— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство автомобильных дорог — ОДМ 218.3.051-2015 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД


ОДМ 218.3.051-2015 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

ОДМ 218.3.051-2015 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Распоряжение Федерального дорожного агентства от 4 декабря 2015 г. N 2333-р
"Об издании и применении ОДМ 218.3.051-2015 "РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД"

В целях реализации в дорожном хозяйстве основных положений Федерального закона от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании" и обеспечения дорожных организаций рекомендациями по определению напряжённо-деформированного состояния многослойных дорожных одежд:

1. Структурным подразделениям центрального аппарата Росавтодора, федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям автомобильных магистралей, межрегиональным дирекциям по строительству автомобильных дорог федерального значения, территориальным органам управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации рекомендовать к применению с даты утверждения настоящего распоряжения ОДМ 218.3.051-2015 "Рекомендации по определению напряжённо-деформированного состояния многослойных дорожных одежд" (далее - ОДМ 218.3.051-2015).

2. Управлению научно-технических исследований и информационного обеспечения (А.В. Бухтояров) в установленном порядке обеспечить издание ОДМ 218.3.051-2015 и направить его в подразделения и организации, указанные в пункте 1 настоящего распоряжения.

3. Контроль за исполнением настоящего распоряжения возложить на заместителя руководителя А.А. Костюка.

Руководитель

Р.В. Старовойт

Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.3.051-2015
"Рекомендации по определению напряжённо-деформированного состояния многослойных дорожных одежд"
(рекомендован распоряжением Федерального дорожного агентства от 4 декабря 2015 г. N 2333-р)

1 Область применения

Настоящий ОДМ устанавливает рекомендации по применению метода конечных элементов для расчёта многослойных дорожных одежд с использованием мульти дисциплинарных конечно-элементных комплексов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения.

ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования.

ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 25192-2012 Межгосударственный стандарт. Бетоны. Классификация и общие технические требования.

ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения.

ГОСТ 23558-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.

ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия.

СП 121.13330.2012 Свод правил. Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96.

3 Термины и определения

В настоящем ОДМ применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращения:

1 покрытие: Верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая непосредственно усилия от колес автомобилей и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

2 основание покрытия: Конструктивный слой дорожной одежды, расположенный под покрытием, и обеспечивающий совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на нижележащие дополнительные слои или грунт земляного полотна.

3 искусственное укрепленное основание: Основание покрытия, выполненное из обработанных вяжущим материалов, для которых нормировано расчетное сопротивление растяжению при изгибе.

4 искусственное неукрепленное основание: Слои между искусственным укрепленным основанием и грунтом земляного полотна, выполняющие морозозащитную, дренирующую и теплоизолирующую функции.

5 жесткое покрытие: Покрытие, выполненное из цементобетона, а также асфальтобетонное покрытие на цементобетонном основании.

6 предельное состояние: Состояние конструкции, при наступлении которого она становится неспособной сопротивляться внешним воздействиям или получает недопустимые по условиям эксплуатации повреждения.

7 нормативная нагрузка: Установленное нормами значение веса транспортного средства или его категории.

8 расчетная нагрузка: Нагрузка, учитывающая условия эксплуатации и конфигурацию транспортного средства или категории.

9 МКЭ: Метод конечных элементов.

10 КЭ: Конечный элемент

11 цементопесок: Песок, укреплённый цементом.

12 НДС: Напряженно-деформированное состояние.

4 Общие положения

До настоящего времени в практике отечественного проектирования расчеты конструкций дорожных одежд проводятся с использованием устаревших полуэмпирических нормативных методик. Эти методики в основном базируются на таких упрощённых способах определения напряжённо-деформированного состояния дорожных одежд, которые не позволяют рассмотреть особенности работы новых конструкций и материалов, неупругое и конструктивно и геометрически нелинейное поведение слоистых конструкций дорожных одежд при нестационарных температурных воздействиях и нагрузках. В то же время, задача создания новых прогрессивных технологий строительства дорог требует разработки новых методов расчетно-проектировочного анализа, основанных на компьютерных технологиях и современных методах механики, учитывающих сложный, физически и геометрически нелинейный характер решаемых задач, особенности работы многослойных конструкций дорог и циклический характер транспортных нагрузок. Исследования по применению метода конечных элементов (МКЭ) для расчета дорожных одежд, выполненные в МАДИ, показали эффективность этого метода для расчета дорожных покрытий, учета реальной работы оснований, особенностей конструкций продольных и поперечных швов и т.д. Данные исследования позволили выявить такие особенности поведения дорожных конструкций, которые не могли быть описаны существующими инженерными методиками.

