Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
19.09.23
12.07.23
19.06.23
22.05.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 1 (69), 2023
Экспериментальные исследования диссипации энергии деформирования при ударном нагружении на поверхности дорожной одежды
Тиратурян А. Н., Углова Е. В., Воробьев А. В.
Тиратурян А. Н., д-р техн. наук, проф. кафедры автомобильных дорог, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, тел.: +7-951-820-03-03, e-mail: tiraturjan@list.ru Углова Е. В., д-р техн. наук, проф. кафедры автомобильных дорог, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, e-mail: uglova.ev@yandex.ru Воробьев А. В., инженер кафедры автомобильных дорог, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, e-mail: andreyvorobyev1996@rambler.ru
| | | | | Постановка задачи. В настоящие время принципиально важной задачей в дорожной отрасли является оценка и мониторинг состояния нежестких дорожных одежд. С переходом на увеличенные сроки службы автомобильных дорог вопрос мониторинга приобретает особую актуальность, что требует совершенствования существующих и разработки новых показателей, эффективно характеризующих состояние нежесткой дорожной одежды на стадии эксплуатации.
Результаты. Выполнен пятилетний мониторинг состояния эксплуатируемого участка автомобильной дороги, включающий анализ визуального состояния и фактического общего модуля упругости нежесткой дорожной одежды. В рамках проведенных исследований установлено, что диссипация энергии, определяемая исходя из площади динамической петли гистерезиса, регистрируемой на поверхности дорожной одежды, эффективно характеризует фактическое состояние дорожной одежды.
Выводы. В ходе мониторинга технико-эксплуатационного состояния участка автомобильной дороги установлены темпы ухудшения эксплуатационного состояния по показателям среднего балла по визуальной оценке, общего модуля упругости на поверхности дорожной одежды и величине диссипации энергии, определяемой исходя из площади динамических петель гистерезиса, регистрируемых с использованием установки ударного нагружения FWD.
| | | | Ключевые слова: дорожная одежда, технический мониторинг, остаточный ресурс, плотность рассеиваемой энергии, петля динамического гистерезиса. |
DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.007
Финансирование: исследования проводятся в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых — кандидатов наук (заявка МК-242.2022.4). | | | Библиографический список 1. Бондаренко, В. М. Некоторые фундаментальные вопросы развития теории железобетона / В. М. Бондаренко // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. — 2010. — № 2. — С. 5—14.
2. Васильев, А. П. Метод комплексной оценки качества и состояния автомобильных дорог / А. П. Васильев // Автомобильные дороги. — 1989. — № 7. — С. 10—11.
3. Волков, И. А. Численное моделирование накопления повреждений при сложном пластическом деформировании / И. А. Волков, Ю. Г. Коротких, И. С. Тарасов // Вычислительная механика сплошных сред. — 2009. — Т. 2, № 1. — С. 5—18.
4. Гребешок, К. С. О необходимости совершенствования системы управления состоянием автомобильных дорог на основе реального остаточного ресурса. / К. С. Гребешок // Транспортное строительство. — 2017. — № 1. — С. 23—25.
5. Дьяков, И. Ф. Прогнозирование ресурса деталей транспортных средств при циклическом нагружении / И. Ф. Дьяков // Грузовик. — 2013. — № 1. — С. 40—44.
6. Красиков, О. А. Мониторинг и стратегия ремонта автомобильных дорог / О. А. Красиков. — Алматы: КазгосИНТИ. — 2004. — 263 с.
7. Красиков, О. А. Система управления дорожными активами (на примере Республики Таджикистан) / О. А. Красиков // Дороги и мосты. — 2017. — № 37. — С. 39—66.
8. Лазарев, Е. Г. К вопросу управления состоянием нежестких дорожных одежд / Е. Г. Лазарев, Е. Е. Медрес, П. А. Петухов // Вестник гражданских инженеров. — 2016. — № 3 (56). — С. 173—180.
9. Матяш, Ю. И. Физико-химические основы оценки остаточного ресурса узлов и деталей грузовых вагонов железнодорожного транспорта / Ю. И. Матяш, Ю. М. Сосновский, А. Г. Петракова // Известия Транссиба. — 2015. — № . 2 (22). — С. 12—18.
10. Модель поврежденной среды для оценки ресурсных характеристик конструкционных сталей при механизмах исчерпания, сочетающих усталость и ползучесть материала / И. А. Волков, А. И. Волков, Ю. Г. Коротких и др. // Вычислительная механика сплошных сред. — 2013. — Т. 6, № 2. — С. 232—245.
