2567

В РГСУ была разработана механико-математическая модель многослойного полупространства системы «дорожная конструкция – грунт» [2, 3]. Данная модель позволяет производить анализ динамического напряженно-деформированного состояния системы дорожная конструкция

– грунт при динамическом воздействии. На основе данной механикоматематической модели был разработан программный комплекс, позволяющий производить «обратное» вычисление динамических модулей упругости элементов эксплуатируемых дорожных конструкций.

Адекватность данной модели подтверждается результатами экспериментальной регистрации чашдинамических прогибовдорожной конструкции на строящемся участке автомобильной дороги М4 «ДОН». Экспериментальная регистрация производилась поэтапно, по мере завершения строительства каждого конструктивного элементадорожной конструкции. Для регистрации чаш динамических прогибовприменялся мобильный виброизмерительный комплексДорТрансНИИ.[4] Конструкция дорожной одежды приведена в таблице 1. Проектные и расчетные чаши динамических прогибовповерхности дорожной конструкции приведены на рисунке 1.

Таблица 1

Конструкция дорожной одежды на строящемся участке автомобильной дороги

в

2

1

41

Рис. 1. Расчетные и экспериментальные чаши динамических прогибов на строящемся участке автомобильной дороги М4 ДОН (1- расчетная чаша динамических прогибов, 2 – экспериментальная чаша динамических прогибов)

На графике а приведена чаша динамических прогибов зарегистрированная на поверхности слоя песчаного основания, на графике б чаша динамических прогибов зарегистрированная на поверхности слоя щебеночного основания, на графике в – чаша динамических прогибов зарегистрированная на поверхности слоя тощего бетона.

По результатам проведенного эксперимента была проведена корректировка механико-математической модели многослойного полупространства дорожная конструкция - грунт.

Большой интерес при апробации расчетной модели представляет расчет эксплуатационных значений динамических модулей упругости элементов дорожной конструкции, на участках с большой степенью поврежденности. Экспериментальная регистрация чаш динамических прогибов дорожной конструкции была проведена в расчетный период в марте 2011 г. на автомобильной дороге IV т.к. «г. Ростов-на-Дону – сл. Родионово-Несветайская-г.Новошахтинск-х.Ленинаван – а/д «Ростов-на- Дону – Таганрог». На этом участке планируется провести усиление существующей дорожной конструкции. Для восстановления фактических значений модулей упругости слоев дорожной конструкции на стадии эксплуатации была использована математическая модель многослойного полупространства «дорожная конструкция – грунт», разработанная в РГСУ. Конструкция дорожной одежды приведена в таблице 2:

Таблица 2

Конструкция дорожной одежды

На рисунке 2 приведены расчетная и экспериментальная чаши динамических прогибов дорожной конструкции до и после корректировки.

42

1

1

2

2

Рис. 2. Расчетная (1) и экспериментальная(2) чаши динамических прогибов (слева до корректировки, справа после корректировки)

Рассчитанные значения модулей упругости элементов эксплуатируемой дорожной конструкции приведены в таблице 3.

Таким образом, следует отметить серьезное снижение модулей упругости элементов дорожной конструкции. Результаты, полученные в ходе «обратного» расчета подтверждаются результатами лабораторных испытаний материала слоев дорожной конструкции. Данный способ может стать хорошим подспорьем при выборе технических решений, применяемых при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог.

Таблица 3

Проектные и расчетные значения модулей упругости слоев дорожной одежды

Библиографический список

1.Viswanathan B., “EVALUATION OF RESILIENT MODULUS OF FLEXIBLE PAVEMENTS BY BACK - CALCULATION TECHNIQUE”, Thesis Presented to The Faculty of the College of Engineering and Technology Ohio University, June 1989.

2.Илиополов С.К. Динамика дорожных конструкций /С.К. Илиополов М.Г.Селезнев.,Е.В Углова. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный строительный университет, 2002 – 258 с.

3.Илиополов С.К. О расчете статического и динамического напряженнодеформированного состояния конструкций дорожных одежд/С.К. Илиополов, А.А. Ляпин // Изв. высших учебных заведений,Естественные науки. №1,1997. С 44-47.

