температурные режимы работы

УДК 625.855.3
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ
АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Канд. техн. наук Г.Н. Кирюхин
(ООО «Институт Дорожных Покрытий»)
Конт. информация: 8 (903) 233-51-33;
[email protected]
Статья посвящена уточнению температурных режимов работы асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог с целью совершенствования расчета дорожных одежд.
Ключевые слова: автомобильная дорога, дорожная одежда, покрытие,
температура асфальтобетона, частотное распределение, амплитуды.
Напряженно-деформированное состояние и сроки службы асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог зависят от температуры. Однако при проектировании и расчете нежестких дорожных одежд
по критериям прочности, ориентированным на неблагоприятные условия эксплуатации [1], не учитывается в должной степени реологическое
состояние асфальтобетона. Поэтому уточнение зависимости температуры асфальтобетона от условий эксплуатации является в настоящее время актуальным [2].
Как известно, температура асфальтобетонного покрытия является
функцией температуры воздуха, при этом она существенно зависит от
солнечной радиации, хода температур в грунте земляного полотна и от
многих других факторов. Натурные наблюдения за ходом температур на
стационарных станциях однозначно показали, что в зимнее время асфальтобетонное покрытие сохраняет более высокую температуру, чем
минимальная температура окружающего воздуха. Например, во II дорожно-климатической зоне при средней суточной температуре воздуха
минус 28,8 °С температура асфальтобетонного покрытия вблизи поверхности (на глубине 1,5 см) составляла по данным измерений [3] минус 16 °С. Другими словами, минимальная температура асфальтобетонного покрытия оказалась почти на 13 °С выше минимальной температуры наружного воздуха. При этом вполне очевидно, что чем резче происходит понижение температуры воздуха, тем выше будет разница между
температурами покрытия и воздуха из-за тепловой инерции дорожной
конструкции.
309
По данным Я.Н. Ковалева [4], минимальная температура асфальтобетонного покрытия определяется по формуле:
где
Тп
0,7Т
,
(1)
Тп – расчетная минимальная температура поверхности асфальтобетонного покрытия, °С;
Т
– минимальная температура наружного воздуха, °С.
В летний период зависимость температуры асфальтобетонного
покрытия от температуры окружающего воздуха будет другая, причем
влияние дополнительного нагревания асфальтобетона лучами солнца
станет значительно выше. Суточные колебания температуры покрытия
летом также более резкие, чем зимой.
Зависимость температуры покрытия от температуры окружающего воздуха обосновывается теоретически исходя из уравнения теплового баланса. Для определения максимальных температур дорожных и
аэродромных покрытий, согласно Я.Н. Ковалеву [4] и Л.И. Горецкому
[5], можно применить следующую формулу:
где
Тп
Тв
Тэкв ,
(2)
Тп – температура покрытия, °С;
Тв – температура воздуха, °С;
Тэкв – эквивалентная температура, °С.
Эквивалентная температура является своего рода прибавкой,
обусловленной дополнительным нагревом покрытия солнечными
лучами:
Тэкв
1
где
А ∙
п
,
(3)
А – альбедо поверхности покрытия, характеризующее ее отражательную способность*;
J – интенсивность солнечного облучения, вт/м2;
αп – коэффициент теплоотдачи, определяемый отношением
плотности теплового потока, отдаваемого поверхностью, к разности
температур между поверхностью и прилегающей средой, вт/(м2·град).
*Истинное или плоское альбедо — коэффициент диффузного отражения,
т.е. отношение светового потока, рассеянного плоским элементом поверхности во
всех направлениях, к потоку, падающему на этот элемент.
310
Значения максимальных и минимальных температур асфальтобетонного покрытия обычно используются при выборе марки и обосновании температур испытания битумного вяжущего. Условно принято считать, что показатель теплостойкости вяжущего должен соответствовать
максимальной температуре асфальтобетонного покрытия. Однако нужно отметить, что параметры формулы (3) изменяются в широких пределах в зависимости от реально действующих погодно-климатических,
ландшафтных, теплофизических, конструктивных и других факторов,
но которыми в расчетах можно пренебречь [2,6,7].