11. Пархоменко, А. Ю. Мониторинг состояния дорожной одежды, как фактор снижения загрязнения окружающей среды / А. Ю. Пархоменко, А. С. Минаков, И. В. Кияшко // Вестник ХНАДУ. — 2011. — Вып. 52. — С. 31—34.
12. Тиратурян, А. Н. Новый подход к оценке остаточного ресурса нежесткой дорожной одежды // Транспортное строительство. — 2017. — № 8. — С. 16—19.
13. Углова, Е. В. Обзор инструментов управления состоянием дорожных конструкций / Е. В. Углова, С. С. Саенко // Интернет-журнал «Транспортные сооружения». — 2016. — Т. 3, № 1. — http://t-s.today/PDF/02TS116.pdf.
14. Углова, Е. В. Современный подход к оценке транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог Государственной компании «Российские автомобильные дороги» / Е. В. Углова, А. Н. Тиратурян, Л. Г. Шамраев // САПР и ГИС автомобильных дорог. — 2016. — № 1. — С. 36—51.
15. Application of Falling Weight Deflectometer for the Estimation of in-situ Shear Strength Parameters of Subgrade layer / H. Nabizadeh, E. Y. Hajj, R. V. Siddharthan et al. // Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields. — 2017. — June, 28—30. — P. 743—749.
16. Application of the dissipated energy theory to estimate the fatigue characteristics of hot and warm recycled sma mixtures / J. Ji, Z. Suo, S. Yang et al. // International Symposium on Frontiers of Road and Airport Engineering, Shanghai, China, Oct. 26—28, 2015. — Shanghai, China. — P. 1—9.
17. Dharan, C. K. H. A hysteresis-based damage parameter for notched composite laminates subjected to cyclic loading / C. K. H. Dharan, T. F. Tan // Journal of materials science. — 2007. — Vol. 42. — № . 6. — P. 2204—2207.
18. Enhanced Analysis of Falling Weight Deflectometer Data for Use with Mechanistic-Empirical Flexible Pavement Design and Analysis and Recommendations for Improvements to Falling Weight Deflectometers / K. Chatti, M. Emin Kutay, N. Lajnef et al. // Turner—Fairbank Highway Research Center, 2017. — March. — Report № FHWA-HRT-15-063.
19. Fatigue life prediction method of concrete based on energy dissipation / D. Lei, P. Zhang, J. He et al. // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 145. — P. 419—425.
20. Fatigue performance evaluation of modified asphalt binder using of dissipated energy approach / M. Ameri, M. Seif, M. Abbasi et al. // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 136. — P. 184—191.
21. Lee, K. W. Prediction of performance and evaluation of flexible pavement rehabilitation strategies / K. W. Lee, K. Wilson, S. A. Hassan // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). — 2017. — Vol. 4, Issue 2. — P. 178—184.
22. Leiva-Villacorta, F. Non-destructive evaluation of sustainable pavement technologies using artificial neural networks / F. Leiva-Villacorta, A. Vargas-Nordcbeck, D. H. Timm // International Journal of Pavement Research and Technology. — 2017. — Vol. 10, Issue 2. — P. 139—147.
23. Sarker, P. Falling Weight Deflectometer Testing Based Mechanistic-Empirical Overlay Thickness Design Approach for Low-Volume Roads in Illinois / P. Sarker, E. Tutumluer // International Conference on Transportation and Development, Houston, Texas, June 26—29, 2016. — Houston, Texas. — P. 920—931.
24. Tiraturyan, A. N. Calculation of the Damping Factors of the Flexible Pavement Structure Courses According to the In-place Testing Data. / A. N. Tiraturyan, E. V. Uglova // Transportation Science and Technology: Proceedings of the 10th International Scientific Conference, TRANSBALTICA 2017; Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius; Lithuania. — 2017. — Vol. 187. — P. 742—748.
