ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    

 



Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 











 


Архив выпусков

Выпуск 1 (53), 2019


Моделирование эволюции деформаций и напряжений в дорожно-строительных материалах на основе реологического подхода


Носов С.В.


Носов С. В., д-р техн. наук, проф. кафедры строительного материаловедения и дорожных технологий, Липецкий государственный технический университет, Россия, г. Липецк, тел.: +7-903-699-3180, e-mail: nosovsergej@mail. ru

 
 
Постановка задачи. Правильный выбор уплотняющих средств для строительства автомобильных дорог как основополагающий фактор качественного уплотнения дорожно-строительных материалов требует учета действующих напряжений и скоростей их изменения под рабочими органами, а также изменения напряжений внутри слоя материала при соответствующей кинетике развития деформаций материала. Существующие подходы и методы показывают неоднозначность и противоречивость некоторых данных, что объясняется отсутствием учета факторов, на которые ранее не обращалось должного внимания. 
Результаты. Рассмотрены вопросы аналитического описания развития деформаций дорожно-строительных материалов под нагрузкой и напряжений в них при некоторых законах деформирования, что является важным фактором при разработке технологий процессов уплотнения. Показано, что применение теории наследственной ползучести для такого описания позволяет учесть дополнительные факторы, на которые ранее не обращалось в должной степени внимания, что приводило к существенным неточностям в определении действующих во времени напряжений и развития деформаций материалов. 
Выводы. Проблема повышения качества и эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов может быть решена путем применения новых, прогрессивных методов изучения характеристик материалов уплотняемых слоев автодорог. Развитие деформаций и распределение напряжений в уплотняемом слое дорожно-строительного материала должно определяться с учетом его реологических свойств, через релаксационные процессы, происходящие во времени. При этом представляется возможным, используя взаимосвязь процессов ползучести и релаксации, определять расчетным путем величины деформаций и действующих напряжений в любой момент времени в соответствии с различными законами нагружения и деформирования материала.
 
Ключевые слова: дорожно-строительные материалы, расчетная модель, деформация, напряжения, реологические свойства.


DOI: 10.25987/VSTU.2019.53.1.007

 

Библиографический список

1. Альберт, И. У. Теоретические основы динамических методов поверхностного уплотнения грунтов / И. У. Альберт. — Л.: ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1974. — 67 с.
2. Баловнев, В. И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В. И. Баловнев. — М.: Высш. шк., 1981. — 335 с.
3. Белоусов, Л. И. Исследование дорожных катков в связи с необходимостью получения высокой ровности дорожных покрытий: автореф. дис. … канд. техн. наук /Л. И. Белоусов. — Л., 1974. — 22 с.
4. Калужский, Я. А. Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд / Я. А. Калужский, О. Т. Батраков. — М.: Транспорт, 1971. — 160 с.
5. Коваленко, Ю. Я. Исследование самоходных вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей: автореф. дис. … канд. техн. наук / Ю. Я. Коваленко. — Л., 1979. — 23 с.
6. Колтунов, М. А. Ползучесть и релаксация / М. А. Колтунов. — М.: Высш. шк., 1976. — 278 с.
7. Носов, С. В. Выбор функции влияния при исследовании реологических свойств опорного основания / С. В. Носов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2006. — № 10. — С. 19—21.
8. Носов, С. В. Динамическая модель вибрационного катка с вакуумным устройством. / С. В. Носов, В. В. Носов // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1991. — № 7. — С. 101—107.
9. Носов, С. В. К вопросу по определению модуля деформации уплотняемых слоев дорожно-строительных материалов / С. В. Носов, В. В. Носов // Известия вузов. Строительство. — 1991. — № 10. — С. 104—108.
10. Носов, С. В. Математическая модель взаимодействия гусеничного движителя с опорным основанием / С. В. Носов, Н. Е. Перегудов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2006. — № 11. — С. 29—33.
11. Носов, С. В. Математическое моделирование динамики наземных транспортно-технологических средств при взаимодействии с деформируемым опорным основанием / С. В. Носов. — Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2016. — 164 с.
12. Носов, С. В. Методология совершенствования технологий уплотнения дорожно-строительных материалов / С. В. Носов, М. А. Гончарова. — Липецк: ЛГТУ, 2015. — 166 с.
13. Носов, С. В. Мобильные энергетические средства: выбор параметров и режимов работы через реологические свойства опорного основания / С. В. Носов. — Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2006. — 228 с.
14. Носов, С. В. Разработка технологий уплотнения дорожных асфальтобетонных смесей и грунтов на основе развития их реологии: дис. … д-ра техн. наук / С. В. Носов. — Воронеж, 2013. — 366 с.
15. Першин, М. Н. Дорожное грунтоведение / М. Н. Першин, А. М. Кулижников, В. П. Радов. — СПб: СПбГАСУ, 1998. — 153 с.
16. Сиденко, В. М. Технология строительства автомобильных дорог: в 2 ч. Ч. 1: Технология строительства земляного полотна / В. М. Сиденко, О. Т. Батраков, А. И. Леушин. — Киев: Вища школа, 1970. — 236 с.
17. Хархута, Н. Я. Вопросы теории уплотнения дорожных покрытий / Н. Я. Хархута // Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд: тр. СоюздорНИИ. — М., 1980. — С. 64—71.
18. Хархута, Н. Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог / Н. Я. Хархута, Ю. М. Васильев. — М.: Транспорт, 1975. — 286 с.
19. Angst, Ch. Der Einflu der Vtrdichtung auf die mechanischen Eigen-Schaften bituminöser Schichten / Ch. Angst // Bitumen 2. — 1982. — S. 75—84.
20. Development of machines for compacting soil and pavement. A decade of developments // Constr. Plant and Equip. — 1979. — Vol. 7, № 5. — P. 29—30.
21. Forssblad, L. Vibrorollers operation test. Vibratory compaction of asphalt pavements-experimences from different ports of the world / Lanz Forssblad // Project. — 1979. — P. 25—28.
22. Methodology of Ensuring Road Traffic Safety with Respect to Road-Building Materials Compaction Efficiency Factor / S. Nosov, V. Kuzmichev, S. Repin [et al.] // Transportation Research Procedia 12th International Conference «Organization and Traffic Safety Management in Large Cities» (SPbOTSIC—2016). — Saint-Petersburg, 2017. — P. 450—454.
23. Nosov S. V. Determination of Rational Contact Pressure under a Roller When Compacting Asphalt Concrete Mixes / S. V. Nosov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2017. — № 2 (34). — P. 45—53.
24. Nosov S. V. Generalized Dynamic Model of the Interaction of Compactors with Road Construction Materials / S. V. Nosov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2017. — № 2 (34). — P. 35—44.

