3870

8.Матвиенко, Ф. В. Прогнозирование величины необратимой деформации дорожной конструкции от воздействия транспортного потока / Ф. В. Матвиенко, А. Н. Канищев, В. Н. Мелькумов, В. В. Волков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2010. — № 3 (19). — С. 81—92.

9.Никеров, Н. С. Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования: в 2 ч. Ч. 2. Конструирование и расчет / Н. С. Никеров. — СПб: Санкт-Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2001. — 84 с.

10.Петкявичус, К. Возможности использования местных нерудных материалов при строительстве и ремонте автомобильных и железных дорог / К. Петкявичус, И. Подагелис, А. Лауринавичус // Строительные материалы. — 2006. — № 3. — С. 32—35.

11.Пичугин, А. П. Деформационные процессы в укрепленных грунтах / А. П. Пичугин, В. А. Гришина, И. К. Язиков // Экология и новые технологии в строительном материаловедении: междунар. сб. науч. тр. — Новосибирск, 2010. — С. 74—75.

12.Пичугин, А. П. Физико-химические процессы в укрепленных грунтах / А. П. Пичугин, В. А. Гришина, И. К. Язиков // Строительные материалы. — 2009. — № 12. — С. 41—43.

13.Подольский, Вл. П. Строительство автомобильных дорог / Вл. П. Подольский, А. В. Глагольев, П. И. Поспелов // Земляное полотно / под ред. Вл. П. Подольского. — М.: ИЦ «Академия», 2013. — 304с.

14.Подольский, Вл. П. Оптимизация объемов добычи каменных материалов и транспортной схемы их доставки потребителю / Вл. П. Подольский, В. В. Гасилов // Строительные материалы. — 1992. — № 11. — С. 41—44

15.Подольский, Вл. П. О возможности расширения ресурсной базы дорожного строительства за счет

стабилизации и укрепления грунтов / Вл. П. Подольский, Нгуен Ван Лонг, Нгуен Дык Ши // Научный Вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2014. — № 1. — С.102—111.

16. Фурсов, С. Г. Эффект модификатора «ДорЦем ДС-1» / С. Г. Фурсов, Д. В. Кондратюк, П. Л. Федоров, Д. Н. Бубнов, А. М. Кулижников // Автомобильные дороги. — 2011. — № 5. — С. 136—139.

17.Horiuchi, Sumio. Effective use of fly ash slurry as file material / Sumio Horiuchi, Masato Ka-Waguchi, Kazuya Yasuhara // J. Hazardous Mater. — 2000. — Vol. 76, № 2—3 — P. 301—337.

18.Xu, A. Potentials of high — volume fly ash utilization in concrete and cementations products / A. Xu, Sh. L. Sarkar // 59th Annu. Meet., Amer. Power Conf., Chicago, 111. — Chicago, 1996. — Vol. 58. Pt 1. — P. 651—656.

19.Brendel, Gary. Tackling Indias coal ash problem / Gary Brendel // Mining Eng. — USA, 1999. — Vol. 51, № 10. — P. 44—45.

20.Jingbang, Shao. Fly ash utilisation in China / Shao Jingbang // Proc. 20th Int. Miner Process. Congr., Aachen, 21 — 26 Sept. — Clausthal — Zellerfeld, 1997. —Vol. 5. — P. 109—111.

21.Cheriaf, M. Pozzolanic properties of pulverized coal combustion asch / M. Cheriaf, J. C. Rocha // Cem. And Concr. — 1999. — Vol. 29, № 9. — P. 1387—1391.

References

1. Bezruk, V. M. Ukreplennye grunty (svoistva i primenenie v dorozhnom i aerodromnom stroitel'stve) /

V.M. Bezruk, I. L. Guryachkov, T. M. Lukanina. — M.: Transport, 1982. — 231 s.

2.Vasil'ev, Yu. M. Trebovaniya k deformativnoi sposobnosti ukreplennykh gruntov / Yu. M. Vasil'ev // Primenenie ukreplennykh gruntov pri stroitel'stve dorozhnykh odezhd s ispol'zovaniem otkhodov promyshlennosti v kachestve vyazhushchikh i dobavok khimicheskikh veshchestv. — M., 1981. — S. 145—151.

3.Velichko, E. G. Nekotorye aspekty fiziko-khimii i mekhaniki kompozitov mnogokomponentnykh tsementnykh sistem / E. G. Velichko, Zh. S. Belyakova // Stroitel'nye materialy. — 1997. — № 2. — S. 21—25.

