Методическое пособие 814

Научный журнал строительства и архитектуры

нейной функцией общего вида: с уменьшением проектной толщины на величину ∆ увеличивается σr и уменьшается Красч.

Расчеты показывают, что в конструкции (вариант 1) уменьшение суммарной толщины в монолитном основании всего на 8,5 мм, при сохранении проектных толщин других слоев, приводит к уравниванию значений расчетного растягивающего напряжения σr и предельного для данной конструкции напряжения на растяжение при изгибе RN, а также к исчерпанию пятипроцентного запаса прочности по критерию сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению на растяжение при изгибе, который был предусмотрен при проектировании.

Рис. 3. Результаты расчета конструкции (вариант 1) с асфальтобетоном А32ОТ по ПНСТ 184 в нижнем слое монолитной части конструкции при неблагоприятных условиях

Рис. 4. Зависимость растягивающего напряжения и коэффициента прочности по критерию сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению на растяжение

при изгибе от уменьшения толщины в монолитном основании в конструкции (вариант 1)

Теперь рассмотрим конструкцию (вариант 2), соответствующую установленным критериям прочности, в которой в нижней части монолитного слоя запроектировано полужесткое

50

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

основание из щебеночно-песчаной смеси, обработанной цементом (рис. 5). Для конструкции предусмотрен запас прочности по допускаемому упругому прогибу– 5 %.

Рис. 5. Расчетные характеристики и результаты расчета конструкции (вариант 2) со слоем из щебеночно-песчаной смеси, обработанной цементом

Для конструкции (вариант 2) смоделированы такие же неблагоприятные сочетания толщин, как и для варианта 1 (рис. 6).

Конструкция (вариант 2) при уменьшении суммарной толщины дорожной одежды на 39 мм, в том числе толщины асфальтобетонных слоев на 9 мм, слоя из щебеночно-песчаной смеси, обработанной цементом, на 10 мм и слоев из несвязных материалов на 20 мм, перестала удовлетворять требованию к прочности по допускаемому упругому прогибу, имевшему запас прочности 5 %. При этом конструкция также продолжает удовлетворять требованиям приемки, предъявляемым к толщине слоев.

В конструкции (вариант 2) уменьшение суммарной толщины асфальтобетонных слоев на 12 мм (при сохранении проектных толщин других слоев) приводит к несоответствию коэффициента прочности по допускаемому упругому прогибу требуемому значению.

Результаты моделирования и расчетов (рис.3, 6) подтвердили, что уменьшение толщины слоев дорожной одежды в пределах допусков негативно влияет на все критерии прочности, рассчитанные по ПНСТ 265-2018. Это согласуется с зарубежными исследованиями [15, 23].

Следует отметить, что для конструкций с монолитными слоями покрытия и основания из асфальтобетона изменение толщины больше всего оказывает влияние на сопротивление монолитных слоев покрытия усталостному разрушению от растяжения при изгибе. Для конструкций с полужестким основанием изменение толщины больше всего оказывает влияние на прочность по допускаемому упругому прогибу. Дальнейшие расчеты моделей с толщинами слоев, уменьшенных на величину допуска из СП 34.13330.2012 для 10 % измерений («допустимых в отдельных случаях»), продемонстрировали еще большее ослабление конструкции, чем показано на рис. 3, 6.

51

Научный журнал строительства и архитектуры

Рис. 6. Результаты расчета конструкции (вариант 2) со слоем из щебеночно-песчаной смеси, обработанной цементом при неблагоприятных сочетаниях толщин (толщины уменьшены на величину допуска,

предусмотренного в СП 34.13330.2012 для 90 % измерений)