Температуры испытания, соответствующие минимальной и максимальной температуре покрытия в рассматриваемом регионе строительства, определяют требуемую марку битумного вяжущего при использовании метода «Superpave» [6]. При этом требования к показателям деформативности и вязкоупругим свойствам вяжущего остаются
постоянными, а изменяется температурный диапазон, в котором эти
требования должны выполняться.
При разработке метода «Superpave» США проводились натурные
исследования в регионах с различным климатом для определения расчетных температур асфальтобетонных покрытий. Большой объем измерений температуры поверхности асфальтобетонных покрытий при пониженных температурах окружающего воздуха выполнен на территории
Канады [8]. В результате обработки данных измерений была подтверждена зависимость Робертсона (1987 г.), связывающая минимальную
температуру поверхности асфальтобетонного покрытия и минимальную
температуру окружающего воздуха:
Тп
где
°С;
Тп
0,859Т
1,7 ,
(4)
– минимальная температура асфальтобетонного покрытия,
Т
– минимальная температура воздуха в среднем году, установленная на основе метеорологических данных, °С.
В настоящее время данная корреляционная зависимость является
наиболее обоснованной экспериментально, поэтому она рекомендуется
для расчета минимальной температуры асфальтобетонных покрытий в
любых регионах.
311
Максимальная температура асфальтобетонного покрытия, согласно методу «Superpave», рассчитывается на глубине 2 см исходя из
средней температуры воздуха наиболее теплого семидневного периода.
При этом для каждого года наблюдений за ходом температур воздуха
устанавливается наиболее жаркий семидневный период и вычисляется
средняя максимальная температура для этого периода. Считается, что
средняя температура наиболее теплой семидневки является оптимальной для определения высокотемпературных свойств асфальтобетонных
покрытий.
Исходя из теплового баланса, приняв в расчетах постоянные значения для солнечной абсорбции (0,90), радиационного излучения через
воздух (0,81), атмосферной радиации (0,70) и скорости ветра (4,5 м/с)
[6], было предложено следующее уравнение для определения высокой
расчетной температуры покрытия:


T 2мах  0 ,9545  Т в7  0 ,00618 Ш 2  0 ,2289 Ш  42 ,2  17 ,18 , (5)
где
– максимальная расчетная температура покрытия на глубине 2 см, °С;
в – семидневная средняя максимальная температура воздуха,
°С;
Ш – географическая широта расположения объекта в градусах.
Таким образом, методом «Superpave» регламентируется расчетная максимальная температура покрытия для верхнего слоя на глубине
2 см от поверхности и низкая расчетная температура на поверхности
покрытия. При этом проектировщик вправе применять не только наиболее вероятные (средние) величины высоких и низких температур, соответствующие 50 %-ной надежности. В зависимости от заданной степени
риска в качестве расчетных температур покрытия могут приниматься и
менее вероятные значения. Надежность в методе «Superpave» представляет собой выраженную в процентах вероятность того, что фактическая
температура (однодневная низкая или семидневная средняя высокая) не
будет выходить за пределы расчетных температур. Поэтому при проектировании можно задать любую степень надежности минимальной и
максимальной расчетной температуры покрытия, как это показано на
рис. 1.
312
Рис. 1. Пример определения расчетных температур покрытия
для выбора марки битумного вяжущего:
– средние значения температур;
– средние квадратические отклонения
На представленном графике более высокая надежность в процентах означает меньший риск. Например, чтобы повысить надежность выбора необходимой марки битума для рассматриваемого региона с 50 %
до 98 % необходимо снизить низкую расчетную температуру покрытия
на 6 °С и повысить максимальную расчетную температуру на 4 °С. Исходные же предпосылки при этом остаются неизменными – это метеорологические данные, зафиксированные на ближайшей метеостанции в
предшествующие годы за период не менее 20 лет.
