Обоснование величины допускаемого пучения грунта для проектирования морозоустойчивых нежёстких дорожных одежд (на примере районов Западной Сибири) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Чурилин Владимир Сергеевич

• Чурилин Владимир Сергеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Чурилин Владимир Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Расчётные значения характеристик глинистых грунтов и асфальтобетонных покрытий, применяемых при проектировании нежёстких дорожных одежд по условию морозоустойчивости

1.2 Методы определения допустимой величины морозного пучения

1.3 Цель и задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИИ НЕЖЁСТКОГО ПОКРЫТИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Методическая схема исследования

2.2 Прогноз напряжений и деформации дорожного покрытия при пучении грунтов земляного полотна

2.3 Допустимая величина морозного пучения грунта исходя из обеспечения необходимой ровности асфальтобетонного покрытия

2.4 Выводы по главе

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ

3.1 Выбор местоположения и оборудования постов наблюдений за неравномерным поднятием дорожного покрытия

3.2 Методы и приборы для лабораторных исследований состава и свойств глинистых грунтов

3.3 Экспериментальные исследования деформационных и прочностных характеристик образцов асфальтобетона

3.4 Выводы по главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В РЕГИОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Анализ результатов испытаний гранулометрического и минералогического составов глинистых грунтов на территории исследования

4.2 Анализ результатов исследования полевых наблюдений за неравномерностью поднятия поверхности покрытия нежёстких дорожных одежд

4.3 Результаты определения влияния плотности, веса дорожных одежд и количества циклов промораживания образцов на коэффициент пучения глинистых грунтов земляного полотна автомобильных дорог

4.4 Анализ экспериментальных исследований деформационных и прочностных характеристик асфальтобетона, характерного для территории исследования

4.5 Анализ результатов перемещений точек на покрытии с применением объёмной математической модели

4.6 Выводы по главе

5 НАЗНАЧЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ И АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРОЗОУСТОЙЧИВЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

5.1 Рекомендуемые расчётные значения характеристик глинистых грунтов земляного полотна, применяемые для определения толщины дорожных одежд по условию морозоустойчивости

5.2 Рекомендуемые расчётные значения характеристик асфальтобетонных покрытий, применяемые для определения толщины дорожной одежды по условию морозоустойчивости

5.3 Обоснование экономической эффективности рекомендаций

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Результаты статистической обработки измерений неравномерного поднятия асфальтобетонного покрытия

Приложение Б Сметы на строительство дорожной одежды

Приложение В Расчёт дорожной одежды нежёсткого типа по методике ОДН 218.046-2001 в программном комплексе RADON

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование величины допускаемого пучения грунта для проектирования морозоустойчивых нежёстких дорожных одежд (на примере районов Западной Сибири)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Формирование главной топливно-энергетической базы России на территории Западной Сибири предопределяет рост требований к уровню и темпам развития транспортной сети региона. Сложные природно-климатические условия, широкое распространение глинистых, избыточно увлажнённых грунтов, недостаточная изученность влияния природно-климатических условий на изменение состояния дорожных одежд определяют недостаточную надёжность автомобильных дорог и, соответственно, чрезмерные затраты на восстановление требуемых транспортно-эксплуатационных показателей дорог.

Среди причин ограниченного межремонтного периода для автомобильных дорог Западно-Сибирского региона можно отметить, как региональную проблему дорожной отрасли, недостаточную морозоустойчивость дорожных одежд капитального типа. Принятые в отраслевых дорожных нормах ОДН 218.046-01 значения характеристик грунтов получены по результатам обширных исследований в европейской части Российской Федерации и не учитывают особенности геокомплекса Западной Сибири. Рекомендуемые значения допустимой величины морозного пучения для асфальтобетонного покрытия дорожных одежд были получены в 60-е годы XX столетия для асфальтобетона типа Б на основе битума БН II. Заметим, что для II и III до-рожно-климатических зон на территории Западной Сибири при строительстве покрытий дорожных одежд наиболее часто применяемым материалом является асфальтобетон типов А и Б марки I с битумом БНД 90/130, закономерности изменения свойств которых в зимний период недостаточно изучены.

Актуальность диссертационной работы подтверждена выполнением отдельных её разделов по заказу областного государственного казённого учреждения «Управление автомобильных дорог Томской области» (Государственный контракт №74-17/72146н от 04.08.2017 г.).

Степень разработанности темы исследования. Изучению неравномерности поднятия поверхности покрытия в результате пучения грунтов земляного по-

лотна посвящены работы отечественных учёных, опубликованные во второй половине прошлого века, таких как И.А. Золотарь, М.Б. Корсунский, Н.А. Пузаков,

A.Я. Тулаев, а также их учеников.

В области экспериментальных исследований, качественно доказывающих влияние на пучение грунтов земляного полотна природно-климатических условий, занимались как зарубежные учёные - A.R. Jumikis, S. Takagi, E. Penner, R. Ruckli, W. Kaplar Chester и др., так и отечественные - О.П. Афиногенов, М.И. Гольдштейн, Б.И. Далматов, С.А. Кудрявцев, В.В. Сиротюк, Н.Я. Хархута, Н.А. Цытович, А.И. Ярмолинский и др. Развитию количественной оценки характеристик морозного пучения грунта посвящены работы Ю.М. Васильева, И.А. Золотаря, В.О. Орлова, Н.А. Пузакова, Х.Р. Хакимова и др.

В области развития методов определения допустимой величины морозного пучения основополагающими являются труды С.В. Бельковского, Н.А. Пузакова,

B.И. Рувинского, В.М. Сиденко, А.Я. Тулаева, А.И. Шеслера. Работы отмеченных и других учёных являются основой для следующего шага в совершенствовании норм проектирования морозоустойчивых дорожных одежд.

Цель исследования - обеспечение морозоустойчивости нежёстких дорожных одежд автомобильных дорог районов Западной Сибири за счёт изучения и учёта воздействия сезонно-промерзающих грунтов земляного полотна на конструкции с покрытием из асфальтобетона и обоснования значений допустимой величины морозного пучения.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи:

1. Установить фактические значения расчётного коэффициента неравномерности поднятия поверхности покрытия нежёстких дорожных одежд в результате пучения сезонно-промерзающих грунтов земляного полотна автомобильных дорог в природных условиях избыточно увлажнённых районов Западной Сибири.

2. Разработать математическую модель, описывающую напряжённо-деформированное состояние асфальтобетонных покрытий в результате пучения грунтов земляного полотна автомобильных дорог, учитывающую упругое и упруго-

пластическое разрушение материала при расчётной величине отрицательной температуры покрытия.

3. Установить закономерности изменения деформационных и прочностных характеристик наиболее распространённого в районах исследования материала покрытия дорожных одежд из асфальтобетона типов А и Б марки I с битумом БНД 90/130 при отрицательных температурах воздуха.

4. Обосновать значения допустимой величины пучения грунта, характерного в Западно-Сибирском регионе для расчёта дорожных одежд автомобильных дорог по условию морозоустойчивости.

Объект исследования - грунт земляного полотна и верхний слой асфальтобетонного покрытия, наиболее распространённые на территории исследования.

Предмет исследования - закономерности изменения свойств грунта земляного полотна и верхних слоёв асфальтобетонных покрытий при промерзании дорожных конструкций.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Установлены зависимости, отражающие изменения величин деформационных и прочностных характеристик асфальтобетонов типов А и Б марки I с битумом БНД 90/130, широко распространённых в районе исследования покрытий дорожных одежд при отрицательных температурах воздуха.

2. Построена математическая модель напряжений и деформаций верхнего слоя асфальтобетонного покрытия, возникающих под действием сил морозного пучения в сезонно-промерзающих грунтах земляного полотна.

3. Изучено воздействие сезонно-промерзающих грунтов земляного полотна на дорожную одежду с покрытием из асфальтобетона, что позволило получить значения допустимой величины морозного пучения глинистых грунтов для региона исследования.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в построении математической модели напряжений и деформаций асфальтобетонного покрытия при пучении промерзающих глинистых

грунтов земляного полотна. Получены экспериментальные зависимости изменения деформационных и прочностных характеристик асфальтобетона при отрицательных температурах воздуха, необходимые при определении допустимой величины морозного пучения. Установлена зависимость изменения расчётного коэффициента неравномерного поднятия покрытия от веса дорожной одежды. Для региона исследования определены значения расчётных отрицательных температур асфальтобетонных покрытий.