Негативное влияние уменьшения толщины слоев на прочность дорожной одежды за счет допусков обусловлено несогласованностью между строительными допусками и нормами проектирования. С одной стороны, в ПНСТ 265-2018 (п. 10.1.3) содержится ограничение по запасу прочности, согласно которому превышение значения одного из критериев прочности, имеющего минимальное значение, должно быть не более 5 % при условии выполнения остальных критериев прочности. С другой стороны, строительные нормы допускают уменьшение толщины слоя конструкции до 10 % от проектной толщины в большинстве случаев и до 20 % от проектной толщины в отдельных случаях (на примере допуска из СП 78.13330.2012, предназначенного для слоя покрытия из асфальтобетона). В итоге, исчерпание запаса прочности дорожной одежды может происходить до выхода значений толщин слоев за пределы допусков. В условиях эксплуатации такой конструкции, формально соответствующей установленным требованиям по толщине, в межремонтный период не исключено преждевременное образование необратимых деформаций на поверхности покрытия (просадок, трещин, выбоин и др.), накопление недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия, усталостных разрушений материала монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений с потерей транспортноэксплуатационных свойств.

Существуют различные варианты решения проблемы несогласованности норм проектирования и строительных допусков по толщине.

В соответствии с «Руководством по контрактной документации на дорожные работы (MCHW)» [20], несмотря на допуски, разрешенные для отдельных монолитных слоев, устанавливается ограничение на уменьшение совокупной толщины монолитных слоев дорожной одежды. По результатам нашего моделирования при условии 5 % запаса прочности по одному из критериев прочности, имеющего минимальное значение, для конструкции (вариант 1), расчет которой на сопротивление монолитных слоев покрытия усталостному разрушению от

52

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

растяжения при изгибе осуществлялся по ПНСТ 265-2018 (п. 10.6), уменьшение суммарной толщины монолитных слоев должно быть не более 8 мм. Для конструкции (вариант 2), расчет монолитного основания на изгиб которой выполнялся по ПНСТ 265-2018 (п. 10.7), уменьшение суммарной толщины должно быть не более 12 мм. При выборе этого варианта необходимо учитывать, что в каждом конкретном случае величина допуска на уменьшение совокупной толщины монолитных слоев (в силу зависимости от свойств применяемых в конструкции материалов) индивидуальна и должна определяться в проектной документации на основании расчета, что требует определенного опыта. Также при оценке соответствия на этапе строительства совокупную толщину можно определить только после завершения укладки всех слоев, что не способствует своевременному выявлению службами строительного контроля производственного брака.

Поэтому предлагается другое решение этой проблемы, которое согласуется с «Руководством по проектированию асфальтобетонных дорожных конструкций», разработанном в США [13]. Для этого на стадии проектирования по ПНСТ 265-2018 необходимо определить минимальные толщины слоев дорожной одежды Xmin, при которых обеспечивается прочность конструкции по всем критериям и занижать которые при строительстве нельзя. Затем

для каждого слоя определяются средние толщины X , с учетом которых определяется потребность в материалах и начальная максимальная цена контракта. Это обосновано тем, что в силу многочисленных исследований [3, 4, 5, 16, 17, 19] распределение величин толщины описывается нормальным законом, исходя из свойств нормального распределения, опреде-

ляющегося двумя параметрами ( X , σ): кривая значений толщины имеет колоколообразную

форму, симметричную относительно точки X , с точками перегиба, абсциссы которых отсто-

ят от X на величину стандартного отклонения ± σ. Подрядчик, чтобы гарантировать минимальную толщину Xmin, при укладке слоя будет вынужден придерживаться некой средней

толщины X .

Для нахождения баланса между экономией и качеством среднюю толщину предлагается определить, используя накопленный опыт исследований коэффициента вариации Cv для толщин различных слоев дорожной одежды [2, 3, 7-9, 16] и преобразовав формулу (1):

			Xmin		.
X
						(3)
		1 Cv t0,95
			n

Также при оценке соответствия толщины требованиям проектной документации следует отказаться от практики разделения результатов измерений на «допустимые в 90 % случаев», «допустимые в 10 % случаях» и «не допустимые», а использовать только разделение результатов на «допустимые» и «не допустимые». Это будет способствовать объективности выводов о соответствии толщины проектному значению в конкретном месте дороги, где определялась толщина, избегать случайного ослабления прочностных характеристик конструкции дорожной одежды и не зависеть от репрезентативности выборки. Уровень технической оснащенности и квалификации подрядных организаций в дорожной отрасли вполне позволяет добиваться высокой точности выполнения работ.

