CC BY
175
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/
Том 9, №1 (2017) http://naukovedenie.ru/vol9-1.php
URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/32TVN117.pdf
Статья опубликована 08.03.2017
Ссылка для цитирования этой статьи:
Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Ильченко Е.Д., Михалдыкин Е.С. Систематизация и анализ нормативно технической документации по применению полимерных композиционных материалов в транспортном строительстве. Часть 1 // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №1 (2017) http://naukovedenie.ru/PDF/32TVN117.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
УДК 624.042
Овчинников Илья Игоревич
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.», Россия, Саратов1 ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»
Филиал в г. Сочи, Россия, Сочи Кандидат технических наук, доцент E-mail: [email protected]
Овчинников Игорь Георгиевич
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», Россия, Пенза ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.», Россия, Саратов ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Россия, Пермь
Доктор технических наук, профессор E-mail: [email protected]
Ильченко Екатерина Дмитриевна
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.», Россия, Саратов
Аспирант E-mail: [email protected]
Михалдыкин Евгений Сергеевич
«НИИграфит» предприятие Госкорпорации «Росатом», Россия, Москва
Отдел строительных проектов Главный инженер по строительству E-mail: [email protected]
Систематизация и анализ нормативно технической документации по применению полимерных композиционных материалов в транспортном строительстве. Часть 1
Аннотация. Отмечается, что и за рубежом и, тем более в нашей стране, отсутствует обоснованная регламентация применения полимерных композиционных материалов, для чего требуется проведение широкого спектра экспериментальных и теоретических исследований, разработка и внедрение пилотных проектов с тем, чтобы более обоснованно рекомендовать более широкое применение полимерных композиционных материалов в сфере транспортного строительства.
1 410054, Саратов, Политехническая 77
Специалисты отрасли транспортного строительства не всегда знакомы с характеристиками полимерных композиционных материалов, с систематизированным опытом применения этих материалов для создания объектов транспортной инфраструктуры, к настоящему времени пока еще не имеется полного спектра нормативных и методических документов, в которых бы были сформулированы требования к проектированию, строительству и эксплуатации сооружений с применением полимерных композиционных материалов, а те нормативно-технические документы, которые разработаны к настоящему времени, применяются при создании новых объектов транспортной инфраструктуры пока еще в ограниченном объеме.
В первой части статьи рассмотрены руководящие и методические документы по применению полимерных композиционных материалов при проектировании целых мостовых сооружений и их элементов, по испытанию полимерных композиционных материалов, а также документы различных стран по применению арматуры из полимерных композиционных материалов в сфере строительства и российские руководящие документы по применению геосинтетических материалов в отрасли транспортного строительства.
Отмечено, что многие российские документы являются кальками зарубежных нормативных и методических документов и опираются на весьма слабую экспериментальную базу.
На одном из примеров показано, что некоторые исследователи при обработке экспериментальных данных опираются на весьма некорректные подходы, и используют формулы, область применения которых не соответствует области аппроксимируемых экспериментальных данных.
Ключевые слова: полимерные композиционные материалы; неметаллическая арматура; армополимербетон; нормативные документы; конструкции из полимерных композиционных материалов; проблемы применения композитов
Введение
Как известно, 10.12.2014 года была принята Программа Федерального дорожного агентства по внедрению композиционных материалов (композитов), конструкций и изделий из них на 2015-2020 гг. [1].
В этой программе отмечается, что полимерные композиционные материалы, изделия и конструкции из них широко применяются в развитых странах мира в сфере транспортного строительства. К преимуществам этих материалов относятся высокая удельная прочность, достаточная жесткость, хорошая сопротивляемость действию агрессивных эксплуатационных сред, достаточная долговечность, способность принимать заданную форму при изготовлении, а также возможность получения заранее заданного набора требуемых характеристик.
Полимерные композиционные материалы применяются при создании довольно широкого спектра различных изделий, конструкций и материалов, пригодных для создания объектов транспортной инфраструктуры. В Программе перечислено 41 вид изделий, конструкций и материалов, при изготовлении которых применяются полимерные композиционные материалы. В то же время справедливо отмечается, что и за рубежом и, тем более в нашей стране, отсутствует обоснованная регламентация применения полимерных композиционных материалов, для чего требуется проведение широкого спектра экспериментальных и теоретических исследований, разработка и внедрение пилотных проектов с тем, чтобы более обоснованно рекомендовать более широкое применение полимерных композиционных материалов в сфере транспортного строительства.
Также в Программе справедливо указывается, что специалисты отрасли транспортного строительства не всегда знакомы с характеристиками полимерных композиционных материалов, с систематизированным опытом применения этих материалов для создания объектов транспортной инфраструктуры, к настоящему времени пока еще не имеется полного спектра нормативных и методических документов, в которых бы были сформулированы требования к проектированию, строительству и эксплуатации сооружений с применением полимерных композиционных материалов, а те нормативно-технические документы, которые разработаны к настоящему времени, применяются при создании новых объектов транспортной инфраструктуры пока еще в ограниченном объеме.
В связи со сказанным авторы настоящей статьи предприняли попытку провести систематизацию и хотя бы краткий анализ доступной авторам основной зарубежной и отечественной нормативно-технической документации по применению полимерных композиционных материалов в сфере транспортного строительства.
При этом нормативно-технические документы систематизируются по четырем направлениям, в соответствии с рассмотренными в [2] четырьмя направлениями использования полимерных композиционных материалов в транспортном строительстве:
1) изготовление целых мостовых сооружений или их элементов (пролетных строений, плит проезжей части, тротуарных настилов, и т.д.) из полимерных композиционных материалов [3-7].
2) применение неметаллической композитной арматуры для армирования бетонных конструкций и конструкций из других материалов [8-26].
3) применение полимерных композиционных материалов для усиления существующих металлических и железобетонных мостовых сооружений [27-30].
