Разработка теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд и путей повышения их долговечности icon

Разработка теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд и путей повышения их долговечности









НазваниеРазработка теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд и путей повышения их долговечности
страница2/2
Осиновская Вероника Александровна
Размер0.74 Mb.
ТипАвтореферат
1   2

Следовательно, динамический подбор соотношения толщин смежных слоев дорожных одежд, уменьшая динамические силы в этих слоях и снижая вибрационное динамическое нагружение, будет повышать в эксплуатации работоспособность и долговечность дорожной конструкции.

Было выявлено, что при динамическом подборе соотношения частот упругой взаимосвязи смежных слоев дорожной одежды в процессе колебаний динамические прогибы дорожной конструкции существенно уменьшаются.

При колебаниях смежные слои дорожной одежды могут перемещаться, совпадая по фазе или находясь в противофазе. Возможны также промежуточные сочетания. При определенных условиях отдельные слои могут реализовывать процессы взаимного «раскачивания», создавая явление похожее на резонанс. Для достижения противоположного результата или явления «гашения колебаний» необходимо подобрать парциальные частоты слоев так, чтобы слои находясь в противофазном движении реализовывали процесс силовых противодействий. Такой принцип был использован при формировании 11-го конструкционного варианта дорожной одежды.

На рис. 11 и 12 представлены расчетные амплитудно-временные характеристики динамических сил в двухслойном асфальтобетонном покрытии для конструкционных вариантов № 10 и 11 соответственно. Эти характеристики хорошо иллюстрируют, что причиной неудовлетворительной работоспособности покрытия дорожной конструкции, спроектированной по 10-му варианту, является однофазность действия динамических сил в смежных слоях. Такие процессы характеризуются ростом динамических сил, прогибов и напряжений. За счет этого появляется повышенная способность к разрушению покрытий.

В конструкционном варианте дорожной одежды № 10 противофазность динамических сил составляет 42 % силовых амплитуд, а в 11-м варианте 95 %. В исследуемом временном диапазоне 0,5с динамические силы в слоях плотного и пористого асфальтобетона в варианте №10 совпадают при колебаниях по фазе и следовательно, «раскачивают» друг друга 40 раз, а в 11-м варианте только 4 раза.

Отсюда следует, что низкая долговечность покрытий в конструкционных вариантах №7…10 является следствием произвольного подбора соотношений толщин слоев дорожной одежды, выполненное на стадии проектирования.

При исследованиях было также выявлено, что динамический подбор соотношения частот упругой взаимосвязи смежных слоев с одновременным повышением толщин основания дорожной одежды позволяет не только снизить уровень динамических сил в покрытии, но и улучшить прочностные показатели всей дорожной конструкции. На этом принципе был сформирован улучшенный конструкционный вариант № 12. Расчеты показали, что в этом варианте, по сравнению с вариантом № 11, уровень динамических сил в покрытии снизился еще в 1,2 раза. В тоже время коэффициент запаса прочности повысился до 1,6 (у варианта № 11 Кпр=1,45), а противофазность действия динамических сил в слоях покрытия достигла 96 %.



F, кН

t, с


Рис. 11. Амплитудно-временная характеристика динамических сил в слоях асфальтобетона (10й вариант).


F, кН


t, с


Рис. 12. Амплитудно-временная характеристика динамических сил в слоях асфальтобетона (11й вариант).


Ускоренное разрушение дорожных покрытий, наблюдаемое в последние годы, часто связывают не только с ростом интенсивности движения, но и с увеличением числа многоосных грузовых автомобилей в транспортном потоке. Это подтверждают многочисленные материалы статистических обследований автомобильных дорог в РФ и за рубежом. Однако причины этого явления до сих пор не получили убедительного объяснения. Принято считать, что основной причиной такого разрушительного эффекта является наличие у этих автомобилей повышенных нагрузок на ось.

При повышении осности автомобилей возрастает количество ударных нагружений дорожных одежд. За счет этого свободные колебания слоев имеют большую продолжительность, что является причиной роста интенсивности разрушения дорожных конструкций. Рост количества ударных воздействий сопровождается также неблагоприятным сочетанием временных диапазонов воздействий по отношению к частотам дорожных слоев.