4.Vernigorova, V. M. Sovremennye metody issledovaniya svoistv stroitel'nykh materialov / V. M. Vernigorova. — M.: ASV, 2003. — 239 s.

5. Gorelyshev, N. V. Tekhnologiya i organizatsiya stroitel'stva avtomobil'nykh dorog / N. V. Gorelyshev,

S.M. Polosin-Nikitin, M. S. Koganzon. — M.: Transport, 1992. — 551 s.

6.Kochetkova, R. G. Uluchshenie svoistv glinistykh gruntov stabilizatorami / R. G. Kochetkova // Avtomobil'nye dorogi. — 2006. — № 3. — S. 25—28.

7.Lanko, A. V. Gidrofobizirovannye lessovye tsementogrunty v dorozhnom stroitel'stve / A. V. Lanko // Stroitel'nye materialy. — 2008. — № 4. — S. 27—30.

8.Matvienko, F. V. Prognozirovanie velichiny neobratimoi deformatsii dorozhnoi konstruktsii ot vozdeistviya transportnogo potoka / F. V. Matvienko, A. N. Kanishchev, V. N. Mel'kumov, V. V. Volkov // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2010. — № 3 (19). — S. 81—92.

9.Nikerov, N. S. Dorozhnye odezhdyavtomobil'nykh dorog obshchego pol'zovaniya: v 2 ch. Ch. 2. Konstruirovanie i raschet / N. S. Nikerov. — SPb: Sankt-Peterburgskii gos. un-t putei soobshcheniya, 2001. — 84 s.

10.Petkyavichus, K. Vozmozhnosti ispol'zovaniya mestnykh nerudnykh materialov pri stroitel'stve i remonte avtomobil'nykh i zheleznykh dorog / K. Petkyavichus, I. Podagelis, A. Laurinavichus // Stroitel'nye materialy. — 2006. —

91

Научный журнал строительства и архитектуры

№ 3. — S. 32—35.

11. Pichugin, A. P. Deformatsionnye protsessy v ukreplennykh gruntakh / A. P. Pichugin, V. A. Grishina, I. K. Yazikov // Ekologiya i novye tekhnologii v stroitel'nom materialovedenii: mezhdunar. sb. nauch. tr. — Novosibirsk, 2010. — S. 74—75.

12.Pichugin, A. P. Fiziko-khimicheskie protsessy v ukreplennykh gruntakh / A. P. Pichugin, V. A. Grishina, I. K. Yazikov // Stroitel'nye materialy. — 2009. — № 12. — S. 41—43.

13.Podol'skii, Vl. P. Stroitel'stvo avtomobil'nykh dorog / Vl. P. Podol'skii, A. V. Glagol'ev, P. I. Pospelov // Zemlyanoe polotno / pod red. Vl. P. Podol'skogo. — M.: ITs «Akademiya», 2013. — 304s.

14.Podol'skii, Vl. P. Optimizatsiya obˈemov dobychi kamennykh materialov i transportnoi skhemy ikh dostavki potrebitelyu / Vl. P. Podol'skii, V. V. Gasilov // Stroitel'nye materialy. — 1992. — № 11. — S. 41—44

15.Podol'skii, Vl. P. O vozmozhnosti rasshireniya resursnoi bazydorozhnogo stroitel'stva za schet stabilizatsii i ukrepleniya gruntov / Vl. P. Podol'skii, Nguen Van Long, Nguen Dyk Shi // Nauchnyi Vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2014. — № 1. — S.102—111.

16. Fursov, S. G. Effekt modifikatora «DorTsem DS-1» / S. G. Fursov, D. V. Kondratyuk, P. L. Fedorov,

D.N. Bubnov, A. M. Kulizhnikov // Avtomobil'nye dorogi. — 2011. — № 5. — S. 136—139.

17.Horiuchi, Sumio. Effective use of fly ash slurry as file material / Sumio Horiuchi, Masato Ka-Waguchi, Kazuya Yasuhara // J. Hazardous Mater. — 2000. — Vol. 76, № 2—3 — P. 301—337.

18.Xu, A. Potentials of high — volume fly ash utilization in concrete and cementations products / A. Xu, Sh. L. Sarkar // 59th Annu. Meet., Amer. Power Conf., Chicago, 111. — Chicago, 1996. — Vol. 58. Pt 1. — P. 651—656.

19.Brendel, Gary. Tackling Indias coal ash problem / Gary Brendel // Mining Eng. — USA, 1999. — Vol. 51, № 10. — P. 44—45.

20.Jingbang, Shao. Fly ash utilisation in China / Shao Jingbang // Proc. 20th Int. Miner Process. Congr., Aachen, 21 — 26 Sept. — Clausthal — Zellerfeld, 1997. —Vol. 5. — P. 109—111.

21.Cheriaf, M. Pozzolanic properties of pulverized coal combustion asch / M. Cheriaf, J. C. Rocha // Cem. And Concr. — 1999. — Vol. 29, № 9. — P. 1387—1391.

STUDY OF THE EFFECT OF THE «DORСEM DS-1» MODIFIER

ON THE PROPERTIES OF CEMENT AND PHYSICAL

AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF CEMENT FOUNDATIONS

Vl. P. Podol'skii, F. V. Matvienko, A. S. Strokin, A. E. Borisov

Voronezh State Technical University

Russia, Voronezh, tel.: (473)236-18-89, e-mail: fmatvienko@yandex.ru

Vl. P. Podol'skii, D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Construction and Operation of Highways F. V. Matvienko, PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Construction and Operation of Highways

A.S. Strokin, PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Construction and Operation of Highways

A.E. Borisov, PhD student of the Dept. of Construction and Operation of Highways

Statement of the problem. To date, the building materials market of the Russian Federation offers a huge number of different kinds of cement additives used for soil stabilization in the construction and repair of roads. Thus, many manufacturers do not provide complete information to help assess the field of application of a particular supplement for specific road works. This has made it essential to study one of the cement additives used in the foundation consolidation.

Results. The paper presents the results of identifying the chemical and mineralogical composition of the «DORCEM DS-1» modifier. Its effect on the normalized index of cement and the influence of mass products was investigated.

Conclusions. The research into the effect of the modifier on the physical and mechanical properties of cement and cement foundations in strengthening of constructive layers of road surfacings. Using the «DORCEM DS-1» modifier it is possible to regulate the time of laying cement as well as to accelerate strength growth of cement foundations. The modifier«DORCEM DS-1» was not found to have any positive effect on the frost resistance of a cement reinforced foundation.

Keywords: road design, soil, reinforced material, foundation-cement mix, additive modifier, «DORCEM DS-1» modifier, physical and mechanical characteristics of reinforced foundations, strength, frost resistance.

92

УДК 625.7/.8

РАЗРАБОТКА ЩЕБЁНОЧНО-МАСТИЧНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ С УЛУЧШЕННОЙ УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬЮ

ДЛЯ УСТРОЙСТВА И РЕМОНТА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

С. А. Бойко, Ю. И. Калгин, А. С. Строкин

Воронежский государственный технический университет

Россия, г. Воронеж, тел.: (473)236-18-89, e-mail: alexmech23@gmail.com

С. А. Бойко, аспирант кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог Ю. И. Калгин, д-р техн. наук, проф. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог

А. С. Строкин, канд. техн. наук, доц. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог

Постановка задачи. Рассматривается задача разработки щебёночно-мастичных смесей с повышенными деформативно-прочностными показателями, отличающимися улучшенной удобоукладываемостью при устройстве и ремонте дорожных покрытий, что позволит устраивать тонкие слои асфальтобетонных покрытий или укладывать смесь в ремонтные ниши.

Результаты. Приведены результаты полного факторного эксперимента, выполненного методом математического планирования, по оценке влияния основных структурообразующих факторов на деформативно-прочностные показатели щебёночно-мастичного асфальтобетона.

Выводы. Приведены результаты анализа влияния основных структурообразующих факторов на деформативно-прочностные показатели и технологические свойства щебёночно-мастичных смесей. Показана возможность получения эффективных составов щебёночно-мастичных асфальтобетонных смесей с максимальным размером зерна до 10 мм, отличающихся улучшенной удобоукладываемостью и требуемыми значениями деформативно-прочностных показателей, для устройства тонких слоёв дорожных покрытий или их ремонта.

Ключевые слова: асфальтобетон, битум, минеральный порошок, ремонт, щебёночно-мастичная смесь.

Введение. Одной из актуальных проблем дорожной отрасли является повышение качества ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог с высокой интенсивностью дорожного движения [10]. Применяемые в настоящее время технологии содержания и ремонта асфальтобетонных покрытий путём устройства шероховатых поверхностных обработок или слоёв износа, ремонта с использованием литых или традиционных плотных асфальтобетонных смесей имеют ряд существенных недостатков: недостаточную приживаемость к покрытию, низкую долговечность, недостаточные физико-механические и (или) эксплуатационные показатели (прочность, ровность, шероховатость) и т. д. [1—21]. Указанные недостатки нехарактерны для щебёночно-мастичных смесей (далее ЩМАС). Однако ЩМАС отличаются недостаточной удобоукладываемостью при устройстве покрытия тонкими слоями (2—3 см) или при укладке в подготовленные в покрытии ремонтные ниши. Улучшение удобоукладываемости ЩМАС позволит существенно улучшить качество работ по ремонту и срок службы асфальтобетонных покрытий [9].