Предложенное решение проблемы несогласованности норм проектирования и строительных допусков по толщине позволит повысить надежность и долговечность автомобильных дорог в межремонтный период, а также будет способствовать дисциплинированности подрядчика в вопросах технологии производства работ (из-за дорогой коррекции недостаточной толщины), стимулированию к использованию современной строительной техники, применению технологии укладки с системами автоматического управления, повышению уровня квалификации специалистов.

53

Научный журнал строительства и архитектуры

Выводы. Проведено исследование влияния уменьшения толщины слоев дорожной одежды в пределах допусков на надежность и долговечность автомобильных дорог, в ходе которого проанализированы отечественная и зарубежная практики назначения строительных допусков, рассмотрены исследования влияния допуска на надежность и долговечность нежесткой дорожной одежды и рекомендации по корректировке толщин слоев дорожной одежды из-за допусков в нормах проектирования, выполнено моделирование и расчет конструкции с учетом допусков, установленных нормативными документами, предложено решение устранения несогласованности между строительными допусками и нормами проектирования.

Расчет двух вариантов конструкции подтвердил предположение о том, что уменьшение толщины слоев дорожной одежды за счет допусков негативно влияет на все критерии прочности. Для конструкций с монолитными слоями покрытия и основания из асфальтобетона изменение толщины больше всего оказывает влияние на сопротивление монолитных слоев покрытия усталостному разрушению от растяжения при изгибе. Для конструкций, включающих полужесткое основание, изменение толщины больше всего оказывает влияние на прочность по допускаемому упругому прогибу. Негативное влияние обусловлено несогласованностью между строительными нормами и нормами проектирования, из-за которого исчерпание запаса прочности дорожной одежды может происходить до выхода значений толщин слоев за пределы допусков.

Для решения проблемы несогласованности норм предлагается на стадии проектирования по ПНСТ 265-2018 определить минимальные толщины слоев дорожной одежды Xmin, при которых обеспечивается прочность конструкции по всем критериям и занижать которые при

строительстве нельзя, а также средние толщины X , с учетом которых определяется потребность в материалах и начальная максимальная цена контракта.

Это приведет к повышению надежности и долговечности автомобильных дорог в межремонтный период, а также будет способствовать дисциплинированности подрядчика в вопросах технологии производства работ, стимулировать его использовать современную строительную технику, применять технологии укладки с системами автоматического управления, повышать уровень квалификации специалистов.

Библиографический список

1.Бахрах, Г. С. Подход к определению срока службы асфальтобетонного покрытия / Г. С. Бахрах // РосдорНИИ. – 2014. – № 2 (32). – C. 250-263. – URL: http://rosdornii.ru/files/08-12-14/6-5.pdf.

2.Костельов, М. П. Вероятностно-статистические помощники в оценке и повышении качества автомобильных дорог / М. П. Костельов, Д. В. Пахаренко // Дорожная техника. – 2008. – № 1. – С. 86-92.

3.Кулижников, А. М. Оценка однородности по толщине конструктивных слоев дорожной одежды / А. М. Кулижников, Р. А. Еремин // Строительство: новые технологии - новое оборудование. – 2017. – № 5. – С.19-25.

4.Кулижников, А. М. Как контролировать толщину слоев / А. М. Кулижников, Р. А. Еремин // Автомобильные дороги. – 2015. – № 5. – С. 92-95.

5.Рокас, С. Ю. Статистический контроль качества в дорожном строительстве / С. Ю. Рокас // Москва: Транспорт. – 1977. – 150 с.

6.Семенов, В. А. Качество и однородность автомобильных дорог / В. А. Семенов // Москва: Транспорт – 1989. - 123 с.

7.Семенов, В. А. Опыт применения статистических методов контроля качества в строительстве и ремонте автомобильных дорог / В. А. Семенов, Д. Г. Мепуришвили // Москва: Транспорт. – 1988. - 47 с.