4) применение полимерных композиционных материалов в малонагруженных изделиях и конструкциях (перильные ограждения, водоотводные лотки, мачты освещения и т.д.) [31, 32].
Для иллюстрации некоторые из рассматриваемых ниже документов сопровождаются сканами титульных листов, что позволит облегчить их поиск.
1. Нормативные документы по применению полимерных композиционных материалов при проектировании целых мостовых сооружений и их элементов, а также по испытанию полимерных композиционных материалов
1.1
1.2
1.1. Aanbeveling 96. Vezelversterk tekunststoffenin civieledraag constructies» CivieltechnischCentrumUitvoeringResearchenRegelgeving-CUR) (Рекомендации 96).
Применение пластмасс, армированных волокном в несущих конструкциях зданий и сооружений. Разработаны Центром исследований и нормирования в гражданском строительстве. Нидерланды.
1.2. Pre-Standard for load & resistance factor design (LRFD) of pultruded fiber reinforced polymer (FRP) structures (предстандарт разработан Американской ассоциацией производителей композитов (ACMA) и рассмотрен Американским обществом гражданских инженеров (ASCE). Он устанавливает основные принципы и требования проектирования и расчета пултрузионных профилей по методу LRFD).
1.3. ASTM D7258-14 «Standard Specification for Polymeric Piles» (стандарт, регламентирующий базовые требования к круглым полимерным сваям).
1.4. ГОСТ 25.601-80. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах. - М., 1981. - 8 с.
1.5. Временные Технические Условия на проектирование и технологию изготовления пешеходных мостов из композитных материалов. 2001 г. МПС России.
1.6. ТУ 5772-001-11567537-2007 «Конструкции пешеходных мостов композиционных материалов».
из
1.7. СТО 39790001.03-2007 «Дороги автомобильные общего пользования. Пешеходные мосты и путепроводы. Конструкции дорожно-строительные из композиционных материалов. Технические требования». Разработан НПП «АпАТэК». Согласован 9.01.2008 №01-29/21.
1.8
1.9
1.8. СТО 00204961-004-2012. Пешеходные мосты и путепроводы из полимерных композитов. Технические условия. М. 2012. 20 с.
Этот стандарт распространяется на несущие конструкции и другие конструктивные элементы пешеходных мостов и путепроводов (временных и постоянных) из полимерных композитов, изготавливаемые по технологии вакуумной инфузии. В нем устанавливаются технические требования, предъявляемые к конструктивным элементам пешеходных мостов и путепроводов из полимерных композитов, требования к полимерным композитам, требования к методам контроля при определении показателей и характеристик конструктивных элементов и полимерных композитов, а также общие требования к расчетам конструктивных элементов и полимерных композитов при проектировании пешеходных мостов и путепроводов.
1.9. СТО НОСТРОЙ 2.25.112-2013. Стандарт организации СРО НП «МОД «СОЮЗДОРСТРОИ». Мостовые сооружения. Строительство деревянных и композитных мостов. Часть 2. Сооружение пешеходных мостов из полимерных композитных материалов. М. 2013. 56 с. (СТО 60452903 СОЮЗДОРСТРОЙ 2.1.2.3.3.03 - 2013).
Стандарт распространяется на строительство пешеходных мостов из полимерных композитных материалов. Устанавливает правила производства работ по сооружению мостов с конструктивными элементами (преимущественно из пултрузионных профилей), изготовленных из полимерных композитных материалов, и контроль их выполнения. Учтены современные достижения науки и техники, накопленные за последние годы, практические знания новых строительных материалов и изделий.
Методика проектирования и расчета строительных конструкций на основе сортамента из композиционных строительных материалов (первая редакция). СГУПС. Новосибирск. 2013.
1.10. СТО НОСТРОИ 2.25.100-2013 «Устройство, реконструкция и капитальный ремонт водопропускных труб. Часть 2. Трубы из композиционных материалов.
Устройство и реконструкция».
Стандарт распространяется на устройство и реконструкцию водопропускных труб из композиционных материалов открытым способом на автомобильных дорогах. Изложены правила выполнения и контроля работ, а также основные требования к используемым материалам. Учтен накопленный отечественный и зарубежный опыт строительства и реконструкции водопропускных композитных труб для автомобильных дорог. В стандарте детализируются новые технологии, позволяющие быстро и надежно монтировать трубы открытым способом и раскрываются особенности современного оборудования для монтажа композитных труб.
1.10
2. Руководящие и методические документы различных стран по применению арматуры из полимерных композиционных материалов в сфере строительства
Япония
Отметим один из первых зарубежных документов по применению полимерной композитной арматуры:
EHLÖfm j Jt IL
F "li + i »I
2.1 2.2
2.1. Japan Society of Civil Engineers (JSCE) 1997 "Recommendation for Design and Construction of Concrete Structures Using Continuous Fiber Reinforced Materials". Concrete Engineering Series 23, ed. by A. Machida, Research Committee on Continuous Fiber Reinforcing Materials, Tokyo, Japan, 325 p. Разработчик Japan Society of Civil Engineers (JSCE);
(Рекомендации по проектированию и конструированию бетонных сооружений, армированных композитными материалами).
2.2. Seismic Retrofitting Design and Construction Guidelines for Existing Reinforced (RC) Buildings with RRP Materials, 1999. Разработчик Japan Building Disaster Prevention Association; (Руководство по проектированию и конструированию существующих железобетонных зданий с использованием полимерных композиционных материалов с целью обеспечения сейсмической безопасности).
Страны западной Европы
2.4
2.5
2.3. Report # STF 22 A 98741 "Eurocrete Modifications to NS3473 When Using FRP Reinforcement", Norway (1998).
2.4. CNR-DT 203/2006 - «Guide for the Design and Construction of Concrete Structures Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars» Разработчик Italian National Research Council (2006); (Руководство по проектированию и конструированию бетонных конструкций, армированных полимерной композитной арматурой).
