НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕМЕНТНО-БЕТОННОМ ПОКРЫТИИ ОТ ТЕРМИЧЕСКОГО УДАРА
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2016-15-2-87-94
Аннотация
Среди различных воздействий на покрытие автомобильных дорог следует выделить так называемый термический удар. В зимний период эксплуатации дорожных покрытий на поверхности бетона образуется слой льда. Обычно для его удаления с поверхности дорожного покрытия применяется хлористый натрий, который понижает температуру замерзания воды и вызывает таяние льда при отрицательной температуре. Поэтому в бетоне, находящемся непосредственно под тающим слоем льда, резко снижается температура, что приводит к значительным напряжениям. Такое явление получило название «термический удар» – локальное значительное изменение температуры. Этот процесс недостаточно изучен, имеет практическую значимость для оценки прочности и долговечности цементно-бетонного покрытия и поэтому актуален. Целью исследований авторов являлись разработка математической модели и определение допустимых градиентов термического удара для цементно-бетонного дорожного покрытия. Для определения напряженно-деформированного состояния цементно-бетонных покрытий автомобильных дорог использовали конечно-разностный метод. Составлена компьютерная программа, позволяющая выполнять расчет дорожного покрытия при различных законах распределения температуры по его глубине. Получены закономерности распределения деформаций и напряжений в цементно-бетонном покрытии автомобильных дорог при термическом ударе. Установлен допустимый параметр распределения температур по толщине покрытия. При расчете использован критерий прочности, основанный на процессе образования и развития микротрещин в бетоне. Установлено, что термический удар вызывает на поверхности цементно-бетонного покрытия значительные градиенты температур, приводящие к большим нормальным напряжениям в поверхностном слое бетона. Возможность появления микротрещин в дорожном покрытии определяется характеристиками прочности материала, условиями закрепления плиты и градиентом температур.
Об авторах
М. К. ПшембаевБеларусь
Кандидат технических наук
Я. Н. Ковалев
Беларусь
Доктор технических наук, профессор
Л. И. Шевчук
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент.
Адрес для переписки: Шевчук Леонид Иванович - Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 150, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 265-97-28 ftk75@bntu.by
Список литературы
1. Берг, О. Я. Некоторые физические обоснования теории прочности бетона / О. Я. Берг // Теория расчета и конструирования железобетонных конструкций. М.: Госстройиздат, 1958. С. 14–22.
2. Скрамтаев, Б. Г. Исследование прочности бетона и пластичности бетонной смеси / Б. Г. Скрамтаев. Москва : Военно-инженерная академия, 1936. 222 с. (Это диссертация)
3. Свечин, Н. В. Упругопластические свойства цементного камня / Н. В. Свечин // Исследование по технологии бетона. М.: Стройиздат, 1950. С. 18–22.
4. Берг, О. Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона / О. Я. Берг. М.: Госстройиздат, 1952. 96 c.
5. Михайлов, В. В. Элементы теории структуры бетона / В. В. Михайлов. М.: Стройиздат, 1941. 85 с.
6. Бриджмен, П. У. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. Влияние высокого гидростатического давления на механические свойства материалов / П. У. Бриджмен. М.: Иностранная литература, 1955. 220 с.
7. Гвоздев, А. А. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия / А. А. Гвоздев. М.: Стройиздат, 1949. 280 с.
8. Волков, С. Д. Статистическая теория прочности / С. Д. Волков. М.: Машгиз, 1960. 98 с.
9. Волков, С. Д. Единая статистическая теория прочности твердых тел / С. Д. Волков // Журнал технической физики. 1953. Т. 23, №11. С. 2025–2038.
10. Журков, С. Н. Временная зависимость прочности твердых тел / С. Н. Журков, Б. Н. Нарзуллаев // Журнал технической физики. 1953. Т. 23, № 10. С. 1677–1689.
11. Баландина, И. В. О влиянии термического удара на разрушение дорожного бетона / И. В. Баландина // Измерение физико-механических свойств и характеристик структур строительных материалов. М., 1981. С. 78–80.
Рецензия
Для цитирования:
Пшембаев М.К., Ковалев Я.Н., Шевчук Л.И. НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕМЕНТНО-БЕТОННОМ ПОКРЫТИИ ОТ ТЕРМИЧЕСКОГО УДАРА. НАУКА и ТЕХНИКА. 2016;15(2):87-94. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2016-15-2-87-94
For citation:
Pshembaev M.K., Kovalev J.N., Shevchuk L.I. STRESSES IN CEMENT-CONCRETE PAVEMENT SURFACING CAUSED BY THERMAL SHOCK. Science & Technique. 2016;15(2):87-94. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2016-15-2-87-94