Практическая значимость работы характеризуется применением результатов исследования в виде региональных норм проектирования в проектных организациях, что способствует обеспечению качества проектирования морозоустойчивых дорожных одежд на территории региона исследования.

Результаты исследований внедрены в службах заказчика территориальных управлений автомобильных дорог, в проектных организациях Томской и Кемеровской областей, а также в учебном процессе Томского государственного архитектурно-строительного университета при подготовке бакалавров и специалистов для дорожной отрасли по стандартам третьего поколения.

Методология и методы исследования. Основными методами, применёнными в работе, являются: метод конечных элементов, метод планирования эксперимента, анализ экспериментальных данных, синтез результатов теоретических и экспериментальных работ, статистические методы обработки данных.

Положения, выносимые на защиту:

1. Расчётные значения показателей глинистых грунтов и коэффициента неравномерности поднятия поверхности покрытия при сезонном промерзании грунтов земляного полотна автомобильных дорог в умеренно и избыточно увлажнённых районах Западной Сибири.

2. Математическая модель напряжений и деформаций асфальтобетонного покрытия в условиях отрицательных температур воздуха.

3. Связи и закономерности, отражающие влияние понижения температуры воздуха в зимний период на деформационные и прочностные характеристики асфальтобетонов типов А и Б марки I с битумом БНД 90/130.

4. Нормированные значения допустимой величины морозного пучения для расчёта морозоустойчивых дорожных одежд нежёсткого типа. Обоснованные значения характеристик пучинистых свойств грунтов земляного полотна, широко распространённых в районе исследования.

Степень достоверности подтверждена применением современных методов расчёта; программно-аппаратных средств; сертифицированных методов и приборов для лабораторных испытаний проб грунтов земляного полотна и образцов из асфальтобетона. Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций гарантирована необходимым объёмом выборок результатов испытаний образцов из асфальтобетона и грунтов при лабораторных исследованиях.

Апробация результатов. Материалы диссертации доложены и обсуждены на конференциях и семинарах: VIII Международная научно-техническая конференция в рамках года науки России - ЕС «Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке» (г. Новосибирск, 2014); 62-я научно-техническая конференция студентов и молодых учёных (г. Томск, 2016); XX Международный научный симпозиум студентов и молодых учёных им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоение недр» (г. Томск, 2016); XXI Международный научный симпозиум студентов и молодых учёных им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоение недр» (г. Томск, 2017); IV Международная научная конференция студентов и молодых учёных «Молодёжь, наука, технологии: идеи и перспективы (МНТ-2017)» (г. Томск, 2017); X Международная научно-техническая конференция «Политранспортные системы» (г. Новосибирск, 2018); научные межкафедральные семинары на базе Томского государственного архитектурно-строительного университета (г. Томск, 2013 - 2018).

Личный вклад автора состоит:

1) в установлении фактических расчётных значений коэффициента неравномерности поднятия поверхности покрытия автомобильных дорог Томской области;

2) разработке математической модели напряжений и деформаций асфальтобетонного покрытия, возникающих при пучении грунта земляного полотна;

3) установлении зависимости, отражающей влияние плотности грунта, веса дорожной одежды и циклов промораживания на величину морозного пучения глинистого грунта земляного полотна;

4) установлении зависимостей деформационных и прочностных характеристик асфальтобетонов при воздействии отрицательных температур воздуха;

5) уточнении значений допустимой величины морозного пучения при расчётных отрицательных температурах покрытия для асфальтобетонов типа А и Б марки I с битумом БНД 90/130.

Публикации и изобретения. По результатам исследования опубликовано 14 научных работ, в том числе 6 публикаций в ведущих научных рецензируемых изданиях, включённых в перечень ВАК при Минобрнауки РФ, и одна - в издании, индексируемом международной базой данных Scopus. В федеральной службе по интеллектуальной собственности зарегистрировано четыре базы данных.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения по работе и списка литературы, включающего 171 наименований. Объём работы 165 стр., в том числе 11 таблиц, 34 рисунка и 3 приложения.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Расчётные значения характеристик глинистых грунтов и асфальтобетонных покрытий, применяемых при проектировании нежёстких дорожных одежд по условию морозоустойчивости

В районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях, должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд наряду с их требуемой прочностью и устойчивостью [3. 52, 84]. Влияние природно-климатических условий района проектирования учитывается при назначении расчётных характеристик глинистых грунтов и материалов конструктивных слоёв дорожной одежды [100, 127, 131]. Следует отметить, что Западно-Сибирский регион Российской Федерации на значительной его площади характеризуется избыточным увлажнением и глубоким сезонным промерзанием грунтов земляного полотна. При этом дорожная одежда испытывает значительные деформации в результате пучения грунтов сезонно промерзающего земляного полотна [37].

Существенное значение в разработке метода расчёта устойчивости сооружений на пучинистых грунтах имели работы проф. М.И. Сумгина [111], Н.А. Цытовича [165], опубликованные ещё в 30-х годах прошлого столетия, которые послужили базой для создания новой дисциплины - механики мёрзлых грунтов.

Выполненные в Шведском дорожном институте лабораторные исследования Гуннара Бескова [138] учитывали разные условия промерзания земляного полотна. Было выявлено влияние на морозное пучение таких факторов, как грунтовые особенности, давление вышележащих слоёв грунта и скорость промерзания.

Опыты Н.И. Быкова и П.Н. Каптерова [16] показали, что процесс пучения грунтов на разной глубине происходит неоднозначно: нижние слои промерзающего грунта подвержены пучению меньше, чем верхние. Позднее исследованием величины и интенсивности пучения промерзающего грунта на разных глубинах занимались Д.А. Соколов [96], Г.П. Бредюк [14] и др. В результате их работ было

установлено, что величина и интенсивность пучения отдельных слоёв грунта зависит, в основном, от гидрологического типа местности и режима промерзания.

Проф. М.Ф. Киселёв [56], изучая морозное пучение грунтов, пришёл к выводу, что максимальное относительное пучение соответствует глубине от 40 до 90 см от дневной поверхности. Незначительное пучение верхнего слоя грунта объяснено быстрым промерзанием его при значительных температурных градиентах, что ограничивает накопление в нём влаги. Промерзание слоя грунта на глубине от 40 до 90 см, наблюдаемое при меньшем температурном градиенте, происходит значительно медленнее и способствует накоплению в нём влаги. В свою очередь, наблюдения канд. техн. наук Д.А. Соколова [96] за морозным пучением суглинков в условиях Латвийской Республики с её сравнительно мягкими зимами и частыми оттепелями показали, что максимальное накопление влаги наблюдается в верхнем слое земляного полотна на глубине до 30 см. Проф. В.П. Пономарев [80] также приходит к выводу, что при глубоком залегании грунтовых вод основные деформации земляного полотна от пучения при промерзании происходят за счёт верхних слоёв грунта.

В работах проф. Н.А. Пузакова [85], а позднее В.Н. Ефименко [36], доказано существование критической глубины промерзания земляного полотна в условиях I типа местности по увлажнению, при которой прекращается рост неравномерности деформаций покрытия, хотя общее его поднятие может иметь место.

Таким образом, можно считать, что при глубоком залегании грунтовых вод при прочих равных условиях величина пучения грунта обратно пропорциональна глубине рассматриваемого слоя от верха земляного полотна [14, 85]. Поэтому равнопрочные дорожные одежды разной толщины в одних и тех же условиях будут испытывать различное морозное поднятие вследствие пучения грунтов. Дорожные одежды большей толщины будут испытывать меньшее поднятие. При этом влияние общей толщины дорожной одежды сказывается следующим образом:

- вследствие увеличения толщины дорожной одежды снижается толщина слоя грунта, подверженного пучению;

- дорожные одежды большей толщины оказывают большее удельное давление на грунт, а с увеличением нагрузки на грунт пучение уменьшается [23, 85].

Напротив, при близком залегании грунтовых вод и длительном периоде промерзания в нижних слоях промерзающей толщи может происходить более значительное накопление льда, чем в верхних [85]. Ледяные линзы формируются в результате миграции влаги (из незамёрзших слоёв в мёрзлый грунт) через фронт промерзания [155]. Температура и положение ледяных линз в теле земляного полотна зависят от вида грунта и его напряжённого состояния [163].