1. Предположения и постановка задачи, методика проведения эксперимента.

Предполагается, что прочностные, эксплуатационные и технологические свойства ЩМАС полностью определяются их составом. При этом как сами исходные компоненты ЩМАС, так и их процентное содержание в смеси подвержены случайным флуктуациям. Наконец, определение физико-механических характеристик (например, водонасыщения или предела прочности при сжатии) также вносит случайную погрешность.

© Бойко С. А., Калгин Ю. И., Строкин А. С., 2017

93

Научный журнал строительства и архитектуры

Обозначим численное значение исследуемой характеристики через Y, а ее функциональную зависимость от параметров через F(X1, X2, X3). Присутствие в каждом эксперименте отмеченного выше случайного возмущения отражается в виде аддитивной добавки Z:

где согласно центральной предельной теореме случайная величина Z имеет нормальное распределение с параметрами M(Z) = 0 и \sigma(Z) = \sigma. Беря от обеих частей математическое ожидание M, получаем:

Последнее равенство означает, что искомая функциональная связь F(X1, X2, X3) выражает не сам Y, а его математическое ожидание при заданных значениях параметров X1, X2, X3:

Такая зависимость называется регрессионной, а закон F(X1, X2, X3) называется регрессией Y по X1, X2, X3.

Теория планирования эксперимента подсказывает, как наиболее экономно и эффективно выбрать сочетания параметров X1, X2, X3 (называемых планами или точками) для дальнейшего эффективного приближения функции регрессии на основе экспериментальных значений Y , найденных для выбранных планов.

За основу выбора множества планов для их дальнейшего исследования был взят метод планирования полного факторного эксперимента, дополненный несколькими планами в центре области варьирования. В качестве средства построения и исследования свойств регрессионной модели был взят лицензионный пакет DataFit 7.1.

В качестве варьируемых величин были выбраны следующие факторы:

X1 — содержание минерального порошка в минеральной части смеси, %;

X2 — содержание крупного заполнителя (щебня) в минеральной части, %;

X3 — содержание битума в ЩМАС, % (табл. 1).

Для всех исследуемых характеристик ЩМАС математическая модель искалась в виде полного многочлена второй степени от трех переменных:

с последующим удалением незначимых слагаемых.

Для определения 10 искомых параметров a0, bi, cj, dk для каждой из рассматриваемых характеристик Y были осуществлены три параллельных серии из 9 опытов. В каждом опыте формировалась и исследовалась своя смесь, согласно рекомендациям полного факторного эксперимента с тремя независимыми переменными факторами X1, X2, X3.

План эксперимента и уровни варьирования факторов определяли на основании результатов предварительных опытов (табл. 1, 2).

94

В качестве отклика Y = Y(X1, X2, X3) для каждой точки (X1, X2, X3) плана эксперимента принималось среднее арифметическое соответствующих значений Y, наблюдаемых в трех параллельных сериях опытов. Это повысило точность в 1,7 раза.

Исследованию была подвергнута смесь марки ЩМА-10. Минеральная часть представлена гранитным щебнем М 1000 и отсевом дробления гранита М 1000 (Павловский ГОК Воронежской области), неактивированным известняковым минеральным порошком (ВЗМП, г. Воронеж). Был использован дорожный битум марки БНД 60/90, произведённый на Московском НПЗ.

Основными исследуемыми характеристиками ЩМАС являлись:

предел прочности при сжатии при температуре 50 ºС сухих образцов (R50, МПа) Y1;

средняя плотность, г/см3, Y2;

водонасыщение W, %, Y3;

пористость минеральной части, %, Y4;

остаточная пористость, %, Y5;

глубина погружения штампа при 40 ºС Y6;

сцепление при сдвиге при температуре 50 °С, МПа, Y7;

предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0 °С, МПа, Y8.

План эксперимента и натуральные значения исследуемых факторов в каждой точке плана приведены в табл. 2.

