КОНСТРУЮВАННЯ ТА РОЗРАХУНОК ДОРОЖНЬОГО ТА АЕРОДРОМНОГО НАГРІВНИХ ПОКРИТТІВ

Короткий опис

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИНАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТНа правах рукописуВОЛОДЬКО ОЛЬГА ВАСИЛІВНАУДК 625.717.02КОНСТРУЮВАННЯ ТА РОЗРАХУНОК ДОРОЖНЬОГОТА АЕРОДРОМНОГО НАГРІВНИХ ПОКРИТТІВ05.22.11 Автомобільні шляхи та аеродромиДИСЕРТАЦІЯна здобуття наукового ступенякандидата технічних наукНауковий керівник:Лауреат Державної премії в галузінауки і техніки,Заслужений діяч науки і техніки України,доктор технічних наук, професорПіскунов Вадим ГеоргійовичКиїв 2012ЗМІСТВСТУП ...................................................................................................................5РОЗДІЛ 1 СТАН ПИТАННЯ ЩОДО ПРОЕКТУВАННЯ ДОРОЖНЬОГО ТА АЕРОДРОМНОГО НАГРІВНИХ ПОКРИТТІВ ДЛЯ ЇХ ЗИМОВОГО УТРИМАННЯ...131.1 Способи зимового утримання автомобільних доріг та аеродромів131.2 Тепловий спосіб обігріву дорожніх та аеродромних покриттів..211.3 Технічні рішення дорожнього та аеродромного покриття з дискретними електричними нагрівними елементами251.4 Композитні матеріали для використання в нагрівних конструкціях покриттів..291.4.1 Класифікація композитних матеріалів.. 291.4.2. Електропровідні бетони для використання в нагрівних конструкціях 311.5. Існуючі технічні рішення нагрівних конструкцій із застосуванням резистивних композитних елементів381.6 Висновки по розділу 1................................................................... 39РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТУВАННЯ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ФІБРОЕЛЕКТРОБЕТОНУ ДЛЯ НАГРІВНИХ ПОКРИТТІВ ДОРІГ ТА АЕРОДРОМІВ..............412.1 Попередні експериментальні дослідження фібробетелів........... 412.2 Розробка складу та визначення фізико-механічних, електрич- них характеристик композиту з провідною фазою з технічного вуглецю та хімічних електропровідних волокон472.3 Розробка та дослідження композиту з комплексним армуванням бетонної матриці хімічними електропровідними волокнами та скловолокном........................................................552.4 Висновки по розділу 62 62РОЗДІЛ 3 КОНСТРУЮВАННЯ ТА ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК НАГРІВНОГО ДОРОЖНЬОГО ТА АЕРОДРОМНОГО ПОКРИТТІВ643.1 Основні принципи конструювання дорожнього одягу та аеродромного покриття для використання при проектуванні нагрівних конструкцій643.2 Розробка конструкції нагрівного покриття з використанням фіброелектробетону693.3 Тепловий розрахунок нагрівного покриття. 813.3.1 Методи теплового розрахунку 813.3.2. Методика теплового розрахунку нагрівного покриття........... 833.3.3 Результати розв'язання теплової задачі для нагрівних покриттів.....................................................................................863.4 Висновки по розділу 3............................................................. 90РОЗДІЛ 4 РОЗРАХУНОК НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ЖОРСТКОГО ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ З НАГРІВНИМ ПОКРИТТЯМ.............................................................................914.1 Огляд відомих теорій та методів розрахунку шаруватих конструкцій дорожнього та аеродромного покриттів..914.24.3 Ефективний інженерний метод розрахунку багатошарових плитУзагальнення методів розрахунку одношарових плит для багатошарових971004.3.1 Модифікація методу О.Я. Шехтер для розрахунку багатошарових плит1004.3.2 Взаємовибір модуля пружності та коефіцієнта постелі основи ..1034.3.3 Узагальнення методів модифікації розрахунку одношарових плит для багатошарових1054.4 Розрахунок дорожнього одягу методом скінченних різниць...1084.5 Порівняльний аналіз результатів розрахунку дорожнього одягу нескорельованими методами1144.6 Оцінка міцності конструкції 1164.6.1 Оцінка міцності конструкції під штампом колеса1164.6.2 Визначення напруженого стану та оцінка міцності конструкції за межами штампу 1194.7 Висновки по розділу 4 121РОЗДІЛ 5 РОЗРАХУНОК НАПРУЖЕНОГО СТАНУ НАГРІВНОГО АЕРОДРОМНОГО ПОКРИТТЯ1235.1 Конструкція та метод розрахунку нагрівного аеродромного покриття 1235.2 Розрахунок аеродромного покриття числовим та аналітичним методами1285.2.1 Розрахунок аеродромного покриття методом скінченних різниць. 1285.2.2 Напружено-деформований стан покриття з урахуванням деформацій зсуву та обтиснення1305.35.45. 5 Оцінка міцності нагрівного аеродромного покриттяВаріанти розрахунку аеродромного покриття на основах різної жорсткостіПитання енергоефективності застосування дорожнього та аеродромного покриттів з електричним підігрівом 1311341355.6 Висновки по розділу 5 139ВИСНОВКИ 141СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 143ДОДАТОК А Патенти на корисні моделі резистивних композитних матеріалів та нагрівного автодорожнього та аеродромного покриття160ДОДАТОК Б Свідоцтво про внесення суб’єкта підприємницької діяльності до реєстру виробників та розповсюджувачів програмного забезпечення181ДОДАТОК В Довідки про впровадження результатів розробок 183