Чтобы устранить или ослабить вредное морозное воздействие (в результате неравномерного пучения грунтов при промерзании земляного полотна) на дорожную одежду, должна быть ограничена допустимая величина морозного пучения. Исходя из этого в качестве критерия морозоустойчивости дорожной одежды принимается допустимая величина морозного пучения, при которой ещё сохраняется сплошность дорожного покрытия и оно отвечает транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к нему по показателям ровности и прочности.

Расчёт ожидаемого пучения основывается на определении влагонакопления в грунтах земляного полотна в процессе промерзания [21, 133]. В настоящее время, в практических расчётах влагонакопления в районах Западно-Сибирском регионе, наибольшее распространение получили расчётные схемы и соответствующие им уравнения, разработанные проф. И.А. Золотарём [20] и подтверждённые результатами работ ряда исследователей [36, 42].

Зарубежная модель O'Neill & Miller позволяет достаточно точно определять величину морозного пучения грунта [148] и имеет решение численным методом. Эта модель основана на фундаментальных термомеханических соображениях и лабораторных опытах. Её недостатком является малая апробация в натурных условиях, что отмечается в работе [156].

Д-р техн. наук С.В. Бельковский [12] на основании полевых наблюдений установил следующие типы деформаций нежёстких дорожных одежд в зимний период:

- деформации слоёв дорожной конструкции, вызванные пучением грунтов земляного полотна при промерзании. Превышение допустимых значений морозного пучения приводит к образованию трещин на покрытии;

- растяжение верхнего слоя покрытия от несвободного сжатия при охлаждении;

- коробление покрытия вследствие невозможности свободного искривления монолитных слоёв в продольном и поперечном направлении (из-за разности температур между верхним и нижним слоем асфальтобетона).

Оценка относительной значимости каждого из перечисленных выше типов деформаций и сопоставление их качественных и количественных характеристик позволил С.В. Бельковскому установить основной вид воздействия, вызывающий появление трещин на асфальтобетонном покрытии.

Исследования С.В. Бельковского послужили экспериментальной базой для решения вопроса о снижении воздействия пучения грунтов земляного полотна на дорожную одежду, которому посвящено большое количество трудов учёных -дорожников. Работы проф. И.А. Золотаря [44], Н.А. Пузакова [85], В.М. Сиденко [94], А.Я. Тулаева [109] и их учеников [36, 79, 120] в значительной мере продвинули вперёд решение данной проблемы. Их предложения по обеспечению морозоустойчивости нежёстких дорожных одежд представлены в виде:

1. Коррективов в расчётный модуль деформации грунтов (при расчёте дорожных одежд на прочность), уменьшающих его и учитывающих неравномерность осадки грунтов земляного полотна при оттаивании [85].

2. Принятия во внимание коэффициента, увеличивающего требуемый модуль деформации всей дорожной одежды и учитывающего неравномерность деформаций нежёстких дорожных одежд при оттаивании грунтов земляного полотна [9].

3. Дополнения расчёта дорожной одежды на прочность расчётом её на морозоустойчивость [84].

Впоследствии первые два предложения не получили развития в силу обоснованного и широко распространённого мнения о негативном воздействии мороз-

ного пучения грунтов земляного полотна на устойчивость дорожной одежды только в зимний период. Трудность в реализация также состояла в том, что при одном и том же требуемом модуле деформации всей дорожной одежды может быть несколько её вариантов, отличающихся разной толщиной (в зависимости от вида материалов слоёв и модулей деформаций их), равнопрочных, но обладающих различными теплофизическими свойствами конструктивных слоёв.

Следует отметить, что модуль деформации грунта и дорожной одежды, нашедший отражение в ВСН 46-60 [46] и изначально применяемый при расчёте нежёстких дорожных одежд ВСН 46-72 [47],в усовершенствованном документе ВСН 46-83 [48] был заменён на модуль упругости, что утверждено в действующем в настоящее время ОДН 218.046-01 [84]. Изменение модуля деформации на модуль упругости при расчёте на движущуюся нагрузку, длительность действия которой 0,1 с, связано с тем, что время воздействия нагрузки мало по сравнению с временем релаксации. Следовательно, по мнению физика Дж. К. Максвелла [154], вяз-коупругий материал ведёт себя почти как упругий.

Однако недостаточно просто принять модуль числа, отвечающий определённому времени воздействия на покрытие колеса автомобиля, например, 0,1 с для интерпретации вязкоупругих свойств органоминеральной смеси в решении теории упругости для неподвижной нагрузки. Во-первых, чем глубже расположена точка в сечении дорожной одежды, тем продолжительнее действие в ней вертикального напряжения от движущейся нагрузки. Во-вторых, продолжительность напряжённого состояния в данной точке разная при одной и той же скорости движения для различных компонентов напряжения или перемещения, вертикального и горизонтального. В-третьих, вязкоупругий материал обладает памятью к предыдущим воздействиям. Например, напряжения и прогиб в точке, находящейся позади движущегося колеса, будут больше, чем в аналогичной точке перед ним [87].

Чтобы полностью учесть вязкоупругие свойства композиции на основе битума, необходимо решить задачу о напряжённо-деформированном состоянии дорожных покрытий при движущейся нагрузке. Такие результаты были получены в работах проф. Б.С. Радовского [88], А.В. Смирнова [95], Б.Б. Телтаева [106], H. Wang

[157]. Однако вопрос о напряжениях и деформациях покрытия в зимний период в результате пучения грунтов земляного полотна автомобильных дорог остаётся открытым.

Явление низкотемпературного растрескивания асфальтобетонных покрытий от несвободного сжатия при охлаждении композиции отражено в работах проф. Б.Б. Телтаева [105]. Им, в частности, выдвинута гипотеза о том, что при низкотемпературном растрескивании температурная трещина в начальном блоке дорожного асфальтобетонного покрытия проявляется в поперечном сечении так, что в образуемых блоках суммарные нереализованные энергии деформации в момент растрескивания равны. В результате экспериментально-численного исследования им установлено, что первая критическая температура при охлаждении дорожного асфальтобетонного покрытия линейно зависит от начальной температуры охлаждения и не зависит от скорости охлаждения.

В объяснении процесса растрескивания ключевое положение занимает понятие самоорганизация структурных элементов (атомов) асфальтобетонного покрытия. Для количественной характеристики явления самоорганизации авторами [10, 45, 86] предлагается применять функцию релаксации напряжения в асфальтобетоне, основанную на известном принципе суперпозиции Больцмана [140].

Следует отметить, что наиболее апробированная модель температурного трещинообразования отражена в работе Hiltunen D.R и Roque R. [169] и включена в действующее в США руководство по проектированию конструкций дорожных одежд [150]. Отмеченная модель может предсказать появление трещин не более, чем в 50 % случаях. Недостаточная точность связана с допущениями, принятыми в модели. В работе профессора Б.Б. Телтаева [105] этих допущений нет, однако его теоретическая модель требует апробации в полевых условиях.

Для учёта неоднородности асфальтобетонной смеси исследователями предложен метод дискретизированного изображения, который точно воспроизводит микроструктуру образцов асфальтобетона [134, 135]. Другим подходом в изучении неоднородности асфальтобетонной смеси является использование метода трёхмерной рентгеновской компьютерной томографии, отражённого в исследова-

ниях [164, 167]. Взаимодействие компонентов заполнителя в структуре асфальтобетона, включающей контактный механизм в прогнозировании прочностных характеристик асфальтобетонных материалов, рассмотрено в работе [143]. Однако учёт геометрических характеристик заполнителя и взаимодействие его частиц друг с другом через тонкие плёнки вяжущего материала при слабо изученном вопросе механизма образования трещин в структуре асфальтобетона даёт недостаточный по точности прогноз его прочностных характеристик.

Один из вариантов моделирования растрескивания в микроструктуре асфальтобетонной смеси - применение концепции когезионной зоны. Имитация ко-гезионной зоны наиболее часто используется в разработке прогноза образования трещины в монолитных и композитных материалах с применением моделей FEM и DEM (методом дискретных элементов). В работе [136] построена модель микроструктуры асфальтобетона для оценки влияния компонентов и геометрических размеров на деформационные и прочностные характеристики асфальтобетонов с применением концепции когезионных зон. Часть входных данных для построения этой модели получены по результатам ускоренных лабораторных экспериментов и минимальной температуры -18 0С, что ограничивает применение данной модели.

