АНАЛИЗ ПРИЧИН КОЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ НА ПОКРЫТИЯХ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ЭТОГО ЯВЛЕНИЯ

Введение. В настоящее время работы, направленные на уменьшение интенсивности колееобразований на автомобильных дорогах, являются актуальными. Мероприятия, направленные на повышение устойчивости дорожных одежд к колееобразованию включают в себя работы, нацеленные на решение материаловедческих задач, совершенствование методов расчета конструкций и разработки новых технологий для обеспечения высокого качества строительства.

Материалы и методы. Анализом данных натурных и лабораторных экспериментальных исследований установлены причины формирования колеи на покрытиях нежестких дорожных одежд. Приведена методика экспериментального исследования распределения проходов шин транспортных средств по ширине проезжей части и полос движения. Установлены коэффициенты для расчета числа нагрузок в центральных и краевых частях полос наката, а также в межколейном пространстве.

Результаты. Предложены конструкции дорожных одежд со скрытоколейными элементами, которые в целях борьбы с глубинной колеей размещаются на поверхности земляного полотна, а при борьбе с поверхностной колеей на основании дорожной одежды.

Заключение. В результате близкого расположения скрытоколейных элементов друг от друга грунт земляного полотна между ними испытывает компрессионное сжатие, при котором девиатор напряжений имеет наименьшее значение по сравнению с другими напряженными состояниями земляного полотна, обусловленными трехосным сжатием, возникающим как от подвижной нагрузки, так и от собственного веса дорожной одежды. Это способствует существенному снижению деформаций в грунте. Для успешного внедрения скрытоколейных дорожных одежд необходимо разработать новую или обоснованно выбрать известную методику расчета глубины колеи, которая необходима для проверки критерия колееобразования при расчете толщин скрытоколейных элементов и толщины дорожной одежды.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

1. Новизенцев В.В., Оськин Д.В. Скорость, дорожные условия и безопасность движения // Наука и техника в дорожной отрасли. 2007. № 3. С. 7–10.

2. Александров А.С., Александрова Н.П., Семенова Т.В. Критерии проектирования шероховатых асфальтобетонных покрытий из условия обеспечения безопасности движения // Известия вузов. Строительство. 2009. № 2. С. 66–73.

3. Кириллов А.М. Учет скорости движения транспортных средств в расчетах нежестких дорожных одежд // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. №8 (119). С. 959–972.

4. Berthelot C., Crockford B., Lytton R. Comparison of alternative test methods for predicting asphalt concrete rut performance // Canadian Technical Asphalt Association Proceedings. Canada. 1999. Vol. XLVL. P. 405–434.

5. Zheng, J.; Huang, T. Study on triaxial test method and failure criterion of asphalt mixture // J. Traffi Transp. Eng. 2015. No 2. P. 93–106.

6. Werkmeister S. Permanent deformation behaviour of unbound granular materials in pavement constructions // Ph.D. thesis, University of Technology, Dresden, Germany. 2003. 189 p.

7. Александров А.С. Пластическое деформирование гранодиоритового щебня и песчано-гравийной смеси при воздействии трехосной циклической нагрузки / Инженерно-строительный журнал. 2013. №4. С. 22–34.

8. Галдина В.Д. Серобитумные вяжущие. Омск: Изд-во СибАДИ, 2011. 124 с.

9. Прокопец В.С., Т.Л. Иванова. Модификация дорожного асфальтобетона резиновыми порошками механоактивационного способа получения. Омск: Изд-во СибАДИ, 2012. 116 с.

10. Лыткин А.А. Влияние повторного уплотнения и транспортных нагрузок на характер твердения белитового шлама в слоях дорожных одежд // Вестник СибАДИ. 2017. № 3 (55). С. 125–132.

11. Завьялов М.А., Завьялов А.М. Влияние удобоукладываемости асфальтобетонной смеси на энергоемкость процесса уплотнения // Строительные и дорожные машины. 2002. № 1. С. 14–16.

12. Завьялов М.А. Закономерности остывания асфальтобетонного слоя и их связь с продолжительностью процесса уплотнения // Механизация строительства. 2004. №2. С. 17–18.

13. Завьялов М.А. Термодинамическая теория жизненного цикла дорожного асфальтобетонного покрытия. Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. 283 с.

14. Герцог В.Н., Долгих Г.В., Кузин Н.В. Расчет дорожных одежд по критериям ровности. Часть 1. Обоснование норм ровности асфальтобетонных покрытий // Инженерно-строительный журнал. 2015. № 5 (57). С. 45–57.

15. Матуа В.П., Панасюк Л.Н. Прогнозирование и учет накопления остаточных деформаций в дорожных конструкциях. Ростов на/Д: РГСУ. 2001. 372 с.

16. Aleksandrov A.S., Semenova T.V., Aleksandrova N.P. Analysis of permanent deformations in granular materials of road structures // Roads and Bridges. 2016. Vol.15. No 4. P. 271–284.

17. Niemunis A., Wichtmann T. Separation of time scale in the HCA model for sand // Acta Geophysica. 2014. Vol. 62. No 5. P. 1127–1145.

18. Wichtmann T., Niemunis A., Triantafyllidis T.Strain accumulation in sand due to drained cyclic loading: on the effect of monotonic and cyclic preloading (Miner’s rule) // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2010. Vol. 30. No 8. P. 736–745.

19. Aleksandrov A.S., Dolgikh G.V., Kalinin A.L. 2017. Analysis and modeling of process of residual deformations accumulation in soils and granular materials // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety (ICCATS 2017) 012004.

20. Sweere G.T.H. Unbound granular bases for roads // PhD Thesis. Netherlands. Delft University of Technology. 1990. 127 p.

21. Wolff H., Visser, A.T., Incorporating elasto-plasticity in granular layer pavement design // Transportation Engineering. 1994. Vol. 105. P. 259– 272.

22. Lekarp F., A. Dawson. Modelling permanent deformation behaviour of unbound granular materials // Construction and building materials. 1998. Vol. 12. No1. P. 9–18.

23. Aleksandrov A.S., Dolgikh G.V., Ignatov V.F. Kalinin A.L. 2018. The application of the principles of the theory of shakedown to the calculation of pavement layers of granular materials in shear // MATEC Web of Conferences. Vol. 239. 05019.

24. Su. K., Sun L.J., Hachiya Y. Rut Prediction for Semi-rigid Asphalt Pavements // First International Symposium on Transportation and Development Innovative Best Practices. China, Beijing. 2008. P. 486–491.

25. Sousa J.B., Craus J., Monismith C. L. Summary report on permanent deformation on asphalt concrete // SHRP-A-318, Strategic Highway Research Program, National Research Council. Washington D.C., 1994. P. 40–60.

26. Eisenmann J., Hilmer A. Influence of wheel load and inflatio pressure on the rutting effectat asphalt pavement experiments and theoretical investigations // Proceedings of the sixth international conference on the structural design of asphalt pavements. 1987. P. 392–403.

27. Brunette B.E., Lundy J.R. Use and Effects of Studded Tires on Oregon Pavements // Transportation Research Record 1536, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1996. P. 64–72.

28. Odermatt, N., Janoo, V., Magnusson, R. Analysis of Permanent Deformation in Subgrade Material Using a Heavy Vehicle Simulator // Proceedings of the First International Conference on Accelerated Pavement Testing, Reno, Nevada. 1999.

29. Myers L.A. Drakos C., Roque R. The combined effects of tire contact stresses and environment on surface rutting and cracking performance // Proceedings of the ninth international conference on asphalt pavements. Denmark, Copenhagen. 2002.

30. Steven B.D. The development and verification of a pavement response and performance model for unbound granular pavements // PhD Thesis. New Zealand. University of Canterbury. 2005. 291 p.

31. Zornberg J.G., Gupta R. Geosynthetics in pavements: North American contributions Geosynthetics in pavements: North American contributions // 9th International Conference on Geosynthetics, Brazil, 2010 9th International Conference on Geosynthetics, Brazil, 2010. P. 379–398.

32. Balay J.M., Kerzreho J.P. Assessment of French design method for flexible pavement by mean of the LCPC. ALT facility // 3rd International Conference APT’08. Madrid, Spain, 1–3 October, 2008.

33. Erlingsson S., Ingason Th. Performance of two thin pavement structures during Accelerated Pavement Testing using a Heavy Vehicle Simulator // 2nd Int. Conf. on Accelerated Pavement Testing. University of Minnesota. 2004. 19 p.

34. Harvey, J.T. at all. Caltrans Partnered Pavement Research Program (PPRC) Summary Report: Four Year Period: 2000–2004, Report No: UCPRC-SR-2006-02, UCPRC, Davis, Calif., 2007. 96 p.

35. Khazanovich, L., Yut, I., Tompkins, D. The Second Generation of Minnesota Accelerated Loading Facility – Minne-ALF-2. // Proceedings of the 8th International Conference on Concrete Pavements, Colorado Springs, Colo., Aug. 14–18, 2005.

36. Monismith, C. at all. Ten Year Perspective on Accelerated Pavement Testing; Caltrans Partnered Pavement Research Program, // Proceedings of the 2nd International Conference on Accelerated Pavement Testing, Minneapolis, Minn., Sep. 26–29, 2004.

37. Stokoe, K.H. at all. Super-Accelerated Testing of a Flexible Pavement with the Stationary Dynamic Deflectometer (SDD) // Transportation Research Record 1716, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 2000, P. 98–107.

38. White Th.D., Haddock J.E., Hand A. J.T. Contributions of Pavement Structural Layers to Rutting of Hot Mix Asphalt Pavements // National Cooperative Highway Research Program. NCHRP Report No 468. Washington, D.C., 2002. 151 p.

39. Dawson A., Kolisoja P. Permanent deformation // Report on task 2.1. University OF Nottingham and Tampere University of Technology. 2007. 47 p.

40. Parker F., Brown E.R. A Study of Rutting of Alabama Asphalt Pavements. // Alabama Department of Transportation, final report for Project 2019-09, Bureau of Research and Development, Montgomery, Alabama. November 1993.

41. Sargand S.M., Young B.A., Khoury I.S., Wasniak D L., Goldsberry B.M. Final Report on Forensic Study for Section 390101 of Ohio SHRP US 23 Test Pavement // Ohio Department of Transportation and Federal Highway Administration. Columbus, Ohio. February 1998.

42. Chen D.-H., Bilyeu J., Murphy M., Walker D. Comparison of Rut-Depth Measurements // draft of a paper submitted to the Transportation Research Board for consideration for presentation and publication at the 80th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington, D.C., by the Texas Department of Transportation, Austin, Texas. July 2000.

43. Радовский Б.С. Концепция вечных дорожных одежд. / Б.С. Радовский // Дорожная техника. 2011. № 11. С. 132–144.

44. Александров А.С., Калинин А.Л. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Учет деформаций в условии пластичности Кулона — Мора // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 7 (59). С. 4–17.

45. Александрова Н.П., Чусов В.В. Особенности расчета асфальтобетонных покрытий по сопротивлению сдвигу с учетом накапливания повреждений // Вестник СибАДИ. 2016. № 3 (49). С. 42–50.

46. Dawley C.B., Hogewiede B.L., Anderson K.O. Mitigation of Instability Rutting of Asphalt Concrete Pavements in Lethbridge, Alberta, Canada. // Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists. Vol. 59, Association of Paving Technologists, St. Paul, Minnesota. 1990. P. 481–508.

47. Lenngren C.A. Some Approaches in Treating Automatically Collected Data on Rutting. // Transportation Research Record 1196, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1988.

48. Blab R., Kappl K., Lackner R., Aigner E. Permanent deformation of bituminous bound materials in flexible pavements. Evaluation of test methods and prediction models // Samaris D28. 2006. Vol. 1. 144 p.