Общий вид моделей для исследуемых характеристик:

Y a0 b1 x1 b2 x2 b3 x3 с1 x1 x2 с2

(5)

x1 x3 с3 x2 x3 d1 x12 d2 x22 d3 x32.

2.Результаты построения моделей. Во всех случаях коэффициенты d1, d2, d3 оказались не значимы, и потому полагаются равными 0.

Модель показателя предела прочности при сжатии при температуре 50° С Y1 имеет вид:

Y1 1,15. (6)

То есть для предложенныхэкспериментальныхданныхадекватная модель есть константа. Модель для средней плотности ЩМАС Y2 имеет вид:

95

Научный журнал строительства и архитектуры

Модель для пористости минеральной части ЩМАС Y4:

Результаты регрессионного моделирования приведены в табл. 3, где наряду с исходными данными, полученными из эксперимента, в скобках указаны значения, вычисленные с помощью соответствующей полученной нами регрессионной модели.

Выводы

1.Обоснованное увеличение содержания битума и минерального порошка в составе ЩМАС с максимальным размером зерна до 10 мм позволяет достичь высоких значений де- формативно-прочностных показателей (сцепление при сдвиге при температуре 50 °С, предел прочности при сжатии при температуре 50 °С, предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0 °С) и требуемых значений физических показателей (средней плотности, водонасыщения, пористости минеральной части, остаточной пористости), а также величины показателя глубины погружения штампа при 40 ºС, характерных для вибролитых асфальтобетонных смесей.

2.Результаты эксперимента выявили градацию влияния основных структурообразующих факторов на свойства каркасных асфальтобетонных смесей с максимальным размером зерна до 10 мм. Наиболее значимыми факторами являются содержание битума или минерального порошка, несколько меньшим влиянием обладает количество щебня в минеральной части ЩМАС.

96

3.Для устройства тонких слоёв покрытий из ЩМАС с максимальным размером зерна в минеральной части до 10 мм рекомендуются смеси с меньшим содержанием битума, высоким содержанием минерального порошка. Для укладки в ремонтные ниши следует использовать щебёночно-мастичные смеси с высоким содержанием битума, оптимальным соотношением щебня и минерального порошка в минеральной части смеси.

4.Результаты эксперимента показывают возможность получения эффективных составов ЩМАС с максимальным размером зерна до 10 мм, отличающихся улучшенной удобоукладываемостью и требуемыми значениями деформативно-прочностных показателей, путём оптимизации содержания органического вяжущего и компонентов минеральной части.

Библиографический список

1.Баринов, Е. Н. Новые методы оценки качества асфальтобетонов / Е. Н. Баринов. — Л: Ленинградский инженерно-строительный ин-т, 1989. — 55 с.

2.Горелышев, Н. В. Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы / Н. В. Горелышев. — М.: Можайск-Терра, 1995. — 176 с.

4.Золотарев, В. А. Битумы, модифицированные полимерами типа СБС: Особенности состава, структуры и свойств / В. А. Золотарев // Доклады Междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы повышения качества и ресурсосбережения в дорожной отрасли». — Харьков: ХНАДУ, 2003. — 17 с.

5.Золотарев, В. А. Модифицированные битумные вяжущие, специальные битумы с добавками в дорожном строительстве / В. А. Золотарев, В. И. Братчун // Всемирная дорожная ассоциация. Технический комитет «Нежесткие дороги» (s8). — Харьков: ХНАДУ, 2003. — 229 с.

6. Илиополов, С. К. Динамика дорожных конструкций / С. К. Илиополов, М. Г. Селезнев, Е. В. Углова. — Ростов-н/Д, 2002. — 258 с.

7.Испытания дорожно-строительных материалов / В. А. Золотарев [и др.]; под ред. В. А. Золотарева, А. В. Космина. — Харьков: ХНАДУ, 2012. — 368 с.

8.Калгин, Ю. И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов / Ю. И. Калгин. — Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2006. — 272 с.

9.Калгин, Ю. И. Оценка устойчивости щебёночно-мастичного асфальтобетона с применением полимерной адгезионной добавки к накоплению остаточных деформаций / А. С. Строкин, С. А. Мирончук / Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2015. — № 4 (14). — С. 107—115.

10.Калгин, Ю. И. Перспективные технологии строительства и ремонта дорожных покрытий с применением модифицированных битумов / Ю. И. Калгин, А. С. Строкин, Е. Б. Тюков. — Воронеж: ОАО «Воронежская областная типография», 2014. — 224 с.

