Влияние дисперсного армирования на стойкость асфальтобетонов к пластическому колееобразованию

Одним из способов повышения стойкости асфальтобетонов к пластическому колееобразованию является дисперсное армирование – введение в их состав различных фиброволокон. Существующими методиками проектирования составов фиброасфальтобетонных смесей определен рекомендуемый диапазон варьирования дозировок данных волокон, при этом их оптимальное процентное содержание устанавливается экспериментально в лабораторных условиях путем проведения серий итерационных подборов и испытаний. Указанные мероприятия выполняются преимущественно последовательно, что приводит к значительным временным и финансовыми затратам. Сокращение данных затрат может быть достигнуто путем совершенствования существующей методики проектирования фиброасфальтобетонных смесей – установления функциональных зависимостей, позволяющих определять оптимальное процентное содержание фиброволокон расчетным путем.

В работе поставлен и проведен лабораторный эксперимент по моделированию процессов пластического колееобразования на асфальтобетонных покрытиях с целью определения эмпирических зависимостей средней глубины колеи от процентного содержания полиакрилонитрильных волокон в составе асфальтобетонных смесей и сдвиговой устойчивости битумного вяжущего, входящего в состав этих смесей. Эксперимент состоял из отдельных опытов, каждый из которых заключался в подготовке образцов асфальтобетонных смесей с использованием битумных вяжущих материалов, имеющих различные значения сдвиговой устойчивости, которые определены при максимальной расчетной температуре слоя покрытия для исследуемого региона, и варьированием содержания полиакрилонитрильных волокон. Подготовленные образцы подвергались циклическим нагрузочным воздействиям на специализированной установке моделирования прокатывания нагруженного колеса.

В результате экспериментов определены значения параметра, характеризующего стойкость асфальтобетонов к пластическому колееобразованию, – средней глубины колеи. В итоге установлена функциональная зависимость изменения средней глубины колеи от содержания полиакрилонитрильных волокон и сдвиговой устойчивости битумного вяжущего. Полученные результаты исследования позволяют, при известном значении сдвиговой устойчивости битумного вяжущего, рассчитать оптимальное содержание полиакрилонитрильных волокон для достижения требуемого значения средней глубины колеи в асфальтобетоне.

1. Конорева О. В., Муравьев Ю. А. Анализ современных методов повышения устойчивости асфальтобетонных покрытий к колееобразованию // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4 (43). С. 136. EDN VYBWGI.

2. Mijoski G. Rut appearance on pavement surface and measurements on motorway A-4 in Macedonia // International Scientific Conference People, Buildings and Environment. Kromeriz, Czech Republic, 2014. P. 296–305.

3. Костельнов М. П., Перевалов В. П., Пахаренко Д. В. Практика борьбы с колеейностью асфальтобетонных покрытий может быть успешной // Дорожная техника. 2011. № 2. С. 54–70.

4. Стойкость асфальтобетонов к образованию пластической колеи в зависимости от сдвиговой устойчивости вяжущих материалов / Ю. А. Цибариус, А. Л. Ланис, А. Н. Бердюгин, М. А. Разуваев // Мир транспорта. 2024. Т. 22, № 2 (111). С. 34–39. DOI 10.30932/1992-3252-2024-22-2-4. EDN BUILED.

5. Evaluation of the Rutting Performance of the Field Specimen Using the Hamburg Wheel-Tracking Test and Dynamic Modulus Test / D. Xiongwei, J. Yanshun, W. Shaoquan, G. Ying // Advances in Civil Engineering. 2020. Vol. 1. P. 1–15.

6. Ziari H., Shirini B., Imaninasab R. Rutting evaluation of rubberized and SBS modified porous asphalt mixtures // Engineering Solid Mechanics. 2015. Vol. 3. P. 253–262.

7. О модификации битумов и асфальтобетонных смесей для повышения сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог / Т. И. Левкович, А. И. Беляков, А. Е. Билько, А. С. Тищенко // Приволжский научный вестник. 2016. № 1 (53). С. 48–53. EDN VJLTHR.

8. Кирюхин Г. Н. Сдвигоустойчивость щебеночно-мастичного асфальтобетона // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2008. № 40. С. 76–79. EDN NUZDXF.

9. Чернов С. А., Чирва Д. В., Леконцев Е. В. Влияние полимерно-битумного вяжущего на процессы колее образования в верхних слоях покрытий автомобильных дорог // Науковедение. 2012. № 4 (13). С. 226. EDN PVXHPX.

10. Игнатов Н. Д. О целесообразности и направлении исследований использования фиброволокон при проектировании составов асфальтобетонных смесей // Политранспортные системы : материалы XIII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Новосибирск, 24–25 октября 2024 г. Новосибирск : Сибирский государственный университет путей сообщения, 2024. С. 36–39. EDN LRIJJX.