Для снижения риска на участках торможения рекомендуется
применять битумные вяжущие более высокой марки по теплостойкости.
Отсюда следует, что метод «Superpave» является приближенным и достаточно условным, поэтому должен постоянно корректироваться по
мере получения новых данных натурных наблюдений за работоспособностью асфальтобетонных покрытий.
Тем не менее, зарубежные результаты исследований представляют интерес и для условий России. В частности, рекомендуется адаптировать методику определения минимальной расчетной температуры асфальтобетона, так как отечественных экспериментальных исследований
по данному вопросу крайне мало. Для сравнения на рис. 2 приведены
известные зависимости минимальной температуры асфальтобетонного
покрытия от отрицательной температуры окружающего воздуха.
313
Рис. 2. Зависимости минимальной температуры
асфальтобетонного покрытия от отрицательной
температуры окружающего воздуха:
1 – по Я.Н. Ковалеву [4];
2 – по методу «Superpave» [6];
3 – по ОДМ 218.2.003-2007 [7]
Зависимость (4), представленная на рис. 2, занимает промежуточное положение и является предпочтительной по причине большей
степени обоснованности минимальной расчетной температуры асфальтобетонного покрытия. Однако ее нужно адаптировать к СП СНиП 2301-99 [9], в котором отсутствуют нормы минимальной температуры
воздуха в среднем году, но приведены нормы других минимальных
температур наружного воздуха, полученные на основании статистической обработки метеорологических наблюдений не менее чем за 50 лет.
На рис. 3 приведены кривые нормального распределения температур наружного воздуха для Московского региона, на основании которых можно заключить, что минимальная температура в среднем году
примерно равна температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98. Поэтому в формуле (4) при определении минимальной
расчетной температуры асфальтобетонного покрытия можно ориентироваться на минимальную температуру воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98.
314
0,1
1
0,08
2
0,06
0,04
0,02
0
-50
-40
-30
-20
-10
%
ŠемCе!=23!= "%ƒд3.=, q
0
Рис. 3. Плотности распределений минимальной температуры
воздуха (1) и температуры наружного воздуха наиболее холодной
пятидневки (2)
Что касается максимальных температур асфальтобетонных покрытий, то их определению на территории бывшего СССР посвящены
труды многих исследователей. Экспериментальные данные, связывающие температуру поверхности асфальтобетонных покрытий и температуру окружающего воздуха, приведены в работах Я.Н. Ковалева [4],
Б.И. Ладыгина [10], Н.В. Матлакова [11], В.И. Страгиса [12],
А.М. Алиева [13], М.Г. Бабаева [14], Э.А. Мусаеляна [15] и др. Анализ
результатов этих исследований показывает, что температура покрытия
находится, как правило, в пропорциональной зависимости от температуры окружающего воздуха. Например, по данным проф.
Б.И. Ладыгина, температуру покрытия можно определить в зависимости
от температуры воздуха по формуле:
где
Тп
1,3Тв
7,
(6)
ТП – температура покрытия, С;
ТВ – температура воздуха, С.
Однако формула (6) не является универсальной. Различия региональных, атмосферных и других условий приводят к существенному
разбросу экспериментальных данных и отклонению от установленной
зависимости (рис. 4).
315
Рис. 4. Влияние температуры окружающего воздуха на температуру
асфальтобетонных покрытий:
1 – обобщенная линия тренда;
2 – зависимость Б.И. Ладыгина [10]
Аппроксимация экспериментальных данных на рис. 4 представлена в виде плавной кривой третьего порядка под номером 1. Эта кривая в большей степени приближена к экспериментальным значениям
температур по сравнению с прямой линией 2, соответствующей зависимости (6). Поэтому обобщенная корреляционная кривая 1 учитывалась
при определении максимальной возможной температуры асфальтобетонного покрытия в зависимости от абсолютной максимальной температуры воздуха:
где
= − 0,0306Тмах + 3,8071Тмах − 39 ,
Тмах
п
(7)
максимальная температура асфальтобетонного покрытия,
°С;
абсолютный максимум температуры воздуха, зарегистрированный в рассматриваемом регионе, °С.