Исследования по оценке влияния многоосных автомобилей на процесс формирования динамических сил в слоях дорожных одежд показали, что существует функциональная связь уровня динамических сил с техническими характеристиками автомобилей и их скоростным режимом. Эта связь нелинейная. Многоосные автомобили, за счет большего числа осей и наличия сдвоенных осей, существенно увеличивают динамические прогибы по сравнению с такими же показателями для двухосных автомобилей. Расчетные динамические прогибы дорожной конструкции, формируемые при движении различных марок автомобилей, представлены на рис. 13.



Рис. 13. Динамические прогибы дорожной конструкции, сформированные различными типами автомобилей


При движении многоосных грузовых автомобилей рост динамических сил в слоях дорожных одежд приводит к увеличению уровней динамических прогибов и способствует ускорению разрушений покрытия.

Расчеты показали, что конструкции дорожных одежд, обеспечивающих противофазность действия динамических сил в слоях за счет динамического подбора соотношений частот упругой взаимосвязи, позволяют значительно снизить вибрационное нагружение от любых типов автомобилей.

При наличии в транспортном потоке значительного количества многоосных грузовых автомобилей рекомендована специально разработанная конструкция дорожной одежды (вариант № 13). На рис. 14 представлены графики реализуемых средних расчетных динамических сил в покрытии при нагружении многоосными автомобилями, движущимися с различными скоростями, дорожных одежд, спроектированных по вариантам № 13 и № 8.


2-х осный МАЗ-500А

5-ти осный МАЗ


5-ти осный Scania

6-ти осный Mercedes





Конструкционный вариант дорожной одежды № 8




Конструкционный вариант дорожной одежды № 13

Рис. 14. Средние динамические силы в покрытии, возникающие при прохождении многоосных автомобилей


Преимущество виброзащищаемого конструкционного варианта № 13 достаточно наглядно. Динамический подбор соотношений частот смежных слоев дорожных одежд позволяет снизить вибрационное нагружение от многоосных автомобилей на дорожную конструкцию в 2…3 раза.


В пятой главе представлены разработанные методики расчета дорожных одежд на прочность при учете вибрационного нагружения. При их разработке принималось за основу, что дорожные одежды, спроектированные и рассчитанные в соответствии с действующими нормативными документами, имеют достаточные запасы прочности.

Основные принципы методики:

  • после прохода каждого расчетного автомобиля в расчетном сечении возникает многочастотный процесс колебаний всех слоев дорожной одежды, который осуществляет дополнительное, к воздействию от расчетного автомобиля, вибрационное нагружение дорожной конструкции;

  • на определенном интервале времени, возникающие вибрационные динамические прогибы слоев дорожной конструкции, сопоставимы по величине с прогибами под колесом движущегося автомобиля.

Методика базируется на том, что при учете вибрационной нагруженности в расчетах дорожных одежд на прочность по допустимому упругому прогибу необходимо рассчитать динамические прогибы, формируемые в послеударный период при колебательных процессах, а затем перевести их в силовые эквивалентные нагружения, соответствующие воздействию от движущихся автомобилей с различной нагрузкой на ось (условные автомобили). Эти нагружения можно выразить как давления на покрытие колес условных автомобилей

(9)

где, l - динамический прогиб дорожной конструкции;

Рэкв - вибрационное нагружение, МПа.


Эквивалентные нагрузки следует сопоставить с величиной нормативного давления на покрытие от колеса расчетного автомобиля группы А (Р=0,6 Мпа). При этом будут получены эквивалентные доли нагружения от Р. По эквивалентным долям нагружения (Рэкв) вычисляется суммарный коэффициент приведения Sп

(10)

где, Рэкв – динамическая нагрузка на дорожную конструкцию, возникающая за счет вибрационных прогибов;

Равт –давление на покрытие от колеса расчетного автомобиля типа А;

 - показатель степени равный 4,4 для капитальных дорожных одежд.


Общее число приложений расчетной нагрузки с учетом вибрационного нагружения определится как

(11)

где, - суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы.


Выполненные исследования позволили установить, что при учете вибрации конструкция дорожной одежды с «плохими» динамическими качествами имеет Sп1. В конструкции с динамическим соотношением частот смежных слоев коэффициент приведения Sп1. В соответствии с (11), величина Sп, формируя общее число приложений расчетной нагрузки Nр.дин, фактически становится основным критерием оценки динамических качеств дорожных конструкций и количественным показателем их недоупрочнения, которое закладывается на стадии проектирования при расчете дорожных одежд на прочность по допустимому упругому прогибу.