Допустимую величину морозного пучения можно установить с учётом обеспечения необходимой сплошности и ровности дорожного покрытия. Сплошность обеспечивается за счёт таких относительных удлинений материалов покрытия, которые не превосходили бы расчётных предельных значений. По данным др техн. наук Бельковского [11] трещины при этих условиях в асфальтобетонном покрытии не возникают, если оно при расчётной отрицательной температуре обладает предельным относительным удлинением епр > 0,0040.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чурилин Владимир Сергеевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов, Л.Т. Противопучинные мероприятия на железных дорогах. -М.: Трансжелдориздат, 1962. - 24 с.

2. Афиногенов, О.П. Влияние степени уплотнения грунтов на величину их модуля упругости / О.П. Афиногенов, А.О. Афиногенов, А.А. Серякова // Вестник КузГТУ. - 2014. - № 3. - С. 110-113.

3. Афиногенов, О.П. Обеспечение качества земляного полотна автомобильных дорог на основе принципов регионального районирования / О.П. Афиногенов, В.А. Шаламанов, А.А. Серякова // Вестник КузГТУ. - 2014. -№ 3. - С. 106-110.

4. Афиногенов, О.П. Совершенствование методов проектирования автомобильных дорог на основе дифференциации районирования Афиногенов, О.П. Региональные нормы степени уплотнения глинистых грунтов земляного полотна автомобильных дорог / О.П. Афиногенов, А.О. Афиногенов // Вестник КГУСТА. - 2016. - № 1. - С. 29-33.

5. Афиногенов, О.П. Совершенствование методов проектирования автомобильных дорог на основе дифференциации районирования / О.П. Афиногенов, С.В. Ефименко, А.О. Афиногенов. - Кемерово: ООО «Офсет», 2015. - 364 с.

6. Бадина, М.В. Лабораторные исследования величины морозного пучения грунтов / М.В. Бадина // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2009. - № 3. - С. 150-156.

7. Бадина, М.В. Обеспечение качества проектирования дорожных конструкций на основе учета региональных природно-климатических условий (на примере Западной Сибири): Дис. ... канд. техн. наук. - Омск: СибАДИ, 2009. - 24 с.

8. Бардасов, С.А. Оптимальное число интервалов гистограммы // Физико-математические науки и информационные технологии: проблемы и тенденции развития: сб. ст. по матер. VI Междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск: Си-бАК, 2012. - С. 54-62 с.

9. Бардзо, В.И. Методы расчёта и оценки прочности нежёстких дорожных одежд. - М.: Высшая школа, 1964. - 51 с.

10. Бартенев, Г.М. Физика и механика полимеров / Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев - М.: Высшая школа, 1983. - 391 с.

11. Бельковский, С.В. Закономерности и расчётная оценка воздействия окружающей среды на монолитные покрытия автомобильных дорог при отрицательных температурах / С.В. Бельковский // Новые исследования в области автомобильных дорог: сб. тр. ЛИСИ. - Ленинград, 1963. - 38 с.

12. Бельковский, С.В. Работа оснований асфальтобетонных покрытий в зимних условиях во второй дорожно-климатической зоне / С.В. Бельковский // Проектирование грунтовых оснований усовершенствованных покрытий с учётом их работы в зимних условиях: сб. науч. тр. - М.: Дориздат, 1953. - С. 53-114.

13. Бендер, О.А. Агентная модель прогнозирования рисков в системе качества ремонта автомобильных дорог / О.А. Бендер, В.Д. Верескун, В.С. Воробьев // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2013. -№ 1 (49). - С. 103-108.

14. Бредюк, Г.П. Результаты исследования процессов пучения связных грунтов при промерзании / Г.П. Бредюк // Материалы по физике и механике мерзлых грунтов - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 56-72.

15. Бугров, А.К. Напряжённо-деформированное состояние оснований при наличии в нем предельного равновесия грунтов/ А.К. Бугров, A.A. Зархи // Труды ЛПИ. №354 Л.: 1976. - С. 49-53.

16. Быков, Н.И. Вечная мерзлота и строительство на ней / Н.И. Быков, П.Н. Каптерев. - М.: Трансжелдориздат, 1940. - 372 с.

17. Васильев, А.П. Эксплуатация автомобильных дорог. Т. 1. / А.П. Васильев. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 320 с.

18. Васильев, Ю.М. Оценка пучинистости грунтов при замерзании / Ю.М. Васильев // Труды Союздорнии. - 1970. - Вып. 37. - С. 147-155.

19. Васильев, Ю.М. Расчёт морозозащитных слоёв дорожных одежд городских дорог /Ю.М. Васильев // - Л.: Автотрансиздат, 1965. - 111с.

20. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / под. ред. И.А. Золоторя, Н.А. Пузакова, В.М. Сиденко. - М.: Транспорт, 1971. - 416 с.

21. Голли, О.Р. Интегральные закономерности морозного пучения грунтов и их использование при решении инженерных задач в строительстве/ О.Р. Голли // Дис. . док. техн. наук. Санкт-Петербург, 2000. - 375 с.

22. Гольдштейн, М.Н. Деформации земляного полотна и оснований сооружений при промерзании и оттаивании / М.Н. Гольдштейн // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. - М.: Трансжелдориздат, 1948. - 212 с.

23. Гольдштейн, М.Н. Деформации земляного полотна и оснований сооружений при промерзании и оттаивании / М.Н. Гольдштейн. - М.: Трансжелдориз-дат, 1948. - 212 с.

24. Горский, В.Г. Планирование промышленных экспериментов. / В.Г. Горский, Ю.П. Адлер. - М.: Металлургия, 1974. - 264 с.

25. Горшков, А.Г. Теория упругости и пластичности / А.Г. Горшков, Э.И. Старовойтов, Д.В. Тарлаковский. - М.: Физматлит, 2002. - 416 с.

26. ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. - М.: Стандартинформ, 2015. - 12 с.

27. ГОСТ 12536-2014 Грунты. Метод лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного составов. - М.: Стандартинформ, 2014. - 22 с.

28. ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1998. - 53 с.

29. ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. - М.: МНТКС, 2002. - 12 с.

30. ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация. - М.: Стандартинформ, 2012. -

44 с.

31. ГОСТ 28622-2012 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости. - М.: Стандартинформ, 2012. - 11 с.

32. ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. - М.: Стандартинформ, 2012. - 15 с.

33. ГОСТ 33220-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к эксплуатационному состоянию. М.: Стандартинформ. 2016. - 11 с.

34. ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - М.: 2016. - 23 с.

35. ГОСТ 9128-2013 Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2013. - 55 с.

36. Ефименко, В.Н. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог при глубоком промерзании грунтов (На примере Юго-Востока Западной Сибири)/ В.Н. Ефименко// Дис. ... канд. техн. наук. М., 1978. - 216 с.

37. Ефименко, С.В. Исследования состава и свойств глинистых грунтов районов Западной Сибири для назначения их расчётных характеристик/ С.В. Ефименко// Вестник Том. гос. архитектурно-строит. ун-та. - Томск: 2005. -№1(10) - С. 213 - 220.

38. Ефименко, С.В. Минералогические особенности грунтов и состава обменных катионов земляного полотна автомобильных дорог Западной Сибири/ С.В. Ефименко, В.С. Чурилин, М.В. Бадина // Труды XXI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных. - Томск: ТПУ, 2017. - С. 100-101.

39. Ефименко, С.В. Обоснование расчётных значений характеристик глинистых грунтов для проектирования дорожных одежд автомобильных дорог (на примере районов Западной Сибири)/ С.В. Ефименко// Дис. ... канд. техн. наук. Томск: 2006. - 217с.

40. Ефименко, С.В. Особенности генезиса, состава и свойств глинистых грунтов Западной Сибири / С.В. Ефименко, А.А. Краевский, В.С. Чурилин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. -№ 2. - С. 177-181.

41. Ефименко, С.В. Особенности гранулометрического и минералогического состава грунтов западно-сибирского региона/ С.В. Ефименко, В.С. Чурилин,

М.В. Бадина // Труды XX Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных. - Томск. - ТПУ 2016. - С. 142 - 143.

42. Ефименко, С.В. Развитие теоретических положений учёта особенностей признаков геокомплекса при формировании региональных норм проектирования автомобильных дорог : дис. ... д-ра. техн. наук : 05.23.11 / Ефименко С.В. - Новосибирск, 2016. - 462 с.