4.Лобов Д.В. Спектральный анализ волновых полей в конструкциях дорожных одежд нежесткого типа: автореф. дис.насоиск. учен. степ. канд. техн. Наук / Д.В. Лобов –М.:2004.

Научный руководитель д-р техн. наук, профессор Е.В. Углова

УДК 625.7/8

43

У нетканогогеотекстиля с неупорядоченно расположенными волокнами механические свойства не зависятот направления приложения нагрузки. Растягивающие усилия передаются только на одну часть волокон, а другие переориентируются внаправлении растяжения. Нетканыйгеотекстиль используют как разделяющийслойв неустойчивыхгрунтов для защиты дренирующихматериалов отзаиливанияив качестве различныхфильтров.

Долговечность дренажной конструкции зависит от стойкости против заиливания мелкими частицами грунта. Заиливания не происходит, если на контакте фильтрационного материала с грунтом образуются устойчивые сводики из мелких частиц грунта для несвязных грунтов или из агрегатов глинистых частиц грунта для связных грунтов. Процесс сводообразования осуществляется в том случае, если соблюдаются условия, регламентирующие соотношение между характерным диаметром поровых каналов фильтрационного материала и размером сводообразующих частиц. При оценке фильтрационных геотекстилей можно пользоваться следующим критерием: О90W < d90 или О90W / d90 < 1, где О90W – эффективный размер пор геотекстиля, соответствующий диаметру зерен грунта, 90% которого удерживается геотекстилем, мм; d90 – диаметр зерен грунта засыпки, соответствующего 90%-ному их содержанию, мм. Согласно порометрии геотекстильной мембраны Delta О90W = 0,13 мм. В простых случаях (небольшой объем воды и гидростатическая нагрузка) механическая (удерживающая) способность геотекстиля считается достаточной, если эффективный размер пор находится в границах от 0,06 до 0,2 мм: 0,06 мм < О90W < 0,2 мм [2]. Задерживание крупных частиц приводит к сужению пор, а это повышает вероятность задерживания частиц меньшего размера [3].

45

Выбор фильтрующего материала определяют по условиям устойчивости против суффозии и кольматации (процесс заполнения внутрипорового пространства породы дисперсной фазой промывочной жидкости при ее фильтрации [6]) и должен устанавливаться расчетом [2]. Широкое распространение получил Дорнит– синтетический нетканый

материал, который позволяет:предотвратить уменьшение несущей способности, предотвращая смешивание мелких частиц грунта с насыпанным основанием (щебень, гравий и песок)дороги; увеличить несущую способность, предотвращая вдавливание щебня вмягкую подоснову и обеспечивая повышенную степень уплотнения;снизить разрушениедорог, вызываемое воздействием мороза. Задержанные мельчайшие частицы (тонкодисперсные включения)действуют как губка, расширяющаяся при замораживании. Предотвращаетвымывание более мелких частиц грунта в дренажный заполнитель, поддерживая однородностьсвойствдренажа. В результате имеем преимущества:снижение совокупных издержек (использование крупнозернистых, более дешевых, материалов); уменьшение издержек на укладкублагодаря экономиивремени;увеличение времени функционирования дренажной системы; предотвращение эрозиигрунтов на склонах. Дорнитсоздаетестественный почвенный фильтр. Вода, проходя из почвы в дренаж через геотекстиль, вымывает мелкие частицы. После вымывания мелких частиц соединительная структура крупных частиц прилегает кгеотекстилю, и образуется естественный фильтр, который последовательно уменьшает вымывание, вплоть до его полного прекращения. Пропускающая способность этой системы определяется водопроницаемостью грунта. Благодаря большому количеству пор и широкому распределению пор по размерам геотекстиль практически не подвержен засорению. Предсжатая структура материала обеспечиваетсохранение стабильных свойств при увеличении нагрузок [3].

Дляобеспечения несущейспособности земляного полотнана участках слабогоестественногооснования взависимостиотсостояниягрунтаи требуемойпрочностишироко используютсягеотекстильныематериалы Hate, Typar, Hatelitи отечественныйДорнит.Онислужаткапилляропрерывающим слоемдлязащитыконструктивногослоядорожной одеждыотувлажнения снизу, используются какфильтры противзаиливания при устройстве дополнительногослояоснованияиз песка, дренажеймелкогоиглубокого заложения[4].

