Determining the most dangerous loading application point for asphalt-concrete layers on a rigid base

Abstract

Умови роботи асфальтобетонних шарів на цементобетонних плитах значно відрізняється від інших конструктивних рішень. В практиці дорожнього будівництва розроблені не досить доско налі методи розрахунку міцності асфальтобетонних покриттів жорстких дорожніх одягів, оскільки нормують лише окремі кри терії міцності асфальтобетонного шару. Існуючі методи розра хунку не враховують особливостей напруженодеформованого стану асфальтобетонного шару на цементобетонних плитах при різних умовах прикладення навантаження, таких як сере дина плити, край плити та кут плити. Не відповідність умов розрахунку фактичному напруженодеформованому стану кон струкції зумовлює передчасне руйнування асфальтобетонного шару і, як наслідок, зниження міжремонтного строку та додат кових витрат на передчасні ремонтні роботи. Проведено моделювання напруженодеформованого стану конструкції дорожнього одягу методом скінчених елементів за допомогою програмного комплексу ANSYS з трьома варіанта ми розміщення транспортного навантаження, а саме в центрі плити, на краю плити та в куті плити. Для прийнятих варіантів розміщення транспортного наван таження визначено та наведено значення напружень по Мізесу, головних напружень, горизонтальних та максимальних дотич них напружень. Значення напружень визначено на поверхні асфальтобетонного шару, на контакті асфальтобетонного шару і цементобетонної плити та на контакті цементобетон ної плити і основи. Виконано порівняння визначених напружень в шарах дорож нього одягу при різних варіантах прикладення транспортно го навантаження та співставлення отриманих результатів з відомими рішеннями. Це дозволило встановити, що для асфальтобетонного шару розміщення навантаження в куті плити є найбільш небезпеч ним, як за дотичними зсуваючими напруженнями, так і за напруженнями по Мізесу. Напруження, які виникають при роз ташуванні навантаження в куті плити, приблизно на 10 % перевищують напруження при розташуванні навантаження на краю плити та приблизно на 20 % перевищують напруження при розташуванні навантаження в центрі плити Ключові слова: асфальтобетонний шар, модуль пружності, напруженодеформований стан, розташування навантаження, цементобетонна плита

Ensuring adhesion between the asphalt-concrete road surface and rigid base at the roadbed design stage

“…Study [9] tackles determining the most common mechanisms of destruction of the asphalt-concrete road surface layers and establishing their cause. In addition, the analysis of the stressed-strained state of the asphalt-concrete road surface layers on a rigid base was performed for different options in the location of the transport load relative to the edges of a cement-concrete slab.…”

“…In addition, the analysis of the stressed-strained state of the asphalt-concrete road surface layers on a rigid base was performed for different options in the location of the transport load relative to the edges of a cement-concrete slab. When modeling the stressed-strained state of asphalt-concrete road surface, work [9] considers only the vertical pressure from vehicles while the horizontal force is neglected. The results in the cited work lack recommendations on the strength of the asphalt-concrete road surface, which could prevent destruction.…”

“…An asphalt-concrete layer is considered to be a layer with the properties of crushed mastic asphalt concrete arranged atop a cement-concrete slab. According to [9,10,18,19], an asphalt-concrete layer is adopted as an elastic body, that is, it is deformed without residual deformations. For the elastic deformation adopted in our study, such a property of the body model as creep and viscous elasticity [9][10][11] is completely rejected.…”

The influence of the calculated temperature of the asphalt concrete coating layers on the shear stability of the subgrade

“…Прийняття такої моделі дає підставу використати для теоретичного дослідження повного напружено-деформованого стану всіх шарів дорожнього одягу й ґрунту земляного полотна методи теорії пружності, які застосовують звичайно для розв'язування задач із осьовою симетрією [6,7].…”

“…Виходячи із сучасних уявлень про вплив структури та текстури на напруженодеформований стан твердого тіла, для дослідження асфальтобетонних шарів матеріал приймається як квазіоднорідне, квазіізотропне тіло [4,7,8]. У цьому випадку ідеалізація реального середовища щодо її однорідності, суцільності ізотропії не призводить до принципових помилок у розрахунках за загальними рішеннями теорії пружності [7].…”