43. Зедгинидзе, И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. / И.Г. Зедгинидзе. - М.: Наука, 1976. - 390 с.

44. Золотарь, И.А. Расчёт промерзания и величины пучения с учётом миграции влаги / И.А. Золотарь // Процессы тепло- и массообмена в мёрзлых горных породах: сб. науч. тр. - М.: Наука, 1965. - С. 19-25.

45. Ильин, В.П. Расчёт строительных конструкций из вязкоупругих материалов / В.П. Ильин, Л.Е. Мальцев, В.Г. Соколов. - Л.: Стройиздат, 1991. - 190 с.

46. Инструкция по назначению конструкций дорожных одежд нежёсткого типа: ВСН 46-60 Минтрансстрой СССР. - М.: Автотрансиздат, 1961. - 78 с.

47. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа: ВСН 46-72 Министерство транспортного строительства СССР. - М.: Транспорт, 1973. -83 с.

48. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа: ВСН 46-83 Министерство транспортного строительства СССР. - М.: Транспорт, 1985. -157 с.

49. Исаков, А.Л. Сравнительный анализ моделей деформирования грунта при расчёте напряжённо-деформированного состояния земляного полотна / А.Л. Исаков, Ю.Л. Ковалев // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. - Новосибирск: СГУПС. - 2010. - № 23. - С. 63-68.

50. Исследование условий движения транспортных потоков и эксплуатационных качеств улиц и дорог г. Томска: отчёт НИР (промежуточный №1) / Н.Н. Сидоренко. - Томск, 1984. - 119 с. - ГР № 01830076347-319.

51. Казаринов, А.Е. Реконструкция автомобильных дорог: изыскания и проектные решения / А.Е. Казаринов, С.А. Федоров. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2015. - 132 с.

52. Каменчуков, А.В. Тенденции изменения прочности дорожных одежд /

A.В. Каменчуков, В.А. Ярмолинский, В.В. Лопашук // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения : международный сборник научных трудов. -Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2016. - № 16. - С. 91-96.

53. Каменчуков, А.В. Экономико-математическая оценка качества ремонта автомобильных дорог с применением холодных и горячих асфальтобетонных смесей / А.В. Каменчуков, Т.Е. Кондратенко, В.А. Ярмолинский // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: труды Всероссийской научно-практической конференции творческой молодежи с международным участием. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2015. - Т. 1. - С. 174-180.

54. Каменчуков, А.В. Влияние исходной информации на качество проектирования строительства и ремонта автомобильных дорог / А.В. Каменчуков,

B.А. Ярмоленский, Е.В. Кривко : монография / А.В. Каменчуков, В.А. Ярмолинский, Е. В. Кривко. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2016. - 180 с.

55. Кирюхин, Г.Н. Температурные режимы работы асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог / Г.Н. Кирюхин // Сборник ФГУП «РОСДОРНИИ». Дороги и мосты. - М., 2013. - №30. - С. 309-328.

56. Киселёв, М.Ф. Предупреждение деформации грунтов от морозного пучения / М.Ф. Киселёв. - Л.: Стройиздат, 1985. - 130 с.

57. Климов, Д.М. Вязкопластические течения: динамический хаос, устойчивость и перемешивание / Д.М. Климов, А.Г. Петров, Д.В. Георгиевский - М.: Наука, 2005. - 394 с.

58. Коробкин, В.И. Литология и условия образования плиоцен-четвертичных пылевато-глинистых отложений юга европейской части России: Автореф. дис. ... док. геол.-минер. наук. - Новочеркасск, 1993. - 58 с.

59. Корсунский, М.Б. Регулирование водно-теплового режима земляного полотна автомобильных дорог в районах сезонного промерзания /

М.Б. Корсунский, П.Д. Россовский, Г.В. Волчанский // Труды СоюзДорНИИ: сборник. - М.: СоюзДорНИИ, 1966. - С. 24-26.

60. Кривко, Е.В. Оценка эффективности инвестиций в транспортное строительство (дорожное хозяйство и дорожная деятельность) / Е.В. Кривко,

A.В. Каменчуков. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2017. - 248 с.

61. Лунёв, А.А. Применение метода конечных элементов для проектирования насыпей из золошлаковых смесей/ А.А. Лунёв, В.В. Сиротюк // Техника и технологии строительства. 2016. №2 (6). - С. 14-18.

62. Лунёв, А.А. Результаты исследований деформационных характеристик золошлаковых смесей/ А.А. Лунёв, В.В. Сиротюк, Е.В. Иванов// Вестник СибАДИ. 2017. №1 (53). - С. 103-110.

63. Маковкин, Г.А. Применение МКЭ к решению задач механики деформируемого твердого тела / Г.А. Маковкин, С.Ю. Лихачева - Н. Новгород: ННГАСУ, 2012. - 71 с.

64. Малышев, М.А., Фурсов В.В., Балюра М.В., Рождественская Л.А. Основания и фундаменты зданий в условиях глубокого сезонного промерзания грунтов. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1992. - 280 с.

65. Матвиенко, О.В. Математическое моделирование сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог / О.В. Матвиенко,

B.П. Базуев, Р.Б. Базаров и др. // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - Томск. - 2017. - № 4. - С. 165-176.

66. Матвиенко, О.В. Моделирование напряжений и деформаций дорожных покрытий / О.В. Матвиенко, В.П. Базуев, В.С. Чурилин // Дороги и мосты. - М. -

C. 139 - 153.

67. Материалы и изделия для строительства дорог: Справочник / Н.В. Горелышев, И.Л. Гурячков, Э.Р. Пинус [и др].; под ред. Н.В. Горелышева. -М.: Транспорт, 1986. - 288 с.

68. Межрегиональный сборник коэффициентов пересчёта сметной стоимости строительно-монтажных работ по субъектам РФ от ФЕР-2001 к ТЕР-2001 без учёта НДС. Выпуск 3. Гранд Строй-Инфо. - М., 2009. - 78 с.

69. Могильный, К.В. Международный индекс ровности дорожных покрытий и его использование в странах таможенного союза / К.В. Могильный, Н.А. Лушников, О.А. Красиков // Сборник ФГУП «РОСДОРНИИ». Дороги и мосты. - М., 2013. - №29. С. 92-110.

70. Мурашко, М.Г. Новые представления о процессе промерзания влажных гурнтов. / М.Г. Мурашко // - Инж. - физ.: 1958. - С 96-100.

71. Никоненко, В. А., Мониторинг температуры на транспортных объектах в регионах с сезонно промерзающими и многолетнемерзлыми грунтами / В.А. Никоненко, Д.Ю. Кропачев, В.В. Сиротюк, Е.В. Иванов/ Приборы. - 2015. №9(183) - С. 7-13.

72. Новожилов, В.В. Основы нелинейности теории упругости. 2-е изд. - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 208 с.

73. ОДМ 218.2.028-2012. Методические рекомендации по технико-экономическому сравнению вариантов дорожных одежд. Федеральное дорожное агентство «РОСАВТОДОР». М., 2013. - 53 с.

74. ОДМ 218.3.092-2017. Методические рекомендации по измерению и прогнозу изменения температуры во времени и по глубине дорожной одежды с учётом ее конструктивных слоёв. Федеральное дорожное агентство «РОСАВТОДОР». М., 2017. - 26 с.

75. ОДМ 218.4.023-2015. Методические рекомендации по оценке эффективности строительства, реконструкции, капитального ремонта и ремонта автомобильных дорог. Федеральное дорожное агентство «РОСАВТОДОР». М., 2015. -200 с.

76. Орлов, В.О. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений / В.О. Орлов, Ю.Д. Дубнов, Н.Д. Меренков. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1977. - 184 с.

77. Письмо Росстроя от 23.01.2007 №СК-185/02 «Об индексах изменения сметной стоимости на 1 квартал 2007 года».

78. Полищук, А.И. Расчётные значения характеристик глинистых грунтов для проектирования автомобильных дорог/ А.И. Полищук, С.В. Ефименко// Известия высших учебных заведений, Строительство - 2005. - № 8 - С. 66-71.

79. Полянская, К.С. Исследование морозного пучения городских дорог: Ав-тореф дис. ... канд. техн. наук. - Л., 1976. - 20 с.

80. Пономарев, В.П. Пучины на железных дорогах и методы борьбы с ними / В.П. Пономарев. - М.: Трансжелдориздат, 1952. - 256 с.