8.Строительство и реконструкция автомобильных дорог: Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Tом 1 / А. П. Васильев и др. // М-во трансп. Рос. Федерации, Федер. дор. агентство Росавтодор. – 2005. - 646 с.

9.Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий: Методические рекомендации / В. Н. Шестаков, В. Б. Пермяков, В. М. Ворожейкин, Г. Б. Старков // Министерство образования

инауки Российской Федерации, Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СИБАДИ). – 2004. – 256 с.

10.ТК418: Технический комитет по стандартизации № 418 // Дорожное хозяйство. – 2014. – URL: http://tk418. ru/.

54

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

11.Углова, Е. В. Анализ критериев расчета нежестких дорожных одежд в условиях воздействия интенсивного транспортного потока / Е. В. Углова, О. А. Шило // Транспортные сооружения: электронный журнал. – 2018. – № 3. – URL: https://t-s. today/PDF/14SATS318. pdf.

12.Углова, Е. В. Учет вероятностной составляющей при назначении проектных модулей упругости слоев асфальтобетона / Е. В. Углова, А. Н. Тиратурян, В. В. Акулов, Д. А. Валенцев, В. Ю. Шаталов // Инженерный вестник Дона: электронный журнал. – 2016. – № 2. – URL: https://cyberleninka. ru/article/n/uchet- veroyatnostnoy-sostavlyayuschey-pri-naznachenii-proektnyh-moduley-uprugosti-sloev-asfaltobetona.

13.Asphalt Paving Design Guide Asphalt Pavement Association of Oregon // Asphalt Pavement Association of Oregon, USA. – 2020. – URL: http://www.apao.org/documents/APAO-DESIGN-GUIDE-1.pdf.

14.Bustos, M. Calibration of Distress Models from the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide for Rigid Pavement Design in Argentina / M. Bustos // ResearchGate. – 2011. – URL: https://www.researchgate.net/ publication/273253576_Calibration_of_Distress_Models_from_the_Mechanistic-Empirical_Pavement_Design_Guide_ for_Rigid_Pavement_Design_in_Argentina.

15.Dalla, V. Pavement layer thickness variability evaluation and effect on performance life / V. Dalla, P. Nick, T. Nick // ResearchGate. – URL: https://www.researchgate. net/publication/327523400_Pavement_layer_thickness_ variability_evaluation_and_effect_on_performance_life.

16.Dalla, V. Variability in Pavement Design / V. Dalla, P. Nick, T. Nick // ResearchGate. – URL: https://www. researchgate. net/publication/292185856_Variability_in_Pavement_Design.

17. Jiang, Y. Estimation	of	Pavement Layer Thickness Variability for Reliability-Based Design. / Y. Jiang,
O. Selezneva, G. Mladenovic,	S. Aref, M. Darter // ResearchGate. – URL: https://www. researchgate.

net/publication/274435972_Estimation_of_Pavement_Layer_Thickness_Variability_for_Reliability-Based_Design. 18. Li, Q. Mechanistic-empirical pavement design guide (MEPDG): A bird's-eye view / Q. Li, D. Xiao,

K. Wang, K. Hall, Y. Qiu // ResearchGate. – URL: https://www. researchgate. net/publication/266863539_Mechanistic- empirical_pavement_design_guide_MEPDG_A_bird's-eye_view.

19. Mladenovic, G. Comparison of As-Constructed and As-Designed Flexible Pavement Layer Thicknesses / G. Mladenovic, Y. J. Jiang, O. Selezneva, S. Aref, M. Darter // ResearchGate. – URL: https://www. researchgate. net/publication/245560952_Comparison_of_AsConstructed_and_As-Designed_Flexible_Pavement_Layer_Thicknesses.

20.Manual of contract documents for highway works. Volume 1. Specification for highway works // Standards for Highways. – URL: http://www. standardsforhighways. co. uk/ ha/standards/mchw/vol1/pdfs/MCHW%20700. pdf.

21.Procedure for the design of road pavements. Western Australian Supplement to the Austroads Guide to Pavement Technology. Part 2. Pavement Structural Design // Main Roads Western Australia, Australia. – 2020. – URL: https://www.mainroads.wa.gov.au/Documents/Engineering%20Road%20Note%209 %20May%202013 %20-%20Internet %20Link. RCN-D13 %5E23175755. PDF.

