Прогнозування вологісного режиму дренажного шару дорожньої конструкції під дією навантаження
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209421Ключові слова:
напружено-деформований стан, дорожня конструкція, дренажний шар, віджимання води, понаднормативне навантаженняАнотація
Досліджено процеси формування вологісного режиму дренажного шару дорожньої конструкції під дією понаднормативного навантаження. Визначення напружено-деформованого стану проводилося за числовим експериментом в програмно-розрахунковому комплексі SCAD Office. При числовому моделюванні розглядуваної конструкції використовувалось статичне навантаження групи А2 для автомобільної дороги ІІ-ої категорії. Було проведено серію числових експериментів, які включали збільшення нормативного навантаження на 10–50 % при перезволоженні дренажного шару і ґрунту земляного полотна. Отримано розподіл ізополів та ізоліній нормальних напружень та деформацій в об’ємних елементах, що дозволило визначити товщину шару ґрунту земляного полотна – 0,67 м, з якого відбувається віджимання води під дією понаднормативного навантаження.
Ґрунтуючись на підході щодо визначення параметрів осідання ґрунту, при його висиханні або розмерзанні, отримано залежності для відносного осідання ґрунту, коефіцієнтів лінійного осідання та ущільнення ґрунту під дією понаднормативного навантаження Запропоновані залежності поєднують такі показники, як деформація під дренажним шаром, глибина поширення напружень, при яких не віджимається вода з ґрунту, оптимальна вологість та повна вологоємність ґрунту.
На основі результатів числових експериментів та параметрів осідання ґрунту визначено величину віджимання води з шару ґрунту під впливом понаднормативного навантаження, яка складає 5,4 л на м2. Отримані результати дозволяють скоригувати величину загального питомого надлишку води, що надходить в дренажну конструкцію. З урахуванням віджимання з шару ґрунту земляного полотна під впливом понаднормативного навантаження від колеса 86,25 кН загальний питомий надлишок може бути в межах від 35,4 до 22,4 л на 1 м2. Його збільшення на 18–32 % змінить вологісний режим основи дорожнього одягу та зменшить загальний модуль пружності
Посилання
- Ruvinskiy, V. I. (1982). Optimal'nye konstruktsii zemlyanogo polotna na osnove regulirovaniya vodno-teplovogo rezhima. Moscow: Transport, 166.
- Dan, H.-C., Zhang, Z., Liu, X., Chen, J.-Q. (2017). Transient unsaturated flow in the drainage layer of a highway: solution and drainage performance. Road Materials and Pavement Design, 20 (3), 528–553. doi: https://doi.org/10.1080/14680629.2017.1397049
- Elshaer, M., Ghayoomi, M., Daniel, J. S. (2017). Methodology to evaluate performance of pavement structure using soil moisture profile. Road Materials and Pavement Design, 19 (4), 952–971. doi: https://doi.org/10.1080/14680629.2017.1283356
- Slavinska, О., Savenko, V., Kharchenko, A., Bubela, A. (2017). Development of a mathematical model of eevaluation of road-and-transport assets as a component of information-and-management system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (4 (90)), 45–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.118798
- Slavinska, О., Stozhka, V., Kharchenko, A., Bubela, A., Kvatadze, A. (2019). Development of a model of the weight of motor roads parameters as part of the information and management system of monetary evaluation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (3 (97)), 46–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156519
- Aptalaev, M., Zhalko, M. (2016). Effect of the water-and-thermal regime of the auto-road base on the pavement state. Russian Journal of Transport Engineering, 3 (4). doi: https://doi.org/10.15862/02ts416
- Teltayev, B. B., Suppes, E. A. (2019). Temperature in pavement and subgrade and its effect on moisture. Case Studies in Thermal Engineering, 13, 100363. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.11.014
- Nosov, V. P., Dobrov, E. M., Chistyakov, I. V., Borisiuk, N. V., Fotiadi, A. A. (2017). Mathematical Modelling of Cracking Process in Concrete Pavement Highways. International Journal of Applied Engineering Research, 12 (23), 13158–13164. Available at: http://www.ripublication.com/ijaer17/ijaerv12n23_20.pdf
- Nuzhdin, L., Mikhaylov, V. (2018). Numerical modeling of pile foundations using SCAD office structural analysis software. PNRPU Construction and Architecture Bulletin, 9 (1), 5–18. doi: https://doi.org/10.15593/2224-9826/2018.1.01
- Das, A. (2015). Structural Design of Asphalt Pavements: Principles and Practices in Various Design Guidelines. Transportation in Developing Economies, 1 (1), 25–32. doi: https://doi.org/10.1007/s40890-015-0004-3
- Gavrilkina, A. O., Dremova, O. V., Mihaylov, V. S. (2017). Raschetnye modeli gruntovyh osnovaniy, realizuemye v programmnom komplekse Scad Office. Polzunovskiy al'manah, 2 (4), 45–48. Available at: http://elib.altstu.ru/journals/Files/pa2017_04_2/pdf/045gavrilkina.pdf
- Slavinska, О., Savenko, V., Bubela, A., Yaremov, A. (2018). Investigation of the work of the road construction at the sites by pipe drenes from materials of different origin. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (92)), 18–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126512
- Pirmohammad, S., Majd-Shokorlou, Y. (2020). Finite element analysis of road structure containing top-down crack within asphalt concrete layer. Journal of Central South University, 27 (1), 242–255. doi: https://doi.org/10.1007/s11771-020-4292-3
- Uglova, E., Tiraturyan, A., Lyapin, A. (2016). Integrated approach to studying characteristics of dynamic deformation on flexible pavement surface using nondestructive testing. PNRPU Mechanics Bulletin, 1, 111–130. doi: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2016.2.08
- Zavoritskiy, V. I. (1983). Spravochnik po proektirovaniyu dorozhnykh odezhd. Kyiv: Budіvelnyk, 104.
- Dovidnyk No. 4. Klimatychni kharakterystyky ta klimatychne raionuvannia terytoriyi Ukrainy dlia rehuliuvannia vodno-teplovoho rezhymu v dorozhnomu budivnytstvi (2018). Kyiv. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=80182
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Vyacheslav Savenko, Alina Kvatadze, Oleksandr Davydenko, Vitalii Stozhka, Leonid Ianchuk
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.
