Коллектив ученых Донского государственного технического университета во главе с д.т.н., доцентом кафедры «Автомобильные дороги» Артемом Тиратуряном разработает технологию определения остаточного ресурса дорожных конструкций с учетом рассеивания энергии при их деформировании от транспортного потока.
Новый метод контроля за состоянием дорог позволит осуществлять рациональное планирование видов и сроков ремонтных работ на автомобильных дорогах. Согласно нормативным требованиям, при условии должного содержания автомобильной дороги – своевременной смены слоя износа (1 раз в 3-4 года), ремонт допускается 1 раз в 12 лет, капитальный ремонт – 1 раз в 24 года.
– Основной причиной нарушения срока службы автомобильных дорожных покрытий является несоответствие расчетных схем деформирования дорожных одежд реальным процессам, происходящим на дороге при движении автотранспорта, – прокомментировал Артем Тиратурян.
По словам ученого, действующие методики проектирования предполагают, что дорожная одежда должна работать в упругой стадии на протяжении всего своего срока службы, не допуская накопления разрушений и остаточных деформаций.
– Ни один реальный материал, который мы используем, такими свойствами не обладает, – отметил Артем Тиратурян. – Что приводит к появлению достаточно серьезных расчетных погрешностей.
Современные диагностические установки ударного нагружения позволяют специалистам зарегистрировать энергию деформирования, рассеянную в дорожной конструкции при воздействии, соответствующем расчетному.
По мнению ученого, величина этой энергии является интегральным критерием, характеризующим все процессы, произошедшие в конструкции, начиная от снижения жесткости слоев и заканчивая появлением внутренних микродефектов.
Во взаимодействии с кафедрой «Информационные системы в строительстве» ДГТУ была создана математическая модель, позволяющая определять расчетную энергию деформирования от воздействия транспортных средств за весь проектный срок службы дорожной одежды. Валидация этой модели была осуществлена на основе реальных экспериментальных измерений, что делает предлагаемый подход глубже и точнее, с точки зрения соответствия расчетных механизмов деформирования реальным процессам.
В ближайшее время ученые планируют произвести учет специфических свойств асфальтобетона (свойства упругости, вязкости, неоднородности), а также организовать постановку вычислительных и натурных экспериментов для выявления свойств зернистых материалов, формирующих слои основания покрытия (щебеночно-песчаные смеси, щебеночно-гравийно-песчаные смеси, различные виды укрепленных оснований и прочее).
Исследования проводятся в рамках гранта Президента РФ «Развитие методов мониторинга состояния жестких дорожных конструкций на основе анализа диссипативных процессов при их деформировании».
СПРАВКА:
Модуль упругости характеризует способность уплотненного материала сопротивляться деформированию под действием нагрузок.
Дорожная одежда – конструктивный элемент автомобильной дороги, воспринимающий нагрузку от транспортных средств и передающий ее на земляное полотно. Включает в себя слои покрытия из асфальто- или цементобетона, слои основания из монолитных или немонолитных дискретных материалов и рабочий слой грунта земляного полотна.