2.5. Fibre reinforced polymer reinforcement in concrete structures. Technical report prepared by a working party of Task Group 9.3. Bulletin 40. Fib - International Federation for Structural concrete. 2007. 151 p. (Армирование бетонных конструкций полимерной композитной арматурой).
Египет
2.6. CODE NO. ECP 208-2005 Egyptian code of practice for the use of fiber reinforced polymer (FRP) in the construction fields Egyptian standing code committee for the use of fiber reinforced polymer (FRP) in the construction fields, 2005.
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №1 (январь - февраль 2017)
http://naukovedenie.ru [email protected]
Канада
2.7 2.8
2.7. CAN/CSA-S6-06 - Canadian Highway Bridge Design Code (CHBDC), Toronto, 1996 (разработчик Canadian Standards Association (CSA)) (Канадский кодекс по проектированию автодорожных мостов и шоссе).
2.8. Reinforcing Concrete Structures with Fibre Reinforced Polymers (FRPs), ISIS Canada Corporation, Winnipeg, Canada, 2001.
S#(>64>2
Dr\iX'l it ml Coit.tlnttllan u f HulUUng Cnmpimrtus 1ИА
Hbrc-Rdiifuriiil J'tiJrincrv
iWrYJ^JrjTjr^ ¡(HIT)
2.9 2.10
2.9. CAN/CSA-S806-02, Design and Construction of Building Components with Fiber-Reinforced Polymers, Toronto. 2002. (разработчик - Canadian Standards Association) (Проектирование и разработка элементов строительных конструкций, армированных полимерной композитной арматурой).
2.10. CAN/CSA-S806-10, "Design and Construction of Building Components with Fibre-Reinforced Polymers".
2.11. CAN/CSA-S807-10 «Specification for fiber-reinforced polymers» The Canadian Network of Centers of Excellence on Intelligent Sensing for Innovative Structures.
2.12. Design Manual No. 3, "Reinforcing Concrete Structures with Fiber Reinforced Polymers"; September 2007. 151 p.
2.13. Design Manual No. 4, "FRP Rehabilitation of Reinforced Concrete Structures".
2.14. Design Manual No. 5, Structures with FRPs".
'Prestressing Concrete
2.15. Design Guide, "Specifications for FRP Product Certification".
2.12
США
2.16 2.19
2.16. ACI 440.2R-02. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. Разработчик American Concrete Institute; 45 p. (Руководство по проектированию и конструированию систем внешнего армирования из полимерной композитной арматуры для усиления бетонных конструкций).
2.17. ACI 440.1R-03, Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with
FRP Bars, American Concrete Institute, 2003.
2.18. ACI 440.3R-04 (2004) «Guide Test Methods for Fiber Reinforced Polymers (FRP) for Reinforcing and Strengthening Concrete Structures». Разработчик American Concrete Institute; (Руководство по методам испытания полимерной композитной арматуры для армирования и усиления бетонных конструкций).
2.19. ACI 440.4R-04 « Prestressing Concrete Structures with FRP Tendons (Reapproved 2011)», ACI Committee 440, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., (2004), 35 p.
2.20 2.21
2.20. ACI 440.1R-06 "Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars" ACI Committee 440, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., (2006), 44 p. Руководство по проектированию и конструированию бетона, армированного базальтопластиковой и стеклопластиковой арматурой.
2.21. Concrete Reinforced with FRP Bars. Farmington Hills, Mich, USA. - 2006. - 44 pp. (разработчик American Concrete Institute) (Руководство по проектированию и конструированию бетона, армированного полимерной композитной арматурой).
ACI 440R-07 "Report on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcement for Concrete Structures" ACI Committee 440, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., (2007), 100 p.
2.22. 449.2R-08 - Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures; разработчик American Concrete Institute; (Руководство по проектированию и конструированию наружного армирования бетонных конструкций с использованием композитной арматуры).
2.23. 440/3R-08 - Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures; разработчик American Concrete Institute; (Руководство по проектированию и конструированию систем внешнего армирования из полимерной композитной арматуры для усиления бетонных конструкций).
2.24 2.25
2.24. ACI 440.5-08 "Specification for Construction with Fiber-Reinforced Polymer Reinforcing Bars" ACI Committee 440, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., (2008), 5 p.
2.25. ACI 440.6-08 "Specification for Carbon and Glass Fiber-Reinforced Polymer Bar Materials for Concrete Reinforcement" ACI Committee 440, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., (2008), 6 p.
2.26. LRFD "Bridge Design Guide Specifications for GFRP-Reinforced Concrete Bridge Decks and Traffic Railings" American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C., (2009), 68 p.
2.27. ACI 440.7R-10 "Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Unreinforced Masonry Structures" ACI Committee 440, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., (2010), 46 p.
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №1 (январь - февраль 2017)
http://naukovedenie.ru [email protected]
2.28. ACI 440.1R (2015) «Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars».
2.29. ASTM D7290-06 «Standard Practice for Evaluating Material Property Characteristic Values for Polymeric Composites for Civil Engineering Structural Applications»
(устанавливает основные требования к полимерным композитам).
Страны Восточной Европы Беларусь
2.30. СТБ 1103-98. Арматура стеклопластиковая. Технические условия.
Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск. 1998.
Украина
2.31. Национальний стандарт Украши. ДСТУ-НБ В.2.6-185:2012. Настанова з проектування та визготовления бетонних конструкцш з неметаллевою композитною арматурою на основi базальтового i скло ровшга. Мшютерство репонального розвитку, буд1вництва та житлово-коммунального господарства Украши. Кшв. 2012.
Указания по проектированию и изготовлению бетонных конструкций с неметаллической композитной арматурой на основе базальто- и стеклоровинга.
Россия
2.32 2.33
2.32. Р - 16 - 78. Рекомендации по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой. НИИЖБ. М. 1978. 17 с.
2.33. ТР 013-1-04 (2004) Технические рекомендации по применению неметаллической композитной арматуры периодического профиля в бетонных конструкциях.