Эффективность данной методики была оценена путем сравнения расчетной теоретической долговечности исследуемых вариантов конструкций дорожных одежд со статистическими данными по эксплуатации подобных конструкций. Расчетные сроки службы дорожных одежд с учетом вибронагруженности близки к фактической эксплуатационной долговечности.

Отличие данной методики проектирования дорожных одежд от методики по ОДН 218.046-01 состоит также в том, что нормативный срок службы дорожных одежд не назначается, а рассчитывается по следующей зависимости:

(12)

Выражение (12) базируется на функциональной связи долговечности дорожной одежды с интенсивностью движения на конец нормативного срока службы Nр, суммой нагружений за весь период работы Nр и показателем приращения интенсивности движения по годам q.

Расчеты показали, что при учете вибрационного нагружения расчетные сроки службы двухслойного асфальтобетонного покрытия типовых дорожных одежд должны составлять от 2 до 5 лет, а трехслойного не более 8 лет. Эти данные хорошо согласуются со статистическими эксплуатационными показателями для автомобильных дорог в РФ. Прогнозный срок службы двухслойного покрытия для конструкции с динамическим соотношением парциальных частот смежных слоев составил около 11 лет.

Основным способом существенного повышения долговечности нежестких дорожных одежд является снижение уровня их вибронагружения или уровня динамических сил в слоях дорожной одежды. Для решения этой задачи был разработан метод формирования рационального соотношения парциальных частот слоев дорожной одежды или рационального подбора соотношений толщин слоев, основанный на реализации колебательных процессов с противофазным силовым противодействием смежных слоев.

Сформированная на основе этого метода математическая модель динамического подбора толщин пятислойной дорожной одежды имеет вид:

, м (13)

где, i – порядковый номер слоя дорожной одежды;

 - плотность материала слоя, кг/м3.


Математическая модель (13) позволяет при проектировании рассчитать толщины слоев дорожной одежды, обеспечивающие реализацию динамического соотношения частот упругой взаимосвязи смежных слоев и низкий уровень вибрационного нагружения этих конструкций.

В соответствии с ОДН 218.046-01, после расчета дорожных одежд на прочность по допустимому упругому прогибу, необходимо выполнять проверочный расчет дорожного покрытия на сопротивление усталостному сопротивлению при изгибе. Это особенно важно для конструкций с динамическим соотношением частот смежных слоев, так как повышенная работоспособность и долговечность таких конструкций достигается не утолщением покрытия, а снижением вибрационного нагружения.

Учитывая, что колебательные процессы, формируемые в слоях дорожных одежд, эквивалентны росту количества приложений нагрузки от расчетного автомобиля группы А, необходимо в расчетах снижать предельные растягивающие напряжения в монолитных слоях и тем больше, чем хуже динамические характеристики дорожных одежд. При вибрационном нагружении сроки службы покрытий до появления усталостных трещин существенно уменьшаются.

Для оценки сроков службы дорожного покрытия по критерию усталостного разрушения при учете их вибронагруженности разработан расчетно-графический метод прогнозирования долговечности. При этом долговечность устанавливается по диаграмме прогнозирования. Для вычисления срока службы покрытия необходимо:

  • графически изобразить кривую усталости, рассчитанную по следующей зависимости

(14)

где, R0 – нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе; RN – растягивающее напряжение в монолитном слое; К2 – коэффициент, учитывающий влияние погодно-климатических факторов; R – коэффициент вариации прочности на растяжение; t – коэффициент нормативного отклонения;  - коэффициент уточнения; m – показатель, зависящий от свойств материала.


  • построить на графике кривую нагружения выбранного варианта конструкции дорожной одежды, которая рассчитывается по следующему уравнению:

(15)

где, рТ i - суммарное нагружение в i-ый год эксплуатации с учетом расчетного числа дней в году и типа дорожной одежды, авт;

Nр1дин – расчетная интенсивность движения в 1-й год эксплуатации с учетом вибронагружения, авт/сут;

Тi – расчетный год эксплуатации.


  • по диаграмме прогнозирования определить теоретический срок эксплуатации покрытия без появления усталостных трещин.