Таким образом, в настоящее время существует необходимость разработки рекомендаций, которые обеспечат широкое применение МКЭ при расчётах и проектировании дорожных одежд.

Дорожные одежды являются сложной многослойной композитной конструкцией, включающей в себя слои материалов различной толщины, свойства которых могут быть как линейными, так и нелинейными. Воздействия на плиты дорожных покрытий могут включать в себя подвижную и неподвижную нагрузки, сезонные и суточные изменения температуры, осадки основания и т.д. В настоящее временя расчёт таких конструкций за рубежом выполняется либо с помощью проблемно-ориентированных КЭ пакетов, таких как, например ISLAB2000 [15], либо с использованием мульти дисциплинарных конечно-элементных и конечно-разностных комплексов, таких как ABAQUS, ANSYS, FLAC_3D и др. В России конечно-элементные комплексы для расчёта конструкций дорожных покрытий используются эпизодически, как правило, в рамках диссертационных работ для решения конкретных задач.

В рамках данной ОДМ даются рекомендации по разработке конечно-элементных моделей для расчёта многослойных дорожных покрытий с учётом упруго-пластических свойств основания, возможности отрыва плит покрытия от основания, усилении швов между плитами покрытия с помощью стальных штырей, стационарных и нестационарных температурных воздействиях и т.д. Эти рекомендации могут быть использованы при разработке конечно-элементных моделей дорожных одежд в любом мульти дисциплинарных конечно-элементном комплексе.

В основе ОДМ лежат исследования [5-8], в которых авторы ОДМ принимали непосредственное участие.

5 Выбор программного продукта для создания КЭ моделей многослойных дорожных одежд

Для исследования поведения жёстких дорожных покрытий при различных внешних воздействиях в настоящее время используются либо проблемно-ориентированные КЭ пакеты, такие например, как ISLAB2000, EverFE 2.23. и другие, либо мультидисциплинарные КЭ пакеты, такие как "ABAQUS", "ANSYS", "MSC.Nastran", "MSC.Marc" и другие.

Проблемно ориентированные пакеты, созданные с целью охватить как можно больше видов воздействий на дорожное покрытие, грешат избыточным упрощением расчётной схемы конструкции.

Так, например:

- в них рассматриваются, как правило, только стационарные процессы теплообмена;

- радиационный и конвективный теплообмен с окружающей средой учитывается с помощью эмпирических формул и сводится к заданию температуры на поверхности покрытия;

- распределение температуры по толщине дорожной одежды принимается, как правило, линейным, тогда как экспериментальные данные свидетельствуют о том, что оно может быть существенно нелинейным;

- не учитывается возможность отрыва цементобетонного покрытия от основания, что является одним из главных факторов при расчёте покрытия на продольную устойчивость.

Этих и многих других недостатков лишены мультидисциплинарные КЭ комплексы.

Таким образом, для создания конечно-элементных моделей многослойного дорожного покрытия, позволяющих учесть процессы его взаимодействия с окружающей средой, а также с транспортными нагрузками, в большей степени подходят мультидисциплинарные КЭ пакеты программ.

Учитывая то, что наиболее популярные в мире мультидисциплинарные КЭ пакеты "ABAQUS", "ANSYS" и "MSC.MARC" по своим возможностям не имеют принципиальных отличий, для расчётов многослойных дорожных одежд может быть использован любой из них.

В США и Канаде для расчёта конструкций дорожных одежд чаще используют пакет "ABAQUS", в России - пакеты "ANSYS" или "MSC.MARC"

6 Конечно-элементные модели для расчёта плиты жёсткого дорожного покрытия


Возврат к списку

(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости