Учет структурных разрушений неукрепленного каменного материала оснований при проектировании дорожных одежд тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Кудрявцев Андрей Николаевич

• Кудрявцев Андрей Николаевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Кудрявцев Андрей Николаевич

Введение

ГЛАВА 1. Состояние вопроса, цель и задачи

1.1. Причины разрушений каменных материалов в основаниях дорожных одежд

1.2 Анализ исследований, проведенных в нашей стране

1.3 Анализ исследований, проведенных за рубежом

1.4 Основные выводы по главе

ГЛАВА 2. Теоретическое исследование процессов разрушения каменных материалов в основаниях дорожных одежд

2.1 Общие предпосылки для решения поставленной задачи

2.2 Теоретическая модель накопления структурных разрушений в каменных материалах слоев основания дорожных одежд

2.3 Расчетная оценка вклада оснований из неукрепленных каменных материалов в общую остаточную осадку дорожной конструкции

2.4 Методология определения области применения слоев оснований из материалов с различными физико-механическими характеристиками

2.5 Основные выводы по главе

ГЛАВА 3. Исследование и обоснование основных факторов, влияющих на процесс разрушения каменных материалов в основаниях дорожных одежд

3.1 Исследование влияния исходных физико-механических характеристик каменного материала

3.2 Исследование влияния погодно-климатических факторов

3.3 Исследование влияния транспортных нагрузок

3.4 Основные выводы по главе

ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования

4.1 Основные положения методики экспериментальных исследований

4.2 Проектирование установки для динамических испытаний

4.3 Конструкция установки для динамических испытаний

4.4 Экспериментальное исследование конструкции дорожной одежды установкой для динамических испытаний. Анализ результатов эксперимента

4.5 Основные выводы по главе

ГЛАВА 5. Практические рекомендации по выбору неукрепленного каменного материала оснований при проектировании дорожных одежд

5.1 Общие положения методики

5.2 Методика подбора неукрепленного каменного материала оснований при проектировании дорожных одежд

5.3 Технико-экономическое обоснование методики

5.4 Основные выводы по главе

Общие выводы по работе

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Учет структурных разрушений неукрепленного каменного материала оснований при проектировании дорожных одежд»

Введение

Актуальность темы. Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования в области конструирования и расчета дорожных одежд, а также практический опыт эксплуатации и наблюдений за автомобильными дорогами, показывают, что даже при соблюдении всех требований норм и рекомендаций, на покрытиях под действием транспортных нагрузок и метеорологических факторов, возникают различного рода деформации и разрушения. Но не всегда по тем или иным дефектам в дорожной конструкции можно выявить основные причины их появления.

Опыт эксплуатации автомобильных дорог, в основании которых был применен неукрепленный каменный материал, показывает, что такие слои подвержены постепенной деградации и появлению мелких фракций, вплоть до глинистых частиц. Появление большого числа мелких фракций не только понижали прочность всей конструкции дорожной одежды, но и были абсолютно непригодны для переработки и повторного применения при капитальном ремонте и реконструкции автомобильной дороги. В свою очередь изменение характеристик слоев оснований во времени приводило к образованию деформаций и разрушений на покрытии автомобильной дороги. То есть уже на стадии проектирования мог закладываться слой из неукрепленного каменного материала, работоспособность которого не была обеспечена на весь срок службы дорожной одежды.

В настоящее время в процессе конструирования и расчета оснований дорожных одежд проектировщик осуществляет подбор каменного материала, ориентируясь лишь на величину модуля упругости материала слоя, которая не может в полной мере характеризовать работу слоя в течение длительного срока службы одежды, кроме того, значения модулей не всегда обоснованы теоретически или экспериментально. Такой подход является недостаточно объективным, так как не учитывает такие важные параметры как марку по дробимости, марку по истираемости, марку по морозостойкости и гранулометрический состав. А именно эти характеристики можно качественно и количественно оценить в лаборатории, и

они в большей степени характеризуют дальнейшее поведение каменного материала при эксплуатации дорожной одежды.

На данный момент разработан ряд расчетных моделей, позволяющих в той или иной степени описать процесс структурного разрушения неукрепленного каменного материала в основании дорожной одежды. Но многие характеристики, входящие в различные расчетные модели или формулы, касаются как правило какого-либо одного параметра, либо требуют гармонизации с отечественной нормативной базой.

Учитывая сказанное, особый практический интерес может представлять теоретическая модель учета структурных разрушений и методика подбора неукрепленного каменного материала оснований, предназначенная для расчета и конструирования дорожных одежд. На стадии эксплуатации применение данной методики возможно для прогноза динамики разрушения каменного материала и образования остаточной осадки в слое основания. На стадии конструирования дорожной одежды подобная методика может служить в качестве поверочного расчета при выборе неукрепленного каменного материала под конкретные условия эксплуатации дорожной одежды.

Степень разработанности темы. Большой вклад в развитие теоретических и практических исследований физико-механических характеристик, характера уплотнения и работы каменных материалов в основаниях дорожных одежд внесли многие советские и российские ученые: Некрасов В.К., Салль А.О., Поспелов Е.А., Семёнов В.А. и др. Отдельно стоит выделить Головачева Е., Бируля А.К., Радовского Б.С., Казарновского В.Д., Смирнова В.М., Косарева Ю.И., Мевлидинова З.А., Лугова C.B. и др., которые непосредственно изучали вопросы деформирования и разрушения каменного материала оснований в увязке с конструированием и расчетом дорожных одежд.

При этом современные нормативные документы по проектированию дорожных одежд не позволяют комплексно учитывать большой перечень требований, предъявляемых к неукрепленному каменному материалу оснований. Прежде всего недостаточно полно учитываются параметры, влияющие на

последующее разрушение неукрепленного каменного материала в основаниях дорожных одежд под различными внешними воздействиями.

Цель диссертационной работы: разработка расчетной модели учета структурных разрушений и методики подбора неукрепленного каменного материала оснований при проектировании дорожных одежд.

Основные задачи исследования:

1. Проанализировать основные причины и факторы измельчения неукрепленного каменного материала, сформулировать понятия структурного разрушения и образования остаточной осадки в слое.

2. Усовершенствовать теоретическую модель для вычисления остаточной осадки в слоях оснований с учетом структурного разрушения неукрепленного каменного материала.

3. Установить связь основных физико-механических характеристик каменных материалов с их способностью обеспечивать требуемые сроки службы дорожных одежд.

4. Разработать методический подход к назначению расчетного модуля упругости слоя основания из неукрепленного каменного материала.

5. Разработать методику выбора неукрепленного каменного материала при конструировании и расчете дорожных одежд под различные условия эксплуатации.

Научная новизна состоит в том, что в разработанной методике, в отличие от существующих методов проектирования дорожных одежд, возможен непосредственный учёт таких важных характеристик каменного материала оснований как марки по дробимости, истираемости и морозостойкости. Разработка подобной методики стала возможной благодаря учёту в усовершенствованной расчетной модели процессов разрушения и переупаковки неукрепленного каменного материала в основаниях дорожных одежд на протяжении их срока эксплуатации.

Теоретическая значимость состоит в разработке расчетной модели разрушения и измельчения неукрепленного каменного материала с возможностью

вычисления остаточной осадки в слое основания под воздействиями эксплуатационных факторов.

Практическая значимость заключается в возможности на стадии конструирования и расчета дорожных одежд, а также при решении технологических задач строительства дорог, при выборе каменного материала и способа устройства оснований дорожных одежд, ограничивать накопление остаточной осадки в слое и обеспечивать надежность его работы в течение длительного периода.

Методология и методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теоретического и эмпирического исследования, которые включали в себя анализ, сравнение, обобщение и систематизацию, а также наблюдение и проведение экспериментальных исследований, направленных на подтверждение работоспособности расчетной модели.

Реализация результатов научных исследований. Основные результаты проведенных исследований включены в Отраслевой дорожный методический документ «Альбом типовых конструкций нежёстких дорожных одежд в различных дорожно-климатических зонах» и в «Альбом типовых дорожных конструкций для города Москвы».

Степень достоверности. Достоверность полученных результатов подтверждается строгостью соблюдения основных принципов математического моделирования, теории вероятности и математической статистики, сходимостью расчётных данных с проведенными экспериментальными исследованиями, а также с данными натурных наблюдений.

Апробация работы. Основные положения и практические результаты диссертационной работы доложены и одобрены на 74-й (2016 г.), 75-й (2017 г.), 76-й (2018 г.), 77-й (2019 г.), 78-й (2020 г.), 79-й (2021 г.) Международных научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ, Международной научно-практической конференции «Транспортные системы: тенденции развития» РУТ (МИИТ) (2016 г.), юбилейной 70 Международной научной конференции КГАСУ по проблемам архитектуры и строительства в г. Казань (2018 г.),

юбилейной Международной научно-практической конференции «Интеллектуальные технологии в дорожно-транспортном комплексе» МАДИ (2020 г.).

На защиту выносится:

• расчетная модель для вычисления остаточных осадок в слоях оснований с учетом структурных разрушений неукрепленного каменного материала;

• установка циклического действия для исследования процесса измельчения неукрепленного каменного материала;

• результаты экспериментальных исследований, направленных на подтверждение расчетной модели;

• методика подбора неукрепленного каменного материала оснований при проектировании дорожных одежд.

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 6 статьях, в том числе в 2 статьях рецензируемых изданий, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент на полезную модель.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы. Она содержит 213 страниц, включая 49 рисунков, 52 таблицы и 2 приложения. Список использованной литературы насчитывает 119 наименований работ российских и зарубежных авторов.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса, цель и задачи 1.1. Причины разрушений каменных материалов в основаниях дорожных

одежд

Деформации и разрушения дорожных одежд и покрытий далеко не всегда, а по некоторым оценкам в несколько меньшем числе случаев связаны с недостатками, касающихся непосредственно асфальтобетонных или цементобетонных слоев покрытий. Ухудшение эксплуатационных качеств зачастую носит более глубинный характер. Развитие различных дефектов на покрытии, такие как пластическая колея, трещины, сетка трещин, сколы, продольные неровности, просадки, проломы и др. часто бывают напрямую связаны с процессами, развивающимися как в земляном полотне, так и в слоях оснований дорожных одежд. Более того, во многих случаях процесс деградации начинается снизу-вверх, то есть от земляного полотна через слои основания к покрытию.

Один из важнейших факторов, обуславливающих процессы деформирования и разрушение материалов слоев дорожных одежд - это действующая сверху конструкции транспортная нагрузка. Низкие физико-механические характеристики грунта земляного полотна в расчетный период приводят к значительным величинам прогибов всей конструкции, включая слои основания и покрытия. Многократно повторяющиеся прогибы конструкции, очевидно, оказывают тем более существенное влияние на тот или иной материал слоя, чем более низкие физико-механические характеристики он имеет.

Каменный материал, применяемый в основании дорожных одежд, обладает значительно меньшей прочностью, чем исходная горная порода. В период разработки месторождений горная порода разламывается и раскалывается на куски различных размеров, в которых образуются микротрещины, снижающие прочность. Такая горная масса с ослабленной структурой идет на последующие производственные процессы. То есть куски уже ослабленной горной породы подвергают новым механическим воздействиям. В процессе укладки в слой основания происходит дробление и измельчение зерен каменного материала.

На современных автомагистралях слой основания дорожной одежды работает в сложных условиях. В процессе многократного цикличного приложения нагрузки происходит микроподвижка зерен каменного материала. В конечном итоге происходит измельчение каменного материала в слое основания, приводящее к образованию мелкозема. Увлажнение каменного материала способствует уменьшению трения и зацепления между зернами и тем самым снижает несущую способность всего конструктивного слоя. Под воздействием неблагоприятных природных факторов возникают дополнительные напряжения в каменном материале. Проникая в поры зерен, влага со временем расклинивает их, повышая напряженное состояние в материале. Кроме того, перенасыщенный водой каменный материал в слое основания более интенсивно измельчается, подвергаясь воздействию транспортной нагрузки. При отрицательной температуре находящаяся в порах каменного материала вода превращается в лед, который может привести каменный материал к разрушению.

Появление мелкозема пагубно влияет на слой основания. В начальный момент смесь получается более оптимальной, что в принципе повышает несущую способность слоя. Однако при дальнейшем увеличении мелкозема и его последующем увлажнении происходит многократное уменьшение прочности слоев оснований, устроенных из неукрепленного каменного материала, что впоследствии может привести к резкому снижению транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги и в дальнейшем к накоплению деформаций и разрушений в слое покрытия.

1.2 Анализ исследований, проведенных в нашей стране

Слои, устроенные из неукрепленных каменных материалов достаточно широко распространены на территории Российской Федерации. Такие материалы могут применяться в покрытии переходных и низших автомобильных дорог, но наибольшего распространение они получили в основаниях дорожной одежды на различных категориях дорог в качестве слоев усиления, дополнительных или технологических слоев оснований.

В рамках научно-исследовательской работы по разработке ОДМ «Альбом типовых конструкций нежёстких дорожных одежд в различных дорожи о-климатических зонах» специалистами дорожно-строительного факультета МАДИ при участии автора настоящей диссертации был проведен анализ различных конструкций федеральных автомобильных дорог. Было установлено, что относительное количество конструкций дорожных одежд, в основании которых применяется неукрепленный каменный материал, составляет 77,2% (см. рис. 1.1).

Дорожные одежды Дорожные одежды

с неукреплёнными без неукреплённых

Рис. 1.1. Применение слоев оснований из неу крепленных каменных материалов в

конструкциях нежестких дорожных одежд При этом анализ различных технологий устройства оснований, показывает, что неукрепленный каменный материал встречается преимущественно на III и IV категориях федеральных автомобильных дорог (см. рис. 1.2).

50 •

II III IV

Категория автомобильных дорог Рис. 1.2. Распределение конструкций нежёстких дорожных одежд при отсутствии укреплённых слоёв основания на различных категориях федеральных

автомобильных дорог В прошлом строители и проектировщики при конструировании слоев оснований дорожных одежд отдавали предпочтение методу заклинки. Последовательное уплотнение основной и расклинивающей фракции позволяли достичь сравнительно высокого модуля упругости. С развитием технологии устройства оснований из рационально-подобранных оптимальных смесей, предпочтение стали отдавать преимущественно этой технологии. В настоящее время в конструкциях нежестких дорожных одежд федеральных автомобильных дорог доля щебёночно-гравийно-песчаных смесей составляет практически половину от всех случаев применения неукреплённых каменных материалов (см. рис. 1.3).

2,5% Шлаки, щебень шлаковый

Рис. 1.3. Применение различных видов оснований из неукреплённых каменных материалов в конструкциях нежёстких дорожных одежд федеральных

автомобильных дорог В последнее время дорожно-строительные компании столкнулись с значительным ростом стоимости приобретаемого каменного материала и в особенности прочного [1]. Причинами повышения стоимости являются множество факторов, что в свою очередь дало толчок к применению местных малопрочных каменных материалов как в укрепленном, так и в неукрепленном виде. Естественно, малопрочные каменные материалы далеко не всегда могут применяться на высоких категориях из-за более жестких требований. В итоге основная область применения такого каменного материала охватывает дороги III и IV категорий. А в связи с меньшим финансированием таких проектов не всегда рационально переходить на более дорогую технологию устройства укрепленных оснований, которая будет превышать по стоимости традиционные неукрепленные основания. Вследствие чего на дорогах III и IV категорий в основном устраивается лишь эта технология. Кроме того, на автомобильных дорогах низких категорий проектные организации назначают материал практически без учета его прочностных свойств. А именно такой материал впоследствии будет интенсивно разрушаться и измельчаться под внешними воздействиями в период эксплуатации.

В рамках настоящей работы будут рассмотрены не только малопрочные каменные материалы, но и высокоплотные осадочные и изверженные породы, так как фактически структурное разрушение в них будет проявляться одинаково, но с различной скоростью и интенсивностью.

Необходимо также провести детальный анализ всей существующей нормативной базы, которая касается неукрепленных каменных материалов, с целью установить, какие требования уже устарели, а в каких необходимо произвести те или иные изменения и уточнения.

При рассмотрении научно-технической литературы фактически возникает ситуация, что во многих вопросах действующие нормативные документы противоречат друг другу. Определенное внимание также следует уделить недействующим нормативным документам и разобрать, почему при замене их на более новые, некоторые характеристики материала подверглись существенным изменениям. Многие из недействующих технических документов, наоборот, содержат полезную и, порой, более обоснованную информацию, подтверждаемую многочисленными отечественными и зарубежными исследователями.

Механизм измельчения каменного материала подробно изучался профессором Некрасов В.К.. В его работе [2] рассмотрены все этапы, в процессе которых каменный материал подвергался различным изменениям и воздействиям. Было установлено, что материал, применяемый для слоя основания, уже несет в себе ослабления и изменения структуры, а на этапе строительства и эксплуатации обладает уже меньшими прочностными характеристиками, чем исходная горная порода. Уже на этапе строительства каменный материал подвергается дроблению с образованием мелких частиц, вызванного строительной техникой, в частности катками. При строительстве современных конструкций дорожных одежд данный процесс является нежелательным и играет существенную роль в работе слоя при дальнейшей эксплуатации.

По данным исследований профессора Некрасова В.К. были получены зависимости, подтверждающие снижение несущей способности слоя основания с увеличением количества мелких фракций (см. рис. 1.4 и рис. 1.5). Так как мелкие

фракции при этом обладают высокой гигроскопичностью, то при увеличении их количества постепенно возрастала и общая влажность смеси. Снижению несущей способности способствовал и рост числа пластичности мелких частиц.

к 180

s

га 160

5

§■ 140 1и 120

i: 100

£t 80 с

60

5S

£ 40

Q.

о 20 га

t 0

Каменные высевки Каменная мелочь

Рис. 1.4. Лабораторные модули деформации мелких фракций каменного

материала при различной влажности

Лабораторный модуль деформации, МПа о Ь л> ь О О 13 К Sil ый модуль азличным с 2 1 деформации каменной удержанием высевок 0 30 40 34 19

6 8 10,2 11,3 13,4 Средняя влажность смеси в весовых %

Рис. 1.5. Лабораторный модуль деформации каменной мелочи с различным

содержанием высевок Этап эксплуатации является самым важным и длительным, в течении которого материал подвергается комплексному воздействию автомобилей и разнообразных погодных факторов. В процессе многократного приложения нагрузки происходит подвижка зерен каменного материала, его измельчение и

Лабораторные модули деформаций мелких фракций при различной влажности

0,00

10,6 11,00

Влажность в % по весу

12,30

13,40

образование мелких частиц (мелкозема). Благодаря этим частицам, смесь становится более оптимальной с точки зрения увеличения плотности всего слоя основания.

По данным профессора Некрасова В.К. [2]. работа каменного материала в основаниях дорожных одежд по характеру практически соответствует его испытанию в полочном барабане. На рис. 1.6 показано, как изменяется износ материала, то есть последующее образование мелкозема при изменении размера фракции извереженных и осадочных пород материала. Можно отметить, что меньший процент износа материала был характерен для крупных фракций.

Износ в полочном барабане о/о отдельных фракций щебня, %

80 70 60 50 40 30 20 10

Фр. 40-70

Фр. 20-40

Фр. 3-10

I Гранит Гниваньский I Гранит Токовский I Гранит Коростенский I Гранит Коршшский I Габбро Слипчицкое I Известняк Еленовский I Известняк Коробчевский I Известняк Полотняно заоодский I Известняк Карьера Барсуки

Рис. 1.6. Износ в полочном барабане отдельных фракций щебня Общую величину в % образующихся мелких фракций от транспортных нагрузок можно определить по следующей формуле профессора Некрасова В.К. [2]:

И = Ьв+Ьн • а • с • • 365 • N • а • у • 100,%, п п

а 0 ил;

111 ср

где Ьв - величина чаши прогиба в центре следа на верхней поверхности слоя;

Ьн - величина чаши прогибав центре следа на нижней поверхности слоя;

а - количество образующих мелких фракций; с - коэффициент внутреннего сцепления и контакта зерен; Вср - средний размер зерен;

N - интенсивность движения (в тыс. приведенных автомобилей);

а - число осей расчетного автомобиля;

у - повторность проходов.

Помимо воздействия колес автомобилей, оказывают негативное влияние разнообразные природные факторы. Так переувлажненный капиллярной и парообразной водой каменный материл теряет свою несущую способность в слое основания. Влага не может быстро удалиться путем испарения, так как слой основания перекрыт слоем покрытия из асфальтобетона или цементобетона. А в зимнее время возникают дополнительные напряжения от давления льда, находящегося в порах каждого зерна. Разрушение тем интенсивнее, чем чаще происходит попеременное оттаивание и замораживание каменного материала. Все эти явления и процессы ускоряют процесс образования мелких частиц, которые в свою очередь сами обладают пониженной прочностью, и повышенным влагонакоплением, снижая тем самым несущую способность всего слоя.