22.TNZ B/02:2005. Specification for construction of unbound granular pavement layers // NZ Transport Agency, New Zealand. – 2020. – URL: https://nzta. govt. nz/assets/resources/ construction-unbound-granular- pavement-layers/docs/construction-undbound-granular-pavement-layers. pdf.

23.Sandoval, C. Effect of construction tolerance on flexible pavement performance / C. Sandoval, A. Orobio

//ResearchGate. – URL: https://www.researchgate. net/publication/288977979_Effect_of_construction_tolerance_ on_flexible_pavement_performance.

24.	Xu, C. Analysis of periodic	cracks in surface layer of pavement structures. / C. Xu, Y. Anzhi, M. Liao,
T. Chunan	// ResearchGate. - URL:	https://www.researchgate.net/publication/229266430_Analysis_of_periodic_

cracks_in_surface_layer_of_pavement_structures.

References

1. Bahrakh G. S. An approach to determining the service life of asphalt concrete paving / Bahrakh G. S. - RosdorNII: [site].– URL: http://rosdornii. ru/files/08-12-14/6-5. pdf (дата обращения: 20.04.2020).

2.Kostelov M. P., Pakharenko D. V. Probabilistic and statistical assistants in assessing and improving the quality of roads / Kostelov MP, Pakharenko DV // Road Engineering. - 2008. - No. 1. - P. 86-92.

3.Kulizhnikov, A. M., Eremin, R. A. Assessment of uniformity in the thickness of structural layers of pavement / Kulizhnikov, A. M., Eremin, R. A. - Text: direct // Construction: new technologies - new equipment. - 2017. - No. 5. - P.19-25.

4. Kulizhnikov A. M., Eremin R. A. How to control the thickness of the layers / Kulizhnikov A. M., Eremin R. A. - Text: direct // Highways.-2015.-№ 5.-P.92-95.

5.Rokas S. Yu. Statistical quality control in road construction / S. Yu. Rocas. - Moscow: Transport, 1977.-- 150 p.: ill.; 21 cm. - Text: direct.

6.Semenov V. A. Quality and uniformity of roads / V. A. Semenov. - Moscow: Transport, 1989. - 123, [2] p.: ill.; 20 cm. - ISBN 5-277-00472-6: 40 K.

7.Semenov V. A. Experience in the application of statistical methods of quality control in the construction and repair of roads / V. A. Semenov, D. G. Mepurishvili; Centre. corrected NTO car transp. and dor. households. - Moscow: Transport, 1988.-- 47 p.: ill.; 21 cm.; ISBN 5-277-00254-5.

55

Научный журнал строительства и архитектуры

8.Construction and reconstruction of roads: Reference Encyclopedia of the road builder (EDMS). Volume 1 / A. P. Vasiliev et al; under the editorship of A. P. Vasilyeva.; M-transp. Grew up. Federation, Feder. dor. Rosavtodor agency. - Moscow: Informavtodor, 2005.-- 646 p.: ill., tab. - ISBN 5-900121-26-7.

9.Technological support for the quality of construction of asphalt concrete coatings: Methodological recommendations / V. N. Shestakov, V. B. Permyakov, V. M. Vorozheykin, G. B. Starkov; Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Siberian State Automobile and Highway Academy (SIBADI). - Omsk; Omsk Printing House, 2004. - 256, [1] p.: ill.; 20 cm.; ISBN 5-86849-010-X: 1000.

10.TK418: Technical Committee for Standardization No. 418 "Road Facilities" (TK 418): website. - Moscow, 2014 -. - URL: http://tk418. ru/ (accessed: 01/09/2018).

11.Uglova E. V., Shilo O. A. Analysis of calculation criteria for non-rigid road pavement under conditions of intense traffic flow / Uglova EV, Shilo OA - Text: electronic // Transport facilities: electronic journal. - URL: https://t-s. today/PDF/14SATS318. pdf (accessed date: 04/20/2020).

