Методическое пособие 789

Научный журнал строительства и архитектуры

тельный доход, полученный в результате внедрения энергосберегающих мероприятий. Срок окупаемости затрат, определенный с учетом капитализации, может быть рассчи-

тан по формуле:

Индекс доходности с учетом капитализации определяется по формуле:

Для оценки экономической эффективности проектов по энергетической модернизации объектов МКД выбраны следующие показатели:

1) без учета фактора времени:

-совокупные затраты на комплексную энергетическую модернизацию дома;

-доход за счет экономии энергоресурсов за отопительный сезон при уменьшении теплопотерь после проведения работ по комплексной энергетической модернизации;

-доход за счет экономии энергоресурсов при уменьшении теплопотерь после проведения работ по комплексной энергетической модернизации за срок эксплуатации мероприятий по энергосбережению;

-прибыль от энергетической модернизации за период эксплуатации мероприятий по энергосбережению;

-индекс доходности;

-срок окупаемости затрат;

2) с учетом фактора времени:

-чистая приведенная стоимость NPV;

-внутренняя норма доходности IRR;

-срок окупаемости затрат с учетом дисконтирования DPP;

-индекс доходности с учетом дисконтирования РI;

-совокупный капитализированный доход от сокращения теплопотерь при отоплении дома после тепловой санации;

-капитализированная прибыль;

-индекс доходности с учетом капитализации;

-срок окупаемости затрат на энергетическую модернизацию с учетом капитализации. Вложение средств в энергосберегающие проекты является необходимой предпосылкой

эффективного развития большинства энергосберегающих проектов.

Выводы. В условиях роста стоимости энергоносителей и значительной энергоемкости современных производств остро стоит проблема энергосбережения и выбора приоритетных направлений инвестирования в проекты по повышению энергоэффективности многоквартирных жилых домов.

При проведении капитального ремонта с учетом включения энергоэффективных мероприятий возникают барьеры, снижающие привлекательность их использования. Следовательно, чтобы повысить энергоэффективность в строительном секторе, требуется найти решение для преодоления существующих барьеров и улучшения методов, направленных на повышение энергоэффективности.

70

Данное исследование показало, что для успешной реализации энергоэффективного капитального ремонта требуется соблюдение определенных условий. Во-первых, требуется создать мотивацию для всех заинтересованных лиц, информировать, а также консультировать собственников помещений и УК о выгодных перспективах проведения капитального ремонта с учетом внедрения энергоэффективных мероприятий. Во-вторых, необходимо осознавать, что возврат вложенных средств в проведение энергоэффективного капитального ремонта будет действовать в долгосрочной перспективе. В-третьих, процесс энергосбережения нужно оценивать комплексно, учитывая все последствия инвестирования: экономические, технические, экологические, организационные, коммерческие и другие.

Библиографический список

1.Аралов, Р. С. Анализ современных методов повышения энергоэффективности зданий при проведении капитального ремонта /Р. С. Аралов, В. Л. Курбатов// Проблемы науки. — 2017. — № 7 (20). — С. 18—23.

2.Афанасьев, А. А. Реконструкция жилых зданий. Ч. I: Технологии восстановления эксплуатационной надежности жилых зданий / А. А. Афанасьев, Е. П. Матвеев. — М., 2008.

3.Венгрия. Анализ лучших практик [Электронный ресурс] Энергосовет. — 2013. — № 4 (29). — URL:

http:// http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=412.

4. Гашо, Е. Г. Энергоэффективность — важнейшая составляющая капремонта / Е. Г. Гашо, А. Н. Пирогов, М. В. Степанова // Энергосбережение. — 2014. — № 7.

5.Государственный доклад о состоянии энергосбережения и повышении энергетической эффективности в Российской Федерации в 2014 году. — М., 2015. — С. 160.

6.Дмитриев, А. Н., Табунщиков Ю. А., Ковалев И. Н., Шилкин Н. В. Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. — М.: АВОКПРЕСС, 2005. — 120 с.

7.Как делают капремонт за границей? [Электронный ресурс] // URL: https://74.ru/text/realty/159831629746178.html.