81. Постановление Правительства РФ от 23.08.2007 г. №539 «О нормативах денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения и правилах их расчёта».

82. Приказ Департамента архитектуры и строительства Томской области от 28.12.2016 г. №53 - п «О региональных индексах изменения сметной стоимости строительства за I квартал 2017 г.».

83. Приказ Департамента архитектуры, строительства и дорожного комплекса Томской области от 30.01.2012 г. №1 - п «О региональных индексах изменения сметной стоимости строительства на I квартал 2012 г.».

84. Проектирование нежёстких дорожных одежд: ОДН 218.046-01. Государственная служба дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации. - М.:Информавтодор, 2001. - 145 с.

85. Пузаков, Н.А. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог / Н.А. Пузаков. - М.: Автотрансиздат, 1960. - 166 с.

86. Работнов, Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. - М.: Наука, 1988. - 712 с.

87. Радовский, Б.С. Вязкоупругие характеристики битума и их оценка по стандартным показателям / Б.С. Радовский, Б.Б. Телтаев. - Алматы: «Бшм» баспасы, 2013. - 152 с.

88. Радовский, Б.С. Проектирование дорожных одежд для движения большегрузных автомобилей / Б.С. Радовский, А.С. Супрун, И.И. Козаков - Киев: Будiвельник, 1989. - 168 с.

89. Руденский, А.В. Реологические свойства битумоминеральных материалов/ А.В. Руденский, И.М. Руденская. - М.: Высшая школа, 1971. - 132 с.

90. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620320. Российская Федерация. Показатели элементов геокомплекса Омской области для назначения расчётных характеристик глинистых грунтов, применяемых при проектировании дорожных одежд / С.В. Ефименко, М.В. Бадина,

A.В. Сухоруков, В.С. Чурилин; правообладатель ТГАСУ; заявл. 11.01.2016 ; опубл. 10.03.2016.

91. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620289. Российская Федерация. Значения параметров географического комплекса для дорожно-климатического районирования Томской области /

B.Н. Ефименко, С.В. Ефименко, М.В. Бадина, А.В. Сухоруков, В.С. Чурилин; правообладатель ТГАСУ; заявл. 30.12.2015; опубл. 29.02.2016.

92. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2018620167. Российская Федерация. Конструкции нежёстких дорожных одежд капитального типа для строительства и реконструкции автомобильных дорог III категории на территории Томской области /А.А. Бурлуцкий, М.В. Бадина,

B.Н. Ефименко, С.В. Ефименко, А.В. Сухоруков, Ю.М. Чарыков, В.С. Чурилин; правообладатель ТГАСУ; заявл. 07.12.2017; опубл. 26.01.2018.

93. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2018620188. Российская Федерация. Конструкции дорожных одежд пере-ходного типа для строительства и реконструкции автомобильных дорог IV категории на территории Томской области /А.А. Бурлуцкий, М.В. Бадина, В.Н. Ефименко,

C.В. Ефименко, А.В. Сухоруков, Ю.М. Чарыков, В.С. Чурилин; правообладатель ТГАСУ; заявл. 05.12.2017; опубл. 01.02.2018.

94. Сиденко, В.М. Методы расчёта и терморегулирования морозных поднятий дорожных конструкций / В.М. Сиденко // Борьба с пучинами на железных и автомобильных дорогах. - М., 1965. - С. 101-109.

95. Смирнов, А.В. Расчёт дорожных и аэродромных конструкций на динамические воздействия: монография / А.В. Смирнов. - Омск: СибАДИ, 2008. - 54 с.

96. Соколов, Д.А. О глубине заложения фундаментов на пучинистых грунтах в условиях Латвийской ССР: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Л., - 1957. - 22 с.

97. СП 131.13330.2012. Строительная климатология/ Министерство регионального развития РФ. М., 2013. - 109 с.

98. СП 78.13330.2012. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85. - М.: ОАО ЦПП, 2012. - 73 с.

99. СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги/ Министерство регионального развития РФ. - М., 2013. - 106 с.

100. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т. V. Проектирование автомобильных дорог / Г.А. Федотов, П.И. Поспелов, Э.К. Кузахметова, В.Д. Казарновский [и др].; под. ред. Г.А. Федотова и П.И. Поспелова. - М: Информавтодор, 2007. - 668 с.

101. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: методы планирования эксперимента / Н. Джонсон, Ф. Лион; пер. с англ. под ред. Э.К. Лецкого, Е.В. Марковой. - М.: Мир, 1981. - 516 с.

102. СТО УАД ТО 10-2015 Расчётные значения характеристик глинистых грунтов земляного полотна для проектирования по условиям прочности и морозоустойчивости нежёстких дорожных одежд автомобильных дорог Томской области. - Утверждён приказом № 150-п от 21.12.2015 г. - Томск: Управление автомобильных дорог Томской области, 2015. - 30 с.

103. Сухоруков, А.В. Оборудование постов для оценки неравномерности поднятия покрытия нежёсткой дорожной одежды / А.В. Сухоруков, В.С. Чурилин // Материалы IV Международной научной конференции студентов и молодых учёных [Электрон. текстовый дан]. - Томск, 2017. - С. 330-333.

104. Сухоруков, А.В. Обоснование региональных расчётных значений характеристик глинистых грунтов для проектирования дорожных одежд в условиях Западной Сибири/ А.В. Сухоруков : Дис. ... канд. техн. наук. - Томск, 2017. - 166 с.

105. Телтаев, Б.Б. Закономерности самоорганизации низкотемпературного растрескивания дорожного асфальтобетонного покрытия / Б.Б. Телтаев // Доклады Национальной академии Республики Казахстан. - Алмата, 2015. - №302. - С. 40-65.

106. Телтаев, Б.Б. Совершенствование методов исследования и основ проектирования нежёстких дорожных одежд автомобильных дорог региона Казахстана: автореф. ... докт. техн. наук / Б.Б. Телтаев. - Алматы, 1998. - 33 с.

107. Телтаев, Б.Б. Учёт климатических условий эксплуатации при выборе битума для асфальтобетонных смесей / Б.Б. Телтаев, Е.В. Каганович, Г.Г. Измайлова // Наука и технологии в дорожной отрасли. - 2008. - № 2. - С. 17-20.

108. Технический регламент таможенного союза. Безопасность автомобильных дорог: ТР ТС 014/2011: принят : 18.10.2011 : вступил в силу 15.02.2015, 2011. - 30 с.

109. Тулаев, А.Я. Расчёт допустимого морозного вспучивания дорожных одежд / А.Я. Тулаев // Тезисы докладов и сообщений на межвузовской научно-технической конференции по прочности дорожных одежд. ХГУ: 1967 - С. 35-42.

110. Ульрих, С.С. Сезонное промерзание грунтов и их взаимодействие с фундаментами зданий / С.С. Ульрих, В.И. Пусков - Красноярск, 1965. - 166 с.

111. Цытович, Н.А. Основы механики мёрзлых грунтов / Н.А. Цытович, М.И. Сумгин. - М.: АН СССР, 1937. - 432 с.

112. Чурилин, В.С. Назначение допускаемой величины поднятия поверхности покрытия по условию обеспечения необходимой ровности при промерзании дорожной конструкции / В.С. Чурилин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2016. - № 5. - С. 174-177.

113. Чурилин, В.С. Некоторые результаты испытания пучинистых свойств глинистых грунтов / В.С. Чурилин, В.П. Базуев, М.В. Бадина // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 6. - С. 191 -196.

114. Чурилин, В.С. Некоторые результаты определения пучинистых свойств грунтов земляного полотна в районах Западной Сибири / В.С. Чурилин, В.П. Базуев // Материалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия и ЕС. - Новосибирск. - СГУПС, 2015. - С. 173-176.

115. Чурилин, В.С. Оценка неравномерности поднятия покрытия нежёсткой дорожной одеждой / В.С. Чурилин, А.В. Сухоруков, М.В. Бадина // Ма-

териалы IV Международной научной конференции студентов и молодых учёных [Электрон. текстовый дан]. - Томск, 2017. - С. 334-336.

116. Чурилин, В.С. Расчётные характеристики глинистых грунтов для проектирования дорожных одежд по условию морозоустойчивости в ЗападноСибирском регионе / В.С. Чурилин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - Томск. - 2013. - № 4. - С. 291-294.

