Nestandžios dangos konstrukcijos modeliavimas įvertinant tampriai klampias asfalto savybes

Abstract

Nestandi dangos konstrukcija – tai vieno ar daugiau asfalto sluoksnių danga paklota ant surištų ar nesurištų pagrindo sluoksnių. Nors visi dangos konstrukcijos sluoksniai yra vienodai svarbūs eksploatacijos metu, asfalto danga turi didelę įtaką konstrukcijos funkcionavimui. Asfalto sluoksniai sudaryti iš sutankinto kompozitinių medžiagų mišinių, surišto organinės kilmės bituminiu rišikliu. Šio rišiklio, taip pat ir asfalto mišinio, savybės kinta priklausomai nuo aplinkos ir apkrovų sąlygų – tai nulemia visos dangos konstrukcijos laikomąją gebą. Todėl tampriai klampios asfalto mišinio savybės ir jų kitimas turi būti įvertinti dangos konstrukcijos projektavimo stadijoje, nustatant ir optimizuojant visos dangos konstrukcijos sluoksnių storius ir medžiagų rūšis pagal jų poveikį kitų sluoksnių bei visos dangos konstrukcijos funkcionavimui. Disertacijoje nagrinėjamas dinaminių ciklinių apkrovų poveikis prie skirtingų temperatūrų asfalto mišinio ir bitumo tampriai klampioms savybėms. Asfalto sluoksnių tampriai klampių savybių tyrimo metodika pritaikyta tiek naujoms, tiek ir eksploatuojamoms kelių tiesybos medžiagoms. Asfalto mišinius bandant laboratorijoje naudojami naujai pagaminti bei iš eksploatuojamo kelio (2007 m.) paimti asfalto sluoksnių ėminiai. Eksperimentu atlikti tyrimai asfalto mišinių tampriai klampių savybių nustatymui dviem būdais: asfalto mišinius bandant laboratorijoje netiesioginio tempimo metodu; ir savybes nustatant iš teorinių skaičiavimų. Tiriamas asfalto mišinių ir bitumo dinaminis tamprumo ir šlyties moduliai nuo skirtingo dažnio dinaminių apkrovų tiesiškai tampriai klampiose deformacijų ribose esant skirtingos temperatūroms. Disertacijos rezultatai apima asfalto dangos konstrukcijos funkcionavimo įvertinimo algoritmo sukūrimą ir būtinųjų įvesties duomenų nustatymą. Disertacija sudaryta iš įvado, trijų skyrių, santraukos anglų kalba ir septynių priedų. Pirmajame skyriuje aprašyti Lietuvoje ir užsienio šalyse taikomi asfalto dangų konstravimo metodai ir duomenų poreikis. Analizuojami kelių tiesybos medžiagų tamprių ir tampriai klampių mechaninių savybių nustatymo metodai. Antrajame skyriuje pateiktas asfalto mišinių ir jų sudedamųjų dalių eksperimentinis tyrimas, rezultatų analizė ir vertinimas. Pritaikytas ir patikslintas Hirsch modelis asfalto mišinių dinaminio tamprumo modulio apskaičiavimui pagal mišinio sudedamąsias dalis ir bitumo dinaminį šlyties modulį. Susisteminti įvesties duomenys dangos konstrukcijos pažangių projektavimo metodikų taikymui. Trečiasis skyrius skirtas dangos konstrukcijos reakcijos nuo statinės ir judančios apkrovos skaičiavimams taikant eksperimentu nustatytas asfalto mišinių tamprias ir tampriai klampias savybes. Taikant skirtingus dangos konstrukcijos projektavimo metodus ir įvesties duomenis atliktas dangos konstrukcijos optimizavimas ir nustatytas ekonominis efektyvumas.