11.Колбановская, А. С. Регулирование процессов структурообразования нефтяных битумов добавками дивинил-стирольного термоэластопласта / А. С. Колбановская, Л. М. Гохман, К. И. Давыдова // Коллоидный журн. — Т. 34, № 4. — 1972. — С. 6—17.

12.Органические вяжущие для дорожного строительства / С. К. Илиополов [и др.]. — Ростов-н/Д, 2003. —

428 с.

13. Руденский, А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия на модифицированных битумах / А. В. Руденский, Ю. И. Калгин. — Воронеж, 2009. — 143 с.

14.Физико-химическая механика строительных материалов / В. И. Братчун [и др.]. — Донецк: Ноулиндж, 2013. — 338 с.

15.Carswel, J. Etude des essais de fluage repetes comme method predictive de la resistance a l’ornierage des enrobes / J. Carswel, O. Noglia // RGRA. — 2003. — № 817. — P. 55—59.

16.Chaussees a longue duree de vie et cas de reussite // Rapport du Comite Technique 4.3 sur Chaussees Routieres AIPCR. — 2007. — 42 p.

17.Hardzynski, F. Modelisation du comportement rheologique des bitumes polymers. Le modеl autocoherant

/F. Hardzynski, Ch. Such // Bull. des Labo P. et Ch. — 1998. — № 214. — P. 3—18.

18.Heukelom, W. Une mеthode amеliorеe de caracterisation des bitumen par leurs propriеtеs mеcaniques / W. Heukelom // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1975. — № 76. — P. 55—64.

19. Jolivet, J. Contribution des mesures rheologiques sur liants a la prevision l’ornierage en laboratoire /

J.Jolivet, M. Malot, G. Ramond, M. Pastor // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1994. — № 194. — P. 3—10.

20.Molenaar, J. M. M. An investigation into the specification of rheological properties of polymer modified bitumen / J. M. M. Molenaar, E. T. Hagos, M. F. C. Van De Ven // Proceedings 3rd Eurasphalt & Eurobitume Congress. 12—14 may2004. — Vienna, 2004. — P. 2080—2091.

97

Научный журнал строительства и архитектуры

21.Olard, F. Developpement de l’essai de fatigue sur liants et mastics bitumineux / F. Olard, D. Chabert // RGRA. — 2008. — № 865. — P. 69—74.

22.Xue, Y. Utilization of municipal solid waste incineration ash in stone mastic asphalt mixture: Pavement performance and environmental impact / Yongjie Xue, Haobo Hou, Shujing Zhu, Jin Zha // Construction and Building Materials. — 2009. — Vol. 23, Issue 2. — P. 989—996.

References

1.Barinov, E. N. Novye metody otsenki kachestva asfal'tobetonov / E. N. Barinov. — L: Leningradskii in- zhenerno-stroitel'nyi in-t, 1989. — 55 s.

2.Gorelyshev, N. V. Asfal'tobeton i drugie bitumomineral'nye materialy / N. V. Gorelyshev. — M.: Moz- haisk-Terra, 1995. — 176 s.

3. Gorelysheva, L. A. Otsenka ustalostnoi dolgovechnosti asfal'tobetonnykh pokrytii /L. A. Gorelysheva,

A.A. Shtromberg // Nauka i tekhnika v dorozhnoi otrasli. — 2009. — № 1. — S. 25—26.

4.Zolotarev, V. A. Bitumy, modifitsirovannye polimerami tipa SBS: Osobennosti sostava, struktury i svoistv / V. A. Zolotarev // Doklady Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. «Problemy povysheniya kachestva i resursosberezheniya v dorozhnoi otrasli». — Khar'kov: KhNADU, 2003. — 17 s.

5.Zolotarev, V. A. Modifitsirovannye bitumnye vyazhushchie, spetsial'nye bitumy s dobavkami v dorozhnom stroitel'stve / V. A. Zolotarev, V. I. Bratchun // Vsemirnaya dorozhnaya assotsiatsiya. Tekhnicheskii komitet «Nezhestkie dorogi» (s8). — Khar'kov: KhNADU, 2003. — 229 s.

6.Iliopolov, S. K. Dinamika dorozhnykh konstruktsii / S. K. Iliopolov, M. G. Seleznev, E. V. Uglova. — Rostov-n/D, 2002. — 258 s.

7. Ispytaniya dorozhno-stroitel'nykh materialov / V. A. Zolotarev [i dr.]; pod red. V. A. Zolotareva,

A.V. Kosmina. — Khar'kov: KhNADU, 2012. — 368 s.

8.Kalgin, Yu. I. Dorozhnye bitumomineral'nye materialy na osnove modifitsirovannykh bitumov / Yu.