2.34. Технические рекомендации по применению неметаллической композитной арматуры периодического профиля в бетонных конструкциях. М. Министерство регионального развития. ОАО «НИЦ «Строительство», НИИЖБ имени А.А. Гвоздева. 2012. 7 с.
2.35. ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия.
Содержит: определение номинального диаметра; предел прочности, модуль упругости и относительное удлинение при осевом растяжении; предел прочности на сжатие; предел прочности на поперечный срез; предел прочности сцепления с бетоном; устойчивость к щелочам (схема А и схема Б); предельная температура эксплуатации.
Необходимо добавить композитную арматуру условно-гладкого профиля, убрать арамиды как класс армирующего волокна для композитной арматуры из-за отрицательного коэффициента температурного расширения, исключить комбинированную арматуру из-за различия в значениях модулей упругости, ввести изогнутые элементы композитной арматуры и рассмотреть методы определения их механических характеристик.
Определение модуля упругости следует выполнять с помощью приспособлений, установленных непосредственно в зоне растяжения. Метод изгибаемого элемента при определении предельной температуры эксплуатации композитной арматуры следует заменить на метод осевого выдергивания из нагреваемого бетонного цилиндра или куба. Необходимо включить в ГОСТ методы испытаний на ползучесть и усталость, в том числе в условиях воздействия агрессивных эксплуатационных сред (предложения Д.А. Орешкина).
2.36. ГОСТ 32486-2013 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения структурных и термомеханических характеристик». М. НИИЖБ. 2013.
В этом ГОСТе рассматриваются: определение содержания волокна методом сжигания; метод определения предельной температуры эксплуатации осевым выдергиванием из бетона; определение предельной температуры эксплуатации термомеханическим методом; определение коэффициента линейного теплового расширения и температуры структурного стеклования термодилатометрическим методом; метод определения продольной пористости.
2.37
2.38
2.37. ГОСТ 32492-2013 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения физико-механических характеристик.
В ГОСТе рассматриваются: метод определения номинального диаметра; метод испытания на осевое растяжение; метод испытания на сжатие; метод испытания на поперечный срез; метод определения предела прочности сцепления с бетоном.
Этот ГОСТ является неполной копией ГОСТ 31938-2012 с новыми ошибками. Непонятен смысл его введения.
2.38. ГОСТ 32486-2013 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения характеристик долговечности.
Содержит: содержание волокна и минерального наполнителя (схема А и схема Б); предельная температура эксплуатации (схема А и схема Б); коэффициент линейного теплового расширения и температура стеклования; капиллярная пористость.
2.39
2.40
2.39. ГОСТ 32487-2013 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения характеристик стойкости к агрессивным средам.
В ГОСТе рассматриваются: метод ускоренного определения устойчивости к воздействию щелочной среды; метод определения длительной прочности при воздействии агрессивных сред.
В этом ГОСТе рассмотрена только щелочестойкость, но не рассмотрена кислотостойкость во всех стандартных вариантах, нет модели морской воды и не рассмотрена солестойкость. Нет определения характеристик морозостойкости и стойкости к действию нефтепродуктов.
2.40. СТО НОСТРОЙ 2.6.90-2013 «Применение в строительных бетонных и геотехнических конструкциях неметаллической композитной арматуры». НИЦ «Тоннели и метрополитены». Москва 2014. 125 с.
Стандарт распространяется на неметаллическую композитную арматуру периодического профиля сплошного и трубчатого поперечного сечения из стеклянных или базальтовых волокнистых материалов (АНК) и устанавливает требования к производству и
основным характеристикам АНК, правила применения АНК в бетонных, каменных и геотехнических конструкциях при строительстве транспортных сооружений. Стандарт предназначен для использования при проектировании и сооружении сборных и монолитных бетонных, а также геотехнических конструкций с применением АНК, которое в каждом конкретном случае должно быть технически и экономически обосновано с учетом заявленных производителем предельного значения температуры эксплуатации и долговечности. Технические преимущества применения АНК обусловлены высокими прочностными свойствами, низкой теплопроводностью и химической стойкостью к известным агрессивным средам - хлористые соли, газовая среда повышенной концентрации, морская вода, противоледные реагенты и т.д. АНК может применяться в конструкциях, предназначенных для эксплуатации как в обычных (неагрессивных) условиях, так и в условиях воздействия агрессивных сред, вызывающих коррозию стальной арматуры (хлориды, кислые среды, агрессивные газы повышенной концентрации и т.п.). Допускается применение АНК в транспортном строительстве в конструкциях подвергающихся интенсивному воздействию противогололедных реагентов.
2.41. Ведется разработка свода правил СП «Конструкции из бетона с композитной неметаллической арматурой. Правила проектирования» 1-редакция. НИИЖБ им. А.А. Гвоздева. М. 2013. 93 с.
Настоящие нормы распространяется на проектирование конструкций из бетона зданий и сооружений различного назначения, армированных неметаллической композитной арматурой на основе углеродных, арамидных, базальтовых или стеклянных волокон. Свод правил устанавливает требования к проектированию конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и напрягающего бетонов, и эксплуатируемых в климатических условиях России при статическом действии нагрузки. Содержание этого СП:
1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Термины и определения
4. Общие положения
5. Материалы
5.1. Нормативные и расчетные характеристики бетона и стальной арматуры
5.2. Нормативные и расчетные характеристики композитной полимерной арматуры
6. Конструкции без предварительного напряжения композитной полимерной
арматуры
6.1. Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы
6.2. Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы
7. Конструкции с предварительно напряженной композитной полимерной
арматурой
7.1. Предварительные напряжения арматуры
7.2. Расчет предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям первой группы
7.3. Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы
8. Конструктивные требования
Нормативные документы по применению геосинтетических материалов
в транспортном строительстве
Так как геосинтетические материалы применяются для армирования грунтов в основании, насыпей дорог и подходов к мостовым сооружениям, дорожных одежд, то имеет смысл кратко рассмотреть и нормативные документы по применению этих материалов в дорожном строительстве, причем ограничимся рассмотрением только российских нормативных документов [33, 34]. Сначала приведем отраслевые дорожные методики:
2.42. ОДМ «Методические рекомендации по применению технологии армирования асфальтобетонных покрытий рулонными базальтоволокнистыми материалами при
строительстве и ремонте автомобильных дорог» (распоряжение Росавтодора от 11.09.2001 № ОС-333-р).