На рис. 15 представлена диаграмма прогнозирования сроков усталостного разрушения покрытий по кривым нагружения и усталости. Для иллюстрации метода на рисунке показаны несколько кривых динамического нагружения исследуемых вариантов с различным соотношением толщин дорожных слоев.



Рис. 15. Диаграмма определения прогнозируемых сроков усталостного разрушения 2-х слойного дорожного покрытия с учетом вибрации

1 – кривая усталости; 2 – кривая вибронагружения (13 вариант);

3 – то же (9 вариант); 4 – то же (10 вариант); 5 – то же (8 вариант), 6 – кривая вибронагружения конструкции с условным желаемым сроком службы 25 лет

Из диаграммы следует, что у исследуемых конструкционных вариантов дорожных одежд № 8, № 9 и № 10 усталостные трещины могут возникнуть уже через 6…10 лет эксплуатации, что соответствует материалам мониторинга автомобильной дороги М-13. Строительство дорожной одежды по варианту № 13 с динамическим соотношением частот упругой связи смежных слоев может позволить увеличить этот срок до 14 лет.

Если учитывать тот факт, что колебательные процессы должны вызывают знакопеременные деформации, то предельно допустимые напряжения в для покрытий необходимо значительно снижать (более чем на 50 %). Это связано с тем, что изгибные напряжения при колебательных процессах также становятся знакопеременными. При таких напряжениях эффективность конструкций дорожных одежд, рассчитанных по динамическому соотношению частот, еще более возрастет. Чем меньше будут динамические прогибы и связанные с ними уровни напряжений, тем большее число циклов нагружений выдержит покрытие до перехода в стадию усталостного разрушения монолитного слоя.

Сравнительную оценку дорожных покрытий по усталостному сопротивлению можно проводить по вибрационному спектру напряжений. На рис. 16 представлены спектры напряжений в покрытии для конструкционных вариантов дорожных одежд №10 и №13. Снижение напряжений в покрытии при использовании виброзащищающей конструкции № 13 достаточно наглядно. Поэтому прогнозная долговечность покрытия в № 13 в 1,4 раза больше, чем у покрытия варианта № 10.


t, с

, МПа


а) – вариант № 10


, МПа


t, с


в) – вариант № 13

Рис. 16. Спектры напряжений в дорожном покрытии при колебаниях


В данной главе изложена физическая сущность механизма вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд. Показано, что вибрационное нагружение, функционирующее после снятия автомобильного воздействия, усиливает и ускоряет темпы разрушений дорожных конструкций.

В шестой главе анализируются материалы натурного экспериментального определения собственных динамических параметров слоев дорожной одежды.

Целью натурного эксперимента являлось определение численных значений частот свободных колебаний эксплуатируемых дорожных одежд и сопоставление их с расчетно-теоретическими частотами. При теоретических исследованиях использовались частоты, зависящие от материала слоя дорожной одежды и от упругих связей между смежными слоями. Они были определены с использованием расчетных параметров. Экспериментальные показатели должны были позволить также уточнить величину приведенной площади. Кроме того, ставилась задача оценить реальные уровни диссипации в слоях, влияющие на формирование амплитудно-временных характеристик.

Методика проведения натурного эксперимента предусматривала возбуждение свободных затухающих колебаний слоев дорожных одежд, т.е. формирование вибронагруженности дорожных конструкций. С этой целью осуществлялся сброс микроавтобуса Citroen с «деревянного клина» высотой 0,15 м поочередно передними и задними осями и производилась запись виброускорений колеблющейся дорожной конструкции. Для исключения влияния на колебательный процесс деформационных волн от движущихся автомобилей, движение автотранспорта во время эксперимента было закрыто. Чтобы результаты испытаний статистически были достоверны, производился шестикратный сброс автомобиля (по три сброса передними и задними колесами).

Натурный эксперимент был проведен на 18 км автомобильной дороги Таллинн-Санкт-Петербург, который соответствовал конструкции дорожной одежды участка автомобильной дороги М-13.

Испытания проводили сотрудники дорожного департамента Эстонской республики, фирмы АS Spacecom, представляющей деловые транспортные интересы РФ в Эстонии, и центральной лаборатории физики инспекции охраны здоровья Эстонской республики, с участием автора работы.