Вычисляемая максимальная температура асфальтобетонного покрытия, как и соответствующий абсолютный максимум температуры
воздуха, характеризуются обеспеченностью 1, т.е. вероятность их
наблюдения в течение срока службы дорожного покрытия практически
равна нулю. Тем не менее, максимально возможная температура ас316
фальтобетонного покрытия (7) была принята за точку отсчета в расчетах
интегральной остаточной деформации при прогнозировании колеи пластичности [16].
При оценке и нормировании сдвигоустойчивости асфальтобетона
закономерно возникает вопрос правильности выбора максимальной
расчетной температуры как наиболее опасной из условия образования
колеи [17]. Максимальную температуру асфальтобетон может иметь в
сутки лишь несколько часов, в течение которых по покрытию проходит
небольшая часть расчетных автомобилей. При более низкой температуре, действующей намного дольше, чем максимальная температура, проходит гораздо большее количество расчетных автомобилей. Поэтому
продолжительность максимальной расчетной температуры в сочетании
со временем и характером действия транспортных нагрузок является
основным фактором, влияющим на сдвигоустойчивость асфальтобетонного покрытия. В качестве примера на основании данных [15] показана
продолжительность действия в течение суток различных расчетных
максимальных температур покрытия на дороге Таджикистана в зависимости от температуры воздуха (рис. 5).
12
T п,оС
50
55
60
65
70
Время, ч
10
8
6
4
2
0
25
30
35
40
45
о
Температура воздуха, С
Рис. 5. Продолжительность действия различных расчетных
температур покрытия в течение 1 суток
317
Оказывается, что снижение значения максимальной температуры
покрытия на 2-3 °С при заданной температуре окружающего воздуха
эквивалентно увеличению времени ее действия примерно на 2 ч. Соответственно, это дополнительное время следует рассматривать в плане
увеличения времени действия нагрузки на асфальтобетон при максимальной расчетной температуре, так как при этом снижается сопротивление сдвигу, зависящее, в свою очередь, не только от температуры, но
и от времени нагружения.
Необходимо отметить, что величины максимальной расчетной
температуры асфальтобетонного покрытия могут существенно различаться в зависимости от принятого метода приведения. Например, в рекомендациях [18,19] величины максимальных расчетных температур,
приведенные к долговременной прочности асфальтобетона, приняты
гораздо более низкими, так как распространяются на длительный период эксплуатации покрытия.
В последнее время предлагаются более совершенные методы
расчета асфальтобетонных покрытий, основанные на прогнозировании
накопления усталостных микротрещин и необратимой пластической
деформации от действия циклических транспортных нагрузок. Эти методы позволяют точнее учитывать весь температурный диапазон работы
асфальтобетона в покрытии. Поэтому кроме максимальных и минимальных расчетных температур, действующих на покрытие в течение
ограниченного периода времени, необходимо принимать во внимание
частотное распределение температуры асфальтобетона в диапазоне
между ними.
Чтобы рассчитать вероятность реально действующих температур
покрытия при наличии статистической выборки температур воздуха в
заданном регионе необходимо определить эквивалентную температуру
покрытия в соответствии с (2). Приведенные выше зависимости температуры покрытия от температуры воздуха для зимы и лета различаются
между собой. В течение 1 суток эквивалентная температура также изменяется. Например, было установлено, что для летнего периода
наблюдений в условиях г. Омска средняя минимальная эквивалентная
температура в суточном цикле составила 6 °С, тогда как в 15 ч дня максимальная эквивалентная температура равнялась 19 °С [11].
В результате обобщения данных наблюдений установлена корреляционная зависимость эквивалентной температуры от температуры
воздуха (рис. 6).
