Методическое пособие 813

3.Любченко, А. С. Совершенствование системы содержания автомобильных дорог России с учетом опыта Германии / А. С. Любченко // Вестник Волгоград. гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. — 2014. — Вып. 36 (55). — С. 149—156.

4.Research Report: Spray Injection Pothole Patching // The Road Ahead. — Virginia: Virginia Transportation Technology Transfer Center, 2003. — Р. 1— 6.

5.Welcome to Valley Slurry Seal, Co. [Электронный ресурс] // Valley Slurry Seal, Co.: официал. сайт. — Режим доступа: www.slurry.com/index.php/construction-division.

6.Hot Mix Asphalt Repair [Электронный ресурс] // Sitemap Pavement Resources Inc.: официал. сайт. — Режим доступа: http://pavementresources.com/hot-mix-asphalt-repair.

7.Equipment Rental. Rent Our Equipment [Электронный ресурс] // Sitemap Pavement Resources Inc.: официал. сайт. — Режим доступа: http://pavementresources.com/equipment-rental.

8.Зубков, А. Ф. Технология ремонта дорожных покрытий автомобильных дорог с применением горячих асфальтобетонных смесей / А. Ф. Зубков, В. Г. Однолько, Е. Ю. Евсеев. — М.: Спектр, 2013. — 179 с.

9.ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. — М.: МНТКС, 1998. — 63 с.

10.ГОСТ 9128-2009. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2010. — 20 с.

11.Евсеев, Е. Ю. Анализ применения вибрационных плит при ремонте дорожных покрытий нежесткого типа / Е. Ю. Евсеев, Р. В. Куприянов, А. Ф. Зубков // Механизация строительства. — 2011. — № 6. — С. 28—31.

12.Евсеев, Е. Ю. Влияние технологии работ на эксплуатационные показатели асфальтобетонного покрытия / Е. Ю. Евсеев, Р. В. Куприянов, А. Ф. Зубков // Механизация строительства. — 2011. — № 1. — С. 25—26.

13.Постановление администрации Тамбовской области от 02.02.2015 № 77 «Об утверждении средних

стоимостных показателей и индексов изменения сметной стоимости строительно-монтажных работ на 1 квартал 2015 года» [Электронный ресурс] // Гарант.ру: информацион.-правовой портал. — Режим доступа: http://base.garant.ru/28187979.

14.Постановление администрации Тамбовской области от 05.12.2013 № 1427 «О внесении изменений в территориальные сметные нормативы Тамбовской области» [Электронный ресурс] // Гарант.ру: информацион.- правовой портал. — Режим доступа: http://base.garant.ru/28179234.

15.Приказ Минтранса России от 04.12.2003 № 441 «Об утверждении отраслевых сметных нормативов, применяемых при проведении работ по содержанию автомобильных дорог федерального значения и дорожных сооружений, являющихся технологической частью этих дорог на территории Тамбовской области» // Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти. — 2014. — № 29.

16.Зубков, А. Ф. Технология устройства дорожных покрытий с учетом температурных режимов асфальтобетонных смесей / А. Ф. Зубков. — Тамбов: Изд-во Першина Р. В., 2006. — 152 с.

17.Ямочный ремонт [Электронный ресурс] // МУП «Транспортная база». — Режим доступа: http://tbkumertau.ru/? page_id=45.

18.Струйно-инъекционный метод [Электронный ресурс] // ИТД ИНВЕСТ: официал. сайт. — Режим доступа: http://www.idt-invest.ru/inekcionniy.htm.

19.Модельный ряд Мадрог [Электронный ресурс] // Мадрог Рус: официал. сайт. — Режим доступа: http://madrog.ru/modeli/madpatcher.html.

20.Новинка! Дорожный ремонтёр Madpatcher [Электронный ресурс] // MPAПроектант: сайт проектировщиков России. — Режим доступа: http://www.proektant.ru/content/1927.html.

References

1.Apestin, V. K. O rasxozhdenii proektnyx i normativnyx srokov sluzhby dorozhnyx odezhd / V. K. Apestin // Nauka i texnika v dorozhnoj otrasli. — 2011. — № 1. — S. 18—20.

2.Zubkov, A. F. Puti sovershenstvovaniya texnologii yamochnogo remonta dorozhnyx pokrytij nezhestkogo tipa / A. F. Zubkov, M. E'. Pileckij // Vestnik Central'nogo territorial'nogo otdeleniya RAASN. — 2015. — Vyp. 14. — S. 143-147.

