Материал: 2458

Рис. 1. Сравнение основных показателей экономической эффективности предложенных вариантов реализации «инновационного проекта»

Анализ полученных данных показывает, что применение в качестве армирующих прослоек стекловолоконных геосеток с высокой прочностью (100 кН/м и более) приводит к большим значениям ЧДД (1 568 тыс. руб. на 1 км автомобильной дороги III категории), чем применение геосеток с относительно меньшей прочностью (25 кН/м, ЧДД составляет 1 063 тыс. руб.). При этом

индекс доходности дисконтированных инвестиций предложенных вариантов

имеет обратную зависимость от прочности ГМ.

Библиографический список

1.ОДМ 218.5.001-2009 Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешеток для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог [Электрон. ресурс]. – Введен 2009-11-26

//Кодекс. Право /ЗАО «Информационная компания «Кодекс» – СПб., 2012.

2.ОДН 218.046-01 Проектирование нежестких дорожных одежд [Электрон. ресурс]. – Введен 2001-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». – СПб., 2012.

3.ОДМ Руководство по оценке экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса [Электрон. ресурс]. – Введен 2002-12-20 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». – СПб., 2012.

4.Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция). – М.: Экономика, 2000. –142 с.

5.Постановление Правительства РФ №359 от 23 августа 2007 (в ред. постановлений Правительства РФ от 10.03.2009 №203, от 15.05.2010 №343).

6.Приказ Минтранса России от 12.11.2007 N 160 «Об утверждении Классификации работ по капитальному ремонту, ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования и искусственных сооружений на них (с изменениями от 6 августа 2008 года)» [Электрон. ресурс]. – Введен 2007-12-11 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». – СПб., 2012.

7.Приказ Минтранса России от 01 ноября 2007 г. № 157 «О реализации постановления Правительства Российской Федерации от 23 августа 2007 года N 539 «О нормативах денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения и правилах их расчета» [Электрон. ресурс]. – Введен 2007-11-01 // Кодекс. Право /ЗАО «Информационная компания «Кодекс» – СПб., 2012.

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

8.Левашов, Г.М. Об определении предела прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе / Г.М. Левашов, В.В. Сиротюк // Вестник Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. – Омск: СибАДИ, 2011 – Вып.4(22) – С.23-26.

9.Приказ Минтранса России № 165 от 20.06.11 «Об утверждении отраслевых сметных нормативов, применяемых при проведении работ по содержанию автомобильных дорог федерального значения и дорожных сооружений, являющихся технологической частью этих дорог» [Электрон. ресурс]. – Введен 2011-07-22 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». – СПб.: 2012.

10.ГЭСН-2001-27 Сборник N 27. Автомобильные дороги (с учетом изменений и дополнений) [Электрон. ресурс]. – Введен 2001-07-23 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания «Кодекс». – СПб., 2012.

Мартынов Евгений Анатольевич (Россия, г. Омск) – кандидат технических наук, доцент, и.о. зав. кафедры «Строительная механика и геотехнологии» ФГБОУ ВПО «СибАДИ». E-mail: asp_evg@mail.ru.

УДК 625.731.812

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТА АРМИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Е.А. Мартынов ФГБОУ ВПО «СибАДИ»

Аннотация. В статье приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований дорожных одежд, армированных плоскими и объемными георешетками. Теоретические расчеты армированного слоя выполнены по технической теории изгиба плит с использованием метода Бубнова – Галеркина как многослойной плиты на упругом

основании. Армированный неоднородный слой при этом

заменяется на однородную анизотропную плиту с обобщенными упругими свойствами. Установлены эффекты по прогибам и

модулям упругости. Получено удовлетворительное совпадение теоретических и экспериментальных данных для случая армирования плоскими георешетками.

Ключевые слова: дорожная одежда, эффект армирования, прогиб, модуль упругости, армирование, прогиб.

DETERMINATION EFFECT OF REINFORCING ROAD

STRUCTURES GEOSYNTHETICS

E.A. Martynov

The Siberian automobile and highway academy (SIBADI)

Abstract. The results of experimental and theoretical studies of road clothes reinforced flat and three-dimensional geogrid. Theoretical calculations of reinforced layer made of the technical theory of bending

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

of plates using the Bubnov - Galerkin method as a multi-layered plate on an elastic foundation. Reinforced inhomogeneous layer is then replaced by a homogeneous anisotropic plate with generalized elastic properties. Installed effects of deflection and modulus of elasticity. A satisfactory agreement between the theoretical and experimental, the experimental data for the case of flat geogrid reinforcement.

Keywords: pavement reinforcing effect, deflection, elastic modulus, reinforcement, bending.

Введение

Впоследнее время в Российской Федерации и за рубежом в дорожное строительство все активнее внедряются геосинтетические материалы: в

качестве армирующих прослоек, для укрепления откосов, в качестве дренирующих слоев. Номенклатура этих материалов велика и продолжает

расширяться. Основное продвижение данных материалов осуществляют их производители, которые ссылаются на успешный опыт применения

геосинтетики в различных странах. При этом достаточно часто не учитывается специфика применения тех или иных инженерных решений.