117. Чурилин, В.С. Результаты исследования пучения грунтов земляного полотна автомобильных дорог Западно-Сибирского региона / В.С. Чурилин, В.П. Базуев // Материалы I Международной научной конференции студентов и молодых учёных [Электрон. текстовый дан]. - Томск, 2014. - С. 401-402.

118. Чурилин, В.С. Результаты определения допустимой величины морозного пучения грунтов / В.С. Чурилин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2015. - № 5. - С. 211 - 218.

119. Чурилин, В.С. Существующие методы расчёта допускаемой величины поднятия поверхности дорожного покрытия / В.С. Чурилин, М.В. Бадина, Н.И. Касимова // Сборник материалов 62-й научно-технической конференции студентов и молодых учёных. - 2016. - С. 577-580.

120. Шеслер, А.И. Неравномерность деформации нежестких дорожных одежд под воздействием пучения - осадки грунтов: Дис. ... канд. техн. наук.- М.: МАДИ, 1968 - 181 с.

121. Шеслер, А.И. Определение допускаемого пучения земляного полотна для нежёстких дорожных одежд / А.И. Шеслер // Автомобильные дороги. - 1968. - №4. - С. 17-18.

122. Шорин, В.А. Сравнение результатов расчётов на морозоустойчивость дорожной конструкции по нормативной и предлагаемым методикам / В.А. Шорин, Г.Л. Каган, И.А. Рахимова // Дороги и мосты. - 2015. - №4. - С. 76 -86.

123. Якименко, О.В. Исследование напряженного состояния и расчёт несущей способности армированой ледяной плиты/ О.В. Якименко, С.А. Матвеев, В.В. Сиротюк // Вестник СибАДИ. 2014. №3 (37). С. 63-67.

124. Ярмолинский, А.И. Анализ деформации и разрушений автомобильных дорог юга Дальнего Востока и предпосылки их устранения/ А.И. Ярмолинский, И.С. Украинский, В.А. Ярмолинский // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения : междунар. сб. науч. тр. - Хабаровск : Изд-во ТОГУ, 2014. -№ 14. - С. 20-28.

125. Ярмолинский, А.И. Влияние температурного режима на работу асфальтобетонных покрытий / А.И. Ярмолинский, А. Ю. Долина // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения: международный сборник научных трудов. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2016. - № 16. - С. 6-8.

126. Ярмолинский, А.И. Моделирование напряжённо-деформированного состояния дорожных конструкций, армированных ГМ / А.И. Ярмолинский, И.С. Украинский, В.А. Ярмолинский // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения: междунар. сб. науч. тр. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2015. -№ 15. - С. 25-30.

127. Ярмолинский, А.И. Повышение трещиностойкости асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах юга Дальнего Востока / А.И. Ярмолинский, В.В. Лопашук, И.С. Украинский - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2014. - 145 с.

128. Ярмолинский, А.И. Причины и способы борьбы с морозным пучением на автомобильных дорогах / А.И. Ярмолинский, Б.В. Фурман, // Материалы 57-й студенческой научно-технической конференции инженерно-строительного института ТОГУ. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2017. - С. 323-329.

129. Ярмолинский, А.И. Ремонт и содержание автомобильных дорог / А.И. Ярмолинский, М.П. Железняк, Г. Я. Маркелов, И.Н. Пугачев. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2015. - 117 с.

130. Ярмолинский, А.И. Системы мониторинга инженерных сооружений / А.И. Ярмолинский, И.Н. Пугачев, И. В. Сысуев // Дальний Восток: проблемы развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплекса: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2015. - Вып. 15. - С. 73-75.

131. Ярмолинский, А.И. Учёт особенностей природно-климатических условий при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог / А.И. Ярмолинский, И.С. Украинский. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2017. - 112 с.

132. Ярмолинский, А.И. Учёт особенностей природно-климатических условий при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог / А.И. Ярмолинский, И.С. Украинский. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2017. -112 с.

133. Ярмолинский, В.А. Регулирование водно-теплового режима автомобильных дорог Камчатского края для повышения их надежности в процессе эксплуатации / В.А. Ярмолинский, В.В. Лопашук, А.В. Лопашук: монография. -Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2014. - 182 с.

134. Aragao, F. T. S. & Kim, Y. R. (2010). Modeling Fracture and Failure of Heterogeneous and Inelastic Asphaltic Materials Using the Cohesive Zone Concept and the Finite Element Method. In Proceedings of the 2010 ASCE GeoFlorida Congress: Advances in Analysis, Modeling & Design. West Palm Beach, FL, 2662-2671.

135. Aragao, F. T. S., Kim, Y. R., Lee, J., & Soares, J. B. (2009). A Microme-chanical Model for Predicting the Dynamic Modulus of Heterogeneous and Rate-Dependent Asphalt Concrete Mixtures. In Proceedings of the IV Simposio Internacional de Avaliafao de Pavimentafao e Projetos de Reforfo. Fortaleza, Brazil.

136. Aragao, Francisco. "Computational microstructure modeling of asphalt mixtures subjected to rate-dependent fracture." (2011).

137. ASTM E950 / E950M - 09. Standard Test Method for Measuring the Longitudinal Profile of Traveled Surfaces with an Accelerometer-Established Inertial Profiling Reference 2018.

138. Beskow, S. 1935. Soil freezing and frost heaving with special attention to roads and railroads, transl. J. Osterberg In The Swedish Geological Society, Ser. C, 375, Year Book No. 3. Evanston, IL, Northwestern University Technological Institute. [Reprinted 1991 CRREL Spec. Rep. 91-23, 37-157.].

139. Chartered Association of Certified Accountants Financial Management (ACCA). R. Dixon. Sweet & Maxwell; 2 edition. 1991. - 400 p.

140. Chen, L-Q., J. W. Zu, and J. Wu. "Steady-state response of the parametri-cally excited axially moving string constituted by the Boltzmann superposition principle." Acta Mechanica 162, no. 1-4 (2003): 143-155.

141. Concluding workshop FILTER Experiment: Analyses of the Longitudinal Profiles and Indices. D. - M. Ducros, L. Petcovic, M. Alonso and others. - Nantes. 2000.

142. Crowther, E.M., 1930. The relationship of climatic and geological factors to the composition of soil clay and the distribution of soil types. Proc. R. Soc. B 107, 1-30.

143. Dai, Q. & You, Z. (2007). Micromechanical Finite Element Framework for Predicting Viscoelastic Properties of Asphalt Mixtures. Materials and Structures, 41, 1025-1037.

144. Dokuchaev, V.V. 1883. Russian Chernozem. In Selected Works of V.V. Dokuchaev, Vol. 1, P. 14-419.

145. Doré, G., & Zubeck, H. K. (2009). Cold regions pavement engineering. New York, NY: McGraw-Hill.

146. Ducros, D. M. "FILTER Experiment Analyses of The Longitudinal Profiles and Indices." Concluding Workshop, FEHRL. 2000.

147. Fick, A. Ueber Diffusion. Annalen der Physik (in German), 1855. - P. 59-86

148. Fowler, A. C. "A mathematical model of differential frost heave." (2003).

149. Garvey, Jane F., et al. "TRANSPORTATION RESEARCH BOARD EXECUTIVE COMMFflEE 1999".

150. Gruide for Mechanistic-Empirical Design of New and Rehabilitated Pavement Structures. Final Report. Part 3. Design Analysis. Chapter 3. Design of New and Reconstructed Flexible Pavements. ARA, Inc., ERES Consultants Division. Champaign, Illinois, 2004, 113 p.

151. Hrestak, T., Jaguljnjak Lazarevic, A. and Frgic, L., 2015. Stress and strain analysis during the Sleme tunnel excavation. Tehnicki vjesnik, 22(3), pp.703-709.

152. Mann H.B., Wald A. On the choice of the number of class intervals in the application of the chi square test. Ann. Math. Stat., 1942. V. 13. - P. 306-317.

153. Mann H.B., Wald A. On the choice of the number of intervals in the application of the chi-square test. Ann. Math. Stat., 1942. - V. 13. - P. 478-479.

154. Maxwell J.C. On the dynamical theory of gases, Philosophical Transactions of the Royal Society.London A157, 1866. Pp. 26-78.