3.Lyubchenko, A. S. Sovershenstvovanie sistemy soderzhaniya avtomobil'nyx dorog Rossii s uchetom opyta Germanii / A. S. Lyubchenko // Vestnik Volgograd. gos. arx.-stroit. un-ta. Ser.: Stroitel'stvo i arxitektura. — 2014. — Vyp. 36 (55). — S. 149—156.

4.Research Report: Spray Injection Pothole Patching // The Road Ahead. — Virginia: Virginia Transportation Technology Transfer Center, 2003. — R. 1— 6.

5.Welcome to Valley Slurry Seal, Co. [E'lektronnyj resurs] // Valley Slurry Seal, Co.: oficial. sajt. — Rezhim dostupa: www.slurry.com/index.php/construction-division.

6.Hot Mix Asphalt Repair [E'lektronnyj resurs] // Sitemap Pavement Resources Inc.: oficial. sajt. — Rezhim dostupa: http://pavementresources.com/hot-mix-asphalt-repair.

7.Equipment Rental. Rent Our Equipment [E'lektronnyj resurs] // Sitemap Pavement Resources Inc.: oficial. sajt. — Rezhim dostupa: http://pavementresources.com/equipment-rental.

81

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

8.Zubkov, A. F. Texnologiya remonta dorozhnyx pokrytij avtomobil'nyx dorog s primeneniem goryachix asfal'tobetonnyx smesej / A. F. Zubkov, V. G. Odnol'ko, E. Yu. Evseev. — M.: Spektr, 2013. — 179 s.

9.GOST 12801-98. Materialy na osnove organicheskix vyazhushhix dlya dorozhnogo i ae'rodromnogo stroitel'stva. — M.: MNTKS, 1998. — 63 s.

10.GOST 9128-2009. Smesi asfal'tobetonnye dorozhnye, ae'rodromnye i asfal'tobeton. Texnicheskie usloviya. — M.: Standartinform, 2010. — 20 s.

11. Evseev, E. Yu. Analiz primeneniya vibracionnyx plit pri remonte dorozhnyx pokrytij nezhestkogo tipa /

E.Yu. Evseev, R. V. Kupriyanov, A. F. Zubkov // Mexanizaciya stroitel'stva. — 2011. — № 6. — S. 28—31.

12.Evseev, E. Yu. Vliyanie texnologii rabot na e'kspluatacionnye pokazateli asfal'tobetonnogo pokrytiya /

E.Yu. Evseev, R. V. Kupriyanov, A. F. Zubkov // Mexanizaciya stroitel'stva. — 2011. — № 1. — S. 25—26.

13.Postanovlenie administracii Tambovskoj oblasti ot 02.02.2015 № 77 «Ob utverzhdenii srednix stoimostnyx pokazatelej i indeksov izmeneniya smetnoj stoimosti stroitel'no-montazhnyx rabot na 1 kvartal 2015 goda» [E'lektronnyj resurs] // Garant.ru: informacion.-pravovoj portal. — Rezhim dostupa: http://base.garant.ru/28187979.

14.Postanovlenie administracii Tambovskoj oblasti ot 05.12.2013 № 1427 «O vnesenii izmenenij v territorial'nye smetnye normativy Tambovskoj oblasti» [E'lektronnyj resurs] // Garant.ru: informacion.-pravovoj portal. — Rezhim dostupa: http://base.garant.ru/28179234.

15.Prikaz Mintransa Rossii ot 04.12.2003 № 441 «Ob utverzhdenii otraslevyx smetnyx normativov, primenyaemyx pri provedenii rabot po soderzhaniyu avtomobil'nyx dorog federal'nogo znacheniya i dorozhnyx sooruzhenij, yavlyayushhixsya texnologicheskoj chast'yu e'tix dorog na territorii Tambovskoj oblasti» // Byulleten' normativnyx aktov federal'nyx organov ispolnitel'noj vlasti. — 2014. — № 29.

16.Zubkov, A. F. Texnologiya ustrojstva dorozhnyx pokrytij s uchetom temperaturnyx rezhimov asfal'tobetonnyx smesej / A. F. Zubkov. — Tambov: Izd-vo Pershina R. V., 2006. — 152 s.

17.Yamochnyj remont [E'lektronnyj resurs] // MUP «Transportnaya baza». — Rezhim dostupa: http://tbkumertau. ru/? page_id=45.

