Можливості проєктування неукріплених основ нежорстких дорожніх одягів за результатами вивчення деформаційної поведінки дисперсних сумішей

Опубліковано:
Номер: Випуск 27(2023)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
Cторінковий інтервал статті: 145–157
Ключові слова: дисперсна суміш, деформаційні властивості, нежорсткий дорожній одяг, неукріплена основа, проєктування
Як цитувати статтю: Tерещенко Т. А., Цинка А. О., Ілляш С. І., Зеленовський В. А. Можливості проєктування неукріплених основ нежорстких дорожніх одягів за результатами вивчення деформаційної поведінки дисперсних сумішей. Дороги і мости. Київ, 2023. Вип. 27. С. 145–157.
Як цитувати статтю (references): Tetiana Tereshchenko, Anatolii Tsynka, Serhii Illiash, Volodymyr Zelenovskyi. Possibilities of designing unbound base layers of flexible road pavements regarding the results of the study of deformation behavior of granular mixtures. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2023. Iss. 27. P. 145–157 [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. Висвітлено роль моделювання деформаційної поведінки дисперсних сумішей (ДС) під дією повторюваних механічних навантажень як одного з ключових аспектів проєктування нежорсткого дорожнього одягу з неукріпленими шарами основи у зв’язку з тим, що неукріплені ДС є найбільш «уразливими» матеріалами нежорсткого дорожнього одягу за умов впливу негативних кліматичних (сезонних) або техногенних факторів.

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 теоретичних засад конструювання та розрахунку неукріпленої основи нежорсткого дорожнього одягу за результатами вивчення, з подальшою категоризацією, 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. Розглянуто концепцію осідання (shakedown concept), яка уможливлює категоризацію та належний вибір ДС під час проєктування та будівництва дорожнього одягу. Визначено, що концепція осідання встановлює три типи пластичної поведінки ДС, які, виключно після випробування методом циклічного всебічного стиску, з урахуванням вихідних даних проєктування, можуть бути категоризовані як стабільні або нестабільні.

Також виконано аналітичне порівняння різних можливих підходів до категоризації ДС у рамках концепції осідання. Стандартизований підхід передбачає встановлення границь трьох категорій за прогресивно зростаючих напружень, з урахуванням обмежень щодо накопичених осьових пластичних деформацій. Інший підхід може бути потенційно ефективним для вибору ДС і базується на швидкості накопичення осьової пластичної деформації за один цикл навантажування.

Далі розглянуто аспекти емпіричного методу проєктування нежорстких дорожніх одягів, де деформаційну поведінку ДС, за допомогою методу скінченних елементів, було адаптовано для розрахунку розподілу напружень та моделювання розвитку колії у неукріпленому шарі основи з урахуванням змінних товщини асфальтобетонного покриття та кліматичних факторів.

Висновки. Результати вивчення деформаційної поведінки дисперсних сумішей методом циклічного всебічного стиску дозволяють здійснювати категоризацію таких сумішей за пружними або за пластичними властивостями.

Віднесення сумішей до певних категорій згідно з концепцією осідання виконують з застосуванням математичної моделі, яка базується на залежності максимального осьового напруження в зразку під час випробувань від його відношення до напруження обмежувального стискання. Потенційно перспективними є інші методи категоризації сумішей згідно з концепцією осідання — наприклад, категоризація відповідно до швидкості осьового пластичного деформування.

Забезпечення стабільної деформаційної поведінки ДС, у межах вихідних даних, дозволяє реалізувати ефективний простий метод проєктування, який не потребує розрахунку пластичних деформацій неукріпленого шару основи або будь-яких подальших обмежень навантаження.