12.Uglova E. V., Tiraturyan A. N., Akulov V. V., Valentsev D. A., Shatalov V. Yu. Taking into account the probabilistic component in designating elasticity moduli for asphalt concrete layers / Uglova E. V., Tiraturyan A. N., Akulov V. V., Valentsev D. A., Shatalov V. Yu. // Engineering Bulletin of the Don: electronic journal. - URL: https://cyberleninka. ru/article/n/uchet-veroyatnostnoy-sostavlyayuschey-pri-naznachenii-proektnyh-moduley- uprugosti-sloev-asfaltobetona (accessed: 04/20/2020).

13.Asphalt Paving Design Guide Asphalt Pavement Association of Oregon. // Asphalt Pavement Association of Oregon, USA: official site. – 2020. – URL: http://www. apao. org/documents/APAO-DESIGN-GUIDE-1. pdf (accessed: 20.04.2020).

14.Bustos M., Cordo O., Girardi P., Pereyra M. Calibration of Distress Models from the MechanisticEmpirical Pavement Design Guide for Rigid Pavement Design in Argentina (2011). – Text: electronic // ResearchGate:[site].– URL: https://www.researchgate.net/publication/273253576_Calibration_of_Distress_Models_ from_the_Mechanistic-Empirical_Pavement_Design_Guide_for_Rigid_Pavement_Design_in_Argentina (acessed: 20.04.2020).

15.Dalla Valle, Paola & Thom, Nick. Pavement layer thickness variability evaluation and effect on performance life. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. - URL: https://www.researchgate. net/publication/327523400_ Pavement_layer_thickness_variability_evaluation_and_effect_on_performance_life (acessed: 21.04.2020).

16.Dalla Valle, Paola & Thom, Nick. Variability in Pavement Design. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. – URL: https://www. researchgate. net/publication/292185856_Variability_in_Pavement_Design (acessed: 21.04.2020).

17.Jiang, Y. & Selezneva, Olga & Mladenovic, Goran & Aref, Susanne & Darter, Michael. Estimation of Pavement Layer Thickness Variability for Reliability-Based Design. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. – URL: https://www. researchgate. net/publication/274435972_Estimation_of_Pavement_Layer_Thickness_Variability_for_ Reliability-Based_Design (acessed: 21.04.2020).

18.Li, Qiang & Xiao, Danny & Wang, Kelvin & Hall, Kevin & Qiu, Yanjun. Mechanistic-empirical pavement design guide (MEPDG): A bird's-eye view. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. - URL: https://www. researchgate. net/publication/266863539_Mechanisticempirical_pavement_design_guide_MEPDG_A_bird's-eye_view (acessed: 20.04.2020).

19.Mladenovic G., Jiang Y. J., Selezneva O., Aref S. and Darter M. Comparison of As-Constructed and As-Designed Flexible Pavement Layer Thicknesses. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. – URL:https://www. researchgate. net/publication/245560952_Comparison_of_AsConstructed_and_As=Designed_Flexible_Pavement_Layer_Thicknesse s (acessed: 21.04.2020).

20.Manual of contract documents for highway works. Volume 1. Specification for highway works. - Text: electronic // Standards for Highways: [site]. – URL: http://www. standardsforhighways. co. uk/ha/standards/mchw/vol1/pdfs/MCHW%20700. pdf (acessed: 20.04.2020).

21.Procedure for the design of road pavements. Western Australian Supplement to the Austroads Guide to Pavement Technology. Part 2. Pavement Structural Design. - Text: electronic // Main Roads Western Australia, Australia: official site. – 2020. – URL: https://www.mainroads.wa.gov. au/Documents/Engineering%20 Road%20 Note%209 %20May%202013 %20-%20Internet%20Link.RCN-D13 %5E23175755. PDF (acessed: 20.04.2020).

22.TNZ B/02:2005. Specification for construction of unbound granular pavement layers. - Text: electronic // NZ Transport Agency, New Zealand: official site. – 2020. – URL: https://nzta. govt. nz/assets/resources/construction- unbound-granular-pavement-layers/docs/construction-undbound-granular-pavement-layers. pdf (acessed: 20.04.2020).