318
Эквивалентная
температура, оС
30
y = 8E-05x3 + 0,008x2 + 0,09x + 3,2
25
20
15
10
5
0
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
Температура воздуха, оС
Рис. 6. Зависимость эквивалентной температуры
асфальтобетонного покрытия от температуры
окружающего воздуха
Температура покрытия, оС
Однако более точно расчетная температура поверхности асфальтобетонного покрытия может быть определена в зависимости от температуры окружающего воздуха в виде ломаной линии, проведенной через
3 точки, которые соответствуют максимальной, минимальной и средней
годовой температурам воздуха (рис. 7).
80
60
40
20
0
-20
-40
-40
-20
0
Температура воздуха,
20
40
оС
Рис. 7. Зависимость расчетной температуры поверхности
асфальтобетонного покрытия от температуры
окружающего воздуха
В этом случае максимальная температура поверхности асфальтобетонного покрытия определяется по зависимости (7). Температура по319
крытия при переходе температуры воздуха через 0 °С должна быть принята равной средней годовой температуре воздуха. При отрицательных
температурах воздуха температуру поверхности асфальтобетонного покрытия можно вычислять по преобразованной зависимости Робертсона
(4). В результате температура поверхности асфальтобетонного покрытия Тп устанавливается в зависимости от температуры окружающего
воздуха Тв по следующей зависимости:
Тв
Тв
0:Тп
0:Тп
Тсг
в ;
0,859Тв
Тсг
в
Тв
Тмах
Тсг
п
в
Тмах
где
(8)
,
Тсг
в – средняя годовая температура воздуха в регионе, °С;
Тмах – абсолютная максимальная температура воздуха, °С;
Тмах
– максимальная температура на поверхности асфальтобеп
тонного покрытия, °С.
Время действия и вероятность температуры дорожного покрытия
можно установить на основании результатов многолетних наблюдений
метеорологической станции за изменением температур воздуха или же
по данным непрерывных замеров температуры покрытия как на его поверхности, так и по толщине слоя. Метод определения вероятности температур приведен в [20]. Частотное распределение температуры при
этом характеризуется отношением времени эксплуатации покрытия при
заданной температуре к общему расчетному сроку службы асфальтобетонного покрытия.
р
,
(9)
где
– вероятность температуры асфальтобетонного покрытия;
– время работы асфальтобетона при температуре Т, ч;
р – расчетный срок службы покрытия, ч.
При наличии цифровой информации о температурах воздуха на
высоте 2 м, которая фиксируется метеостанциями через каждые 3 ч,
можно вычислить соответствующую температуру покрытия (8), а затем
построить частотную диаграмму распределения температур за наблюдаемый промежуток времени. В качестве примера на рис. 8 приведена
диаграмма частотного распределения температуры покрытия в 2010 г.,
320
построенная по данным метеостанции ВВЦ (ранее ВДНХ – Выставка
достижений народного хозяйства) в г. Москве.
0,03
Частота, Р(Тп)
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
-20 -15 -10 -5 0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Температура поверхности покрытия, Тп , оС
Рис. 8. Диаграмма частотного распределения температуры
покрытия в 2010 г. (по данным метеостанции ВВЦ, г. Москва)
К сожалению, статистические данные о непрерывном ходе температуры воздуха пока еще труднодоступны, а систематические наблюдения за температурными режимами работы асфальтобетонных покрытий на территории России практически не проводились. Поэтому в первом приближении можно аппроксимировать частотное распределение
плотности температур покрытия трапецией, площадь которой равна 1.
Подобный подход был реализован в методе оценки устойчивости асфальтобетона к образованию колеи пластичности [16].
Частотность температур во всех слоях асфальтобетона учитывается также в нормах Германии (RDO Asphalt 09) [21]. В соответствии с
комплексом климатических характеристик территория Германии поделена на 4 зоны, в которых температура на поверхности асфальтобетонных покрытий изменяется в пределах от минус 15 до плюс 50 °С. В качестве примера на рис. 9 приведено статистическое распределение температур поверхности асфальтобетонного покрытия в течение среднего
года эксплуатации по данным Кайзера (2007 г.), которое соответствует 3
зоне.