8.Литвинова, О. В. Планирование работ по капитальному ремонту жилищного фонда / О.В. Литвинова // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. — 2014. — № 5 (10). — С. 30—36.

9.Методика определения потенциала энергосбережения и перечня типовых мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности / В. И. Млынчик, А. Е. Ерастов, И. А. Вишневская. — Санкт-Петербург, 2001.— С. 76.

10.Методичні рекомендації оцінки економічної ефективності інвестицій в енергозбережні проекти на підприємствах житлово-комунального господарства, затверджені наказом Міністерства є питань житловокомунального господарства України №218 від 14.12.2007 р.

11.Мищенко, В. Я., Колодяжный С. А., Горбанева Е. П., Овчинникова Е. В. Применение алгоритмов поиска кратчайшего пути в ориентированном графе при планировании капитального ремонта жилищного фонда/ Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отросли Российской Федерации в 2018 году: Сб. науч. тр. РААСН. Т. 2. — М.: Издательство АСВ, 2019. — С. 326—337.

12.Нелюбина, О. М. Сравнение особенностей организации капитального ремонта и реконструкции зданий в России и за рубежом / О. М. Нелюбина, Ю. О. Толстых, С. С. Михалина, Т. В. Учинина // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — № 5. — URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15283.

13.Практическое пособие по повышению энергетической эффективности многоквартирных домов (МДК) при капитальном ремонте, 2015. Том I.— С. 89.

14.Повышение энергоэффективности в МКД [Электронный ресурс] // URL: https://uchet- jkh.ru/publikacii/energo-mkd.html.

15.Постановление Министерства экономики Республики Беларусь, Министерства энергетики Республики Беларусь, Комитета по энергоэффективности при Совете Министров Республики Беларусь от 24.12.2003 №252/45/7 «Об утверждении Инструкции по определению эффективности использования средств, направляемых на выполнение энергосберегающих мероприятий».

16.Цыганков, В. М. Энергоэффективность и энергосбережение при капитальном ремонте зданий / В. М. Цыганков // Энергосовет. — 2016. — № 1 (43).

17.Энергосберегающие технологии в строительстве [Электронный ресурс] // URL: http://www.informio.ru/publications/id958/Yenergosberegayushi-tehnologii-v-stroitelstve.

18.Boosting Building Renovation: What potential and value for Europe? / study for the ITRE Committee, October,

2016. —URL: http://http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/STUD/2016/587326/IPOL_STU(2016)587326_EN.pdf. 19. Financing Capital Repairs and Energy Efficiency Improvements in Russian Multi-family Apartment Build-

ings / [Electronic resource]. — URL: http:// https://www.ebrd.com/downloads/sector/sei/capital-repairs.pdf.

71

Научный журнал строительства и архитектуры

20.Improving the energy efficiency of apartment blocks. Low Energy Apartment futures(LEAF) Final report. — March 2016. — pp. 40.

21.Mishchenko, V., Gorbaneva E., Ovchinnikova E., Sevryukova K. (2019) Planning the Optimal Sequence

for the Inclusion of Energy-Saving Measures in the Process of Overhauling the Housing Stock. In: Murgul V., Pasetti M. (eds) International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018. EMMFT—2018 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 983. Springer, Cham.

22.Mishchenko, V Ya., Sheina S. G., Gorbaneva E. P. Increase of energy efficiency during overaul of housing stock in Russian Federation/ IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 481 (2019) 012031, Safety 2018, IOP Publishing, DOI:10.1088/1757-899X/481/1/012031.

23.National and EU Policy Recommendations Recommendations for local, national and EU policy on retrofitting multi-occupancy, mixed tenure buildings. FULL REPORT. — February 2016. — pp.76.

24.Project: Energy saving and economic optimization of energy efficiency renovation measures for multi-storey buildins from the 1079s/ [Electronic resource] URL: http:// https://lnu.se/en/research/searchresearch/forskningsprojekt/project- energy-savings-and-economic-optimization-of-energy-efficiency-renovation-measures.

25.Vatin, N. Development of Energy-Saving Measures for the Multi-Story Apartment Buildings/ Vatin, Nikolai & Nemova, Darya & Ibraeva, Yulia & Tarasevskii, PhilippDevelopment of Energy-Saving Measures for the Multi-Story Apartment Buildings. Applied Mechanics and Materials. (2015). 725—726. 1408—1416. 10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.1408.

References

1.Aralov, R. S. Analiz sovremennykh metodov povysheniya energoeffektivnosti zdanii pri provedenii kapital'nogo remonta / R. S. Aralov, V. L. Kurbatov // Problemy nauki. — 2017. — № 7 (20). — S. 18—23.

2.Afanas'ev, A. A. Rekonstruktsiya zhilykh zdanii. Ch. I: Tekhnologii vosstanovleniya ekspluatatsionnoi nadezhnosti zhilykh zdanii / A. A. Afanas'ev, E. P. Matveev. — M., 2008.

3.Vengriya. Analiz luchshikh praktik [Elektronnyi resurs] Energosovet. — 2013. — № 4 (29). — URL: http:// http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=412.

4.Gasho, E. G. Energoeffektivnost' — vazhneishaya sostavlyayushchaya kapremonta/ E. G. Gasho, A. N. Pirogov, M. V. Stepanova // Energosberezhenie. — 2014. — № 7.

5.Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii energosberezheniya i povyshenii energeticheskoi effektivnosti v Rossiiskoi Federatsii v 2014 godu. — M., 2015. — S. 160.

6.Dmitriev, A. N., Tabunshchikov Yu. A., Kovalev I. N., Shilkin N. V. Rukovodstvo po otsenke ekonomicheskoi effektivnosti investitsii v energosberegayushchie meropriyatiya. — M.: AVOKPRESS, 2005. — 120 s.

7.Kak delayut kapremont za granitsei? [Elektronnyi resurs] // URL: https://74.ru/text/realty/159831629746178.html.

8.Litvinova, O. V. Planirovanie rabot po kapital'nomu remontu zhilishchnogo fonda/ O.V. Litvinova// Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost'. — 2014. — № 5 (10).— S. 30—36.

9.Metodika opredeleniya potentsiala energosberezheniya i perechnya tipovykh meropriyatii po energosberezheniyu i povysheniyu energeticheskoi effektivnosti/V. I. Mlynchik, A. E. Erastov, I. A. Vishnevskaya.— Sankt-Peterburg, 2001. — S. 76.

10.Metodichnі rekomendatsії otsіnki ekonomіchnoї efektivnostі іnvestitsіi v energozberezhnі proekti na pіdpriєmstvakh zhitlovo-komunal'nogo gospodarstva, zatverdzhenі nakazom Mіnіsterstva є pitan' zhitlovokomunal'nogo gospodarstva Ukraїni №218 vіd 14.12.2007 r.

11.Mishchenko, V. Ya., Kolodyazhnyi S. A., Gorbaneva E. P., Ovchinnikova E. V. Primenenie algoritmov poiska kratchaishego puti v orientirovannom grafe pri planirovanii kapital'nogo remonta zhilishchnogo fonda/ Fundamental'nye, poiskovye i prikladnye issledovaniya Rossiiskoi akademii arkhitektury i stroitel'nykh nauk po nauchnomu obespecheniyu razvitiya arkhitektury, gradostroitel'stva i stroitel'noi otrosli Rossiiskoi Federatsii v 2018 godu: Sb. nauch. tr. RAASN. T. 2. — M.: Izdatel'stvo ASV, 2019. —S.326—337.

12.Nelyubina, O. M. Sravnenie osobennostei organizatsii kapital'nogo remonta i rekonstruktsii zdanii v Rossii

iza rubezhom / O. M. Nelyubina, Yu. O. Tolstykh, S. S. Mikhalina, T. V. Uchinina // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. — 2014. — № 5. — URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15283.