155. Nixon, J. F. (1991). Discrete ice lens theory for frost heave in soils. Canadian Geotechnical Journal, 28(6), 843-859

156. O'Neill, K. & Miller, R.D. 1985. Exploration of a rigid ice model of frost heave. Water Resour. Res. 21: 281-296.

157. Prediction of asphalt pavement responses from FWD surface deflections using soft com-puting methods. M. Li, H. Wang. American society of civil engineers. Volume 144, issue number 2, 2018.

158. Richlinien fur die Standartisierung des Oberbaues von Verkehrsfiuchen RStO 12. Ausgabe 2012. 79 p.

159. Simulation of stresses in asphalt-concrete pavement with frost heaving Vladimir Churilin, Sergei Efimenko, Oleg Matvienko and Viktor Bazuev MATEC Web Conf., 216 (2018) 01011 DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201821601011.

160. Sturges H.A., The choice of a class-interval. J. Amer. Statist. Assoc., -1926. - P 65-66.

161. Superpave Performance Graded Asphalt Binder Specification and Testing / Asphalt Institute Superpave. - 1997. - Series No 1 (SP-1). - 67 p.

162. Sylvestre, O., JP BILODEAU, and G. Doré. "Roughness Degradation Models of Flexible Pavements Subjected to Seasonal Frost Action." TAC 2017: Investing in Transportation: Building Canada's Economy-2017 Conference and Exhibition of the Transportation Association of Canada. 2017.

163. Taber, S. (1930). The mechanics of frost heaving. The Journal of Geology, 303-317.

164. Tashman, L., Masad, E., Little, D. N., & Lytton, R. L. (2004). Damage Evolution in Triaxial Compression Tests of HMA at High Temperatures. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, 73, 53-87.

165. Tsytovich N. A. Bases and foundations on frozen soil. - National Academy of Sciences, National Research Council, 1960.

166. Unified strength theory and its applications. Mao-Hong Yu. Edition 2, Springer, 2017 - 463 p.

167. Wang, L. B., Frost, J. D., & Shashidhar, N. (2001). Microstructure Study of WesTrack Mixes from X-Ray Tomography Images. In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 1767, TRB, National Research Council, Washington, D. C., 85-94.

168. World Bank Technical Paper. Number 45. The International Road Roughness Experiment: Es168 tablishing Correlation and a Calibration Standard for Measurements, M.W.Sayers, T.D. Gillespie, C.Queiroz, 1986.

169. Yoder, E.J., Witczak, M. W. Principles of pavement design. John Wiley & Sons, Inc. New Jersey, 1975, 736 p.

170. Zbiciak A. Constitutive modelling and numerical simulation of dynamic behaviour of asphalt-concrete pavement. Engineering Transactions. 2008; 56 (4): 363-76.

171. Zhang, Jin-Yi, et al. "Collective dipole oscillations of a spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate." Physical review letters 109.11 (2012): 115301.

Результаты статистической обработки измерений неравномерного поднятия асфальтобетонного покрытия

План участка «Больше - Дорохово - Зырянка (км 30 + 897) в Томской области» 3-й тип местности по условию увлажнения

0

Примечание - расстояние между точками указано в метрах

-16.08.2017 -24.12.2017 -04.02.2018 -18.02.2018 09.03.2018

5 Ы Н V

2 н о

2 35 .а

П а

Н «

о X н О

1100

1080

1060

1040

1020

1000

Относительные отметки, мм

16.08.2017

24.12.2017

04.02.2018

18.02.2018

09.03.2018

5 0 0

3 2 0

8 2 0

4 3 0

3

4 0

5 3 0

6 5 0

4

5 0

0 6 0

6 6 0

9 5 0

6 7 0

4 7 0

8 0

7

8 0

0 8 0

2 9 0

3 9 0

0 0

7 0

6 5 0

8 6 0

0 7 0

4 7 0

3 8 0

2 3 0

4 4 0

4 4 0

5 0

8 5 0

4 01

8 2 0

0 3 0

4 3 0

2 4 0

Расстояние между точками, м

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

№№ точек

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

8 1100 я 1080 --16.08.2017 Н - -24.12.2017 1 1060 о --04.02.2018 ^ 1040 35 --18.02.2018 £ £ 1020 . ■ 09.03.2018 ^ ® 1000 а: н ° 980 4 1 УЧАСТОК "БОЛЬШЕ - ДОРОХОВО - ЗЫРЯНКА (КМ 30+897)" СТВОР №2

'----_ 1

23 4 5 6 7

Относительные отметки, мм 16.08.2017 о 8 9 1010 1042 1072 1049 1032 1016

24.12.2017 00 9 9 1023 1052 1082 1059 1040 1026

04.02.2018 1002 1028 1056 1084 1061 1043 1028

18.02.2018 1010 1033 1059 1089 1067 1049 1033

09.03.2018 1017 1042 1069 1097 1075 1056 1039

Расстояние между точками, м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

№№ точек 8 9 10 11 12 13 14

Деформация за зимний период, мм 37 32 27 25 26 24 23

Относительные отметки, мм 16.08.2017 00 9 9 1032 1059 1039 1022 1005

24.12.2017 ю 7 9 1006 1042 1068 1047 1031 1015

04.02.2018 7 9 1012 1044 1071 1050 1033 1016

18.02.2018 8 9 1017 1051 1077 1057 1040 1022

09.03.2018 9 9 1024 1057 1084 1063 1045 1028

Расстояние между точками, м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

№№ точек 15 16 17 18 19 20 21

Деформация за зимний период, мм 34 28 25 25 24 23 23

1100

, мм 1080

5 Ы 1060

--16.08.2017 Н V м н о

--24.12.2017 1040

--04.02.2018 <и 2 1020

--18.02.2018 х л п « 1000

■ 09.03.2018 н

« о 35 н О 980 960

1

2

3

4

5

6

7

Ю 3

-16.08.2017 -24.12.2017 -04.02.2018 -18.02.2018 09.03.2018

1080 Ц 1060

| 1040

н «

| 1020 о

3 1000 х л п

а Н

и о X н О

980

960

940

1

2

3

4

5

6

7

Относительные отметки, мм 16.08.2017 4 8 9 6 0 7 0 8 т 0 5 0 т 9 9

9

24.12.2017 00 9 9 9 1034 1064 1046 1023 1006

04.02.2018 о 6 9 9 9 1034 1064 1046 1024 1005

18.02.2018 ю 6 9 9 9 1038 1072 1053 1033 1010

09.03.2018 ^Г 7 9 1006 1047 1077 1059 1037 1018

Расстояние между точками, м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

№№ точек 22 23 24 25 26 27 28

Деформация за зимний период, мм 32 21 21 20 21 22 25

Ю 4

Относительные отметки, мм 16.08.2017 00 8 9 2 т 0 0 3 т 0 о 0 8 9

24.12.2017 7 9 1000 1040 1060 1042 1021 00 9 9

04.02.2018 7 9 1003 1042 1061 1040 1021 9 9

18.02.2018 8 9 1011 1047 1066 1046 1026 1003

09.03.2018 00 8 9 1016 1054 1073 1055 1034 1009

Расстояние между точками, м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

№№ точек 29 30 31 32 33 34 35

Деформация за зимний период, мм 32 28 22 22 22 24 23

1070

2

5 а 1050

--16.08.2017 Н V г 1030

--24.12.2017 н о

--04.02.2018 <и 2 я 1010

--18.02.2018 л п а 990

■ 09.03.2018 Я « о 35 970

н О 950

1

2

3

4

5

6

7

Ю

Относительные отметки, мм 16.08.2017 7 9 о 0 0 0 0 7 0 4 0 9 9

24.12.2017 00 9 9 1026 1055 1079 1057 1032 1008

04.02.2018 1000 1028 1057 1082 1057 1034 1008

18.02.2018 1013 1035 1063 1087 1064 1039 1014

09.03.2018 1014 1042 1070 1094 1071 1044 1019

Расстояние между точками, м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

№№ точек 36 37 38 39 40 41 42

Деформация за зимний период, мм 38 32 29 54 24 20 23

1090

Ж

1070

Я

Ы

--16.08.2017 н 1050

--24.12.2017 н 0

« 1030

--04.02.2018 2

я

--18.02.2018 .а е- 1010

ш

■ 09.03.2018 н я о 990

о

я

н О 970

1

2

3

4

5

6

7

Ю 6

16.08.2017

24.12.2017

04.02.2018 18.02.2018 09.03.2018

5 Ы Н