25. Tiraturyan, A. N. Studying the energy distribution of the dynamic influences of road transport on the layers of nonrigid pavements / A. N. Tiraturyan, E. V. Uglova, A. A. Lyapin // PNRPU Mechanics Bulletin. — 2017. — № 2. — P. 178—194.
| | | | | Ссылка для цитирования Тиратурян, А. Н. Экспериментальные исследования диссипации энергии деформирования при ударном нагружении на поверхности дорожной одежды / А. Н. Тиратурян, Е. В. Углова, А. В. Воробьев // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2023. - № 1 (69). - С. 93-101. - DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.007. | | | | | | | | | English version | | | Experimental Research of the Density of Dissipated Energy at the Stage of Operation of the Road | Tiraturyan A. N., Uglova E. V., Vorobev A. V. | | | | | Tiraturyan A. N., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Highways, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, tel.:+7-951-820-03-03, e-mail: tiraturjan@list.ru Uglova E. V., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Highways, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, e-mail: uglova.ev@yandex.ru Vorobev A. V., Engineer of the Dept. of Highways, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, e-mail: andreyvorobyev1996@rambler.ru
|
| | | Statement of the problem. At present, a fundamentally important task in the road sector is the assessment and monitoring of the state of non-rigid pavements. With the transition to extended lifespan of highways, the issue of monitoring is of particular relevance, which requires the improvement of existing and the development of new indicators effectively characterizing the state of non-rigid pavement at the operation stage.
Results. A five-year monitoring of the condition of the exploited road section was performed, including the analysis of the visual state and the actual overall elastic modulus of the non-rigid road pavement. In the framework of the conducted research, it was established that the density of energy dissipated, identified on the basis of the area of the dynamic hysteresis loop recorded on the pavement surface, effectively characterizes the actual condition of the pavement.
Conclusions. During the monitoring of the technical and operational condition of the road section, the rates of deterioration of the operational status in terms of indicators, the average score for visual assessment, the overall modulus of elasticity on the pavement surface, and the energy dissipation density, identified based on the area of dynamic hysteresis loops recorded FWD loading.
| | | | Keywords: pavement, technical monitoring, residual life, density, dissipation energy, dynamic hysteresis loop. |
DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.007
References 1. Bondarenko, V. M. Nekotorye fundamental'nye voprosy razvitiya teorii zhelezobetona / V. M. Bondarenko // Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsii i sooruzhenii. — 2010. — № 2. — S. 5—14.
2. Vasil'ev, A. P. Metod kompleksnoi otsenki kachestva i sostoyaniya avtomobil'nykh dorog / A. P. Vasil'ev // Avtomobil'nye dorogi. — 1989. — № 7. — S. 10—11.
3. Volkov, I. A. Chislennoe modelirovanie nakopleniya povrezhdenii pri slozhnom plasticheskom deformirovanii / I. A. Volkov, Yu. G. Korotkikh, I. S. Tarasov // Vychislitel'naya mekhanika sploshnykh sred. — 2009. — T. 2, № 1. — S. 5—18.
4. Grebeshok, K. S. O neobkhodimosti sovershenstvovaniya sistemy upravleniya sostoyaniem avtomobil'nykh dorog na osnove real'nogo ostatochnogo resursa. / K. S. Grebeshok // Transportnoe stroitel'stvo. — 2017. — № 1. — S. 23—25.
5. D'yakov, I. F. Prognozirovanie resursa detalei transportnykh sredstv pri tsiklicheskom nagruzhenii / I. F. D'yakov // Gruzovik. — 2013. — № 1. — S. 40—44.
6. Krasikov, O. A. Monitoring i strategiya remonta avtomobil'nykh dorog / O. A. Krasikov. — Almaty: KazgosINTI. — 2004. — 263 s.
7. Krasikov, O. A. Sistema upravleniya dorozhnymi aktivami (na primere Respubliki Tadzhikistan) / O. A. Krasikov // Dorogi i mosty. — 2017. — № 37. — S. 39—66.
8. Lazarev, E. G. K voprosu upravleniya sostoyaniem nezhestkikh dorozhnykh odezhd / E. G. Lazarev, E. E. Medres, P. A. Petukhov // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. — 2016. — № 3 (56). — S. 173—180.
9. Matyash, Yu. I. Fiziko-khimicheskie osnovy otsenki ostatochnogo resursa uzlov i detalei gruzovykh vagonov zheleznodorozhnogo transporta / Yu. I. Matyash, Yu. M. Sosnovskii, A. G. Petrakova // Izvestiya Transsiba. — 2015. — № . 2 (22). — S. 12—18.
10. Model' povrezhdennoi sredy dlya otsenki resursnykh kharakteristik konstruktsionnykh stalei pri mekhanizmakh ischerpaniya, sochetayushchikh ustalost' i polzuchest' materiala / I. A. Volkov, A. I. Volkov, Yu. G. Korotkikh i dr. // Vychislitel'naya mekhanika sploshnykh sred. — 2013. — T. 6, № 2. — S. 232—245.