13.Prakticheskoe posobie po povysheniyu energeticheskoi effektivnosti mnogokvartirnykh domov (MDK) pri kapital'nom remonte,2015. Tom I. — S.89.

14.Povyshenie energoeffektivnosti v MKD [Elektronnyi resurs] // URL: https://uchet-jkh.ru/publikacii/energo-

mkd.html.

15.Postanovlenie Ministerstva ekonomiki Respubliki Belarus', Ministerstva energetiki Respubliki Belarus', Komiteta po energoeffektivnosti pri Sovete Ministrov Respubliki Belarus' ot 24.12.2003 №252/45/7 «Ob utverzhdenii Instruktsii po opredeleniyu effektivnosti ispol'zovaniya sredstv, napravlyaemykh na vypolnenie energosberegayushchikh meropriyatii».

72

16.Tsygankov, V. M. Energoeffektivnost' i energosberezhenie pri kapital'nom remonte zdanii/V. M. Tsygankov// Energosovet.— 2016. № 1(43)

17.Energosberegayushchie tekhnologii v stroitel'stve [Elektronnyi resurs] // URL: http://www.informio.ru/publications/id958/Yenergosberegayushi-tehnologii-v-stroitelstve.

18.Boosting Building Renovation: What potential and value for Europe? / study for the ITRE Committee, October,

2016. —URL: http://http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/STUD/2016/587326/IPOL_STU(2016)587326_EN.pdf.

19.Financing Capital Repairs and Energy Efficiency Improvements in Russian Multi-family Apartment Buildings / [Electronic resource] URL: http:// https://www.ebrd.com/downloads/sector/sei/capital-repairs.pdf.

20.Improving the energy efficiency of apartment blocks. Low Energy Apartment futures(LEAF) Final report.— March 2016.— pp.40.

21.Mishchenko, V., Gorbaneva E., Ovchinnikova E., Sevryukova K. (2019) Planning the Optimal Sequence

for the Inclusion of Energy-Saving Measures in the Process of Overhauling the Housing Stock. In: Murgul V., Pasetti M. (eds) International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018. EMMFT—2018 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 983. Springer, Cham

22.Mishchenko, V Ya., Sheina S. G., Gorbaneva E. P. Increase of energy efficiency during overaul of housing stock in Russian Federation/ IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 481 (2019) 012031, Safety 2018, IOP Publishing, DOI:10.1088/1757-899X/481/1/012031

23.National and EU Policy Recommendations Recommendations for local, national and EU policy on retrofitting multi-occupancy, mixed tenure buildings. FULL REPORT. — February 2016. — pp.76

24.Project: Energy saving and economic optimization of energy efficiency renovation measures for multi-storey buildins from the 1079s/ [Electronic resource] URL: http:// https://lnu.se/en/research/searchresearch/forskningsprojekt/project- energy-savings-and-economic-optimization-of-energy-efficiency-renovation-measures.

25.Vatin, N. Development of Energy-Saving Measures for the Multi-Story Apartment Buildings/ Vatin, Nikolai & Nemova, Darya & Ibraeva, Yulia & Tarasevskii, PhilippDevelopment of Energy-Saving Measures for the Multi-Story Apartment Buildings. Applied Mechanics and Materials. (2015). 725—726. 1408—1416. 10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.1408.

FOREIGN AND RUSSIAN EXPERIENCE

OF CONDUCTING MAJOR REPAIRS OF HOUSING FUND

TAKING INTO ACCOUNT ENERGY-EFFICIENT MEASURES

V. Ya. Mishchenko 1, E. P. Gorbaneva 2, K. S. Sevryukova 3

Voronezh State Technical University 1, 2, 3

Russia, Voronezh

1D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management, e-mail: mishenko@vgasu.vrn.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management, e-mail: egorbaneva@vgasu.vrn.ru

3PhD student of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management, e-mail: ksevrukova@vgasu.vrn.ru

Statement of the problem. A comparative analysis of foreign and Russian experience in the capital repairs of housing stock was performed taking into account energy efficiency measures in order to consider and identify the most effective financing mechanisms, energy efficiency measures during major repairs.