Количество образующихся за год мелких фракций под воздействием природных факторов, может быть определено следующим образом [2]:

ип = • в • с • к • 100,%, (1.2)

ср

где в - величина потери минерального материала при замораживании за 1 год, мм;

с - коэффициент, характеризующий силу сцепления материала;

к - коэффициент, характеризующий климатические условия.

При совместном действии автомобильной нагрузки и природных факторов Некрасовым В.К. была выведена следующая формула:

с л . 1 л

6 с

и +И=-----а-365-М-а-у + в-к -100,%, (13)

п 0 2 ^ \ > > Ч.-V

^ср v т у

Эту формулу можно считать одной из основополагающих и очень немногих, которая учитывает практически все физико-механические характеристики. Но в свою очередь, данная формула не имеет выхода на конструирование слоя основания и не включает в явном виде такие важные характеристики как модуль упругости слоя и плотность упаковки.

Указанные недостатки были отчасти устранены в трудах М.Г. Салихова и C.B. Ежовой [3]. Для обеспечения устойчивости слоя и необходимого модуля упругости требуется достигнуть максимально возможной плотности упаковки. При увеличении плотности уменьшается остаточная пористость слоя основания и возрастает количество контактов. В результате повышается сцепление и зацепление зерен в слое и равномерно распределяются, возникающие в слое основания напряжения.

Каменный материал подвергается измельчению как в процессе строительства, так и в период эксплуатации автомобильной дороги. Наиболее интенсивное образование мелких частиц в основном происходит при дроблении каменного материала в процессе эксплуатации. По опытным данным было установлено, что дробимость каменного материала резко снижается при измельчении его до размера зерен 17-18 мм [3]. Вероятно, при достижении частицами такого размера действительно происходит снижение интенсивности последующего дробления каменного материала. Но это не отменяет тот факт, что в дальнейшем частицы продолжают измельчаться в результате локальных микроподвижек, которые постепенно будут возрастать и преобладать над дроблением. Несколько снизить данный процесс возможно только при обеспечении высокой плотности слоя основания.

Проблемы уплотнения каменного материала и исследование различных процессов, происходящих в основаниях дорожных одежд, подробно рассматривались в работах Семенова В.А. и Поспелова Е.А. [4, 5]. В частности, Семеновым В.А. была разработана теория стохастической упаковки, которая не только позволяет осуществлять подбор уплотняющей техники на основе используемых для строительства каменных материалов, но и описывает процесс структурного разрушения при формировании слоя [4].

Поспелов Е.А. [5] теоретически и экспериментально обосновал процесс уплотнения и его оптимизацию. Исследователь разделил процесс уплотнения на несколько этапов. На первом этапе под действием уплотняющей техники происходит переориентация зерен каменного материала, который завершается

образованием контактов между частицами, увеличивая тем самым трение и зацепление между ними. На втором этапе в этих контактах значительно возрастают усилия и возникают напряжения, превышающие предел прочности, вследствие чего частицы подвергаются окалыванию. В точках контактов происходит увеличение площади, что способствует более равномерному распределению усилий. Данный этап сопровождается образованием мелких частиц (мелкозема). Третий этап сопровождается дроблением отдельных частиц каменного материала, увеличением трением в слое основания и его плотности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кудрявцев Андрей Николаевич, 2021 год

- 16 с.

69. Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежёстких дорожных одеждах / Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства (Росавтодор). - М., 2002. - 179 с.

70. Ремонт и содержание автомобильных дорог: справочник инженера-дорожника / А.П. Васильев, В.И. Баловнев, М.Б. Корсунский [и др.]; под ред. А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1989. - 287 с.

71. Справочная энциклопедия дорожника. Т.1. Строительство и реконструкция автомобильных дорог / под ред. А.П. Васильева. - М.: ФГУП ИНФОРМАВТОДОР, 2005. - 646 с.

72. Горячев, М.Г. Прогнозирование эксплуатационного состояния нежёстких дорожных одежд с учётом процесса накопления остаточных деформаций: дис.. д-р. техн. наук: 05.23.11 / М.Г. Горячев. -М., 2017. -388 с.

73. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог. ОДН 218.0.006-2002 / Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства России (Росавтодор). - М., 2002. -139 с.

74. ГОСТ Р 50597-2017. Дороги автомобильные и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. Методы контроля. - М.: Стандартинформ, 2017.-32 с.

75. Матуа, В.П. Измерительные зонды для мониторинга остаточных деформаций в конструктивных слоях дорожных одежд и грунте земляного полотна / В.П. Матуа, Д.В. Чирва, В.В. Солодов, С.А. Мирончук // Дороги и мосты. -2013.-№2(30).-С. 131-141.

76. ГОСТ 33220-2015. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к эксплуатационному состоянию. - М.: Стандартинформ, 2016. - 14 с.

77. Ольховиков, В.М. Применение многокомпонентных композиций на основе цемента для укрепления грунтов / В.М. Ольховиков // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2007. - N 2. - С. 40-43.

