Одежды для дорог и аэродромов

С 9 по 12 июня 2013 года в Лос-Анджелесе проходила конференция по дорожным и аэродромным покрытиям, организованная Американским обществом гражданских инженеров (ASCE). В ней принимали участие докладчики из США, Англии, Канады, Нидерландов, Израиля, Японии, Индии, Бразилии, Турции, Греции, Германии, Франции, Арабских Эмиратов и других стран. Автор статьи участвовал в конференции по предложению компании BAV, Inc. и благодарен ей за это.

Одежды для дорог и аэродромов

Конференция состояла из пленарного заседания и сессий, проходивших одновременно в четырех группах, работавших в разных помещениях. 
На пленарном заседании после вступительного слова директора дорожников в управлении общественных дорог Лос-Анджелеса г-на D. Failing с часовым докладом выступил профессор Р. Литтон (R. Lytton) – один из ведущих специалистов США в области прочности дорожных одежд (Техасский университет). Он осветил широкий круг вопросов в области расчета дорожных одежд и прогнозирования изменения их состояния в процессе службы, обратив особое внимание на проблемы, нуждающиеся в более глубоком изучении. К ним, в частности, относится вопрос о накоплении повреждений и механика разрушения материалов слоев. После доклада Роберту Литтону были вручены грамота и премия им. Карла Монисмита, установленная Американским обществом гражданских инженеров за достижения в области исследований прочности дорожных одежд.
На конференцию были представлены рефераты 400 работ. Из них отобрали 158. Текст каждой из них направили трем рецензентам и отобрали 121 для доклада. Участники совещания получили компакт-диски с текстами этих докладов. Оргкомитет конференции возглавляли два сопредседателя: Скот Мюррел (S. Murrell) – главный инженер порта Нью-Йорк – Нью-Джерси и Имад Аль-Кади (I. Al-Qadi) – профессор университета Иллинойса, возглавляющий также большой исследовательский центр Illinois Center for Transportation.
Технические сессии проходили одновременно в четырех группах с тремя перерывами, один из которых – на обед. На каждой сессии заслушивали примерно по 4–5 докладов. Приводим полный перечень состоявшихся технических сессий:
1. Характеристики модифицированных битумов.
2. Механико-эмпирические методы расчета аэродромных покрытий.
3. Характеристики неукрепленных зернистых материалов.
4. Измерение и прогноз шероховатости покрытия.
5. Характеристика старения вяжущего.
6. Опыт проектирования и реконструкции покрытий больших аэропортов.
7. Параметры расчета нежестких дорожных одежд.
8. Слой износа и поверхностная обработка.
9. Лабораторные и полевые испытания водостойкости асфальтобетона.
10. Вопросы эксплуатации, ремонта и управления состоянием аэродромных покрытий.
11. Внедрение механико-эмпирического метода расчета дорожных одежд. 
12. Оценка состояния дорожной одежды по измеренным прогибам.
13. Использование старого асфальтобетона и био-битума.
14. Неразрушающие испытания аэродромных покрытий.
15. Приборы для испытания дорожных и аэродромных покрытий.
16. Проектирование цементобетонных покрытий.
17. Вспененные битумы и мастики.
18. Ремонт и реконструкция аэродромных покрытий.
19. Применение добавок резины в асфальтобетон.
20. Новые стратегии управления состоянием дорожных одежд.
21. Усталость асфальтобетона: методика испытаний, влияние старения и добавки старого асфальтобетона.
22. Опыт эксплуатации и восстановления и покрытий ВПП и рулежных дорожек.
23. Использование щебня из старого цементобетона в дорожной одежде.
24. Влияние природных условий на дорожные одежды.
25. Механические характеристики асфальтобетонов.
26. Самообеспечение в дорожном строительстве: использование резиновой крошки, металлургических шлаков, расчеты жизненного цикла и так далее.
27. Обеспечение сцепления и трения в контакте между слоями дорожной одежды.
28. Математическое моделирование поведения дорожных одежд.
29. Полевой контроль качества асфальтобетонных слоев.
30. Опыт ремонта и замены аэродромных покрытий.
31. Опыт оценки состояния покрытия в баллах по результатам обследования.
32. Характеристики земляного полотна и зернистых материалов оснований.
33. Конструкции и проектирование швов в бетонных покрытиях.
Имеет смысл рассказать о некоторых докладах, прежде всего, профессора Р. Литтона, состоявшемся на пленарном заседании. В этом докладе рассматривался широкий круг проблем, но мы остановимся только на двух вопросах. Первый касается прогноза остаточных деформаций дорожной одежды. Для их расчета многие исследователи используют метод конечных элементов (МКЭ), реализованный в стандартных программных пакетах, таких как Ansys, Abaqus, Adina, Nastran, MARCarcрасчеты с помощью МКЭ проводят Б.Б. Телтаев, А.Е. Мерзликин, В.А. Богомолов,
В.П. Матуа и их сотрудники. Для расчета накопления пластической деформации в таких пакетах часто используют уравнение пластического течения
В нем приращение пластической деформации dεp принимается пропорциональным производной от пластического потенциала Ф по компоненту напряжения σ, соответствующему этому компоненту деформации. Проще всего в качестве пластического потенциала принять условие перехода за предел упругости, то есть условие текучести f. Например, одним из простейших является условие текучести, предложенное А. Треска, по которому пластическое течение начинается, когда наибольшее касательное напряжение τmax достигает критического значения τY :
причем это критическое значение равно половине прочности материала на растяжение τY = σр /2. Если в (1) пластический потенциал принимается равным условию текучести (то есть по ассоциации с условием текучести)  Ф = f, то закон течения (1) называют ассоциированным. Кроме законов течения типа Треска, ассоциированными являются законы Мизеса, Хилла, Ильюшина, Драккера-Прагера и другие. 
Р. Литтон указал, что использование ассоциированных законов течения, в частности Драккера-Прагера, приемлемо только для пылевато-глинистых грунтов, имеющих угол внутреннего трения φ < 22°. Однако зернистые неукрепленные материалы оснований и асфальтобетоны имеют гораздо более высокие углы внутреннего трения, и для таких материалов ассоциированные законы течения дают пластическую деформацию, сильно отличающуюся от экспериментальных данных. Использование же неассоциированных законов, таких как закон Мора-Кулона или Вермеера (1982 г.), затруднено тем, что приходится учитывать разрыхление материала в процессе сдвиговой деформации, и угол внутреннего трения может получаться зависящим от уровня напряженного состояния. Р. Литтон предложил новое выражение поверхности текучести, которое сейчас тестируется его сотрудниками.

Полную версию статьи читайте в номере.

Прочитано 969 раз

Заявка на подписку

Заполните это поле.
Введите, пожалуйста, адрес электронной почты!
Укажите версию подписки
Укажите период подписки
Введен недействительный тип данных
Введен недействительный тип данных
Заполняя данную форму, я передаю свои персональные данные в компанию АО "Издательство Дороги" и выражаю согласие на их последующую обработку и хранение в соответствии с ФЗ РФ №152 "О персональных данных"