Пiдвищення строку служби аеродромних покриттів шляхом полiпшення умов роботи штучних основ - Автореферат

На жаль, на теперішній час дійсні строки служби аеродромних покриттів (до першого капітального ремонту) ще суттєво поступаються проектним, особливо в кліматичних умовах І і ІІ дорожньо-кліматичних зон (ДКЗ). Одним з найчуттєвіших недоліків проектування аеродромних покриттів, який впливає на їх працездатність та строк служби, є незадовільне регулювання водно-теплового режиму як самого покриття, так і його ґрунтової основи. Таке трапляється тому, що будівельні норми проектування аеродромних покриттів припускають застосування недренованих штучних основ таких, наприклад, як піскоцемент та ін., а їх перезволоження поверхневими водами (атмосферними опадами) створює ідеальні умови для руйнування структурних звязків у матеріалі основ під дією гідродинамічних процесів, що виникають в результаті рухомого навантаження. Таким чином, подальші дослідження роботи аеродромних покриттів в умовах підвищеного зволоження, визначення часу руйнування структурних штучних основ з урахуванням їх втомної міцністі і, отже, обґрунтоване прогнозування строку їх служби, доцільність застосування таких основ в аеродромобудуванні, використання ефективних методів дренажу аеродромних споруд та детальне обґрунтування наукової бази їх конструювання і розрахунку залишається актуальним завданням сучасного аеродромобудування. Практична цінність роботи полягає у можливості використання нового методу розрахунку втомної міцністі структурних матеріалів аеродромних покриттів у реальних умовах їх експлуатації, обґрунтуванні нормативного часу осушення аеродромних покриттів і розрахунку головних параметрів їх дренуючого шару, а також нової методики визначення строку служби аеродромних покриттів з використанням коефіцієнтів їх пошкодження.У вступі викладено актуальність дисертаційної теми, формулюється мета і задачі досліджень, наведено основні наукові результати, показано практичне значення отриманих результатів та напрямки впровадження. У першому розділі наведено огляд сучасного рівня досліджень штучних основ аеродромних покриттів та дорожнього одягу під дією транспортних навантажень і водно-теплового режиму штучних та природних основ. Соколов установили фактичні строки їх служби, які виявилися меншими за проектні, що підтверджується практикою експлуатації покриттів. Одним з найважливіших чинників, що визначають строк служби аеродромних покриттів при інших рівних умовах їхньої роботи є сумарний час експлуатації в перезволоженому стані. Якщо несприятливі гідрогеологічні умови на місці будівництва аеродромних споруд майже завжди враховуються при проектуванні, то інфільтрація поверхневих вод в покриття практично не враховується, про що свідчать чинні будівельні норми, згідно з якими приймається умова майже цілковитої водонепроникності покриття при проектуванні дренуючих шарів.Будівельні норми проектування аеродромів передбачають можливість застосування різних матеріалів для улаштування штучних основ, але у практиці аеродромобудування дуже часто використовується такий структурний матеріал як піскоцемент (з дуже поганою водопроникністю), який обраний для вивчення в даній роботі. Задача про фізичні процеси, які відбуваються в матеріалі штучної основи аеродромного покриття, що знаходиться у двохфазному стані при дії на скелет структурного матеріалу штучної основи пульсуючого порового тиску води, який виникає під дією важкого транспортного навантаження може бути (у першому наближенні) зведена до постановки одномірної задачі ущільнення матеріалу з вираженою межею його втомної міцністі в умовах зміни напірів води у часі, яка уперше була сформульована В.А. Флоріним. Метою задачі є наступне: визначити, при якій напірній функції відбудеться руйнування структурних звязків у водонасиченому матеріалі шару штучної основи аеродромного (дорожнього) покриття i час його руйнації під дією важких транспортних навантажень, що викликають у матеріалі дренуючого шару пульсуючий поровий тиск води. Повна система рівнянь, що відображає математичні умови розвязання цієї задачі: де - час зміни обєму води в елементарному обємі матеріалу (с,хв., год.); Н1, Н2 - напі-ри води в областях І і ІІ (см, м); ? - щільність води, кг/см3; g - прискорення вільного падіння; і - середні коефіцієнти пористості матеріалу штучної основи аеродромного (дорожнього) покриття до і після руйнування в ньому структурних звязків; а1 і а2 - коефіцієнт стисливості матеріалу до і після руйнування його структурних звязків (см2/кгс, м2/Н); k1 і k2 - коефіцієнти фільтрації для областей І (пружне стиснення) і ІІ (руйнація) (м/с, м/хв, м/доба). У результаті ущільнення водонасиченого матеріалу шару штучної основи аеродромного (дорожнього) покриття під дією важкого транспортного навантаження q і пульсуючого парового тиску води р, шукана напірна функція Н повинна задовольняти наступним умовам: При 0 ? t ? th. a) Для значень z > d: при z = h при z = d та початковій умові: при t = 0 б) Для значень z ? d: при z = 0 H2 = 0, при z = d та початковій умові: при t = 0 d = 0.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