2.43. ОДМ «Рекомендации по применению геосинтетических материалов при
строительстве и ремонте автомобильных дорог» (от 01.08.2003 № ИС-666-р), внесены изменения - ОДМ 218.5.003-2010.
2.44. ОДМ 218.5.002-2008 «Методические рекомендации по применению полимерных геосеток (георешеток) для усиления слоев дорожной одежды из зернистых материалов».
2.45. ОДМ 218.5.001-09 «Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешеток для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог».
2.46. ОДМ «218.5.005-2010 «Классификация, термины определения геосинтетических материалов применительно к дорожному хозяйству» (основаны на ISO 10318 «Geosynthetics-Termsanddefinitions».
В [33] отмечается, что еще не более 5 лет тому назад практически отсутствовали стандарты на геосинтетические материалы и методики их испытаний и основным документом была.
2.47. ОДМ 218.5.006-2010 «Рекомендации по методикам испытаний геосинтетических материалов в зависимости от области их применения в дорожной отрасли».
К настоящему времени существует довольно широкий спектр нормативных и методических документов, часть из которых рассмотрена в упоминавшихся статьях [33,34]. Приведем ссылки на некоторые из них:
2.48. ГОСТ Р 55030-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения прочности при растяжении; (этот ГОСТ гармонизирован с ISO 10319:2008 «Геотекстиль. Испытания на растяжение с применением широкой ленты»).
2.49. ГОСТ Р 55031-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к ультрафиолетовому излучению; (этот ГОСТ гармонизирован с EN 122224 «Геотекстиль и изделия из геотекстиля. Определение стойкости к старению»).
2.50. ГОСТ Р 55032-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к многократному замораживанию и оттаиванию; (за рубежом нет аналогов этому ГОСТу).
2.51. ГОСТ Р 55033-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения гибкости при отрицательных температурах.
2.52. ГОСТ Р 55034-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для армирования асфальтобетонных слоев дорожной одежды. Метод определения теплостойкости.
2.53. ГОСТ Р 55035-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения устойчивости к агрессивным средам; (этот ГОСТ гармонизирован с EN 14030:2003 «Геотекстиль и изделия из геотекстиля. Метод испытаний для определения стойкости к кислотным и щелочным средам»).
2.54. ГОСТ Р 56335-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения прочности при статическом продавливании;(этот ГОСТ гармонизирован с ISO 12236:2006 «Geosynthetics -Staticpuncturetest (GBR-test).
2.55. ГОСТ Р 56336-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические. Метод определения стойкости к циклическим нагрузкам.
2.56. ГОСТ Р 56337-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические. Метод определения прочности при динамическом продавливании
(испытание падающим конусом).
2.57. ГОСТ Р 56339-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения ползучести при растяжении и разрыва при ползучести. (ГОСТ гармонизирован с EN 13431:1999 «Geotextiles and geotextile-related products - Determination of tensile creep and creep rupture behavior»).
2.58. ГОСТ Р 55029-2012 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для армирования асфальтобетонных слоев дорожной одежды. Технические требования; (ГОСТ гармонизирован с EN 15381:2008 «Geotextiles and geotextile-related products - Characteristics required for use in pavement sand asphalt over lays»).
2.59. ОДМ 218.2.046-2014 «Рекомендации по выбору и контролю качества геосинтетических материалов, применяемых в дорожном строительстве».
2.60. ОДМ «Методика оценки долговечности геосинтетических материалов,
используемых в дорожном строительстве».
2.61. ГОСТ Р 56338-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для армирования нижних слоев основания дорожной одежды. Технические требования; (этот ГОСТ учитывает основные положения EN 13249-2005 «Geotextiles and geotextile-related products - Required characteristics for use in the construction of roads and other trafficked areas»).
2.62. ГОСТ 32804-2014 Материалы геосинтетические для фундаментов, опор и земляных работ. Общие технические требования.
2.63. ГОСТ 33067-2014 Материалы геосинтетические для туннелей и подземных сооружений. Общие технические требования.
2.64. ОДМ 218.2.047-2014 «Методика оценки долговечности геосинтетических материалов, используемых в дорожном строительстве (воздействие факторов, ухудшающих характеристики ГМ во время эксплуатации).
Мы не будем здесь анализировать достоинства и недостатки документов, названия которых приведены выше, а сошлемся на статьи [33-37], в которых этот анализ проведен в достаточной корректной манере.
Отметим только, что в статье [37] указывается, что «...при столь достаточном количестве нормативных документов по применению геосинтетических материалов в дорожном строительстве, разработанных за последнее десятилетие, наблюдается их несоответствие друг другу, а иной раз и техническое противоречие, в связи с чем актуальной становится задача не только приведения документов в соответствие в части терминологии, но и научного обоснования в вопросах применения того или иного геосинтетического материала в дорожном строительстве». Добавим также, что в [34] справедливо отмечено, что настала пора разработки методик расчета конструкций с применением геосинтетических материалов, опирающихся на установленные требования.
Однако, как показал анализ ряда публикаций, нередко при оценке эффективности применения геосинтетических материалов для армирования дорожных одеж и расчетного анализа прочности модельных конструкций дорожных одежд, армированных геосинтетическими материалами используются некорректные формулы, не учитывающие особенности работы многослойных дорожных конструкций.