 
 

Ссылка для цитирования

Носов, С.В. Моделирование эволюции деформаций и напряжений в дорожно-строительных материалах на основе реологического подхода / С.В. Носов // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2019. - № 1 (53). - С. 73-83. - DOI: 10.25987/VSTU.2019.53.1.007.

 
 
 
 

English version 

 

Modeling the Evolution of Deformations And Stresses in Road Construction Materials Based on the Rheological Approach

Nosov S. V.
 
 

Nosov S. V., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Building Materials Science and Road Technologies, Lipetsk State Technical University, Russia, Lipetsk, tel.: +7-903-699-31-80, e-mail: nosovsergej@mail.ru


 
Statement of the problem. The correct choice of sealing in the construction of highways as a fundamental factor in high-quality compaction of road construction materials requires consideration of the operating stresses and rates of their changes under the working bodies as well as those in the stress within a material layer at a relevant level of kinetics of the deformation development in the material. Different approaches and methods that exist show the ambiguity and inconsistency of some data, which is explained by the lack of consideration of factors that had not previously been given due attention. 
Results. The problems of the analytical description of deformation development of road construction materials under a load and stresses occurring in them under certain deformation laws are considered, which is an important factor in the development of compaction technologies. It is shown that the application of the theory of hereditary creep for such a description allows us to take into account additional factors that had not previously been treated with due attention, which led to significant inaccuracies in determining the stresses in time and the development of deformation of materials. 
Conclusions. The problem of improving the quality and efficiency of compaction of road construction materials can be solved by applying cutting-edge methods for studying the characteristics of the materials of the compaction layers of roads. The development of deformations and distribution of stresses in the compaction layer of the road-building material should be determined taking into account its rheological properties while using the relaxation processes occurring in time. At the same time by employing the interrelation between creep and relaxation processes, it is possible to calculate the magnitude of deformations and acting stresses at any time in accordance with various laws of loading and deformation of the material.  
 
Keywords: road construction materials, design model, deformation, stresses, rheological properties. 