321
Относительная частотность, %
20
17,8
17,6
18
16
14,7
13,8
12,8
14
12
10
8,1
8
5,1
6
3,8
4
2
2,3
2,8
0,6
0,3
0,3
0
Температура поверхности покрытия, оС
Рис. 9. Частотное распределение температуры поверхности
асфальтобетонного покрытия для 3 климатической
зоны Германии
Данное статистическое распределение температур поверхности
асфальтобетона применяется в расчетах при отсутствии более точных
наблюдений за температурным режимом работы асфальтобетонного покрытия в фактических условиях эксплуатации.
Температуру асфальтобетона в конструктивном слое, расположенном на различной глубине от поверхности покрытия, принято устанавливать теоретическим или эмпирическим путем. В первом случае
применяется известный теплотехнический расчет, предложенный
Л.И. Горецким [5], который нашел отражение в Методических рекомендациях по проектированию жестких дорожных одежд [22]. Во втором
случае применяют эмпирические зависимости на основании регулярных
измерений температуры асфальтобетона по глубине слоя, как это принято в немецких нормах RDO Asphalt 09 [21].
В теплотехническом расчете температуру покрытия и скорость ее
изменения задают в виде непрерывной гармонической функции во времени. Тогда амплитуда колебания температуры будет снижаться по мере заглубления относительно поверхности покрытия. В районе подошвы
покрытия или на глубине
ее можно вычислить по следующей зависимости:
322
,
п
(10)
где
– амплитуда температуры в зоне подошвы асфальтобетонного
покрытия, °С;
п – амплитуда температуры на поверхности покрытия, °С;
– толщина покрытия, м;
– коэффициент температуропроводности асфальтобетона,
0,002 м2/ч;
– круговая частота колебаний температуры (для суточных
0,26 рад/ч, а для годовых – 0,00071726 рад/ч) [22].
Вследствие увеличения глубины залегания асфальтобетона максимальная расчетная температура (7) будет снижаться, а минимальная
температура (4), наоборот, увеличиваться на величину разности амплитуд в соответствии с зависимостью:
∆
п
1
,
(11)
где
см. условные обозначения к (10).
Амплитуда колебания температуры асфальтобетона на поверхности покрытия может быть задана по перепадам температуры воздуха
исходя из норм [9]. В этом случае суточные перепады температуры задаются по средним суточным амплитудам температуры воздуха наиболее холодного и наиболее теплого месяца года. Дифференцированный
учет амплитуд колебания температур необходим при определении температурных напряжений в асфальтобетонных покрытиях.
Для оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона перепад температуры на поверхности покрытия в течение 1 суток можно принять по
табл. п. 4.11 методических рекомендаций [22], в зависимости от расположения автомобильной дороги на территории Российской Федерации.
В нормах Германии [21] принято определять температуру асфальтобетонного слоя на глубине h в зависимости от температуры на
поверхности покрытия по следующему эмпирическому уравнению:
∙
где
0,01
1,0
п
,
(12)
– температура асфальтобетона на глубине h, °С;
– глубина под поверхностью покрытия, мм;
п – температура поверхности асфальтобетонного покрытия, °С;
– параметр, зависящий от (табл. 1).
323
Таблица 1
Температура
поверхности
асфальтобетонного
покрытия
Параметр
<-10
<-5
<0
<5
<10
<15
<20
6,5
4,5
2,5
0,7
0,1
0,3
0,4
<25
<30
<35
<40
<45
>45
-1,6
-4,0
-6,2
-8,5
-10,5
-12,0
Температура
поверхности
асфальтобетонного
покрытия
Параметр
Проведенные расчеты изменения температуры асфальтобетона в
зависимости от глубины слоя с помощью теоретической и эмпирической зависимостей показали их удовлетворительную сходимость.