78. Ольховиков, В.М. Отечественные и зарубежные комплексные методы укрепления грунтов / В. М. Ольховиков // Новости в дорожном деле: Науч.-техн. информ. сб. Информавтодор. -2004. - С. 1-26.

79. Строительство автомобильных дорог: учебник / коллектив авторов; под ред. В.В. Ушакова и В.М. Ольховикова. - М.: КНОРУС, 2013. - 576 с.

80. ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация. -М.: Стандартинформ, 2013. -42 с.

81. Глинянова, И.Ю. Установка по модификации строительного известнякового щебня, многократное повышение его прочности / И.Ю. Глинянова, В.Т. Фомичев // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -М, 2018.-№1-2.-С. 26-28..

82. О нормативах финансовых затрат и правилах расчета размера бюджетных ассигнований федерального бюджета на капитальный ремонт, ремонт и содержание автомобильных дорог федерального значения: постановление Правительства РФ от 30.05.2017 N 658 // Собрание законодательства. - 2017. - N 23.-Ст. 3354.

83. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа. ВСН 46-72. -М.: Транспорт, 1973. - 108 с.

84. Руководство по строительству оснований и покрытий автомобильных дорог из щебеночных и гравийных материалов // Государственный дорожный (СоюзДорНИИ). -М., 1999. - 90 с.

85. СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85 / Министерство регионального развития Российской Федерации (Минрегион России). - М.: Минрегион России, 2013. - 73 с.

86. Костельов, М.П. Опыт фирмы «ВАД» по устройству плотных, прочных и жестких щебеночных дорожных оснований / М.П. Костельов, Пахаренко Д.В. // Дорожная техника. - 2006. - Режим доступа: http : //library. Stroit. ru/articles/vad/index. html.

87. Салль, A.O. Чтобы дороги жили дольше... / А.О. Салль. - Режим доступа: http://www. kolbasers.ru/ct/prom/3885/index. shtml.

88. Тулаев, А.Я. Конструкция и расчет дренажных устройств / А.Я. Тулаев. -М.: Транспорт, 1980. - 191 с.

89. Тулаев, А.Я. Расчет и конструкция дренирующих устройств / А.Я. Тулаев. - М.: Высшая школа, 1974. - 119 с.

90. Рувинский, В.И. Определение количества воды, поступающей в основание проезжей части через покрытия капитальных типов / В.И. Рувинский // Тр. Союздорнии. - 1970. - Вып. 37. - С. 121-147.

91. Тулаев, А.Я. Исследование водопроницаемости обочин методом радиоактивных индикаторов / А.Я. Тулаев, В.И. Рувинский, В.И. Куканов // Тр. Союздорнии. - 1975. - Вып. 76. - С. 136-150.

92. Немчинов, М.В. Текстура поверхности дорожных покрытий. В 2 т. Т. 1. Обоснование, нормирование и проектирование параметров текстуры поверхности дорожных покрытий / М.В. Немчинов. - М.: ТехПолиграфЦентр, 2010. - 380 с.

93. ГОСТ 33109-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение морозостойкости. - М.: Стандартинформ, 2015.-12 с.

94. Глебов, С.А. О недостаточной морозостойкости свежевыломанного из карьера камня карбонатных пород / Глебов, С.А. // Строительная Промышленность. - 1950. -№ 10.

95. Залесский Б.В. О некоторых принципах определения морозостойкости каменных строительных материалов / Б.В. Залесский, К.П. Флоренский // Труды ВНИИ по строительству «Каменные конструкции». - Москва, 1955. - С. 193-212.

96. Некрасов, В.К. Методы испытания каменных дорожно-строительных материалов / В.К. Некрасов. - Москва: Дориздат Гушосдора НКВД СССР, 1941. -190 с.

97. Rahman, M.S. A model for predicting permanent deformation of unbound granular materials/M.S. Rahman, S. Erlingsson// Road Materials and Pavement Design. - 2015. - Vol. 16 (3). - P. 653-673.

98. Rahman, M.S. Influence of post compaction on the moisture sensitive resilient modulus of unbound granular materials /M.S. Rahman, S. Erlingsson // Procedia Engineering. -2016. - Vol. 143. - P. 929-936.

99. Arvidsson, H. Comparison between the Los Angeles value and degradation from traffic load / H. Arvidsson. - Sweden: Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI), 2011. - P. 52.

100. Booke, H.B. Grundlagen der physikalisch chemischen Petrographie / H.B. Booke, W. Eitel. - Berlin, 1923.

101. Семенцов, С.А. О характере разрушения каменных материалов при действии мороза и некоторые вопросы методики испытании на морозостойкость / С.А. Семенцов // Труды ВНИИ по строительству «Каменные конструкции». -Москва, 1955.

102. Субботкин, И.И. Морозостойкость естественных каменных материалов / И.И. Субботкин, Т.Н. Ливчак // Труды ВНИИ по строительству «Каменные конструкции». - Москва, 1955.

103. Шестоперов, С.В. Долговеность бетона / С.В. Шестоперов. - М: Автотрансиздат, 1960. - 512 с.

104. Залесский, Б.В. О некоторых принципах определения морозостойкости каменных строительных материалов / Б.В. Залесский, К.П. Флоренский // Труды ВНИИ по строительству «Каменные конструкции». - Москва, 1955. - С. 193-212.

105. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 / Министерство регионального развития Российской Федерации (Минрегион России). -М.: Госстрой России, 2013. - 113 с.

106. Thomas, W.N. Experiments on the freezing of certain building materials / W.N. Thomas // Department of Scientific and Industrial Research. Building Research. Technical Paper. -H.M. Stationery Office, 1938. -№ 17. - P. 146.

107. Викторов A.M. Минеральные заполнители для гидротехнического бетона/A.M. Викторов. - Ленинград : Госэнергоиздат, 1956. - 144 с.

108. Глебов, С.А. Выветривание и морозостойкость стройматериалов / С.А. Глебов // Строительные материалы. - 1935 - № 10.

109. Титов, И.В. Грузовой автомобильный транспорт в России: состояние и перспективы развития / И.В. Титов, И.И. Батищев // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. - 2011. - №5 (36). - С 44-48.

110. Красиков, O.A. Анализ влияния расчетных осевых нагрузок на автомобильные дороги / O.A. Красиков, У.Ш. Касымов, И.Н. Косенко // Дороги и мосты. - 2018. - Вып. 40. - С. 55-63.

111. Красиков, O.A. Особенности расчета и оценки прочности нежестких дорожных одежд на существующие расчетные осевые нагрузки / O.A. Красиков // Дороги и мосты. - 2015. - Вып. 33/1. - С. 112-128.

112. Яковлев, Ю.М. Исследование метода испытаний грунтов и нежестких дорожных одежд установкой динамического нагружения: дис.. канд. техн. наук: 05.23.11 /Ю.М. Яковлев.-М., 1962.-211 с.

113. Яковлев, Ю.М. Оценка и обеспечение прочности дорожных одежд нежёсткого типа в процессе эксплуатации: дис.. д-ра техн. наук: 05.23.11 / Ю.М. Яковлев. - М., 1985. - 435 с.

114. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. - М.: ГУЛ ЦПП, 1998. - 60 с.

115. ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия - М.: Стандартинформ, 2019. - 12 с.

116. Лейвак, В.А. Исследование параметров, характеризующих прочность нежёстких дорожных одежд при их испытаниях динамической нагрузкой: дис.. канд. техн. наук: 05.23.11 /В.А. Лейвак. -М., 1975. - 156 с.

117. Тиратурян, А.И. Программный комплекс для «Обратного» расчета динамических модулей упругости эксплуатируемых дорожных конструкций с учетом параметров воздействия установок нагружения дорожных одежд / А.Н. Тиратурян, Е.В. Углова // Вестник евразийской науки. - 2012. - №3 (12). - С. 1-12.

118. РД 32 ЦВ 052-2005. Ремонт тележек грузовых вагонов. - ГЖБ ЦВ ОАО «РЖД», 2005. - 79 с.

119. Методические рекомендации по оценке эффективности строительства, реконструкции, капитального ремонта и ремонта автомобильных дорог ОДМ 218.4.023-2015 / Росавтодор (Федеральное дорожное агентство). - М., 2015. - 184 с.

208

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Изменение величины остаточной осадки и остаточной деформации в слоях дорожной одежды в зависимости от модуля упругости грунта земляного полотна

и толщины монолитных слоев

Таблица А. 1

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Остаточная Остаточная Остаточная

Материал слоя ь, см осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 5 0,13 4 0,2 4 0,3 4

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 8

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,8 23 1Д 22 2,3 32

Песок средней крупности 40 0,6 17 0,8 16 1 14

Суглинок легкий (Е=25 Мпа) - 2 57 2,8 57 3,5 49

Таблица А. 2

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Материал слоя ь, см Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 5 0,13 4 0,2 5 0,3 5

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 8

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,8 26 1,1 28 2 34

Песок средней крупности 40 0,5 17 0,6 15 0,8 14

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,6 53 2,4 53 2,8 47

Таблица А.З

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Остаточная Остаточная Остаточная

Материал слоя ь, см осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 5 0,13 5 0,2 5 0,3 5

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 8

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,7 26 1 25 1,8 32

Песок средней крупности 40 0,7 26 1 25 1,3 23

Суглинок легкий (Е=50 Мпа) - 1,2 44 1,8 45 2,2 39

Таблица А. 4

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Остаточная Остаточная Остаточная

Материал слоя ь, см осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 4 0,13 4 0,2 5 0,3 5

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 6

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 1 31 1,3 31 2,5 39

Песок средней крупности 40 0,5 15 0,6 14 0,8 13

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,6 50 2Д 50 2,8 44

Таблица А. 5

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Материал слоя ь, см Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 5 0,13 4 0,2 5 0,3 5

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 7

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,9 29 1,2 29 2,3 38

Количество приложений нагрузки 500 ООО 1 000 000 3 000 000

Материал слоя ь, см Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля %

Песок средней крупности 40 0,5 16 0,6 15 0,8 13

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,6 51 2,1 51 2,7 44

Таблица А. 6

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Материал слоя ь, см Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 6 0,13 4 0,2 5 0,3 5

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 8

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,9 30 14 28 2,1 36

Песок средней крупности 40 0,5 17 0,6 15 0,8 14

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,5 50 2,1 53 2,7 46

Таблица А. 7

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Материал слоя ь, см Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 7 0,13 4 0,2 5 0,4 7

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 9

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,8 27 1,0 26 1,9 33

Песок средней крупности 40 0,5 17 0,6 16 0,8 14

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,5 51 2 53 2,6 46

Таблица А. 8

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Остаточная Остаточная Остаточная

Материал слоя ь, см осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля % осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 8 0,13 4 0,2 5 0,4 7

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 10

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,7 24 0,9 24 1,7 30

Песок средней крупности 40 0,5 17 0,6 16 0,8 14

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,6 55 2Д 55 2,7 48

Таблица А. 9

Количество приложений нагрузки 500 000 1 000 000 3 000 000

Материал слоя ь, см Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля % Остаточная осадка (деформация), см Доля %

Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90 9 0,13 5 0,2 6 0,4 8

Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90 11

Щебень устраиваемый по способу заклинки 30 0,6 22 0,8 22 1,5 29

Песок средней крупности 40 0,5 18 0,6 17 0,8 15

Суглинок легкий (Е=34 Мпа) - 1,5 55 2 56 2,5 48

212

ПРИЛ ОЖЕНИЕ Б

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

RU

«о

172 749°3) U1

(51) МПК Е01С23/07 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

О

h-CN Г-

3

01

(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

(21)(22) Заявка: 2016148701, 12.12.2016

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 12.12.2016

Дата регистрации: 21.07.2017

Приоритст(ы):

(22) Дата подачи заявки: 12.12.2016

(45) Опубликовано: 21.07.2017 Бюл. № 21

Адрес для переписки:

125319, Москва, Ленинградский пр-т, 64, МАДИ, патентный отдел

(72) Автор(ы):

Кудрявцев Андрей Николаевич (ЬШ), Кудрявцев Николай Александрович (1Ш), Лугов Сергей Владимирович (1Ш)

(73) Патентообладатель(и): ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ) (1Ш)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1Ш 2273688 С1, 10.04.2006. Би 1560669 А1, 30.04.1990.1Ш 2242557 С1, 20.12.2004.1Ш 159632 Ш, 20.02.2016. \¥0 2014197448 А1, 11.12.2014.

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

(57) Реферат:

Установка предназначена для создания вертикальной нагрузки жестким штампом, имитирующим действие колеса грузового автомобиля. Установка для динамических испытаний дорожных одежд содержит основание

(I) с закрепленной на нем вертикально направляющей (2). Падающий груз (3) связан гибкой связью (4) через вспомогательные ролики (5) с подъемным механизмом, выполненным в виде электропривода (6) с редуктором (7) и барабаном (8), а жесткий штамп (9) с амортизатором в виде пружины (10) устанавливается на поверхность дорожной одежды. Устройство управления подключено к электроприводу (6) и концевому выключателю

(II), размещенному в верхней точке направляющей (2). Подъемный механизм дополнительно снабжен электромагнитной (12) и эластичной (13) муфтами, установленными последовательно между электроприводом (6) и барабаном (8) подъемного механизма и закрепленными на основании (1) в

Стр.: 1

подшипниковых опорах, при этом электромагнитная муфта (12) подключена к устройству (14) управления. Вертикальная направляющая (2) выполнена в виде трубы с возможностью перемещения в ее полости падающего груза (3). При нажатии кнопки «пуск» запускается электропривод (6), который перемещает падающий груз (3) к точке сброса. Концевой выключатель (11) своими контактами размыкает цепь управления электромагнитной муфты (12) и падающий груз(З) под собственным весом устремляется вниз, воздействуя на пружину 10, приваренную к жесткому штампу (9). Через заданный интервал времени происходит включение электромагнитной муфты (12) и осуществляется подъем падающего груза (3) к точке сброса. Дальше процесс повторяется снова. Полезная модель позволяет упростить конструкцию с возможностью проведения испытаний па устойчивость к разрушению конструктивных слоев дорожной одежды в лабораторных условиях при имитации

7J С

-si 1Ч>

■рь

(О

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР)

РАСПОРЯЖЕНИЕ

Г

Москва

И

О применении и публикации ОДМ 218.2.104-2019 «Альбом типовых конструкций нежестких дорожных одежд в различных

дорожно-климатических зонах»

В целях реализации в дорожном хозяйстве основных положений Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» и обеспечения дорожных организаций рекомендациями по применению документов технического регулирования и стандартизации в сфере дорожного хозяйства:

1. Структурным подразделениям центрального аппарата Росавтодора, федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям автомобильных магистралей, межрегиональной дирекции по строительству автомобильных дорог федерального значения, территориальным органам управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации рекомендовать к применению с даты подписания настоящего распоряжения ОДМ 218.2.104-2019 «Альбом типовых конструкций нежестких дорожных одежд в различных дорожно-климатических зонах» (далее - ОДМ 218.2.104-2019).

2. Управлению научно-технических исследований и информационного обеспечения (А.Н. Каменских) в установленном порядке обеспечить официальную публикацию ОДМ 218.2.104-2019.

3. Контроль за исполнением настоящего распоряжения оставляю за собой,

Заместитель руководителя

Е.А. Носов

РОСАВТОДОР рсп,!М° 349-р от 2.7.01.2020

Д.М. Ивлева

[phone]

74acf9d0-0e98-4641-a826-8cb9a3665e6e