РАСЧЕТ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2016. № 5(56). Т. II

УДК 625.7

А.А. Сартаков

РАСЧЕТ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

Рассмотрены современные модели расчета асфальтобетонных покрытий по критериям хрупкого разрушения и пластического деформирования. Предложено интегральное уравнение позволяющее вычислять необратимые деформации покрытий, накапливаемые при воздействии многократно прикладываемой нагрузки.

Ключевые слова: дорожная конструкция, покрытие, деформация, нагрузка.

Необходимость разработки современных методов расчета дорожных покрытий из асфальтобетона диктуется дефектами, появляющимися на них в процессе эксплуатации. Дефекты асфальтобетонного покрытия обуславливаются механизмами хрупкого или пластического разрушения. Для совершенствования расчета покрытия по критерию сопротивления усталостному разрушению от растяжения при изгибе разрабатывают критерии, учитывающие эффект накапливания повреждений от транспортной нагрузки [1, 2]. Наряду с дефектами в виде разрушений на покрытиях появляются неровности, например, колея с боковым выпором, который ы явном виде свидетельствует о возникновении деформации пластического сдвига асфальтобетона в теплый период года. Автор работы[3] предложил выполнять проверку достаточности толщины асфальтобетонного покрытия по условия сопротивления сдвигу. Для этого в работе [3] в качестве условия пластичности применяются уравнения предельного состояния, созданные для грунтов [4-12]. Касательные напряжения, определяемые по любому из этих условий, имеют более высокие значения по сравнению с напряжениями, вычисленными по оригинальному условию Кулона-Мора. Это является достоинством новых критериев, и особых претензий к ним нет, за исключением одного, они для грунтов. Поэтому их применение для асфальтобетонов необходимо подтверждать экспериментами. Автор работы [3] модифицировал один из грунтовых критериев, введя в него поврежденность Ю.Н. Ра-ботнова, что частично снимает наше замечание. При этом в работе [3] для расчета главных напряжений предлагается использовать модели, разработанные для дискретных материалов и грунтов [13-15]. Частично с доводами автора работы [3] можно согласиться. Это связано с тем, что при повышении температуры асфальтобетон теряет способность работать на и изгиб, а приобретя определенную достаточно высокую температуру этот материал переходит в пластичное состояние, и подобно дискретным материалам, испытывает трехосное сжатие. Тем не менее, применимость моделей [13-15] необходимо подтверждать экспериментально.

Поэтому автор считает, что более рационально рассчитывать асфальтобетонные покрытия по критерию остаточных деформаций [16 - 18]. Для этого предлагается интегрировать выражение пластической деформации по толщине слоя.

Интегральное уравнение имеет вид:

где р - давление на покрытие, МПа; Кдин - динамический коэффициент; цаб- коэффициент Пуассона; N - суммарное число расчетных нагрузок; Епаб - модуль пластичности, МПа; а - коэффициент концентрации (для асфальтобетонного покрытия а=1); к - толщина слоя, м; Ев и Еосн - соответственно модуль упругости материала слоя (асфальтобетона) и модуль упругости подстилающего основания, МПа; Б - диаметр круга, равновеликого следу колеса (диаметр расчетного отпечатка шины), м.

Применение формулы (1) позволит прогнозировать пластические смещения поверхности асфальтобетонного покрытия, а это значит, что можно заблаговременно вычислять межремонтные сроки и своевременно выполнять ремонт покрытий.

© Сартаков А.А., 2016.

(1)

Вестник магистратуры. 2016. № 5(56). Т. II

ISSN 2223-4047

Библиографический список:

¡.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.

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

3. Чусов В.В. Применение теории накапливания повреждений в условиях пластичности асфальтобетона для расчета дорожных покрытий по сопротивлению сдвигу // Молодой ученый. - 2016. - № 6 (110). - С. 221-227.

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

5.Калинин А.Л. Применение модифицированных условий пластичности для расчета безопасных давлений на грунты земляного полотна. // Инженерно--строительный журнал - 2013. № 4 (39). - С. 35 - 45.

6.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.

7.Калинин А.Л. Совершенствование расчета касательных напряжений в дорожных конструкциях. Часть 1. Модификация критерия Писаренко-Лебедева и его применение при расчете касательных напряжений // Молодой ученый. - 2016. - № 6 (110). - С. 108 - 114.

8.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.

9.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.

Ю.Александров А.С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Ч. 1. Состояние вопроса. - Омск: СибАДИ, 2015. - 292 с.

П.Александров А.С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Ч. 2. Предложения. - Омск: СибАДИ, 2015. - 262 с.

12.Калинин А.Л. Применение условий пластичности для расчета безопасных давлений // В сб. Фундаментальные и прикладные науки - Основа современной инновационной системы. - 2015. - С. 384 - 393.

13. 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.

14. Александрова Н.П. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в грунте земляного полотна // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы 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 // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». - Омск, СибАДИ, 2013. - С. 217 - 228.

16.Кузин Н.В. Расчет упругих, упруговязких и упруговязкопластических деформаций асфальтобетонных покрытий и оснований при воздействии транспортных нагрузок / Н.В Кузин, А.С. Александров // Вестник ТГАСУ. -2007. - №4. - С. 155 - 164.

17.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.

18. 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.

САРТАКОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ - студент кафедры «Строительство и эксплуатация дорог», Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, Россия.