I.Kalgin. — Voronezh: Izd-vo Voronezh. gos. un-ta, 2006. — 272 s.

9.Kalgin, Yu. I. Otsenka ustoichivosti shchebenochno-mastichnogo asfal'tobetona s primeneniem polimernoi adgezionnoi dobavki k nakopleniyu ostatochnykh deformatsii / A. S. Strokin, S. A. Mironchuk / Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2015. —№ 4 (14). — S. 107—115.

10.Kalgin, Yu. I. Perspektivnye tekhnologii stroitel'stva i remonta dorozhnykh pokrytii s primeneniem modifitsirovannykh bitumov / Yu. I. Kalgin, A. S. Strokin, E. B. Tyukov. — Voronezh: OAO «Voronezhskaya oblastnaya tipografiya», 2014. — 224 s.

11.Kolbanovskaya, A. S. Regulirovanie protsessov strukturoobrazovaniya neftyanykh bitumov dobavkami

divinil-stirol'nogo termoelastoplasta / A. S. Kolbanovskaya, L. M. Gokhman, K. I. Davydova // Kolloidnyi zhurn. —

T.34, № 4. — 1972. — S. 6—17.

12.Organicheskie vyazhushchie dlya dorozhnogo stroitel'stva / S. K. Iliopolov [i dr.]. — Rostov-n/D, 2003. —

428 s.

13.Rudenskii, A. V. Dorozhnye asfal'tobetonnye pokrytiya na modifitsirovannykh bitumakh / A. V. Rudenskii, Yu. I. Kalgin. — Voronezh, 2009. — 143 s.

14.Fiziko-khimicheskaya mekhanika stroitel'nykh materialov / V. I. Bratchun [i dr.]. — Donetsk: Noulindzh, 2013. — 338 s.

15.Carswel, J. Etude des essais de fluage repetes comme method predictive de la resistance a l’ornierage des enrobes / J. Carswel, O. Noglia // RGRA. — 2003. — № 817. — P. 55—59.

16.Chaussees a longue duree de vie et cas de reussite // Rapport du Comite Technique 4.3 sur Chaussees Routieres AIPCR. — 2007. — 42 p.

17.Hardzynski, F. Modelisation du comportement rheologique des bitumes polymers. Le model autocoherant / F. Hardzynski, Ch. Such // Bull. des Labo P. et Ch. — 1998. — № 214. — P. 3—18.

18.Heukelom, W. Une methode amelioree de caracterisation des bitumen par leurs proprietes mecaniques / W. Heukelom // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1975. — № 76. — P. 55—64.

19. Jolivet, J. Contribution des mesures rheologiques sur liants a la prevision l’ornierage en laboratoire /

J.Jolivet, M. Malot, G. Ramond, M. Pastor // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1994. — № 194. — P. 3—10.

20.Molenaar, J. M. M. An investigation into the specification of rheological properties of polymer modified bitumen / J. M. M. Molenaar, E. T. Hagos, M. F. C. Van De Ven // Proceedings 3rd Eurasphalt & Eurobitume Congress. 12—14 may2004. — Vienna, 2004. — P. 2080—2091.

21.Olard, F. Developpement de l’essai de fatigue sur liants et mastics bitumineux / F. Olard, D. Chabert // RGRA. — 2008. — № 865. — P. 69—74.

22.Xue, Y. Utilization of municipal solid waste incineration ash in stone mastic asphalt mixture: Pavement performance and environmental impact / Yongjie Xue, Haobo Hou, Shujing Zhu, Jin Zha // Construction and Building Materials. — 2009. — Vol. 23, Issue 2. — P. 989—996.

98

DEVELOPMENT OF STONE MASTIC ASPHALT MIXTURES

WITH ENHANCED WORKABILITY

FOR INSTALLATION AND REPAIR OF ROAD SURFACES

C. A. Boyko, Yu. I. Kalgin, A. S. Strokin

Voronezh State Technical University

Russia, Voronezh, tel.: (473) 236-18-89, e-mail: alexmech23@gmail.com

S. A. Boiko, PhD student of the Dept. of Construction and Operation of Highways

Yu. I. Kalgin, D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Construction and Operation of Highways

A. S. Strokin, PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Construction and Operation of Highways

Statement of the problem. We consider the problem of the development of stone mastic mixes with improved deformation and durabilityin the installation and repair of road surfacings to allow one to arrange thin layers of asphalt concrete pavement or laythe mixture in the repair niche.