Наглядно это показано на рис. 10 по результатам оценки расчетной
температуры асфальтобетона на глубине 10 см от поверхности покрытия для климатических условий г. Москвы.
Температура на глубине
10 см, оС
50
40
30
2
20
1
10
0
-10
-20
-20
-10
0
10
20
30
40
Температура поверхности, оС
50
Рис. 10. Сравнение оценок распределения температуры
асфальтобетона по толщине покрытия двумя методами:
1 – теоретическая зависимость для условий г. Москвы;
2 – значения, вычисленные по эмпирической зависимости (12) [21]
324
Тем не менее, предпочтение следует отдавать, по всей видимости, теоретическому методу как более универсальному, так как он позволяет учитывать региональные условия и теплотехнические свойства
применяемого асфальтобетона.
Необходимо также отметить, что приведенные выкладки применимы только к покрытиям, расположенным над земляным полотном.
Применительно к мостам и путепроводам распределение температуры
по толщине асфальтобетонного покрытия будет другим [22], что также
можно установить с помощью теплотехнического расчета.
ВЫВОДЫ
Таким образом, на основании литературных данных обоснованы
расчетные зависимости для определения температуры асфальтобетона в
дорожной конструкции.
В качестве исходных данных принимается следующее:
 средняя годовая температура воздуха для конкретной местности;
 абсолютная максимальная температура воздуха;
 температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98, примерно соответствующая минимальной температуре в среднем году;
 средняя суточная амплитуда температуры наиболее холодного
месяца;
 средняя суточная амплитуда температуры наиболее теплого месяца года.
Кроме этого, для определения времени воздействия заданной
температуры на дорожную конструкцию рекомендуется определять частотное распределение температуры воздуха на основании данных ближайшей метеостанции за период не менее 5 лет.
Выходными параметрами в модуле воздействия климатических
факторов на дорожную конструкцию являются температура асфальтобетона в зависимости от глубины его расположения под поверхностью
покрытия, а также вероятности и средние скорости изменения температур асфальтобетона за весь период эксплуатации дорожного покрытия.
Л И Т Е Р А Т У РА
1.
2.
ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд
/ Росавтодор. – М., 2001.
Телтаев Б.Б. Учет климатических условий эксплуатации при выборе битума для асфальтобетонных смесей / Б.Б. Телтаев,
325
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Е.В. Каганович, Т.Т. Измайлова // Наука и техника в дорожной
отрасли. – М., 2008. – № 2. – С. 17-20.
Бельковский С.В. Работа оснований асфальтобетонных покрытий в зимних условиях / С.В. Бельковский // Проектирование
грунтовых оснований усовершенствованных покрытий с учетом
их работы в зимних условиях. – М.: Дориздат, 1953. – С. 53-114.
Ковалев Я.Н. Дорожно-климатическое районирование территории БССР для строительства асфальтобетонных покрытий /
Я.Н. Ковалев // Применение местных материалов в дорожном
строительстве БССР: сб. статей. – М.: Транспорт, 1966. –
С. 64-71.
Горецкий Л.И. Теория и расчет цементобетонных покрытий на
температурные воздействия / Л.И. Горецкий. – М.: Транспорт,
1965. – 284 с.
Superpave Performance Graded Asphalt Binder Specification and
Testing / Asphalt Institute Superpave. – 1997. – Series No 1 (SP-1). –
67 p.
ОДМ 218.2.003-2007. Рекомендации по использованию полимерно-битумных вяжущих материалов на основе блоксополимеров
типа СБС при строительстве и реконструкции автомобильных
дорог / Росавтодор. – М., 2007.
Determining the Winter Design Temperature for Asphalt Pavements /
Transportation Association of Canada. – Research Report. – 1997.
СП 131.13330.2012. Строительная климатология (актуализированная версия СНиП 23-01-99* / Министерство регионального развития Российской Федерации. – Утв. 30.06.2012; введ. в действие
01.01.2013.
10. Ладыгин Б.И. Основы прочности и долговечности дорожных
бетонов / Б.И. Ладыгин / МВСС и ПО БССР. – Минск: 1963. –
127 с.
11. Матлаков Н.В. Исследование температурного режима асфальтобетонных покрытий в условиях Западной Сибири / Н.В.
Матлаков // Труды Союздорнии. – М.: СоюздорНИИ. 1971. – № 44.
– С. 18-29.
12. Страгис В.И. Обоснование требований к сдвигоустойчивости
асфальтобетона применительно к местным условиям Литовской ССР: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 /
В.И. Страгис; Каунасский политехнический институт. –
Каунас, 1974. – 30 с.
326
13. Алиев А.М. Асфальтобетон в условиях жаркого климата /
А.М. Алиев. – Баку: Азербайджанское государственное издательство, 1980. – 111 с.
14. Бабаев М.Г. Асфальтовые материалы в условиях жаркого климата / М.Г. Бабаев. – Л.: Стройиздат, 1984. – 189 с.
15. Мусаелян Э.А. Особенности работы асфальтобетонных покрытий на различных высотах горных дорог: дис.… канд. техн.
наук: 05.23.11 / Мусаелян Эдуард Абгарович; СоюздорНИИ – М.,
1992. – 223 с.
16. СТО-ГК «Трансстрой» 007-2007. Асфальтобетон. Метод оценки устойчивости к образованию колеи пластичности. – М., 2007.
17. Махмудов Я. Исследование прочности и деформационной устойчивости асфальтобетонных покрытий при высоких температурах в условиях сухого и жаркого климата Узбекской ССР: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.22.10 / Махмудов Якуб; МАДИ. –
М., 1973. – 28 с.
18. Старков Г.Б. Оценка и обеспечение сдвигоустойчивости асфальтобетона в дорожных покрытиях с учетом условий их эксплуатации: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / Старков
Глеб Борисович; СоюздорНИИ, Омский филиал. – Омск, 1994. –
24 с.
19. Методические рекомендации по оценке сдвигоустойчивости асфальтобетона / Росавтодор. – М., 2002.
20. Kiryukhin G.N. Designing of asphalt pavements on the ultimately
permissible irreversible deformation / G.N. Kiryukhin // Proceedings
of 24th International Baltic Road Conference. – Riga. – 2000. –
August. – P. 67-75.
21. RDO Asphalt 09 - Richtlinien Fuer Die Rechnerische Dimensionierung Des Oberbaus Von Verkehrsflaechen Mit Asphaltdeckschicht.
(Указания по расчету дорожной одежды с асфальтобетонным
покрытием) / FGSV. – 2009. – 498 S.
22. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд (взамен ВСН 197-91) / Росавтодор. – М., 2004.
23. Овчинников И.И. Моделирование напряженно-деформированного
состояния многослойных конструкций при совместном действии
нагрузки, температуры и агрессивной среды применительно к
дорожным покрытиям на мостовых сооружениях /
И.И. Овчинников, И.Г. Овчинников, Е.В. Зинченко // Дороги и мосты: сб. статей / ФГУП «РОСДОРНИИ». – М., 2012. – № 2 (28).
– С. 134-150.
327
............................................................................................................................
OPERATING TEMPERATURE RANGES OF
ASPHALT ROAD PAVEMENT SURFACINGS
Ph. D. (Tech.) G.N. Kiryukhin
(LLC «Road Pavements Institute»)
Contact information: 8 (903) 233-51-33;
[email protected]
The article is devoted to operating temperature ranges specification
of asphalt surfacings in order to improve road pavement design.
Key words: road, pavement, surfacing, asphalt temperature, frequency distribution, amplitude.
Рецензент: канд. техн. наук Л.А. Горелышева (ФГУП «РОСДОРНИИ»).
Статья поступила в редакцию 02.09.2013 г.
328