Дляосушенияилиснижения уровня грунтовыхвод,вчастностина заболоченныхпочвах, обычноприменяютразличныедренажныесистемы. Традиционныйспособ– этоканава,по которой водавыводитсяза пределы участка либо вспециальные местаее сбора.Этосамыйдешевый, но не эстетичный, ктомужебыстрообваливающиеся краяи намытый водойпесок быстроснижают,а затем полностьюпрекращаюттокводы.Чтобы краяне

46

обваливались,канавурекомендуется заполнитьщебнем иликерамзитом. Такая системаболееэффективна, но,современем проницаемостьзасыпки значительноснижается засчетзаиливания мелкимичастицами.Геотекстиль, если им выложитьполностьюканавуи внахлестуложитьназасыпку, фильтруеттонкодисперсныйпоток,и площадьфильтрациидрены,а такжеее водопроницаемостьсохраняются втечение гораздобольшего времени [5].

Во всех этих примерах видно, что свои противозаиливающие функции геотекстиль оправдывает. Но нет ни одного технического нормативного документа, который бы показал зависимость работы геотекстиля как противозаиливающего материала от вида грунта и используемых материалов. Необходимы лабораторные исследования для четкого представления об этом процессе и его длительности.

Библиографический список

1.Ведомственные строительные нормы ВСН 49-86. Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов. 8апреля1986г.

2.Методические рекомендации по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования (приняты письмом Росавтодора от 17 марта 2004 г. N ОС-28/1270- ис).

3.Назаров Н.К. Системный анализ к техногенезису коллекторов: Монография. –

М.:ГУП «ВИМИ», 2001. – 116с

4.http://www.stroyinform.ru/techno/detail.php?ID=651

5.http://www.petro-domus.ru/geotekstilnoe-polotno-dornit.html

6.http://gabions.com.ua/cat.php?divid=10&lang=ru

Научный руководитель ст. преподаватель В.А. Шнайдер

УДК 624.21

АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

И.В. Никитин, аспирант Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, г. Омск

Основным разделом организации работ по содержанию автомобильных дорог и дорожных сооружений на них является определение видов и объемов работ [1,2], которые, в свою очередь, обусловлены объемами конструктивных элементов. Одним из сложных дорожных сооружений на автомобильных дорогах по составу конструктивных элементов являются мостовые сооружения.

Наиболее полно система конструктивных элементов мостовых сооружений разработана В.И. Шестериковым [3]. Конструктивные

47

элементы в иерархической системе разделены на 5 уровней: мостовое сооружение, конструктивные части, элементы, детали и участки.

Парк мостовых сооружений, находящихся на автомобильных дорогах в Российской Федерации, представлен различными сооружениями.

Анализ мостовых сооружений представлен на примере 6-ти органов управления Федерального дорожного агентства: ФГУ «Сибуправтодор», ФГУ «Дальуправтодор», ФГУ Упрдор «Южный Байкал», ФГУ Упрдор «Забайкалье», ФГУ Упрдор «Енисей», ФГУ Упрдор «Лена».

Распределение мостовых сооружений по материалу несущей конструкции

вразрезе органов управления представлено в таблице 1 и таблице 2.

Взависимости от материала несущей конструкции мостовые сооружения в рассматриваемых органах управления дорожным хозяйством представлены железобетонными, сталежелезобетонными, стальными, деревянными и комбинированными сооружениями.

На основе сравнения выше указанных данных можно сделать вывод, что в каждом органе управления с одной стороны, имеются различные по материалу сооружения, а с другой стороны соотношение между видами материала различное.

Аналогичная картина наблюдается при анализе опор, регуляционных сооружений и элементов мостового полотна.

Сравнительный анализ объемов конструктивных элементов мостовых сооружений представлен в таблице 3.

Различия по площади внешней поверхности, как железобетонных, так и металлических, обусловлено как различными габаритами, так и различными конструкциями пролетных строений. Анализ габаритов по органам управления приведен на рисунке 1.

Таблица 1

Распределение количества мостовых сооружений по материалу несущей конструкции

48

Таблица 2

Распределениепротяженностимостовыхсооруженийпо материалунесущей конструкции

Рис. 1. Средневзвешенный габарит по ширине мостового сооружения

49

Таблица 3

Анализ конструктивных элементов мостовых сооружений

50