Results. When performing the comparative analysis, the most acceptable model for sustainable financing of capital repairs and energy efficiency of residential buildings in the Russian Federation was identified and an effective list of measures carried out during major repairs was selected. Indicators were determined to assess the economic efficiency of energy modernization projects in apartment buildings.

Conclusions. Successful implementation of an energy-efficient overhaul requires motivation for all stakeholders as well as financial support from the budget. It is also worth remembering that return on investment in energy-efficient major repairs will be effective in the long term.

Keywords: major repairs, repair and construction work, energy-efficient measures, apartment buildings.

73

Научный журнал строительства и архитектуры

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

DOI 10.25987/VSTU.2020.57.1.007 УДК 625.7/.8

ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ СВОЙСТВАМ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ВЕРХНИХ СЛОЕВ ОСНОВАНИЙ

ПО ПОКАЗАТЕЛЮ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ

Е. В. Углова 1, А. Н. Тиратурян 2, О. А. Шило 3

Донской государственный технический университет 1, 2, 3 Россия, Ростов-на-Дону

1Д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой автомобильных дорог, e-mail: uglova.ev@yandex.ru

2Канд. техн. наук, доц. кафедры автомобильных дорог, тел.: +7-951-820-03-03; e-mail: tiraturjan@list.ru

3Ассистент кафедры автомобильных дорог, тел.: +7-961-320-28-81; e-mail: shilooa@mail.ru

Постановка задачи. Одной из важнейших проблем проектирования дорожных одежд на автомобильных дорогах является назначение обоснованных требований к асфальтобетонам по их сопротивляемости накоплению усталостных разрушений, проявляющихся в возникновении сетки трещин на покрытии дорожной одежды. Решение этой задачи требует увязки лабораторных режимов испытаний асфальтобетона на сопротивляемость усталостному трещинообразованию с их эксплуатационным режимом функционирования.

Результаты. На основе комплексного анализа лабораторных режимов испытаний асфальтобетонов, а также расчета их напряженно-деформированного состояния (при работе в качестве конструктивного элемента нежесткой дорожной одежды) установлены соотношения между лабораторными режимами нагружения и суммарным числом приложений расчетной нагрузки, воздействующим на покрытие дорожной одежды. Установлено, что коэффициент перехода (Кпер) от лабораторного режима нагружения к условиям функционирования пакета асфальтобетонных слоев под воздействием расчетных нагрузок составляет 9,51.

Выводы. Обоснованы дифференцированные требования к усталостной долговечности конструктивных слоев асфальтобетона. Соблюдение данных требований позволит продлить срок службы пакета асфальтобетонных слоев за счет снижения дефектообразования в виде сетки усталостных трещин.

Ключевые слова: дорожная одежда, асфальтобетон, усталостные разрушения, сетка трещин, математическая модель, напряженно-деформированное состояние.

Введение. Важнейшим показателем качества работы специалистов дорожной отрасли является обеспечение долговечности автомобильных дорог и их конструктивных элементов с сохранением нормативного транспортно-эксплуатационного состояния. Долговечность автомобильной дороги и дорожной одежды как важнейшего конструктивного элемента обеспечивается на разных стадиях: от проектирования до содержания автомобильной дороги. Без предъявления жестких и обоснованных требований к материалам слоев дорожной одежды

© Углова Е. В., Тиратурян А. Н., Шило О. А., 2020

74

обеспечение ее долговечности и эксплуатационной надежности невозможно. Особую роль при этом играет асфальтобетон как материал, призванный воспринимать и распределять нагрузки, передаваемые от движущихся по покрытию дорожной одежды транспортных средств.

