Чусов Василий Владимирович – преподаватель кафедры «Строительство и эксплуатация дорог»
Author ID: 865632
644080, г. Омск, просп. Мира, 5
Chusov Vasiliy V. – Lecturer, Road Construction and Operation Department
5, Prospect Mira, Omsk, 644080
Муртазин Раис Харисович – магистрант кафедры «Строительство и эксплуатация дорог»
644080, г. Омск, просп. Мира, 5
Murtazin Rais Kh. – Master’s student, Road Construction and Operation Department
5, Prospect Mira, Omsk, 644080
Александров Анатолий Сергеевич – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Строительство и эксплуатация дорог»
Researcher ID: I-8860-2018, Author ID (РИНЦ): 639655, Author ID (Scopus): 57191531014
644080, г. Омск, просп. Мира, 5
Aleksandrov Anatoliy S. – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Road Construction and Operation Department
Researcher ID: I-8860-2018, Author ID (РИНЦ): 639655, Author ID (Scopus): 57191531014
5, Prospect Mira, Omsk, 644080
Введение. Показано, что воздушные пустоты по своей сути являются дефектами структуры асфальтобетона. Приведены сведения о математических моделях, учитывающих влияние содержания воздушных пустот как на модуль упругости асфальтобетона, так и на срок службы дорожной одежды, выраженный в суммарном числе расчетных нагрузок, которые могут быть реализованы до разрушения дорожной одежды. Поэтому учет содержания воздушных пустот при определении модуля упругости асфальтобетона, применяемого в расчете дорожной одежды, является актуальной задачей, имеющей практическую значимость.
Методы и материалы. Выполнен анализ методов учета эффекта накопления повреждений, применяемых к расчету асфальтобетонов и других материалов по сопротивлению усталостному разрушению. На основании этого анализа сделан вывод о возможности применения к определению модуля упругости асфальтобетона теории повреждаемости. Подчеркнута аналогия между повреждаемостью Ю.Н. Работного и содержанием воздушных пустот. При этом обоснована возможность применения к расчету модуля упругости асфальтобетона принципа деформационной эквивалентности поврежденной и сплошной среды. К расчету напряжения от растяжения при изгибе применена концепция Л.М. Качанова, состоящая в увеличении величины напряжения при возрастании количества повреждений.
Результаты. Приведены результаты расчета модулей упругости асфальтобетона на битуме марок БНД при различном содержании воздушных пустот, но в пределах, допускаемых ГОСТ Р 58406.2–2020. За счет этого дополнены данные ГОСТ Р 71404–2024 о значениях модулей упругости асфальтобетонов. Целесообразность дополнения авторами данных ГОСТ Р 71404–2024 объясняется тем, что температура асфальтобетонной смеси в различных частях кузова самосвала различна, что обуславливает неодинаковые условия уплотнения смеси по ее температуре. В этом случае испытания кернов, взятых из точек отбора, расположенных друг от друга на близком расстоянии, показывают практически одинаковое содержание битума, но разное содержание воздушных пустот. Поэтому при проектировании нежестких дорожных одежд нужно ориентироваться на модули упругости асфальтобетона, соответствующие максимальному допуску по содержанию воздушных пустот.
Заключение. Полученные результаты позволяют более детально производить расчет дорожной одежды.
Introduction. It has been demonstrated that air voids are inherently structural defects in asphalt concrete. The article presents information on mathematical models that take into account the influence of air void content on both the elastic modulus of asphalt concrete and the service life of the pavement, expressed as the cumulative number of design loads that the pavement can withstand before failure. Therefore, considering air void content when determining the elastic modulus of asphalt concrete used in pavement design is a relevant and practically significant task.
Materials and methods. The analysis of methods for accounting the damage accumulation effect applied to the fatigue destruction resistance calculation of asphalt concrete and other materials has been performed. Relying on this analysis, it was concluded that the damage theory can be used to determine the elastic modulus of asphalt concrete. The analogy between Yu. N. Rabotnov’s damage parameter and air void content is emphasized. Furthermore, the possibility of applying the principle of deformational equivalence between a damaged and a homogeneous medium to the calculation of asphalt concrete elastic modulus is justified. The concept proposed by L.M. Kachanov, which involves an increase in stress magnitude with an increasing number of damages, was applied to the calculation of tensile stress in bending.
Results. The results of calculating the elastic moduli of bitumen-based asphalt concrete (grades BND) with varying air void content, but within the limits permitted by GOST R 58406.2-2020, have been presented. This let the authors to supplement the data on elastic modulus values for asphalt concretes in GOST R 71404-2024. The reason to add the data in GOST R 71404-2024 is explained by the fact that the temperature of the asphalt concrete mix in different parts of the dump truck body varies, which leads to different compaction conditions for the mix based on its temperature. In this case, tests of cores taken from sampling points located close to each other show almost identical bitumen contents, but different air void contents. Therefore, when designing flexible road surfaces, it is necessary to focus on the elastic moduli of asphalt concrete that correspond to the maximum limits for the content of air voids.
Conclusion. The obtained results allow to make more detailed pavement design calculations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.