Молодой ученый. 2016. № 30 (134). С. 75-83. URL: https://moluch.ru/archive/134/37438/.

7. Смирнов Г. А. Теория движения колёсных машин. М. : Машиностроение. 1981. 318 с URL: https://ru.scribd.com/document/661837467/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F-%D0%94%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1°/o8F-%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BD%D 1%8B%D 1%85-%D0%9C%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD-

%D0%A1%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B2-%D0%93-%D0%90-1990.

8. Кушшр О.В. Пгдвищення довгов1чност1 асфальтобетонного покриття на тдходах до автодорожшх моспв: дис. канд. техн. наук : 05.22.11 / НТУ. К., 2021. 151 с. http://diser.ntu.edu.ua/Kushnir_diser.pdf.

9. Ибрахим, Раванд Абдуллах. Анализ методов расчета деформаций нежёстких дорожных одежд. Молодой ученый. 2016. № 30 (134). С. 75-83. URL: https://moluch.ru/archive/134/37438/.

10. Закин Я. X. Прикладная теория движения автопо!зда. Монография : Изд-во «Транспорт». 1967. с. 252 156 URL: http://ir.nmu.org.ua/handle/GenofondUA/38759.

11. Moshenzhal, Andrey. (2017). PERFECTION OF DESIGNING PAVEMENT WITH CONSTRUCTION LAYERS FROM GRANULAR SOILS, REINFORCED BY GEOSYNTHETIC MATERIALS. 10.13140/RG.2.2.32049.61281.

https://www.researchgate.net/publication/341370572_PERFECTION_OF_DESIGNING_PAVEMENT_WI

TH_CONSTRUCTION_LAYERS_FROM_GRANULAR_SOILS_REINFORCED_BY_GEOSYNTHETI

C_MATERIALS

12. Левшвська Л.В., Горбунович 1.В., Елаллак Д.М. Аналiз факторiв впливу на утворення трiщин в асфальтобетонних дорожнiх покриттях. «Вчеш записки Тавршського нацiонального унiверситету iменi В.1. Вернадського. Серiя: Технiчнi науки» Том 30 (69) Ч.2 № 6, 2019. С. 189 - 194. https://www.researchgate.net/publication/376606177_IMPROVING_THE_PERFORMANCE_CHARACT ERISTICS_OF_ASPHALT_CONCRETE_BY_REINFORCING_ASPHALT_CONCRETE_MIXTURES_ SYNTHETIC_FIBERS.

13. Кшв у п'ятницю застиг у заторах. Рух ускладнений на вах мостах. Кшв, 27 серпня 2021. https://ukranews.com/ua/news/797494-kyyiv-u-p-yatnytsyu-zastyg-u-zatorah-ruh-uskladnenyj-na-vsih-mostah.

14. Баран С.А. Удосконалення проектування дорожнього покриття пiдвищеноi довговiчностi iз щебенево-мастикового асфальтобетону: дис. канд. техн. наук : 05.22.11 / НТУ. К., 2020. 220 с. http://diser.ntu.edu.ua/Baran_dis.pdf.

15. Бесараб О. М. Щдвищення трщиностшкосл асфальтобетонних шарiв з врахуванням часу ди навантаження: дис. канд. техн. наук : 05.22.11. Кшв, 2003. 142 с. http://diser.ntu.edu.ua/Gustieliev_DIS.pdf.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.