Методи випробування з визначання деформаційних властивостей дорожньо-будівельних дисперсних сумішей відповідно до вимог європейських стандартів

Опубліковано:
Номер: Випуск 27(2023)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
Cторінковий інтервал статті: 130–144
Ключові слова: деформаційні властивості, методи випробування, модуль пружності, неукріплена дисперсна суміш, пластичні деформації, циклічне всебічне стискання
Як цитувати статтю: Tерещенко Т. А., Цинка А. О., Ілляш С. І., Зеленовський В. А. Методи випробування з визначання деформаційних властивостей дорожньо-будівельних дисперсних сумішей відповідно до вимог європейських стандартів. Дороги і мости. Київ, 2023. Вип. 27. С. 130–144.
Як цитувати статтю (references): Tetiana Tereshchenko, Anatolii Tsynka, Serhii Illiash, Volodymyr Zelenovskyi. Testing methods for determining the deformation behavior of road granular mixtures according to the requirements of european standards. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2023. Iss. 27. P. 130–144 [in Ukrainian].

Автори

Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-3001-8012
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-5834-5456
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-5206-9921
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-0357-2325

Анотація

Вступ. Окреслено вплив деформаційної поведінки неукріплених дисперсних сумішей (ДС) на конструкцію нежорсткого дорожнього одягу у разі застосування ДС у шарі неукріпленої основи.

Проблематика. Проблематика статті стосується вирішення питань, обумовлених нестабільною деформаційною поведінкою ДС в неукріплених шарах основи/додаткової основи, під час проєктування та експлуатації нежорсткого дорожнього одягу.

Мета. Основною метою статті є виконання аналітичного огляду методів випробування та моделювання деформаційної поведінки ДС. Результати аналітичного огляду призначені для застоcування в процесі впровадження розроблюваного національного стандарту стосовно методу випробувань дисперсних сумішей циклічним всебічним стиском, ідентичного відповідному європейському стандарту.

Результати. Виконання аналітичного огляду дозволило отримати наступні результати:

  • показано, що за кожного встановленого рівня напруження найбільш стабільний стан ДС забезпечується після проходження періоду пост-ущільнення, коли накопичені пластичні деформації стають незначними, а залежність «пластична деформація/кількість циклів навантажування» набуває характеру асимптоти;
  • визначено, що основна задача випробування ДС методом циклічного всебічного стиску повинна вирішуватися як оцінювання навантажень (напружень), які, з урахуванням вхідних даних, мають забезпечувати стабільний стан ДС у неукріпленому шарі запроєктованої конструкції нежорсткого дорожнього одягу; випробування полягає в утворенні в циліндричному зразку ДС циклічних напружень, значення яких відповідають очікуваним, та у вимірюванні осьових і радіальних деформацій зразка, спричинених такими напруженнями;
  • показано, що ефективне прогнозування деформаційної поведінки ДС, а також їх класифікацію з метою співвіднесення категорії пластичної поведінки з очікуваним рівнем напружень може бути виконано за допомогою різних математичних моделей, побудованих на залежності пластичних деформацій від навантаження.

Висновки. Прогнозування деформаційної поведінки дисперсних сумішей за очікуваних умов експлуатації, за впливу кліматичних чи техногенних чинників потрібно розглядати як критичний аспект проєктування нежорстких дорожніх одягів. Стандартним методом випробування ДС для вивчення деформаційної поведінки є випробування циклічним всебічним стиском. Стандартні алгоритми випробування передбачають вивчення пружних і пластичних властивостей ДС та дозволяють вивчати ДС за умов, що моделюють фізичний стан і напружені стани таких матеріалів у шарах дорожнього одягу за впливу рухомих навантажень. Прогнозування деформаційної поведінки ДС на підставі результатів випробувань базується на побудові та інтерпретації математичних моделей, що охоплюють фактори, характеристичні для кожної досліджуваної дисперсної суміші.