18.Strujno-in'ekcionnyj metod [E'lektronnyj resurs] // ITD INVEST: oficial. sajt. — Rezhim dostupa: http://www. idt-invest.ru/inekcionniy.htm.

19.Model'nyj ryad Madrog [E'lektronnyj resurs] // Madrog Rus: oficial. sajt. — Rezhim dostupa: http://madrog. ru/modeli/madpatcher.html.

20.Novinka! Dorozhnyj remontyor Madpatcher [E'lektronnyj resurs] // MPAProektant: sajt proektirovshhikov Rossii. — Rezhim dostupa: http://www.proektant.ru/content/1927.html.

ANALYSIS OF THE STATE OF THE TAMBOV REGION HIGHWAYS

AND CHOICE OF A TECHNOLOGY

FOR REPAIRING POTHOLES ON A NON-RIGID PAVEMENT

M. E. Pileckij, A. F. Zubkov

Tambov State Technical University

Russia, Tambov, tel.: (4752)63-09-20, 63-03-72, e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

M. E. Pileckij, PhD student, Assoc. Prof. of the Dept. of Urban Construction and Highways A. F. Zubkov, D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Urban Construction and Highways

Statement of the problem. Untimely maintenance and repairs of highways compromise the state of a paving surface and that eventually leads to higher maintenance costs to keep it running as required by the guideline. Therefore improving the quality of maintenance works as well as employing new technologies is urgent.

Results. Based on the analysis of a transport network of the Tambov region and international experience and expertise in using major technologies in pothole maintenance, efficient choice of a corresponding technology of non-rigid pavements. It was found that injection flow method has minimum consumption losses compared to the «traditional» methods of pothole maintenance.

Conclusions. Based on the experiments it can be concluded that the parameters of laying a mix must be optimized and the compaction coefficient must be increased and technology of injection flow method of extra operation — compaction of the material with vibration plates must be introduced.

Keywords: repair costs, injection flow method, pothole maintenance of non-rigid paving surfaces.

82

УДК 625.717

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА МНОГОСЛОЙНОГО АЭРОДРОМНОГО ПОКРЫТИЯ

А. Н. Попов, А. А. Хатунцев, А. Н. Масалыкин

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» (г. Воронеж)

Россия, г. Воронеж, тел.: +7-919-243-32-17, e-mail: popalnik@mail.ru

А. Н. Попов, канд. техн. наук, доц., начальник кафедры инженерно-аэродромного обеспечения Россия, г. Воронеж, тел.: +7-919-246-70-03, e-mail: anton.hatun@yandex.ru

А. А. Хатунцев, канд. техн. наук, начальник лаборатории НИЦ (боевого применения и обеспечения ВВС)

Россия, г. Воронеж, тел.: +7-908-130-31-71, e-mail: masalykin-alex@mail.ru

А. Н. Масалыкин, преп. кафедры общевоенных дисциплин

Постановка задачи. Отсутствие нормативной методики проектирования конструкций усиления, единого подхода при определении характера распределения температурных полей и оценки температурных напряжений асфальтобетонного слоя усиления усложняет процесс принятия проектных решений. В статье рассматривается физико-математическая модель формирования температурного поля многослойного аэродромного покрытия, на базе которой построена конечноэлементная модель, реализованная в программном комплексе COMSOL.

Результаты. Построена экспериментальная факторная модель для определения закономерности колебания температуры в плоскости контакта слоев на основе вычислительных активных экспериментов в COMSOL с использованием полученной конечно-элементной модели.

Выводы. Полученные данные могут быть использованы в процессе расчетов при проектировании асфальтобетонных слоев усиления сборных аэродромных покрытий из предварительнонапряженных железобетонных плит ПАГ.

Ключевые слова: аэродромное покрытие, асфальтобетонный слой усиления, температурное воздействие, метод конечных элементов, моделирование.

Введение. Безопасность пассажиро- и грузоперевозок воздушным транспортом является одной из приоритетных государственных задач и напрямую зависит от технического состояния аэродромной инфраструктуры в целом и искусственного покрытия в частности. Техническое состояние поверхности и ресурс аэродромного покрытия определяют наличие повреждений и динамика их развития.

На аэродромах государственной авиации наибольшее распространение получили сборные аэродромные покрытия из железобетонных предварительно напряженных плит ПАГ, практика эксплуатации которых показала, что наиболее слабым местом в их конструкции является поверхностный слой. Через 8—10 лет эксплуатации покрытие нуждается в капитальном ремонте. При этом плита остается в основном монолитной, конструкция аэродромного покрытия сохраняет несущую способность, но состояние поверхности становится неудовлетворительным с точки зрения безопасности полетов.

