2 / 10
С.С. Гаврюшин, В.А. Годзиковский, М.В. Смирнов
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
Исследование долговечности дорожного покрытия.
Живучесть
дорожного покрытия с датчиком можно определить двумя способа-
ми: экспериментальным и расчетным.
Для экспериментальной оценки дорожного покрытия в МАДИ
используется специальный стенд «Карусель». Срок жизни датчика
в покрытии в соответствии с опубликованными данными колеблется
от 3 до 15 лет [2]. Конструкция стенда эквивалентна четырехосному
грузовику, а скорость его вращения — скорости колес автомобиля, т. е.
60–140 км/ч. Следовательно, стенд нужно крутить много месяцев,
чтобы увидеть разрушение. Это очень медленные испытания, проще
сразу установить датчик в реальное покрытие. Но проведение экспе-
риментов на дороге организационно сложно и также требует дли-
тельного наблюдения за весами. Несомненно, необходимо проводить
испытания в реальных условиях, но проведение предварительного
расчета позволит отбросить неудовлетворительные конструкции до-
рожного покрытия и датчика.
Метод масштабирования.
Поскольку напряжения невелики, раз-
рушение дороги продолжительное, а также с учетом линейности задачи
для расчета дорожных слоев в зоне датчика СВВД (WIM) предложен
метод масштабирования, заключающийся в приложении расчетной
нагрузки в 100 и 1 000 раз большей, чем реальная. Полученные резуль-
таты ускоренного испытания показывают, где в дорожном покрытии
имеются перенапряжения, т. е. в каких местах через 8–10 лет можно
ожидать серьезных разрушений.
Метод виртуального датчика.
В ходе работы применяли метод
виртуального датчика, суть которого заключается в том, что в до-
рожное покрытие «мысленно» встраивается датчик, геометрически
совпадающий с реальным, но обладающий упругими характеристи-
ками дороги. Выполняется расчет покрытия, затем в то же самое ме-
сто «мысленно» встраивается реальный датчик, и расчет повторяется.
Сравнивая напряжения и деформации в сходных точках виртуаль-
ного и реального датчиков, определяют, где и во сколько раз увеличи-
ваются напряжения дорожного покрытия при установке реального
датчика и, соответственно, где в будущем произойдут разрушения.
Метод склеивания слоев.
В процессе моделирования дорожного
покрытия возникла проблема расслоения (рис. 1).
Дорога фактически рассыпалась под воздействием нагрузки. Для
решения данной проблемы был предложен метод так называемого
склеивания. Между слоями дорожного покрытия, а также между дат-
чиком и асфальтобетоном был введен тонкий склеивающий упругий
материал (2–3 мм).
Данный расчетный метод соответствует физической реальности,
так как при укладке слоев дорожного покрытия на границе слоев вы-