Инновационные технологии проектирования

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ,
СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Код номенклатуры специальности
05.00.00 Технические науки
Руководитель
д.т.н., проф., почетный дорожник Дона
Углова Евгения Владимировна
В рамках реализации Программы Стратегического развития РГСУ на 20122016гг. научной школой под руководством Угловой Евгении Владимировны
выполнены исследования по следующим темам:
1. Решение комплексных проблем по проектированию дорожных
конструкций на основе математического моделирования их НДС с учетом
воздействия современного транспортного потока.
2. Решение комплексных проблем по разработке и внедрению новых и
эффективных дорожно-строительных материалов.
3. Решение комплексных проблем по энергоэффективным технологиям и
оборудованию обеспечения качества асфальтобетонных смесей.
Основные научные направления
№
1
2
3
Научное направление
Разработка и внедрение новых эффективных
дорожно-строительных материалов и технологий
Проектирование дорожных конструкций на основе
математического моделирования их НДС с учетом
воздействия современного транспортного потока.
Энергоэффективные технологии и оборудование
обеспечения качества асфальтобетонных смесей
Руководитель
д.т.н., проф., Илиополов С.К.
д.т.н., проф. Углова Е.В.,
д.т.н., проф. Матуа В.П.
Заслуженный изобретатель РФ,
к.т.н., проф. Никулин Ю.Я.
Проводимые
испытания
и
исследования
сертифицируются
аккредитованным испытательным центром «Академстройиспытания»
Около пятидесяти лет успешно развивается научно-исследовательский
институт проблем дорожно-транспортного комплекса (ДорТрансНИИ РГСУ),
основанный на базе Зональной дорожной научно-исследовательской лаборатории
(ЗДНИЛ), работа которого направлена на решение актуальных проблем
проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ В 2012-2014гг.
Защиты кандидатских и докторских диссертаций

«Учет динамического воздействия многоосных транспортных средств
при расчете дорожных конструкций». Конорев А.С., 2012.
Научный руководитель – д-р. техн. наук, проф. С.К. Илиополов

«Дисперсно-армированные бетоны на битумно-цементном вяжущем
для строительных и ремонтных работ». Строев Д.А. 2013.
Научный руководитель – д-р. техн. наук, проф. С.К. Илиополов

«Цветные полимербетоны на модифицированной каучуком и
вторичным полиэтиленом нефтеполимерной смоле». Черных Д.С., 2013
Научный руководитель – д-р. техн. наук, проф. С.К. Илиополов

Комплексно-модифицированные битумные мастики и вибролитые
смеси с повышенными эксплуатационными свойствами для ремонта
покрытий строительных сооружений. Леконцев Е.В. 2013
Научный руководитель – д-р. техн. наук, проф. С.К. Илиополов

«Расчетно-экспериментальный метод оценки модулей упругости эле
ментов нежестких дорожных одежд на стадии эксплуатации». Тиратурян
А.Н. 2014.
Научный руководитель – д-р. техн. наук, проф. Е.В. Углова
Библиографический список публикаций, отражающих результаты работы
Монографии

Илиополов С.К., Углова Е.В., Мардиросова И.В.,Чан Н.Х.,Чернов С.А.
«Дисперсно-полимерно-армированный асфальтобетон», Рост.гос.строит.унт., 2013,- 83 с

Углова Е.В., Конорев А.С., Конорева О.В. Усталостное разрушение
дорожного покрытия при динамическом воздействии, Рост.гос.строит.ун-т.,
2012,- 148 с
Учебные пособия

Углова Е.В., Конорева О.В. Проектирование нежестких дорожных
одежд в России и за рубежом: монография. Ростов н/Д: Рост.гос.строит.унт., 2012,- 75 с.

Саенко С.С. Производственная база дорожного строительства н/Д:
Рост.гос.строит.ун-т., 2013,- 83 с

Прокопов А.Ю. «Транспортные тоннели». Рост.гос.строит.ун-т.,
2012,- 100 с

Маилян Л.Р. Справочник технолога и механизатора строительномонтажных работ. М.: 2012 – 460 с.