23.Sandoval, C. & Orobio, Armando. Effect of construction tolerance on flexible pavement performance. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. - URL: https://www. researchgate.net/publication/288977979_ Effect_of_construction_tolerance_on_flexible_pavement_performance (acessed: 21.04.2020).

24.Xu C., Anzhi Y., Liao M. and Chunan T. Analysis of periodic cracks in surface layer of pavement structures. - Text: electronic // ResearchGate: [site]. - URL: https://www. researchgate. net/publication/229266430_ Analysis_of_periodic_cracks_in_surface_layer_of_pavement_structures (acessed: 21.04.2020).

56

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF REDUCING THE THICKNESS OF ROAD SURFACING LAYERS WITHIN THE TOLERANCE LIMITS ON THE RELIABILITY AND DURABILITY OF HIGHWAYS

S. V. Goshovets1

Voronezh State Technical University1

Russia, Voronezh

1 Senior Lecturer of the Dept. of Construction and Use of Highways, e-mail: [e-mail]

Statement of the problem. Reducing the layer thickness within the tolerance is considered not to have a significant effect on the reliability and durability of the road surface structure. Since the construction of roadways usually consists of several layers, the assumption that understating the thickness of the layers within the tolerance can have a negative impact on the overall strength of the structure is not unreasonable. In relation to the domestic standards for the design and construction of this assumption has not yet been studied.

Results. The analysis of indicators characterizing the layer thickness and practices for the purpose of construction tolerances, analysis of recommendations in the design standards for correcting the thickness of the layers of the structure due to the influence of tolerances, studies of the influence of tolerance on the reliability of road pavement, modeling and calculation of structures with allowances, suggestions are provided.

Conclusions. The results confirmed the assumption that reducing the thickness of road surface layers within the tolerance limits negatively affects all the strength criteria. We have proposed a solution in order to eliminate inconsistencies between construction tolerances and design standards.

Keywords: coefficient of variation, layer thickness, tolerance, strength criteria, road surfacing.

.

57

Научный журнал строительства и архитектуры

DOI 10.36622/VSTU.2020.59.3.005

УДК 625.855.06

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ, УКРЕПЛЕННЫХ ЦЕМЕНТОМ СОВМЕСТНО С ДОБАВКОЙ EVOCRETE ST

Нгуен Ван Лонг 1, Ф. В. Матвиенко 2, Хуинь Ким Тан 3

Хошиминский университет транспорта 1, 3 Вьетнам, г. Хошимин

Воронежский государственный технический университет 2 Россия, г. Воронеж

1Канд. техн. наук, зав. кафедрой автомобильных дорог, e-mail: [e-mail]

2Канд. техн. наук, доц. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, e-mail: [e-mail]

3Инженер, e-mail: [e-mail]

Постановка задачи. В условиях интенсивного развития мировой дорожно-транспортной инфраструктуры в настоящее время наблюдается дефицит качественных дорожно-строительных материалов. Одним из основных способов решения этой проблемы является применение грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими веществами для сооружения конструктивных слоев дорожной одежды.

Результаты. Приведен краткий теоретический обзор результатов исследований возможности применения грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими веществами и цементом совместно с различными добавками, для сооружения конструктивных слоев дорожной одежды. Приведены результаты экспериментальных исследований основных прочностных показателей грунтов, укрепленных цементом с различным содержанием добавки Evocrete ST.

Выводы. Установлен значительный положительный эффект от применения добавки Evocrete ST в количестве 3-5 % от массы цемента для укрепления исследуемых грунтов в комплексе с цементом. Предложено применить исследуемые грунты, укрепленные добавкой Evocrete ST совместно с цементом, для сооружения конструктивных слоев дорожной одежды автомобильных дорог различных категорий.

Ключевые слова: автомобильные дороги, укрепление грунтов, минеральные вяжущие вещества, добавка Evocrete ST, прочность на сжатие, прочность на растяжение, модуль упругости.