11. Parkhomenko, A. Yu. Monitoring sostoyaniya dorozhnoi odezhdy, kak faktor snizheniya zagryazneniya okruzhayushchei sredy / A. Yu. Parkhomenko, A. S. Minakov, I. V. Kiyashko // Vestnik KhNADU. — 2011. — Vyp. 52. — S. 31—34.
12. Tiraturyan, A. N. Novyi podkhod k otsenke ostatochnogo resursa nezhestkoi dorozhnoi odezhdy // Transportnoe stroitel'stvo. — 2017. — № . 8. — S. 16—19.
13. Uglova, E. V. Obzor instrumentov upravleniya sostoyaniem dorozhnykh konstruktsii / E. V. Uglova, S. S. Saenko // Internet-zhurnal «Transportnye sooruzheniya». — 2016. — T. 3, № 1. — http://t-s.today/PDF/02TS116.pdf.
14. Uglova, E. V. Sovremennyi podkhod k otsenke transportno-ekspluatatsionnykh pokazatelei avtomobil'nykh dorog Gosudarstvennoi kompanii «Rossiiskie avtomobil'nye dorogi» / E. V. Uglova, A. N. Tiraturyan, L. G. Shamraev // SAPR i GIS avtomobil'nykh dorog. — 2016. — № 1. — S. 36—51.
15. Application of Falling Weight Deflectometer for the Estimation of in-situ Shear Strength Parameters of Subgrade layer / H. Nabizadeh, E. Y. Hajj, R. V. Siddharthan et al. // Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields. — 2017. — June, 28—30. — P. 743—749.
16. Application of the dissipated energy theory to estimate the fatigue characteristics of hot and warm recycled sma mixtures / J. Ji, Z. Suo, S. Yang et al. // International Symposium on Frontiers of Road and Airport Engineering, Shanghai, China, Oct. 26—28, 2015. — Shanghai, China. — P. 1—9.
17. Dharan, C. K. H. A hysteresis-based damage parameter for notched composite laminates subjected to cyclic loading / C. K. H. Dharan, T. F. Tan // Journal of materials science. — 2007. — Vol. 42. — № . 6. — P. 2204—2207.
18. Enhanced Analysis of Falling Weight Deflectometer Data for Use with Mechanistic-Empirical Flexible Pavement Design and Analysis and Recommendations for Improvements to Falling Weight Deflectometers / K. Chatti, M. Emin Kutay, N. Lajnef et al. // Turner—Fairbank Highway Research Center, 2017. — March. — Report № FHWA-HRT-15-063.
19. Fatigue life prediction method of concrete based on energy dissipation / D. Lei, P. Zhang, J. He et al. // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 145. — P. 419—425.
20. Fatigue performance evaluation of modified asphalt binder using of dissipated energy approach / M. Ameri, M. Seif, M. Abbasi et al. // Construction and Building Materials. — 2017. — Vol. 136. — P. 184—191.
21. Lee, K. W. Prediction of performance and evaluation of flexible pavement rehabilitation strategies / K. W. Lee, K. Wilson, S. A. Hassan // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). — 2017. — Vol. 4, Issue 2. — P. 178—184.
22. Leiva-Villacorta, F. Non-destructive evaluation of sustainable pavement technologies using artificial neural networks / F. Leiva-Villacorta, A. Vargas-Nordcbeck, D. H. Timm // International Journal of Pavement Research and Technology. — 2017. — Vol. 10, Issue 2. — P. 139—147.
23. Sarker, P. Falling Weight Deflectometer Testing Based Mechanistic-Empirical Overlay Thickness Design Approach for Low-Volume Roads in Illinois / P. Sarker, E. Tutumluer // International Conference on Transportation and Development, Houston, Texas, June 26—29, 2016. — Houston, Texas. — P. 920—931.
24. Tiraturyan, A. N. Calculation of the Damping Factors of the Flexible Pavement Structure Courses According to the In-place Testing Data. / A. N. Tiraturyan, E. V. Uglova // Transportation Science and Technology: Proceedings of the 10th International Scientific Conference, TRANSBALTICA 2017; Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius; Lithuania. — 2017. — Vol. 187. — P. 742—748.
25. Tiraturyan, A. N. Studying the energy distribution of the dynamic influences of road transport on the layers of nonrigid pavements / A. N. Tiraturyan, E. V. Uglova, A. A. Lyapin // PNRPU Mechanics Bulletin. — 2017. — № 2. — P. 178—194.
|
|
|
|
|