DOI: 10.25987/VSTU.2019.53.1.007

References

1. Al'bert, I. U. Teoreticheskie osnovy dinamicheskikh metodov poverkhnostnogo uplotneniya gruntov / I. U. Al'bert. — L.: VNIIG im. B. E. Vedeneeva, 1974. — 67 s.
2. Balovnev, V. I. Modelirovanie protsessov vzaimodeistviya so sredoi rabochikh organov dorozhno-stroitel'nykh mashin / V. I. Balovnev. — M.: Vyssh. shk/, 1981. — 335 s.
3. Belousov, L. I. Issledovanie dorozhnykh katkov v svyazi s neobkhodimost'yu polucheniya vysokoi rovnosti dorozhnykh pokrytii: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk /L. I. Belousov. — L., 1974. — 22 s.
4. Kaluzhskii, Ya. A. Uplotnenie zemlyanogo polotna i dorozhnykh odezhd / Ya. A. Kaluzhskii, O. T. Batrakov. — M.: Transport, 1971. — 160 s.
5. Kovalenko, Yu. Ya. Issledovanie samokhodnykh vibratsionnykh katkov dlya uplotneniya asfal'tobetonnykh smesei: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk / Yu. Ya. Kovalenko. — L., 1979. — 23 s.
6. Koltunov, M. A. Polzuchest' i relaksatsiya / M. A. Koltunov. — M.: Vyssh. shk., 1976. — 278 s.
7. Nosov, S. V. Vybor funktsii vliyaniya pri issledovanii reologicheskikh svoistv opornogo osnovaniya / S. V. Nosov // Traktory i sel'skokhozyaistvennye mashiny. — 2006. — № 10. — S. 19—21.
8. Nosov, S. V. Dinamicheskaya model' vibratsionnogo katka s vakuumnym ustroistvom. / S. V. Nosov, V. V. Nosov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 1991. — № 7. — S. 101—107.
9. Nosov, S. V. K voprosu po opredeleniyu modulya deformatsii uplotnyaemykh sloev dorozhno-stroitel'nykh materialov / S. V. Nosov, V. V. Nosov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 1991. — № 10. — S. 104—108.
10. Nosov, S. V. Matematicheskaya model' vzaimodeistviya gusenichnogo dvizhitelya s opornym osnovaniem / S. V. Nosov, N. E. Peregudov // Traktory i sel'skokhozyaistvennye mashiny. — 2006. — № 11. — S. 29—33.
11. Nosov, S. V. Matematicheskoe modelirovanie dinamiki nazemnykh transportno-tekhnologicheskikh sredstv pri vzaimodeistvii s deformiruemym opornym osnovaniem / S. V. Nosov. — Lipetsk: Izd-vo LGTU, 2016. — 164 s.
12. Nosov, S. V. Metodologiya sovershenstvovaniya tekhnologii uplotneniya dorozhno-stroitel'nykh materialov / S. V. Nosov, M. A. Goncharova. — Lipetsk: LGTU, 2015. — 166 s.
13. Nosov, S. V. Mobil'nye energeticheskie sredstva: vybor parametrov i rezhimov raboty cherez reologicheskie svoistva opornogo osnovaniya / S. V. Nosov. — Lipetsk: Izd-vo LGTU, 2006. — 228 s.
14. Nosov, S. V. Razrabotka tekhnologii uplotneniya dorozhnykh asfal'tobetonnykh smesei i gruntov na osnove razvitiya ikh reologii: dis. … d-ra tekhn. nauk / S. V. Nosov. — Voronezh, 2013. — 366 s.
15. Pershin, M. N. Dorozhnoe gruntovedenie / M. N. Pershin, A. M. Kulizhnikov, V. P. Radov. — SPb: SPbGASU, 1998. — 153 s.
16. Sidenko, V. M. Tekhnologiya stroitel'stva avtomobil'nykh dorog: v 2 ch. Ch. 1: Tekhnologiya stroitel'stva zemlyanogo polotna / V. M. Sidenko, O. T. Batrakov, A. I. Leushin. — Kiev: Vishcha shkola, 1970. — 236 s.
17. Kharkhuta, N. Ya. Voprosy teorii uplotneniya dorozhnykh pokrytii / N. Ya. Kharkhuta // Uplotnenie zemlyanogo polotna i dorozhnykh odezhd: tr. SoyuzdorNII. — M., 1980. — S. 64—71.
18. Kharkhuta, N. Ya. Prochnost', ustoichivost' i uplotnenie gruntov zemlyanogo polotna avtomobil'nykh dorog / N. Ya. Kharkhuta, Yu. M. Vasil'ev. — M.: Transport, 1975. — 286 s.
19. Angst, Ch. Der Einflu der Vtrdichtung auf die mechanischen Eigen-Schaften bituminöser Schichten / Ch. Angst // Bitumen 2. — 1982. — S. 75—84.
20. Development of machines for compacting soil and pavement. A decade of developments // Constr. Plant and Equip. — 1979. — Vol. 7, № 5. — P. 29—30.
21. Forssblad, L. Vibrorollers operation test. Vibratory compaction of asphalt pavements-experimences from different ports of the world / Lanz Forssblad // Project. — 1979. — P. 25—28.
22. Methodology of Ensuring Road Traffic Safety with Respect to Road-Building Materials Compaction Efficiency Factor / S. Nosov, V. Kuzmichev, S. Repin [et al.] // Transportation Research Procedia 12th International Conference «Organization and Traffic Safety Management in Large Cities» (SPbOTSIC—2016). — Saint-Petersburg, 2017. — P. 450—454.
23. Nosov S. V. Determination of Rational Contact Pressure under a Roller When Compacting Asphalt Concrete Mixes / S. V. Nosov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2017. — № 2 (34). — P. 45—53.
24. Nosov S. V. Generalized Dynamic Model of the Interaction of Compactors with Road Construction Materials / S. V. Nosov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2017. — № 2 (34). — P. 35—44.



 
Об издателе · Диссоветы при ВГТУ · Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS