Визначення найбільш небезпечного розташування навантаження для асфальтобетонних шарів на жорсткій основі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.166490Ключові слова:
асфальтобетонний шар, модуль пружності, напружено-деформований стан, розташування навантаження, цементобетонна плитаАнотація
Умови роботи асфальтобетонних шарів на цементобетонних плитах значно відрізняється від інших конструктивних рішень. В практиці дорожнього будівництва розроблені не досить досконалі методи розрахунку міцності асфальтобетонних покриттів жорстких дорожніх одягів, оскільки нормують лише окремі критерії міцності асфальтобетонного шару. Існуючі методи розрахунку не враховують особливостей напружено-деформованого стану асфальтобетонного шару на цементобетонних плитах при різних умовах прикладення навантаження, таких як середина плити, край плити та кут плити. Не відповідність умов розрахунку фактичному напружено-деформованому стану конструкції зумовлює передчасне руйнування асфальтобетонного шару і, як наслідок, зниження міжремонтного строку та додаткових витрат на передчасні ремонтні роботи.
Проведено моделювання напружено-деформованого стану конструкції дорожнього одягу методом скінчених елементів за допомогою програмного комплексу ANSYS з трьома варіантами розміщення транспортного навантаження, а саме в центрі плити, на краю плити та в куті плити.
Для прийнятих варіантів розміщення транспортного навантаження визначено та наведено значення напружень по Мізесу, головних напружень, горизонтальних та максимальних дотичних напружень. Значення напружень визначено на поверхні асфальтобетонного шару, на контакті асфальтобетонного шару і цементобетонної плити та на контакті цементобетонної плити і основи.
Виконано порівняння визначених напружень в шарах дорожнього одягу при різних варіантах прикладення транспортного навантаження та співставлення отриманих результатів з відомими рішеннями.
Це дозволило встановити, що для асфальтобетонного шару розміщення навантаження в куті плити є найбільш небезпечним, як за дотичними зсуваючими напруженнями, так і за напруженнями по Мізесу. Напруження, які виникають при розташуванні навантаження в куті плити, приблизно на 10 % перевищують напруження при розташуванні навантаження на краю плити та приблизно на 20 % перевищують напруження при розташуванні навантаження в центрі плити
Посилання
- Radovskiy, B. S. (2010). Opyt ispol'zovaniya starogo cementobetona kak osnovaniya pod asfal'tobetonnoe pokrytie v SShA. Dorozhnaya tekhnika, 1, 20–32.
- Hameliak, I. P., Koretskyi, A. S., Koretskyi, S. S. (2013). Pro neobkhidnist budivnytstva v Ukraini avtomobilnykh dorih iz tsementobetonnym pokryttiam. Avtoshliakhovyk Ukrainy, 5, 24–31.
- Korochkin, A. V., Ahmetov, S. A. (2009). Zavisimost' sostoyaniya pokrytiya ot tolschiny asfal'tobetonnyh sloev zhestkoy dorozhnoy odezhdy. Avtomobil'nye dorogi, 12, 27–29.
- Nevinhlovskyi, V. F. (2013). Teoretychni aspekty rozrakhunku zalyshkovoho resursu asfaltobetonnoho pokryttia na zalizobetonnykh avtodorozhnikh mostakh. Avtomobilni dorohy i dorozhnie budivnytstvo, 89, 225–234.
- Dorozhko, E., Ryapuhin, V., Makovyey, R. (2016). Design Procedure by Strength Criteria of Asphalt Layers on a Rigid Base Taking into Account the Simultaneous Action of External Loads and Thermal Stresses. Procedia Engineering, 134, 101–108. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.01.045
- Onischenko, A., Aksenov, S., Nevynhlovskyy, V. (2016). Numerical Simulation of Stress-Strain State of Asphalt Concrete Pavement on the Carriageway of the South Bridge in Kiev. Procedia Engineering, 134, 322–329. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.01.014
- Dorozhko, Ye. V. (2015). Vrakhuvannia sumisnoi diyi zovnishnoho navantazhennia ta temperatury pry rozrakhunkakh tonkykh asfaltobetonnykh shariv na zhorstkiy osnovi. Naukovyi visnyk budivnytstva, 4, 132–136.
- Hussan, S., Kamal, M. A., Khan, M. B., Irfan, M., Hafeez, I. (2013). Determining the Contribution of Different Structural Layers of Asphalt Pavement System to Rutting Using Transverse Profile Analysis. American Journal of Civil Engineering and Architecture, 1 (6), 174–180. doi: https://doi.org/10.12691/ajcea-1-6-7
- Volkov, S. S., Vasiliev, A. S., Aizikovich, S. M., Seleznev, N. M., Leontieva, A. V. (2016). Stress–strain state of an elastic soft functionally–graded coating subjected to indentation by a spherical punch. PNRPU Mechanics Bulletin, 4, 20–34. doi: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2016.4.02
- Agallkov, Yu. A., Smirnov, A. V. (1997). Raschet tolschiny asfal'tobetonnyh pokrytiy na zhestkom osnovanii po usloviyam sdviga. Nauka i tekhnika v dorozhnoy otrasli, 5, 7–8.
- Chen, X., Wu, S., Zhou, J. (2013). Analysis of mechanical properties of concrete cores using statistical approach. Magazine of Concrete Research, 65 (24), 1463–1471. doi: https://doi.org/10.1680/macr.13.00113
- Shurgaya, A. G., Gamelyak, I. P., Yakimenko, Ya. N. (2015). Vysokoprochnyy cementobeton s kompleksnymi dobavkami dlya dorozhnogo i aerodromnogo stroitel'stva. Avtomobil'nye dorogi i mosty, 2 (16), 34–42.
- Gameliak, I. P., Shurgaya, A. G., Jakymenko, J. M., Chyzhenko, N. P. (2017). Mathematical models of the properties of high–strength cement – concrete for road construction. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoho derzhavnoho universytetu zaliznychnoho transportu, 169, 103–110.
- Riapukhin, V. M., Nechytailo, N. O. (2011). Modeliuvannia napruzheno-deformovanoho stanu asfaltobetonnykh shariv. Mistobuduvannia ta terytorialne planuvannia, 40, 258–263.
- Golchin, B., Hamzah, M. O., Hasan, M. R. M. (2017). Optimization in producing warm mix asphalt with polymer modified binder and surfactant-wax additive. Construction and Building Materials, 141, 578–588. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.02.123
- Bennert, T. (2011). Implementation of Performance–Based HMA Specialty Mixtures in New Jersey. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, 80, 719–740.
- Ladygin, B. I. (1970). Prochnost' i dolgovechnost' asfal'tobetona. Minsk, 288.
- Ryapuhin, V., Nechytaylo, N., Burlachka, V. (2011). Criteria for flexible pavement calculation. TRANSBALTICA 2011: Proceedings of the 7th International Scientific Conference. Vilnius, 252–256.
- Pisarenko, G. S. (1976). Deformirovanie i prochnost' materialov pri slozhnom napryazhennom sostoyanii. Kyiv, 415.
- Merzlikin, A. Е. Kapustnikov, N. V. (2010). Pogreshnosti, voznikayuschie pri raschete dorozhnyh odezhd s pomosch'yu metoda konechnyh elementov. Stroitel'nye materialy, 10, 26–29.
- Radovskiy, B. S. (2011). Prochnost' i raschet betonnyh pokrytiy v SShA. Beton i zhelezobeton, 2 (5), 118–131.
- Radovskiy, B. S. (2009). Cementobetonnye pokrytiya v SShA. Dorozhnaya tekhnika, 1, 50–58.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Yevhen Dorozhko, Natalia Arsenieva, Hor Sarkisian, Oksana Synovets
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