Оценка качества асфальтобетонов и асфальтобетонных смесей осуществляется в лабораторных условиях по различным показателям. В прошлом поколении стандартов, к которым относился ГОСТ 9128 в различных редакциях, нормировались остаточная пористость и плотность, водонасыщение, прочность на сжатие при различных температурах (R0, R20, R50) и т. д. Новое поколение стандартов, реализуемое на данный момент в рамках системы Предварительных национальных стандартов (ПНСТ), в большей степени направлено на определение эксплуатационных показателей, таких как усталостная прочность, стойкость к колееобразованию и т. д. [2]. В то же время данные стандарты регламентируют только методики проведения испытаний, без нормирования конкретных требований. В стандарте Государственной компании «Российские автомобильные дороги» СТО АВТОДОР 2.6-2013 «Требования к нежестким дорожным одеждам автомобильных дорог Государственной компании АВТОДОР» приводились требуемые значения динамического модуля упругости, остаточной деформации и усталостной прочности при многократном изгибе, при частоте 250 мкм/м и частоте приложения нагрузки 10 Гц до падения жесткости на 50 %. Также обозначалось количество циклов, взятых не менее, чем при температуре +200С, выражаемой в количестве циклов испытаний до отказа для полимерно-дисперсно-армированных асфальтобетонов. Однако в рамках отрасли данные требования носят в большей степени факультативный характер, так как до сих пор отсутствуют обоснованные результаты оценки соотносимости между лабораторными и эксплуатационными режимами нагружения. Таким образом, очевидной является актуальность увязки лабораторных режимов нагружения материалов конструктивных слоев с эксплуатационными режимами функционирования данных материалов в виде конструктивных слоев в составе дорожной одежды. В данной статье будут рассмотрены вопросы увязки показателей усталостной прочности, определяемой в лабораторных условиях со значениями суммарного числа приложений расчетной нагрузки, для которых осуществляется проектирование нежестких дорожных одежд. Усталостная прочность асфальтобетона определяется при многократном изгибе на различных лабораторных установках двух-, трех- и четырехточечного нагружения, а также установках, позволяющих осуществлять испытания при непрямом растяжении образцов с приложением нагрузки по образующей [3, 7—9]. Анализ результатов проведения испытаний на усталостную долговечность для различных видов этих установок показывает, что максимальное количество циклов, при котором наступает разрушение материала или 50% падения его прочности, лежит в диапазоне 150000—200000 циклов [4, 5, 12]. При этом суммарное число приложений расчетной нагрузки на современных участках автомобильных дорог может составлять 7—15 млн, а для загруженных участков федеральных трасс достигать больших значений [1, 6, 10, 11].

1. Анализ соответствия между лабораторными и эксплуатационными режимами нагружения верхнего слоя основания из асфальтобетона. Требования к показателю уста-

лостной прочности асфальтобетона установлены на основе сравнительного анализа количества циклов нагружения асфальтобетона, определенных в лабораторных условиях, и количества циклов нагружения, рассчитанных с использованием математической модели напря- женно-деформированного состояния типовых конструкций дорожной одежды автомобильных дорог I—II категории.

Согласно ПНСТ 135-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения усталостной прочности при многократном изгибе» усталостная прочность асфальтобетона определяется при деформации 250 мм/м и частоте приложения 10 Гц. В ходе испытания регистрируется количество циклов до наступления отказа испытываемого асфальтобетонного образца. При этом в качестве критерия отказа принимается падение показателя модуля жесткости на 50 % от его начального

75

Научный журнал строительства и архитектуры

значения. Учитывая, что на сопротивляемость асфальтобетонов усталостному разрушению влияет значительное количество факторов, таких как его тип, марка, гранулометрический состав, остаточная пористость, вязкость битумного вяжущего и др., целесообразно дальнейший расчет и прогнозирование количества циклов до отказа производить исходя из максимальной растягивающей деформации, зависящей только от режима нагружения и геометрических размеров исследуемого образца.

Максимальная растягивающая деформация при данном режиме, рассчитанная в соответствии с ПНСТ 135-2016, составит:

где δ — максимальное отклонение в центре балки, м; h — средняя высота образца, м; L —

длина балки между внешними зажимами, 0,357 м; α — расстояние между внутренними зажимами, равное 0,119 м.

