Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА КАЧЕСТВА ДОРОЖНЫХ
ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА 8
Современные методы оценки качества существующих дорожных одежд 8
Основные положения вероятностного подхода к оценке качества дорожных одежд. 22
3 Цель и задачи исследования 32
. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ВО
ВРЕМЕНИ ПРОЧНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОРОЖНЫХ
ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА 34
Оценка вероятности разрушения дорожной одежды и ее фактического срока службы 34
Разработка математической модели по оценке влияния прочностных параметров конструкции дорожных одежд на растягивающие напряжения 46
Оценка риска переувлажнения грунта относительно оптимальной влажности.. 56
Влияние влажности грунта земляного полотна на прочностные характеристики дорожных одежд при высоком уровне грунтовых
вод 64
Рекомендуемая методика определения допустимой нагрузки на фактическую конструкцию в неблагоприятный период года 78
Краткие выводы по главе 81
. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
КАЧЕСТВЕННОГО СОСТОЯНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ
ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА 84
Принятая методика экспериментальных работ 84
Анализ результатов, полученных при оценке качества обследованных дорожных одежд 104
3.3 Краткие выводы по главе.. 114
4. РЕКОМЕДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ
ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 116
4.1 Рекомендации по определению допустимой нагрузки на
конструкцию существующей дороги в неблагоприятный период
года 116
Рекомендации по регулированию уровня грунтовой воды в весенний период года 121
Экономический эффект от применения результатов исследования 126
Краткие выводы по главе 129
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 130
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ 132
ПРИЛОЖЕНИЯ 146
Введение к работе
Существующие методы оценки качества дорожных одежд имеют различные подходы /3,9,12,14,40,42,46,55,59,65,67,77,80,82,84,102,106,108,111/. В большинстве случаев параметры конструкции не рассматриваются или учитываются только осредненные показатели прочности, что приводит к противоречию при назначении сроков ремонтных работ. Однако многие исследователи отмечают, что характеристики грунтов и материалов обладают не только средними показателями, но и средними квадратическими отклонениями и коэффициентами вариации этих показателей /72,73,77,97/. Другими словами, результаты измерений распределяются по какому-либо закону теории вероятности. В дорожной практике наиболее применимы такие законы распределения как нормальный, Вейбулла, гамма-распределения, экспоненциальный. Установлено, что для модулей упругости грунта земляного полотна, уровней грунтовых вод, прочностных характеристик материалов, показателей эксплуатационного состояния дорожной одежды, значений влажности земляного полотна в весенний период года характерен нормальный закон распределения /74,77/. В связи с этим, для оценки уровня качества
целесообразно применять вероятностно-статистические методы. Такая позиция нашла отражение в работах С.Ю.Рокаса, В.А.Семенова, В.В.Столярова и др.
Проф. В.А.Семеновым, в результате проведенных исследований, получены значения коэффициентов вариации параметров, при которых обеспечиваются необходимые уровни качества /77/. В дальнейшем эти данные были использованы в, разработанной проф. В.В.Столяровым, теории риска /97,99/, основными задачами которой в области проектирования дорожных одежд явились:
оценка влияния качества строительства дорожных одежд на вероятность их разрушения за период времени;
оценка фактического срока службы дорожной одежды;
расчет риска пластических сдвигов в малосвязных слоях дорожной одежды;
расчет риска нарушения сплошности в монолитных слоях при изгибе.
Однако в перечисленных математических моделях оценки качества дорожных конструкций недостаточно полно раскрыто влияния влажности подстилающего слоя грунта на риск разрушения дорожной одежды, срок ее службы и т. д. Известно, что наибольшее ослабление несущей способности дорожных одежд отмечается в весенний период года, когда грунт земляного полотна переувлажняется за счет поверхностных и грунтовых вод, а асфальтобетонное покрытие находится в хрупком состоянии. При этом увеличение влажности глинистого грунта только на 2% влечет за собой уменьшение модуля упругости на 20-25%. К тому же воздействие транспортной нагрузки в весенний период года (характеризуемое интенсивностью и составом движения) способствует интенсивному нарастаниюдеформаций и разрушений в конструкциях дорожных одежд. Поэтому для сохранения фактического срока службы дорожных одежд на уровне требуемого необходимо выполнить два условия:
объективно определить допустимую нагрузку на фактическую конструкцию в неблагоприятный период года;
решить вопрос о регулировании уровня грунтовой воды в весенний период года.
В связи с этим вопрос о повышении эффективности методов оценки качества дорожных одежд нежесткого типа является актуальным.
Цель исследования состоит в разработке вероятностной модели оценки качества существующих дорожных одежд нежесткого типа, позволяющей дать практические рекомендации по снижению риска их разрушения с учетом изменчивости влажности грунта земляного полотна на основе теории риска.
Научная новизна. На основе разработанных математических моделей прогнозирования эксплуатационного состояния дорожных одежд с учетом влияния колебаний влажности грунта земляного полотна впервые устанавливаются вероятность разрушения дорожной одежды, фактический срок службы дорожной одежды, растягивающие напряжения в монолитном слое при изгибе и риск переувлажнения грунта относительно оптимальной влажности.
Практическое значение работы заключается в том, что в ней разработаны рекомендации и методики по определению допустимой нагрузки на конструкцию дорожных одежд и по регулированию уровня грунтовой воды в весенний период года.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции "Проблемы транспортного строительства и транспорта" (Саратов, 1997г.), на первой Международной научно-практической конференции "Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса" (Ростов-на-Дону, 1998г.), на Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы транспорта России" (Саратов, 1999г.), на научно-исследовательской
конференции МАДИ (ТУ) в 1999г., на ежегодных научно-исследовательских конференциях СГТУ (1997-2000 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть печатных работ.
Объем работы. Диссертация включает введение, четыре главы, выводы, список литературы и приложения. Содержит 145 страниц, включая 28 рисунков, 28 таблиц. Список используемой литературы содержит 132 наименования работ российских и зарубежных авторов.
Диссертационная работа выполнялась на кафедре "Проектирования дорог и организации дорожного движения" Саратовского государственного технического университета под руководством доктора технических наук проф. В.В.Столярова.