Например, в статье [38] описывается проведение испытаний трехслойной дорожной одежды, нижний слой которой выполнен из пористого крупнозернистого асфальтобетона I марки толщиной 50 мм, верхний слой - из горячей плотной мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа Б I толщиной 50 мм, между этими слоями располагалась армирующая полиэфирная или стеклосетка. Для испытания изготавливались образцы размерами 400*100*100 мм. Детали технологии изготовления образцов и проведения их испытаний по схеме трехточечного изгиба изложены в [38]. Предел прочности испытываемого образца на растяжение при изгибе определялся «согласно ГОСТ 12801-98» по формуле:
в которой: Р - приложенная нагрузка (н), 1 - расстояние между опорами (см), Ь - ширина образца (см), И - высота образца (см), 10-2 - коэффициент пересчета в МПа.
К сожалению, «дорожники» нередко приводят формулы в различных руководствах, а затем и используют эти формулы без анализа областей их применимости, что и произошло в рассматриваемом случае.
Покажем, откуда взялась формула (1). В случае трехточечного изгиба (рис. 1) имеем треугольную эпюру изгибающих моментов (рис. 2) с максимальным значением момента в середине балки
Яизг = (3Р1/2ЬИ2) 10-2,
(1)
М
шах
Р1/4.
(2)
Рисунок 1. Испытание трехслойного образца по схеме трехточечного изгиба [38]
Рисунок 2. Эпюра изгибающих моментов при испытании по схеме трехточечного изгиба
(составлен авторами)
Максимальное напряжение в наиболее удаленном волокне балки прямоугольного сечения (шириной b и высотой h), изготовленной из однородного линейно упругого одинаково работающего на растяжение и сжатие материала при условии справедливости гипотезы плоских сечений определится по известной даже еще из курса сопротивления материалов «зеркальной» формуле:
Omax = М/W. (3)
где: М - изгибающий момент в сечении, W - момент сопротивления сечения, равный в нашем случае
W = bh2/6. (4)
Подставляя в (3) выражение для изгибающего момента (2) и момента сопротивления (4) получим выражение для максимального напряжения:
Omax = (Pl/4)/( bh2/6) = 3Pl/2bh2 (5)
которое с точностью до коэффициента пересчета в Мпа 10-2 совпадает с выражением (1), да по сути дела им и является.
А теперь вспомним, какие гипотезы были использованы при выводе этой формулы. Во-первых, гипотеза плоских сечений, предполагающая линейный закон распределения деформаций по высоте сечения. Это часто используемая гипотеза при расчете изгибаемых элементов и она справедлива при отсутствии больших сдвиговых деформаций. Она предполагает соблюдение принципа Сен-Венана, который гласит, что способ приложения и распределения сил к призме безразличен для эффектов, вызванных на остальной длине, если рассматриваемое сечение удалено от зон приложения сил на расстояние равное или превышающее геометрические размеры сечения (опять же для однородных материалов). Однако высота сечения 100 мм при расстоянии между зонами приложения внешних сил 150 мм исключает существование такого сечения и, как следствие, говорит о несоблюдении принципа Сен-Венана и недопустимости применения гипотезы плоских сечений как допущения без соответствующего обоснования.
Рассмотрим теперь гипотезы о свойствах материала изгибаемого образца (балки). Формула (5) выведена в предположении, что материал балки однороден, то есть его свойства одинаковы по всему сечению. В рассматриваемом случае балка состоит из двух слоев разного асфальтобетона с различными свойствами, что говорит о возможном отклонении положения нейтральной оси в сечении от его геометрического центра. Кроме того, между слоями асфальтобетона проложен армирующий материал, влияние которого в формуле (5) или (1) никак не отражено. А ведь исследование было затеяно именно с целью анализа влияния этого материала!
Далее, при выводе формулы (3) предполагалось, что материал всего сечения балки работает линейно упруго, то есть для него справедлив закон Гука. Понятно, что асфальтобетон является материалом с нелинейной диаграммой деформирования, причем он неодинаково работает на растяжение и сжатие (на сжатие гораздо лучше, чем на растяжение). А значит, при выводе формулы для определения напряжений нужно учесть эти эффекты, чего сделано не было. Заметим очевидный факт, что нижний слой асфальтобетона будет работать преимущественно на растяжение, а верхний слой преимущественно на сжатие (в зависимости от того, где пройдет нейтральная линия).
Напомним уважаемым «дорожникам», что задача расчета даже простой изгибаемой балки в данном случае становится статически неопределимой и использование только гипотезы плоских сечений не спасает положения, нужны дополнительные уравнения деформирования и дополнительные механические характеристики материалов (например, в виде диаграмм деформирования материала обоих слоев и армирующего материала при растяжении и сжатии).
Интересно также, что если работа верхнего слоя при сжатии будет такой же, как и работа нижнего слоя при растяжении, то из-за одинаковой высоты слоев армирующая прослойка расположится на нейтральной линии и не будет давать никакого вклада в работу балки.
С учетом сказанного сравнение результатов расчета, полученных с использованием формулы (1) можно трактовать только как сравнение разрушающей нагрузки Р для различного типа образцов (пронормированной определенным образом). А так как значения такой пронормированной нагрузки согласно таблице 5 статьи [38] для случая наличия арматуры больше, чем в случае отсутствия арматуры, то, следовательно, влияние арматуры сказывается, а значит асфальтобетон в верхнем и нижнем слоях балки работает неодинаково. Это еще раз подтверждает правильность высказанных нами замечаний по поводу учета областей применения используемых формул.
Заключение
В данной первой части статьи рассмотрены руководящие и методические документы по применению полимерных композиционных материалов при проектировании целых мостовых сооружений и их элементов, по испытанию полимерных композиционных материалов, а также документы различных стран по применению арматуры из полимерных композиционных материалов в сфере строительства и российские руководящие документы по применению геосинтетических материалов в отрасли транспортного строительства.
Отмечается, что, к сожалению, многие российские руководящие и методические документы являются кальками зарубежных нормативных и методических документов и опираются на весьма слабую экспериментальную базу.