Измерения осуществлялись по международным стандартам по методикам NT ACOU 082-1991 (NORDTEST METHOD) и NS 8176E-1991 (NORSK STANDART). Приборная база включала измерительный прибор SVAN 948, акселерометр DYTRAN type 3143M1 и виброкалибратор Bruel & Kjaer 4294. При измерении уровней вибрации использовался третьоктавный диапазон частот в области 0,8…125 Гц, охватывающий фактический частотный спектр собственных частот автомобилей и элементов дорожной конструкции.

Использование третьоктавной полосы частот было обусловлено тем, что профилирующая частота может находиться в некотором частотном диапазоне. Чем уже диапазон, тем большая вероятность нахождения реального значения частоты. Например, если пиковое значение ускорения приходится на частоту 8,0 Гц, то профилирующая частота может быть как меньше этой величины, так и больше ее, находясь в соседних интервалах. Преимущество третьоктавного анализа состоит в том, что частотный интервал настолько сужен, что погрешность отклонения от точного значения частоты считается по международным нормам в допустимых пределах. Это особенно важно, когда предполагается сравнивать теоретические и экспериментальные показатели.

Анализ частотного состава колебательного процесса произведен по экспериментальным амплитудно-частотным спектрам. Один из таких спектров представлен на Рис. 17.

В результате статистической обработки получены следующие пиковые значения частот дорожной одежды:

  • низкие частоты 0,8 - 1,3 - 2,5 - 5,0 Гц;

  • средние частоты  8,0 - 12,5 - 16,0 – 20,0 Гц;

  • высокие частоты  31,5 - 50,0 Гц.

Сопоставляя расчетно-теоретические значения масс и жесткостей слоев на данном участке автомобильной дороги и соответствующие им теоретические частоты исследуемой дорожной конструкции с полученными экспериментальными параметрами можно сделать вывод о том, что частоты:

  • частоты 0,8 - 1,3 - 1,6 Гц - это  частоты свободных колебаний микроавтобуса на его подвеске;

  • частота 2,5 Гц близка к парциальной частоте грунта земляного полотна;

  • частота 5,0 Гц соответствует парциальной частоте слоя песка;

  • частоты 12,5 - 16,0 Гц  относятся к частотам фракционированного щебня и щебня пропитанного битумом;

  • частоты 31,5 - 50,0 Гц соответствуют слоям из плотного и пористого асфальтобетона.

Экспериментальные амплитудно-временные характеристики (рис. 18) позволили установить, что полное затухание колебаний происходит в среднем в течение 2,5 с после ударного взаимодействия, что указывает на малый уровень диссипации в слоях дорожных одежд.

Сравнение частотных спектров дорожных одежд, записанных при движении автомобилей, со спектрами, полученными при сбросе автомобиля с клиньев, подтверждает основную гипотезу теоретических исследований. Колебательный процесс дорожных одежд, формируемый при проезде автомобилей, представляет собой процесс свободных затухающих колебаний слоев дорожной одежды.

Эксперимент выявил, что численные значения теоретических и экспериментальных частот дорожной одежды достаточно близки. Следовательно, величина расчетной приведенной площади, на основании которой получены расчетные динамические параметры дорожных слоев (массы, коэффициенты диссипации, частоты), близка к приведенной площади реальной дорожной конструкции и находится в пределах Fпр=18…20 м2.



Рис. 17. Экспериментальный  амплитудно-частотный спектр колебаний дорожной конструкции после ударного нагружения



Рис. 18. Амплитудно-временные характеристики дорожной конструкции после ударного нагружения


В седьмой главе сформулированы основные положения разработанной теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд. Данная теория не только объясняет причины преждевременного разрушения дорожных конструкций, но и указывает методы существенного повышения работоспособности и долговечности нежестких дорожных одежд.

Основные положения теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд состоят в следующем:

  1. При прохождении через расчетное сечение дорожной конструкции колеса автомобиля возникает кратковременная деформация (прогиб) дорожной одежды, а масса покрытия получает начальную скорость за счет ударного воздействия колеса на покрытие. Каждый слой дорожной одежды и грунт земляного полотна являются инерционно-упруго-диссипативными элементами. Поэтому после появления начальной деформации (начальной скорости) покрытия возбуждаются свободные затухающие колебания всех слоев дорожной конструкции последовательно. Эти колебания формируются как совместные и многочастотные, представляя собой вибронагруженность дорожных одежд.