Results. The results of the full factorial experiment that was performed by means of the method of mathematical planning, the evaluation of the influence of the main structure-forming factors on the deforma- tion-strength characteristics of stone-mastic asphalt concrete are presented.

Conclusions. The results of the analysis of the impact of major structure-forming factors on the deforma- tion-strength characteristics and technological properties of stone mastic mixes are reported. The effective compositions of the stone mastic asphalt mixes with a maximum grain size of up to 10 mm with improved workability and required values of the deformation-strength characteristics for laying or maintaining thin layers of road surfaces.

Keywords: asphalt, bitumen, mineral powder, repairs, crushed stone-mastic mixture.

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Рос-

сийский фонд фундаментальных исследований» объявляет о проведении конкурса проектов организации российских и международных научных мероприятий в 2017 г.

Код конкурса - «г».

Заявки принимаются до 15.08.2017 17:00.

Задача конкурса – развитие регионального и международного научного сотрудничества, создание условий российским ученым для обмена результатами исследований, в том числе по проектам, выполненным при поддержке Фонда, систематизации актуальных проблем и тенденций по направлениям научных исследований, поддерживаемым Фондом.

На конкурс может быть представлен проект организации российского или международного научного мероприятия (например, конференции, семинара, школы), отдельной секции российского или международного мероприятия, проводимого на территории Российской Федерации, по следующим областям знаний: (01) математика, механика и информатика; (02) физика и астрономия; (03) химия и науки о материалах; (04) биология и медицинские науки; (05) науки о Земле; (06) естественнонаучные методы исследований в гуманитарных науках; (07) инфокоммуникационные технологии и вычислительные системы; (08) фунда-

ментальные основы инженерных наук.

Подробнее см. на официальном сайте РФФИ: http://www.rfbr.ru/rffi/ru.

99

Научный журнал строительства и архитектуры

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

УДК 539.4:624.01

ТЕОРИЯ КВАЗИСТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ТРИБУН СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА СОГЛАСОВАННЫЕ ДЕЙСТВИЯ ЗРИТЕЛЕЙ

Ю. П. Назаров, Е. В. Позняк

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко (ФГУП НИЦ «Строительство»)

Россия, г. Москва, e-mail: nazarov-dom@mail.ru

Ю. П. Назаров, д-р техн. наук, проф., член Российского национального комитета по теоретической и прикладной механике, советник РААСН, гл. науч. сотрудник Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Россия, г. Москва, e-mail: PozniakYV@mpei.ru

Е. В. Позняк, канд. техн. наук, доц. кафедры динамики и прочности машин им. В. В. Болотина

Постановка задачи. Представлены детерминированный и вероятностный методы квазистатического расчета спортивных трибун на полусинусоидальную импульсную нагрузку от согласованного движения зрителей.

Результаты. Получены детерминированное и вероятностное решения для крайних вариантов согласованной нагрузки — пешеходного движения и высоких прыжков. Установлена взаимосвязь двух подходов. Оба решения проверены расчетом во временной области. Изложена методика оценки восприятия вибраций зрителями по максимальным перемещениям и ускорениям.

Выводы. В ходе расчетов выявились такие особенности импульсной нагрузки, как возбуждение сразу нескольких форм колебаний и высокие коэффициенты динамичности. При высоких вибрациях расчет необходимо дополнять оценкой уровня динамической комфортности. Результаты исследования могут быть полезны при актуализации существующих нормативных документов по нагрузкам и воздействиям.

Ключевые слова: квазистатический расчет, импульсная нагрузка, трибуны спортивных сооружений, воздействие людей на конструкцию, коэффициенты динамичности, оценка уровня динамической комфортности.

Работа выполнена в лаборатории автоматизации, исследований и проектирования сооружений ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко (ОАО «НИЦ Строительство») в рамках НИОКР по заказу ФАУ «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве».

Введение. Современные архитектурные формы спортивных и культурно-массовых сооружений в виде подвесных или консольных конструкций приводят к необходимости расчетов на новый вид динамических воздействий — нагрузок от согласованного движения людей

(human-structure interaction).

Такие воздействия обусловлены синхронными движениями скопления людей и могут быть охарактеризованы как низкочастотные периодические поверхностные нагрузки. Если собственные частоты трибун близки к частотам импульсов, создаваемых зрителями, это может привести к повышенному уровню вибраций, нарушению эксплуатационных критериев, иногда к локальным разрушениям [9—10, 13, 14].

© Назаров Ю. П., Позняк Е. В., 2017

100