Восстановление работоспособности сборных аэродромных покрытий производится, как правило, путем замены отдельно взятых разрушенных плит на новые. Однако производственные возможности заводов ЖБИ, выпускающих плиты ПАГ, на сегодняшний день не в состоянии обеспечить возрастающие потребности авиации.

Альтернативным способом восстановления работоспособности является усиление сборных покрытий асфальтобетоном. Однако низкая трещиностойкость асфальтобетона и, как следствие, образование отраженных трещин в слое усиления ограничивают применение данного материала.

© Попов А. Н., Хатунцев А. А., Масалыкин А. Н., 2016

83

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

Нарушение эксплуатационно-технического состояния асфальтобетонной конструкции усиления является результатом воздействия на нее комплекса факторов, к которым относятся производственно-технологические, механические, природно-климатические и эксплуатационные нагрузки и воздействия. Правильный их учет позволит обеспечить требуемую долговечность при минимальных затратах сил и средств на эксплуатационное содержание.

Обобщение и анализ существующих методов расчета показали, что в них не учитывается изменение температуры по глубине многослойной конструкции, игнорируются касательные напряжения, возникающие на границе сращивания слоев покрытия и/или основания, не учитывается связь физико-механических характеристик асфальтобетона и температуры. Нормами проектирования объективно учитываются только механические нагрузки. Остальные факторы, имеющие высокую степень неопределенности, учитываются косвенно посредством некоторых условных коэффициентов. В итоге усиленное покрытие выходит из строя раньше нормативного срока.

Таким образом, отсутствие нормативной методики проектирования конструкций усиления, единого подхода при определении характера распределения температурных полей и оценки температурных напряжений асфальтобетонного слоя усиления усложняет процесс принятия проектных решений.

1. Физико-математическая модель формирования температурного поля многослой-

ного аэродромного покрытия. Динамика изменения напряженно-деформированного состояния многослойного аэродромного покрытия под воздействием температуры определяется амплитудой ее колебания и неоднородностью распределения по глубине конструкции в зависимости от конструктивныхпараметров и теплофизическиххарактеристик материалов слоев.

Разность температур в слоях покрытия обусловливается молекулярным переносом теплоты, т. е. теплопроводностью. Сам процесс передачи тепла происходит как в пространстве, так и во времени, поэтому температуру, распределенную внутри аэродромной конструкции, можно представить в виде функции:

где x, y, h — пространственные координаты в декартовой системе; τ — время. Совокупность значений температуры во всех точках исследуемого пространства фор-

мирует температурное поле.

Экспериментальные исследования температурного режима аэродромного покрытия показывают, что изменение температуры покрытия носит гармонический характер, аналогично закономерности изменения температуры воздуха [1].

Каждый слой аэродромного покрытия имеет определенную толщину Hi и теплофизические характеристики: коэффициент теплопроводности λi, плотность ρi, удельную теплоемкость ci, которые изменяются ступенчато при переходе от одного конструктивного слоя к другому, и, как следствие, распределение температурного поля по толщине покрытия происходит неоднородно.

Таким образом, температурные поля в конструкции аэродромного покрытия принимаем неоднородными, нестационарными и гармонически изменяющимися.

Формирование температурных полей внутри аэродромной конструкции происходит под воздействием внутренних и внешних факторов. Внутренние факторы теплового воздействия включают кондуктивное перемещение тепла и собственное (эффективное) излучение поверхности аэродромного покрытия. Внешние тепловые воздействия формируют природноклиматические и эксплуатационные факторы:

–постоянно изменяющаяся температура воздуха;

–суммарная (прямая и рассеянная) солнечная радиация;

–атмосферное излучение и вынужденная конвекция воздуха;

–воздействие газовых струй авиационных двигателей.

84

Воздействие эксплуатационных факторов носит очаговый и кратковременный характер, не оказывая существенного влияния на формирование температурного поля покрытия в целом. Процесс миграции и фазового перехода влаги, по результатам численного анализа В. М. Сиденко и С. А. Гриднева [2], также оказывает малосущественное влияние на теплообмен конструктивных слоев. Следовательно, воздействием эксплуатационных факторов и процессом переноса влаги внутри материалов конструкции при расчете температурных полей можно пренебречь.

Из всего спектра природно-климатических факторов, оказывающих влияние на температурный режим покрытия, особенно следует выделить температуру окружающего воздуха и солнечную радиацию, напрямую формирующие температурные поля в аэродромной конструкции.