Еще с 1980-х годов в СССР начали использовать нетканые материалы в качестве дренирующих и трещинопрерывающих прослоек. В дальнейшем

значительное распространение получило направление укрепления откосов

различными плоскими и объемными георешетками. С 2000-х годов геосетки и георешетки активно используются в качестве материала для армирования оснований и покрытий дорожных одежд. Выступая в качестве арматуры, георешетки в значительной степени меняют характер работы конструктивных

слоев. Существующие нормативные документы по использованию в качестве

армирующих материалов оснований дорожных одежд различных геосинтетических материалов, которых в последнее время вышло очень большое количество, основаны, как правило, на частных эмпирических исследованиях. Следует признать, что в настоящее время в Российской

Федерации нет единой научно обоснованной методологической базы для их

использования. Для создания такой базы требуются глубокие не только экспериментальные, но и теоретические исследования.

На кафедре "Строительная механика и геотехнологии" с 2000 г. под руководством профессора С.А. Матвеева проходят подобные исследования, преимущественно теоретического характера, но и подкрепленные как

лабораторными, так и натурными экспериментами.

Основная часть

Для теоретических исследований была принято допущение, что

армированный слой, который является конструктивно-анизотропным и

неоднородный, можно заменить на однородный анизотропный или ортотропный слой с обобщенными физико-механическими характеристиками [1].

Обобщенные упругие характеристики зависят от геометрических параметров и физико-механических свойств арматуры и армируемого слоя. Данные

предпосылки приняты как для плоских, так и для объемных георешеток.

Втаком случае для расчета армированного слоя может быть использована техническая теория изгиба плит на упругом основании. Вся конструкция дорожной одежды представляется в виде многослойной плиты на

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

упругом основании. Расчет производился по упругому прогибу с использованием метода Бубнова-Галеркина [2,3].

В качестве расчетных схем были приняты следующие варианты неармированной и армированной конструкций:

-нижний слой представлен песком толщиной 1,0 м, а верхний слой (0,2 м) в первом случае представлен песком (схема № 1), во втором случае –

щебнем (схема № 2), верхний слой армирован объемной георешеткой;

-нижний слой представлен торфом толщиной 1,0 м, а верхний слой (0,2

м) в первом случае представлен торфом (схема № 3), во втором случае – песком (схема № 4), верхний слой армирован объемной георешеткой;

-нижний слой представлен песком толщиной 1,0 м, а верхний слой (0,2 м) представлен щебнем, слой арматуры из плоской георешетки расположен на

границе слоев (схема № 5).

При расчете в качестве материалов армирования в случае объемной

георешетки принят Geoweb с модулем упругости 393 МПа, в качестве плоской георешетки принята решетка типа РД с модулем упругости 206000 МПа. Выбор

данных материалов был связан с тем, что производители не указывают модуль упругости в качестве характеристики геосинтетических материалов. В решетки типа РД применены стальные волокна с известным модулем упругости, а для Geoweb данная характеристика была определена нами ранее [4]

Эффект армирования предлагается оценивать с помощью коэффициента

Cw, который представляет собой процент улучшения соответствующего параметра армированной конструкции, относительно аналогичной неармированной:

где w1 и w2 – максимальный прогиб неармированной и армированной

системы соответственно. Вместо прогиба может быть использован модуль

упругости на поверхности конструкции.

В качестве примера на рисунках 1-2 приведены результаты определения

эффектов армирования для расчетных схем № 1 и 4.

Рис. 1. Эффект армирования для расчетной схемы № 1: 1) по упругим прогибам; 2) по модулям упругости.

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

Рис. 2. Эффект армирования для расчетной схемы № 4:

1)по упругим прогибам; 2) по модулям упругости.

Врезультате теоретических расчетов установлено:

1.Для расчетной схемы № 1 эффект от армирования по прогибам составляет 24,5 %, эффект от армирования по модулям упругости составляет 32,5%.

2.Для расчетной схемы № 2 эффект от армирования по прогибам

составляет 6,4 %, эффект от армирования по модулям упругости составляет

6,8%.

3.Для расчетной схемы № 5 эффект от армирования по прогибам

составляет 40,8 %.

4.С увеличением жесткости основания эффект армирования уменьшается. Кроме того, увеличение модуля упругости грунта подстилающего слоя ведет к увеличению коэффициента постели Cz и уменьшении величины упругого прогиба. Для проверки адекватности полученных результатов производились штамповые лабораторные и натурные исследования. Экспериментальные исследования в лабрраторных условиях проводились в

грунтовом канале Сибирской государственной автомобильно-дорожной

академии (СибАДИ). Для определения деформаций были произведены штамповые испытания двухслойной конструкции. В качестве контролируемого

параметра была принята величина упругого прогиба.

Верхний слой толщиной 0,2 м представляет собой щебень фракции 40-70

мм. Нижний подстилающий слой – песок мелкий толщиной 0,9 м. Армирование

устраивалось на границе раздела слоев. В качестве армирующего материала была использована плоская георешетка типа РД, выпускаемая по СТО

30478650-001-2012 [5] и представленная на рисунке 3.

Рис. 3. Схема плоской георешетки

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015