Якименко Я. М. Підвищення надійності конструкцій дорожнього одягу нежорсткого типу

Метою роботи є удосконалення методу оцінки та забезпечення надійності нежорсткого дорожнього одягу з урахуванням динамічної дії навантаження та зміни водно-теплового режиму. Для досягнення мети були поставлені такі завдання: провести аналіз методів забезпечення надійності конструкцій нежорсткого дорожнього одягу на етапі експлуатації з врахуванням погодно-кліматичних факторів та навантаження; удосконалити математичну модель навантаження поверхні дорожнього покриття колесом транспортного засобу при русі по дорозі з нерівностями; встановити показники міцності, деформативності та неоднорідності асфальтобетону в діапазоні зміни експлуатаційних температур та швидкості навантаження; уточнити значення коефіцієнта динамічності в залежності від швидкості руху та параметрів нерівності покриття, встановити періоди обмеження руху великовагових транспортних засобів для забезпечення необхідної надійності конструкції дорожнього одягу протягом року; виконати аналіз умов роботи конструкції в добовому і річному циклах при зміні температури та навантаження і розробити метод оцінки зміни неоднорідності та надійності конструкції дорожнього одягу за критеріями граничного стану. Об'єкт досліджень - конструкція дорожнього одягу нежорсткого типу. Предметом дослідження є надійність конструкції дорожнього одягу нежорсткого типу автомобільної дороги.Методи досліджень. для досягнення мети застосовувалися загальнонаукові методи дослідження: методи математичної статистики та теорії імовірностей, системний аналіз, математичне моделювання, методи теорії пружності та в'язкопружності, опору матеріалів. Експериментальними методами визначалися необхідні властивості матеріалів і перевірялася достовірність теоретичних рішень. Наукова новизна отриманих результатів: на основі детального врахування вологості ґрунту земляного полотна та температури матеріалів органовмісних шарів дорожнього одягу удосконалений метод оцінки надійності конструкції дорожнього одягу (КДО); удосконалена математична модель навантаження колесом транспортного засобу поверхні дорожнього покриття з нерівностями на основі якої уточнено значення коефіцієнта динамічності; отримані нові закономірності зміни міцності, деформативності та неоднорідності асфальтобетону в залежності від температури та швидкості дії навантаження; удосконалена математична модель зміни міцності та деформативності конструкції дорожнього одягу нежорсткого типу під впливом водно-теплового режиму та дії навантаження від коліс транспортних засобів. Достовірність експериментальних досліджень підтверджується адекватністю результатів за критеріями Пірсона і Фішера та кореляцією з результатами дослідження різних авторів і результатами польових досліджень виконаних у США (AASHO 1963 р., NCHRP 2003 р.). Достовірність математичної моделі взаємодії колеса з нерівностями поверхні покриття підтверджується узгодженням з експериментальними даними із визначення коефіцієнта динамічності отриманими в Ленфіліалі СоюздорНДІ к.т.н П.І. Теляєвим. Достовірність фізичної та математичної моделі зміни несучої здатності покриття в річному та добовому циклах підтверджується характером зміни загального модуля пружності з експериментальними даними Д.О. Павлюка (НТУ), Красикова О.О. (КаздорНДІ) та ін. Практичне значення отриманих результатів: на основі фізичної та математичної моделі зміни несучої здатності конструкції дорожнього одягу розроблена методика уточнення періоду обмежень руху великовагових транспортних засобів і величини навантаження на вісь в різні сезони року; удосконалено методику експериментальних досліджень на основі якої встановлено залежності показників міцності та деформативності асфальтобетону в діапазоні експлуатаційних температур і при різних швидкостях дії навантаження, отримані закономірності можуть використовуватися для розрахунку конструкцій за різними критеріями граничного стану при конкретних (фактичних) режимах руху транспортних засобів; проведено практичне впровадження результатів теоретичних та експериментальних досліджень при розрахунку ставок податку з власників транспортних засобів і уточнена методика введення сезонного обмеження руху великовагових та великогабаритних транспортних засобів автомобільними дорогами України.