На одном из примеров показано, что некоторые исследователи при обработке экспериментальных данных опираются на весьма некорректные подходы, и используют формулы, область применения которых не соответствует области аппроксимируемых экспериментальных данных. То есть авторы данной статьи обращают внимание исследователей на необходимость корректного описания экспериментальных данных с использованием моделей с соответствующими областями применения.
Во второй части статьи будут рассмотрены нормативные и методические материалы по применению полимерных композиционных материалов для усиления существующих металлических и железобетонных конструкций транспортных сооружений, а также по применению полимерных композиционных материалов в малонагруженных изделиях и конструкциях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Программа Федерального дорожного агентства по внедрению композиционных материалов (композитов), конструкций и изделий из них на 2015-2020 гг. М. 2014. 14 с.
2. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Мандрик-Котов Б.Б., Михалдыкин Е.С., Проблемы применения полимерных композиционных материалов в транспортном строительстве // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 8, .№6 (2016) http://naukovedenie.ru (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. Стр. 1-29.
3. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разных материалов. Часть 3. Опыт применения полимерных композитных материалов в мостостроении // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №5 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/27TVN515.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/27TVN515.
4. Мосты из композитных материалов. http://prometkon.ru/mosty-iz-kompozitnyx-materialov/.
5. Иванов А.Н. Совершенствование конструкции и методики расчета пролетных строений мостов с несущими элементами из композиционных материалов. Дисс. канд. техн. наук. Новосибирск. 2015. 183 с.
6. Гутам Бхаттачария, Нрипати Раньян Боуз. Применение современных армированных композитных материалов в мостах и конструкциях// Мостостроение мира. 2014. №3, с. 20-29.
7. Отчет о НИР «Разработка альбома типовых решений надземных пешеходных переходов с применением цельномонолитных пролетных строений из полимерных композитных материалов». ООО «Руссинтэк». 2015. 59 с.
8. Fibre reinforced polymer reinforcement for concrete structures. Technical report prepared by a working party of Task Group 9.3. Bulletin 40. Fib - International Federation for Structural concrete. 2007. 151 p.
9. Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fibre reinforcing materials. Research Committee on Continuous Fiber Reinforcing Materials, Japan Society of Civil Engineers, Tokyo, Japan. 1997.
10. Гиздатуллин А.Р., Хусаинов Р.Р., Хозин В.Г., Красиникова Н.М. Прочность и деформативность бетонных конструкций, армированных полимеркомпозитными стержнями // Инженерно-строительный журнал. 2016. №2 (62). С. 32-41.
11. Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции // Стройиздат. М. 1980. 105 с.
12. Кузеванов Д.В. Научно-технический отчет «Конструкции с композитной неметаллической арматурой. Обзор и анализ зарубежных и отечественных нормативных документов», 2012 г. [Электронный ресурс] // НИИЖБ им. А.А. Гвоздева Лаборатория №2 URL: http://www.niizhb2.ru/Article/nka2012.pdf (дата обращения 4.11.2016).
13. Степанова В.Ф., Степанов А.Ю. Неметаллическая композитная арматура для бетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 1. С. 45-47.
14. Степанова, В.Ф. Арматура композитная полимерная / В.Ф. Степанова, А.Ю. Степанов, Е.П. Жирков. - М.: Изд-во АСВ, 2013. - 200 с.
15. Степанова В.Ф. Перспективы применения композитов в производстве бетона и железобетона // Технологии бетонов. 2015. №9-10. С. 8-9.
16. Овчинников И.Г., Овчинников И.И., Чесноков Г.В., Шадрина О.В. Применение заполненных бетоном трубчатых конструкций из фиброармированных пластиков в транспортном строительстве: Часть 1. Исследование применимости фибропластиков для создания арочной мостовой конструкции // Интернет-журнал "Науковедение" №4 (23), 2014. июль-август. с. 1-25. Идентификационный номер статьи в журнале 102TVN414.
17. Daniel J. Bannon, Habib J. Dagher, Roberto A. Lopez-Anido. Behavior of Inflatable Rigidified Composite Arch Bridges // COMPOSITES & POLYCON 2009.American Composites Manufacturers Association. January 15-17, 2009.Tampa, FL USA. p. 1-6.
18. Fam, A.Z., "Concrete-Filled Fibre-Reinforced Polymer Tubes for Axial and Flexural Structural Members" Doctoral Dissertation, University of Manitoba, Winnipeg,Manitoba, Canada, 2000. 294 p.
19. Burgueno, R., "System Characterization and Design of Modular Fiber Reinforced Polymer (FRP) Short- and Medium-Span Bridges" Doctoral Dissertation, University of California, San Diego, 1999. 587 p.
20. Овчинников И.Г., Овчинников И.И., Чесноков Г.В., Феоктистов С.А. Применение заполненных бетоном трубчатых конструкций из фиброармированных пластиков в транспортном строительстве: Часть 2. Отечественные исследования заполненных бетоном фибропластиковых арок и технология сооружения мостов с применением фибропластиковых арок // Интернет-журнал "Науковедение" №4 (23), 2014. июль-август. с. 1-34. Идентификационный номер статьи в журнале 103TVN414.
21. Овчинников И.Г., Овчинников И.И., Чесноков Г.В. Применение заполненных бетоном трубчатых конструкций из фиброармированных пластиков в транспортном строительстве: Часть 3. Мониторинг мостового сооружения, изготовленного с применением заполненных бетоном фибропластиковых арочных труб // Интернет-журнал "Науковедение" №4 (23), 2014. июль-август. с. 1-24. Идентификационный номер статьи в журнале 104TVN414.
22. Brooke H. Quinn, Scott A. Civjan, Andrew Lahovich, Sergio F Breña, Shoukry Elnahal. Monitoring of the First "Bridge-in-a-Backpack" Bridge in Massachusetts // TRB 2013 Annual Meeting. P. 1 - 16.
23. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разных материалов. Часть 1. Опыт применения трубобетона с металлической оболочкой // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №4 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/95TVN415.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/95TVN415.
24. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разных материалов. Часть 2. Расчет трубобетонных конструкций с металлической оболочкой // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №4 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/112TVN415.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/112TVN415.
25. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разных материалов. Часть 4. Опыт применения трубобетонных свай с оболочкой из полимерных композиционных материалов // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/148TVN615.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. D0I:10.15862/148TVN615.
26. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разных материалов. Часть 5. Опыт применения трубобетонных арок и гибридных конструкций с оболочкой из полимерных композиционных материалов // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 8, №1 (2016) http://nauko vedenie.ru/PDF/02TVN116.pdf (доступ свободный). Загл. С экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/02TVN116.
27. Овчинников И.Г., Валиев Ш.Н., Овчинников И.И., Зиновьев В.С., Умиров А.Д. Вопросы усиления железобетонных конструкций композитами: 1. Экспериментальные исследования особенностей усиления композитами изгибаемых железобетонных конструкций // Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №4, http://naukovedenie.ru/PDF/13tvn412.pdf. - М. с. 1-22.
28. Овчинников И.Г., Валиев Ш.Н., Овчинников И.И., Зиновьев В.С., Умиров А.Д. Вопросы усиления железобетонных конструкций композитами: 2. Натурные исследования усиления железобетонных конструкций композитами, возникающие проблемы и пути их решения // Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №4, http://naukovedenie.ru/PDF/14tvn412.pdf. - М. с. 1-37.
29. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Татиев Д.А., Покулаев К.В. Усиление металлических конструкций фиброармированными пластиками: часть
1. состояние проблемы // Интернет-журнал "Науковедение" №3, 2014. Май-июнь. с. 1-27. Идентификационный номер статьи в журнале 19TVN314.
30. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Татиев Д.А., Покулаев К.В. Усиление металлических конструкций фиброармированными пластиками: часть
2. Применение метода предельных состояний к расчету растягиваемых и изгибаемых конструкций // Интернет-журнал "Науковедение" №3, 2014. Май-июнь. с. 1-23. Идентификационный номер статьи в журнале 20TVN314.
31. Композиты - это будущее! (интервью с Б.Б. Мандриком-Котовым, ООО «ПГМ -Городское пространство») // Дороги. Инновации в строительстве. 2014. №42. с. 82-83.
32. Савкин Д.А. Перильные ограждения из композитных материалов - эффективные решения // Дорожники. 2015. №3. с. 54-55.
33. Лонкевич И.И. Современное состояние нормативной документации по геосинтетическим материалам // Дороги. Инновации в строительстве. 2016. №51. с. 12-14.
34. Симчук Е.Н., Медведев Д.В., Никитин М.И. Развитие базы нормативных документов по геосинтетическим материалам, применяемым в дорожном строительстве // Дороги России. 2016, №6 (96). С. 12-16.
35. Аливер Ю.А. Предложения по актуализации национального стандарта // Дороги. Инновации в строительстве. 2016. №51. с. 16-21.
36. Никитин М.И., Медведев Д.В. Практическое применение и направления совершенствования ГОСТ Р 55039-2012 // Дороги. Инновации в строительстве. 2016. №51. с. 22-25.
37. Кокодеева Н.Е. О некоторых противоречиях современных документов в области геосинтетических материалов / Н.Е. Кокодеева, М.И. Мельников, Е.В. Малышев // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2015. - №3 (11); URL: trts.esrae.ru/18-74 (дата обращения: 05.11.2015).
38. Кокодеева Н.Е., Андронов С.Ю., Малышев Е.В., Мельников М.И., Хижняк Е.М. Применение геосинтетических материалов при армировании асфальтобетонных слоев дорожной одежды // Дороги. Инновации в строительстве. 2016. №51. С. 3640.
Ovchinnikov Ilya Igorevich
Yuri Gagarin state technical university of Saratov, Russia, Saratov Moscow state automobile & road technical university Sochi branch, Russia, Sochi E-mail: [email protected]
Ovchinnikov Igor Georgievich
Penza state university of architecture and construction, Russia, Penza
Yuri Gagarin state technical university of Saratov, Russia, Saratov Perm national research polytechnic university, Russia, Perm
E-mail: [email protected]
Ilchenko Ekaterina Dmitrievna
Yuri Gagarin state technical university of Saratov, Russia, Saratov
E-mail: [email protected]
Mikhaldykin Eugeny Sergeevich
Research institute Grafit, Russia, Moscow E-mail: [email protected]
Systematization and analysis of normative and technical documentation on the use of polymer composites in transport
construction. Part 1
Abstract. It is noted that in abroad countries, and especially in our country, there is no reasonable regulation of the use of polymer composite materials, which requires carrying out a wide range of experimental and theoretical research, development and implementation of pilot projects so that more reasonable to recommend wider use of polymer composites materials in transport engineering.
Specialists of transport engineering is not always familiar with the characteristics of polymer composite materials, with systematic experience of the application this materials for create objects of transport infrastructure, to date, has not yet been available a full range of standard and methodical documents that have been formulated requirements for the design, construction and operation of facilities using polymer composite materials, and those technical standards that have been developed to date, are used in the creation of new transport infrastructure is still in a limited volume.
The first part of the article include the guidelines and methodical documents on the application of polymeric composite materials in the design of entire bridge constructors and components for testing of polymeric composite materials, as well as documents of various countries on the use of reinforcement of polymeric composite materials in the construction industry and Russian guidance documents on the application of geosynthetics in transportation construction industry.
It was noted that many Russian documents are a copy of foreign regulations and methodical documents, and based on very weak experimental basis.
In one example, it is shown that some researchers in the processing of experimental data based on highly flawed approaches and formulas used, the scope of which does not correspond to the field approximated by the experimental data.
Keywords: polymer composite materials; non-metallic reinforcement; reinforced polymer concrete; regulations; structures made of polymer composite materials; the problem of the use of composites