  2. Исследование процессов разрушения нежестких дорожных одежд при вибрационном нагружении должно осуществляться для конкретных точек или в так называемых расчетных сечениях. При возбуждении колебаний дорожной конструкции в этот процесс вовлекается некоторая ограниченная площадь, расположенная в зоне расчетного сечения. Напряженно-деформированное состояние дорожных конструкций в расчетных сечениях при вибрационном нагружении и при нагружении от колес движущихся автомобилей отличаются только своим уровнем.

  3. Возникающие при вибрационном нагружении на определенном временном интервале общие динамические прогибы конструкции по величине сопоставимы с прогибами от движущихся автомобилей. Следовательно, эти динамические прогибы можно смоделировать в виде прохода некоторых условных автомобилей с соответствующей нагрузкой на ось, вызывающей такие же величины прогиба, и учесть эти автомобили при определении суммарного расчетного количества приложений расчетной нагрузки.

  4. В настоящее время при расчетах дорожных конструкций на прочность учитывается только нагружение от движущегося автомобильного транспорта (без учета вибрационного нагружения) и поэтому, уже на стадии проектирования, дорожные конструкции имеют недостаточные прочностные показатели. В результате неучтенное вибрационное нагружение, являясь значимым дополнительным фактором деформации слоев, приводит к преждевременному разрушению дорожных одежд в эксплуатации.

  5. Наличие дополнительного вибрационного нагружения эквивалентно повышению интенсивности движения на автомобильной дороге, значительно превосходящей проектную. Превышение проектной интенсивности движения должно вызывать на определенном этапе эксплуатации дорожной конструкции лавинный рост разрушений дорожного покрытия.

  6. Для повышения работоспособности и долговечности дорожных конструкций необходимо снижать уровень их вибрационного нагружения. Так как колебания элементов дорожных конструкций являются свободными, то основной механизм снижения амплитуд колебаний связан с изменением динамических параметров слоев. При этом необходимо реализовывать принцип противофазности действия динамических сил смежных слоев дорожных одежд. В этом случае возникающие в каждом слое в процессе колебаний динамические силы будут противодействовать аналогичным силам смежного слоя, снижая тем самым динамические нагружения как отдельных слоев, так и всей конструкции.

  7. Ускоренное разрушение покрытий связано с ростом уровней вибрационного нагружения дорожных конструкции, возникающее при эксплуатации многоосных автомобилей. Следует ожидать, что разрушительное воздействие многоосных автомобилей на дорожную одежду будет снижаться при их эксплуатации на виброзащищенных дорожных конструкциях.

  8. Для проектирования виброзащищенных дорожных конструкций необходимо усовершенствовать существующие методики проектирования нежестких дорожных одежд, введя учет их вибронагруженности. Усовершенствованная методика должна базироваться на расчете динамического соотношения толщин слоев дорожной одежды, обеспечивающего реализацию принципа противофазности действия динамических сил смежных слоев.

В главе представлена разработанная методика проектирования виброзащищенных дорожных одежд. Эта методика позволяет конструировать дорожные одежды, обладающие необходимыми прочностными показателями и одновременно обеспечивающими пониженное вибрационное нагружение. Для проектирования таких конструкций необходимо регламентировать или нормировать величины расчетных скоростей движения, высот динамических неровностей на покрытии и расчетных неподрессоренных масс автомобилей. В качестве расчетного автомобиля рекомендуется принимать многоосный автомобиль.


ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана теория вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд.

  2. Установлено, что для исследования процессов разрушения дорожных одежд вполне корректно использование цепных одноплоскостных моделей, сформированных на основе равенства частот свободных колебаний модели и дорожной конструкции. В этих моделях каждый слой дорожной одежды следует представлять в виде колеблющегося объекта с инерционными, упругими и диссипативными параметрами слоя.

  3. Разработанный метод динамического подбора параметров слоев дорожных одежд, позволяет формировать в дорожной конструкции колебательные процессы с противофазным действием динамических сил смежных слоев и достигать за счет этого пониженных вибрационных нагружений. Для этого динамические параметры слоев должны рассчитываться по математической модели динамического соотношения частот смежных слоев дорожной одежды. Это позволит существенно повысить работоспособность и увеличить долговечность нежестких дорожных одежд в эксплуатации.