Для количественной оценки соотносимости растягивающих деформаций, установленных в ходе лабораторных испытаний, с реальными режимами работы асфальтобетона в дорожной конструкции под воздействием расчетных нагрузок с использованием расчетной модели осуществлялся анализ напряженно-деформированного состояния вариантов типовых конструкций, представленных в табл. 1—5 (проект ПНСТ 1.2.418-1.043.18. «Дороги автомобильные общего пользования. Нежесткие дорожные одежды. Типовые конструкции»).

Таблица 1

Конструкция № 1 I категория

Еmin (минимальный требуемый общий модуль упругости) = 330 МПа ДКЗ (дорожно-климатическая зона) II4

76

Расчет осуществлялся в программном комплексе MnLayer, разработанном в университете Миннесоты, находящемся в свободном доступе и активно применяемом в США и ряде стран Европы [13, 15, 19]. Расчет НДС в данном программном продукте базируется на модифицированном решении Бурмистера [16—18, 20, 21] для многослойного полупространства, на поверхность которого воздействует статическая нагрузка. Исходные данные для расчета НДС дорожной конструкции № 1 представлены в табл. 6.

77

Научный журнал строительства и архитектуры

Пример результатов определения основных компонентов напряжений и деформаций для данной дорожной конструкции приведен на рис. 1. Данные о проектных значениях модулей упругости конструктивных слоев нежестких дорожных одежд принимались в соответст-

вии с ПНСТ 265-2018.

Рис. 1. Результаты определения расчетных значений основных компонентов напряженно-деформированного состояния дорожной одежды в программном комплексе Mnlayer

По итогам выполненных расчетов для каждой моделируемой дорожной конструкции были установлены значения расчетных растягивающих деформаций на нижней границе пакета асфальтобетонных слоев (верхнего слоя основания) (табл. 7).

78

Таблица 7

Результаты расчета растягивающих деформаций на нижней границе пакета слоев асфальтобетона

Далее в соответствии с зависимостью, связывающей растягивающие деформации в асфальтобетоне и предельное суммарное число приложений расчетной нагрузки при заданном режиме деформирования, было определено суммарное число приложений расчетной нагрузки для условий лабораторных испытаний и функционирования слоя асфальтобетона как элемента дорожной одежды под воздействием расчетной нагрузки. При расчете принимали наихудшие условия работы асфальтобетона, т. е. дорожную конструкцию с максимальным значением растягивающих деформаций [14].

где Cf — эмпирический коэффициент равный 0,314; Kf1, Kf2, Kf3 — эмпирические коэффициенты, равные 1,2; -3,291; -0,854 соответственно; εf — растягивающая деформация на нижней границе пакета асфальтобетонных слоев; Е — модуль упругости асфальтобетона, МПа.

Значения вышеприведенных эмпирических параметров принимались в соответствии с [14]. Необходимо отметить, что представленные значения эмпирических коэффициентов могут быть уточнены на основе базы статистических данных об усталостной долговечности асфальтобетонов, подобранных в соответствии с нормативными документами Российской Федерации. Однако формирование такой базы является достаточно длительным процессом в связи с большим количеством Предварительных национальных стандартов, регламентирующих требования к асфальтобетонам, и затянувшимся переходным периодом введения их в производственную практику.

Предельное число приложения нагрузок Nf в лабораторных условиях, где εf = 0,00046, рассчитывается так:

Предельное число приложения нагрузок Nf для слоя асфальтобетона, функционирующего в структуре дорожной одежды в качестве верхнего слоя основания, где εf =0,000232, принимает следующее значение:

Предельное число приложений расчетной нагрузки определяется до падения прочности верхнего слоя основания из асфальтобетона на 50 % от начального значения (по аналогии с лабораторным режимом нагружения).

В ходе серии сопоставительных расчетов предельного числа приложений нагрузок в лабораторных условиях для образца асфальтобетона и для верхнего слоя основания (из асфальтобетона), функционирующего в структуре дорожной одежды путем численного моделирования, установлено, что коэффициент перехода (Кпер) от лабораторного режима нагружения к условиям функционирования пакета асфальтобетонных слоев под воздействием расчетных нагрузок по ПНСТ 265-2018 составляет 9,51.

79