Посилання

  1. Rahman, M. S., and Erlingsson, S. Modelling the moisture dependent permanent deformation behavior of unbound granular materials. Procedia Engineering. 2016. Vol. 143,
    P. 921–928. URL: https://www.sciencedirect.com (дата звернення: 10.02.2022).
  2. Werkmeister, S., Dawson, A. R., Wellner, F. Permanent deformation behavior of granular materials and the shakedown concept. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Washington DC, USA. Vol. 1757, Issue 1. 2001. P. 75–81. URL: https://journals.sagepub.com/doi/epdf/10.3141/1757-09 (дата звернення: 13.12.2022).
  3. Erlingsson, S., Rahman, S., Salour, F. Characteristic of unbound granular materials and subgrades based on multi-stage RLT testing. Transportation Geotechnics. 2017, 13, P. 28–42. URL: https://www.sciencedirect.com (дата звернення: 02.12.2022).
  4. EN 13286-52:2004 Unbound and hydraulically bound mixtures — Part 7: Cyclic load triaxial test for unbound mixtures. European Committee for Standardization. 2004. Brussels, Belgium. 37 p.
  5. Терещенко Т.А. Аналіз сучасних вітчизняних та закордонних вимог до матеріалів та процесів влаштування конструктивних шарів дорожнього одягу з сумішей, укріплених гідравлічним в’яжучим. Дороги і мости. 2018. Вип. 18. C. 159–170.
  6. Терещенко Т.А., Ілляш С.І. Досвід проєктування та будівництва конструкцій дорожнього одягу з застосуванням положень європейських стандартів щодо матеріалів, укріплених гідравлічним в’яжучим. Автошляховик України. 2019. № 3. C. 42–50.
  7. Werkmeister, S (2003). Permanent deformation behaviour of unbound granular materials in pavement constructions. Von der Fakultät Bauingenieurwesen der Technischen Universität Dresden, Dissertation zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.). 2003. 189 p. URL: https://tud.qucosa.de/api/qucosa%3A24221/attachment/ATT-0/?L (дата звернення: 10.02.2022).
  8. Dunlap, W. A. Deformational characteristics of granular materials subjected to rapid, repetitive loading. Research report No 24-7 on research project “Distribution of stress in layered systems composed of granular materials” No 2-8-62-27. Texas transportation institute; Texas A&M University, College Station. Texas, 1967. 220 p. URL: https://static.tti.tamu.edu/tti.tamu.edu/documents/27-4.pdf (дата звернення 10.02.2022).
  9. ДСТУ EN 13285:2021 (EN 13285:2018, IDT) Суміші незв’язні. Технічні умови. Київ, 2021. 23 с. (Інформація та документація).
  10. Alnedavi, A., Nepal, K. P., Al-Ameri, R., M. Alabdullah, M. Effect of vertical stress rest period on deformation behaviour of unbound granular materials: experimental and numerical investigations. Journal of rock mechanics and geotechnical engineering. 2019. 11. P. 172-180. URL: https://www.sciencedirect.com (дата звернення: 02.12.2022).
  11. Werkmeister, S., Numrich, R., Dawson, A. R., and Wellner, F. Design of granular pavement layers considering climatic conditions. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Washington DC, USA. Vol. 1837. Issue 1. 2003. P. 61–70. URL: https://journals.sagepub.com/doi/epdf/10.3141/1837-07 (дата звернення: 20.12.2022).
  12. Rahman, M. S., and Erlingsson, S. Influence of post compaction on the moisture sensitive resilient modulus of unbound granular materials. Advances in transportation geotechnics 3. The 3rd  nternational Conference on Transportation Geotechnics (ICTG 2016). In: Procedia Engineering. Vol. 143. 2016. P. 929–936.
  13. Huurman, R., and Molenaar, A.A.A. Permanent deformation in flexible pavements with unbound base courses. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Washington DC, USA. Vol. 1952, Issue 1. 2006. P. 30–38. URL: https://journals.sagepub.com/doi/epdf/10.1177/0361198106195200104 (дата звернення: 20.12.2022).