  4. Созданные методики расчета нежестких дорожных одежд на прочность по допустимому упругому прогибу и на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе с учетом виброфактора обеспечивают возможность проектирования дорожных одежд с пониженным уровнем вибронагруженности для повышения работоспособности и долговечности дорожных конструкций.

  5. Разработанный теоретико-графический метод определения расчетных сроков службы покрытий может быть использован для прогнозирования ожидаемых сроков службы покрытий без усталостного трещинообразования.

  6. Основные положения теории вибрационного разрушения нежестких дорожных одежд подтверждены материалами натурного эксперимента по определению собственных динамических параметров слоев дорожной одежды. Экспериментальные амплитудно-частотные спектры и амплитудно-временные характеристики хорошо согласуются с расчетно-теоретическими. Эксперимент позволил уточнить расчетные динамические параметры слоев дорожной одежды.


На основе выполненного комплекса исследований предлагается ряд практических рекомендаций, направленных на повышение качества проектирования и улучшения эксплуатационных показателей дорожных одежд.

  1. Рекомендуется при проектировании нежестких дорожных одежд использовать метод динамического подбора параметров слоев и методики расчета на прочность по допустимому упругому прогибу и на сопротивление усталостному разрушению с учетом вибрационного фактора.

  2. Производить расчет толщин слоев дорожной одежды по математической модели динамического соотношения частот смежных слоев.

  3. Внедрить в практику строительства многослойные дорожные одежды с пониженным уровнем вибрационных нагружений, особенно для строительства автомобильных дорог с предполагаемым высоким процентом многоосных грузовых автомобилей в транспортном потоке.



Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:


Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

  1. Осиновская В.А. Определение прочностных показателей асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог по скорости распространения ударной волны //Транспортное строительство. – 2006. - № 9. – С.29 – 30.

  2. Осиновская В.А. Основные принципы формирования динамической модели взаимодействия автомобиля и дороги //Известия Томского политехнического университета. – 2006. - том 309. - № 5. - С.145-147

  3. Осиновская В.А. Транспортный поток как динамическая характеристика воздействия на автомобильную дорогу //Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2006. - Вып. 1 - №3 (14). - С.160-163

  4. Осиновская В.А. Математическая модель динамического паспорта дорожной одежды //Транспортное строительство. – 2007. - № 10. – С.24 – 25.

  5. Осиновская В.А. Динамическая паспортизация автомобильных дорог //НТТ-Наука и техника транспорта. - 2007. - №4. - С.81-82

  6. Осиновская В.А. Новая концепция преждевременного разрушения нежестких дорожных одежд //Транспортное строительство.–2010.- № 3– С.6–8.

  7. Осиновская В.А. Вибрационное нагружение нежестких дорожных одежд // Вестник МАДИ. – 2010. – Вып.4(19). - С.79-83.

  8. Немчинов М.В. Осиновская В.А. Заметки о расчёте дорожных одежд //Наука и техника в дорожной отрасли. - 2011. - № 1. - С. 34-36

  9. Осиновская В.А. Диссипативные характеристики материалов слоев нежестких дорожных одежд //Наука и техника в дорожной отрасли. - 2011. - №1. - С. 11-12

  10. Осиновская В.А. Виброзащищенные конструкции нежестких дорожных одежд // Транспортное строительство.–2011.- № 2– С. 21-23

  11. Осиновская В.А. Оценка динамики грунта земляного полотна при вибрационном нагружениии дорожной конструкции //Строительные материалы. – 2011. - №2. – С. 45-46

Монографии, учебные пособия

  1. Осиновская В.А. Вертикальная динамика автомобильной дороги при ударном воздействии автомобиля /А.В. Смирнов. Колебания и волны в дорожных конструкциях: монография. - Омск: СибАДИ, 2006. - С.82-106.

  2. Осиновская В.А. Вибрационное разрушение нежестких дорожных одежд: монография. – М.: Техполиграфцентр, 2008.-203 с.


Основные публикации в прочих изданиях

  1. Осиновская В.А. К вопросу об оценке и прогнозировании колебаний автомобильной дороги /Проблемы строительного и дорожного комплекса //сб. науч. тр. международной науч.-техн. конф. – Брянск, 2006. – Вып. 4 - с.59-63.

  2. Осиновская В.А. Формирование вибрационных динамических сил в дорожной конструкции /Современные научно-технические проблемы трансп. стр-ва //материалы всерос. науч.-практ. конф. – Казань: КГСУ, 2007.- С.203-205.

  3. Осиновская В.А. Теоретическая оценка вибрационного нагружения дорожных конструкций многоосными грузовыми автомобилями. /Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасность дорожного движения //сб. науч. тр. всерос. науч.-практ. конф. – Казань: КГСУ, 2008.- С.281-283.

  4. Осиновская В.А. Оценка вибронагружености нежестких дорожных одежд. /Современное состояние и инновации транспортного комплекса //Материалы международной науч.-техн. конф. Том I. – Пермь, 2008. – С. 59-63.

  5. Осиновская В.А. Динамическая оптимизация конструкции нежестких дорожных одежд. /Международные транспортные коридоры //сб. докл. науч.-практ. конф. – Баку: Изд-во МСД, 2008. - С.173 - 177.

  6. Осиновская В.А. Экспериментальная оценка динамических параметров слоев дорожных одежд. // сб. науч. тр. Первого Всероссийского Дорожного Конгресса. – Москва: ВФ МАДИ(ГТУ), 2009.- С.213-214.

  7. Осиновская В.А. Основы расчета нежестких дорожных одежд с учетом вибронагруженности. /Вопросы строительной механики и надежности машин и конструкций //сб. науч. тр. - МАДИ:, 2010 – С.50-53

  8. Осиновская В.А. Причина ускоренного разрушения дорожных покрытий /Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. //материалы международной науч.-практ. конф.–Пермь, 2010.- Том 3. - С. 48-50.

  9. Осиновская В.А. Теоретические предпосылки преждевременного разрушения нежестких дорожных одежд //сб. науч. тр. Второго Всероссийского Дорожного Конгресса. – Москва: ВФ МАДИ, 2010.- С. 99-102

  10. Осиновская В.А. Анализ механизма вибрационного повреждения нежестких дорожных одежд. //тезисы докладов 69-ой науч.-метод. и науч.-исслед. конф. МАДИ – М., 2011. - С.19-20


Патенты на изобретения

  1. Конструкция дорожной одежды: пат. RU № 2399715 C1 Рос. Федерации: МПК Е01С 7/00 (2006.01) /Осиновская В.А.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МАДИ. - опуб. 20.09.2010, Бюл. № 26. – 6 с.



Подписано в печать ___ ______2011 г.

Формат 60х84 1/16.

Усл.печ.л. 2,0

Тираж 120 экз. Заказ.

1   2

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:



Одним из путей повышения технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания является уменьшение потерь на трение в их механизмах и системах. Перс



Разработка методов и средств повышения эффективности работы дизелей на динамических режимах



Задачи: проверить знание дорожных знаков; умение выполнять требования дорожных знаков; учить детей быстро и правильно принимать решение в дорожных ситуациях; учить детей ориентироваться на дороге



Конструкция, устройство и безопасная эксплуатация рельсовых путей башенных кранов рд 22-28-35-99



Методические указания к курсовому проекту по теории механизмов и машин Нижний Новгород 2005
Зубчатый механизм: Методические указания к курсовому проекту по теории механизмов и машин / нгту; Сост.: Б. Ф. Балеев, А. Н. Гущин....



А. В. Соловьёв (Филиал фгуп «цэнки» «нии пм им академика В. И. Кузнецова»)
Анализ вариантов конструктивных реализаций кремниевого подвеса для микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами...



Эта книга руководство, которое поможет тем, кто интересуется тюнингом Golf, Scirocco или Jetta. Теоретические и практические возможности повышения мощности и
Теоретические и практические возможности повышения мощности и улучшения шасси разъясняются на многочисленных примерах. Так же прилагается...



№1 основы теории поршневых двигателей



Главным государственным инспекторам безопасности дорожного движения по субъектам Российской Федерации Указание №13/6-120 от 30 июня 2008 года о несоответствиии линий горизонтальной разметки требованиям дорожных знаков
При этом, в описываемых ситуациях, линии горизонтальной разметки не соответствуют требованиям дорожных знаков



Практикум по теории механизмов и машин воронеж 2005

Поделиться в соцсетях



Авто-дневник






База данных защищена авторским правом ©ucheba 2000-2020

обратиться к администрации | правообладателям | пользователям

разработчик i-http.ru

на главную