Для определения температурных полей в конструкции аэродромного покрытия используем основные положения нестационарной теории теплопроводности, описываемые уравнением теплопроводности Фурье [3, 4]:

где Ti — температура i-го слоя; аi — коэффициент температуропроводности i-го слоя; x, y, h — пространственные координаты в декартовой системе; τ — время; λi — коэффициент теплопроводности i-го слоя; ρi — плотность материалаi-го слоя; сi — удельная теплоемкость i-го слоя.

Так как покрытие подвергается воздействию одномерного температурного поля, а соотношение размеров покрытия в плане к толщине достаточно велико, то температура в толще конструкции не будет зависеть от координат в плане (x, y) и уравнение примет вид

Для нахождения закономерности распределения температуры по толщине определим граничные и начальные условия.

Начальная температура T (h, 0) в любой точке hi по глубине конструкции покрытия составит [5]:

где Tсрв ( ) — средняя температура воздуха за период ∆τ, оС; Rп — тепловое сопротивление,

характеризующее теплообмен на поверхности покрытия, (м2·град)/Вт; Тг — температура грунтового основания на уровне подошвы последнего негрунтового слоя покрытия, °С; i — номер конструктивного слоя покрытия; ∑RH — тепловое сопротивление слоев, расположенных выше глубины h, час·град·м2/Вт; R — суммарное тепловое сопротивление всех слоев аэродромной конструкции и грунтовых слоев, ч·град·м2/Вт.

Граничные условия:

– амплитуда колебаний температуры на поверхности покрытия определяется закономерностью изменения температуры воздуха и результирующим тепловым потоком:

где Тп(0, τ) — суточное изменение температуры поверхности покрытия, оС; QRES (τ) — результирующий тепловой поток, воздействующий на верхний слой покрытия за период ∆τ, Вт/м2; Iэф — величина эффективного излучения поверхности аэродромного покрытия, Вт·ч/м2;

85

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

Рис. 1. Алгоритм моделирования температурных полей многослойного аэродромного покрытия

86

– формирование нестационарных неоднородных температурных полей на границах контактов слоев покрытия и в толще конструкции при транзите тепла от поверхности покрытия к подошве и в обратном направлении (в зависимости от времени суток) непосредственно происходит за счет кондуктивного (qк (τ)) перемещения тепла. При этом допускаем, что между слоями обеспечивается идеальный тепловой контакт, физико-механические характеристики материалов различны для каждого слоя:

– колебания температуры конструктивных слоев происходит до некоторой глубины грунтового естественного основания:

Решение уравнения (3) при заданных начальных (4) и граничных (5)—(7) условиях производим методом конечных элементов, используя модель процесса теплопередачи ра- диационно-кондуктивного теплообмена для i-го элемента, в программном комплексе COMSOL в соответствии с разработанным алгоритмом.

Алгоритм моделирования представлен на рис. 1.

2. Численное моделирование многослойного аэродромного покрытия в условиях температурного воздействия. Конечно-элементное моделирование работы многослойного аэродромного покрытия в условиях температурного воздействия производим в программном комплексе COMSOLMultiphysics с использованием физико-математической модели, описанной выше.

В качестве объекта моделирования рассмотрим усиленный плотным асфальтобетоном участок сборного аэродромного покрытия из плит ПАГ, уложенных на щебеночное основание. Размер участка в плане принимаем равным 18×18 м. По периметру участок ограничен температурными швами, проходящими на всю глубину искусственного покрытия. В пределах участка все продольные и поперечные деформационные швы в области монтажных и стыковых окон имеют сварные соединения, что позволяет передавать усилие с плиты на плиту.

Так как воздействия и деформации симметричны относительно центра рассматриваемого участка, то в дальнейшем рассматриваем не весь участок, а лишь его четверть размером 9×9 м (рис. 2), что позволит упростить вычислительный процесс. Красными стрелками обозначены деформации в пределах каждой плиты, вызванные понижением температуры окружающего воздуха, а синими — в пределах рассматриваемого участка.

Рис. 2. Геометрическая модель участка аэродромного покрытия: 1 — деформационный шов; 2 — ось центра плиты; 3 — температурный шов; 4 — плоскость симметрии

87

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

Нижняя граница основания жестко закреплена. Выравнивающая песко-цементная прослойка между основанием и плитами в модели игнорируется.