Введение. Технология укрепления грунтов для устройства конструктивных слоев дорожных одежд с помощью неорганических вяжущих получила широкое распространение в дорожном строительстве многих стран с середины прошлого века. В Советском Союзе был разработан ряд нормативных документов по укреплению грунтов для дорожного строительства, в том числе и отражающих область применения химических добавок, используемых для создания оптимальных условий формирования прочной структуры цементогрунта.

Целью проведенного исследования является обоснование возможности применения добавки Еvocrete ST при укреплении грунтов цементом. Актуальность исследования состоит в подтверждении возможности увеличения физико-механических характеристик цементогрунта при использовании добавки Еvocrete ST и, как следствие, повышения долговечности дорожной конструкции.

© Нгуен Ван Лонг, Матвиенко Ф. В., Хуинь Ким Тан, 2020

58

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

Приведенные ниже исследования проводились по стандартам Вьетнама, но по своей сути имеют универсальный характер и могут быть использованы для условий дорожного строительства любой страны мира с учетом особенностей применения региональных нормативных требований.

Во Вьетнаме основным материалом для сооружения оснований дорожной одежды является щебеночно-песчаная смесь, источник получения которой истощается, и в ближайшем будущем ее будет недостаточно для обеспечения общего темпа развития дорожнотранспортной инфраструктуры [14–21]. Как отмечено в [7], при выполнении дорожностроительных работ существует дефицит качественных материалов, пригодных для устройства конструктивных слоев дорожной одежды. Одним из применяемых способов решения этой проблемы является укрепление местных грунтов различными минеральными вяжущими веществами [1–14]. Результаты исследований [3, 10, 11, 13–15] показали возможность применения местных грунтов, укрепленных цементом в комплексе с различными добавками, для сооружения конструктивных слоев дорожной одежды. В работах [3, 10, 11] показано, что применение добавок «Чимстон-1» значительно улучшает основные характеристики укрепленных грунтов и способствует улучшению их уплотняемости. А применение добавки Mapefluid N100 SP приводит к значительному повышению прочности укрепленных грунтов и способствует ускорению процессов их твердения [14]. На основе оценки влияния извести и добавки SA44/LS40 на прочностные показатели грунтов Фам Хоанг Ньян [18] рекомендовал применить грунты, укрепленные 8 % извести совместно с добавкой SA44/LS40 в количестве 1 литр на 30 м3 грунта для устройства дорожного основания. Во Вьет Чыонг проводил оценку влияния цемента и летучей золы на прочностные характеристики грунтов [Ошибка! Источник ссылки не найден.], на основе полученных результатов им предложено применение местных грунтов, укрепленных 8 % цемента и 2 % летучей золы, для сооружения оснований дорожной одежды в провинции Лонган (Вьетнам).

В данной работе приведены результаты экспериментальных исследований прочностных характеристик грунтов, укрепленных добавкой Еvocrete ST в комплексе с цементом мар-

ки PCB40.

1. Лабораторные испытания грунтов, укрепленных цементом. При исследовании использовались грунты, взятые в провинции Тайнинь (Вьетнам), физико-механические характеристики которых представлены в табл. 1, а гранулометрический состав – в табл. 2. Основные физико-механические показатели грунтов были получены в соответствии со следующими документами: 22 TCN 333-06 «Метод уплотнения грунтов в лаборатории», TCVN 4197-2012 «Грунты – метод определения предела текучести, предела пластичности в лаборатории», TCVN 4198-2014 «Грунты – метод определения гранулометрического состава в лаборатории».

	Таблица 1
Основные физико-механические характеристики грунта
Показатель	Результат испытания
Оптимальная влажность грунта, %	14,23
Максимальная плотность скелета грунта, г/см3	7,794
Предел текучести грунта, %	20,7
Предел пластичности грунта, %	12,74
Число пластичности грунта, %	7,96
Прочность на сжатие, МПа	0,78
Модуль упругости, МПа	178

Данные табл. 1-2 показывают, что грунты удовлетворяют требованиям, установленным нормативным документом TCVN 10379-2014 «Укрепление грунта минеральными вяжущими

59