Расчетная схема многослойного аэродромного покрытия представлена на рис. 3.

Рис. 3. Расчетная схема многослойного аэродромного покрытия:

1 — факторы, воздействующие на покрытие; 2 — асфальтобетонный слой усиления; 3 — плита ПАГ; 4 — щебеночное основание; 5 — линия нулевых температурных колебаний; 6 — жесткая заделка; 7 — подвижные шарниры; 8 — неподвижные шарниры (сварные соединения); 9 — ось симметрии

В модели принимаем следующие допущения:

–начальная температура покрытия и подошвы конструкции постоянна;

–конвективный и радиационный теплообмен происходит только через верхний слой конструкции, остальные изолированы;

–кондуктивный теплообмен происходит за счет теплопроводности покрытия;

–материал покрытия принят термоупругим;

–температура нулевых напряжений в покрытии 5 °С [6];

–контакт между конструктивными слоями идеальный.

Моделирование температурных полей многослойного аэродромного покрытия производим за 24-часовой цикл для трех температурных режимов: режима положительных температур, режима переменных температур (переход температуры через «0»), режима отрицательных температур.

Формирование температурных режимов осуществляется в две стадии. На первой стадии производится задание внешних факторов воздействия и начальных условий, формирование начального распределения температурных полей по толщине при усредненной температуре окружающего воздуха в рассматриваемой дорожно-климатической зоне. На второй стадии решается задача определения полей распределения температуры в толще аэродромной конструкции при лучисто-конвективном обмене верхнего слоя с воздушной средой.

В результате моделирования получены изополя температуры в покрытии (рис. 4), построены графики изменения температуры по глубине покрытия в течение 24-часового цикла (рис. 5).

Полученная конечно-элементная модель многослойного аэродромного покрытия, реализованная в программном комплексе COMSOL Multiphysics, может быть использована для определения закономерности колебания температуры в плоскости контакта слоев ∆Тгр.

88

Рис. 4. Изополя температуры в аэродромном покрытии: а) по толщине; б) в плане

Построим экспериментальную факторную модель на основе вычислительных активных экспериментов в COMSOL с использованием полученной конечно-элементной модели.

Для решения задачи назначим контролируемые и управляемые факторы, воздействующие на объект исследования: толщина слоя усиления Hsup, мм; теплопроводность λsup, Вт/м·°С; амплитуда колебания температуры воздуха ∆Тв, °С. Функция отклика

Y f sup,Hsup, TВ Tгр

есть величина температурного градиента на границе сращивания конструктивных слоев покрытия при воздействии нестационарных температур.

С целью получения регрессионной модели второго порядка составлен ротатабельный центральный композиционный униформ-план второго порядка.

По результатам проведения вычислительного эксперимента получена регрессионная модель зависимости величины перепада температуры на границе сращивания ∆Tгр асфальтобетонного слоя и бетонного покрытия от теплопроводности асфальтобетона λ, толщины слоя усиления H и амплитуды колебания температуры воздуха ∆T:

Tгр 2,5709 7,3814 0,0392 H 0,2778 Т 3,0119 2

(8)

0,0001 H2 0,0005 T2 0,0054 H 0,0786 T 0,001 H T.

89

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

Оценка полученной регрессионной модели по критерию Фишера

F 50,839 Fкр 4,41

и коэффициенту детерминации

R2 0,99 0,75

показала ее адекватность и работоспособность.

Рис. 5. Распределение температуры по глубине аэродромного покрытия зимой при толщине слоя усиления 5 см и максимальных колебаниях температуры воздуха

Анализ математической модели (8) позволяет оценить влияние исследуемых факторов на величину ∆Tгр. Из коэффициентов при парных переменных, переменных первой степени и квадратичных большое влияние на величину температурного градиента оказывает теплопроводность материала. Совместное воздействие теплопроводности асфальтобетона и амплитуды колебания температуры воздуха способствует увеличению показателя ∆Tгр.

Однако анализ графиков (рис. 6—8), построенных с использованием выражения (8), показывает, что значительные температурные колебания на границе сращивания слоев ∆Tгр происходят при уменьшении толщины асфальтобетонного слоя усиления или увеличении амплитуды колебания воздушной среды. При этом зависимости носят ярко выраженный линейный характер.

Такой показатель, как теплопроводность асфальтобетонного слоя наращивания, при фиксированных средних значениях толщины слоя наращивания и амплитуды воздуха существенного влияния на температурный градиент∆Tгр не оказывает ввидумалого своего значения.

90