Мардиросова И.В., Чернов С.А, Горелов С. В. Новые композиционные
материалы в строительстве. Рост.гос.строит.ун-т., 2013,- 120 с

Мардиросова И.В., Чернов С.А, Горелов С. В. Физико-химические
методы
исследования
дорожно-строительных
материалов.
Рост.гос.строит.ун-т., 2013,- 120 с
Авторские свидетельства на программный продукт

Патент на изобретение №2451917 «Способ определения фактических
значений динамических модулей упругости слоев дорожной конструкции на
стадии эксплуатации», опубликовано в 2012г, авторы: Илиополов С.К.,
Углова Е.В., Ляпин А.А., Дроздов А.Ю., Мизонов В.В., Конорев А.С.,
Конорева О.В., Тиратурян А.Н., Акулов В.В.

Патент на изобретение №22447035 «Плотная органоминеральная
смесь», опубликовано в 2012г, авторы: Чернов С.А., Строев Д.А., Н.Х. Чан,
Д.С. Черных, Максименко М.В.

Патент на изобретение №22447035 «Плотная вибролитая
асфальтобетонная смесь», опубликовано в 2013г, авторы: Илиополов С.К.,
Мардиросова И.В., Леконцев Е.В., Сараев Д.С., Чернов С.А., Каклюгин А.В.

Патент на полезную модель № 148552 «Приспособление для
лабораторных испытаний битума», опубликовано в 2014г, авторы: Саенко
С.С.

Патент на полезную модель № 148797 «Наземное битумохранилище»,
опубликовано в 2014г, авторы: Никулин Ю.Я.,Саенко С.С.

Патент на полезную модель № 149618 «Наземное битумохранилище»,
опубликовано в 2014г, авторы: Никулин Ю.Я.,Саенко С.С.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ
№ 2013618804 Программа ЭВМ для обратного расчета модулей упругости
слоев дорожных одежд нежесткого типа по результатам полевых испытаний
дорожных конструкций установкой ударного нагружения. Дата
государственной регистрации 18 сентября 2013 года. Авторы: Ляпин А.А.,
Углова Е.В., Тиратурян А.Н и др.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ
№ 2013618543 Программный комплекс по расчету остаточного срока
службы асфальтобетонных покрытий. Дата государственной регистрации 11
сентября 2013 года. Авторы: Углова Е.В., Конорева О.В., Конорев А.С. и.
др.

Заявка на изобретение №2013132069 «Ресурсосберегающая
щебеночно-мастичная смесь для строительства и ремонта дорожных
покрытий», Мардиросова И.В., Чернов С.А., Каклюгин А.В. и др.

Заявка на изобретение №2012135912 «Вибролитая асфальтобетонная
смесь», авторы: Мардиросова И.В., Чернов С.А., Каклюгин А.В.,
Максименко М.В., Ширяев Н.И., Еременко Е.А., Колев В.Г.
Научные статьи в периодике, индексируемой иностранными и
российскими организациями, и в рецензируемых научных журналах

Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Чернов С.А., Дармодехин П.О.
Модифицированная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь с
использованием дисперсно-армирующей добавки «FORTA» // Электронный
журнал Науковедение, 2012.- Режим доступа: http://naukovedenie.ru

Илиополов С.К., Чернов С.А., Мардиросова И.В., Еременко Е.А.
Исследование процессов старения вязких дорожных битумов и некоторые
аспекты из снижения // Известия ОрелГТУ, Серия: Строительные
материалы и технологии, № 1(45), С.69-75.

Мардиросова И.В., Черных Д.С. Исследование методом ИКспектроскопии полимерного вяжущего для цветных пластобетонов//
Журнал Наука и техника, 2012, С.26-28.

Мардиросова
И.В.,
Е.В.
Леконцев,
Д.С.
Сараев.
Вибролитаяасфальтобетонная смесь для строительства и ремонта
автомобильных дорог // Журнал Дороги и мосты, № 26/2, 2012, С. 241-251

Строев Д.А., Задорожний Д.В., Горелов С.В. Изучение влияния
базальтовой
фибры
на
свойства
асфальтового
вяжущего
органоминеральных смесей // Электронный журнал Науковедение, 2012.Режим доступа: http://naukovedenie.ru

Николенко М.А., Конорев А.С. Выбор стратегии ремонта
автомобильных дорог на основе оценки состояния дорожных конструкций
методом спектрального анализа волновых полей// Электронный журнал
Науковедение, 2012.- Режим доступа: http://naukovedenie.ru

Углова Е.В., Тиратурян А.Н. Новый подход к оценке межслойного
сцепления в нежестких дорожных конструкциях // журнал Дороги и мосты. М:Дороги и мосты, 2013.

Углова Е.В., Тиратурян А.Н. Конструирование нежестких дорожных
одежд автомобильных дорог I-II категорий в условиях интенсивного
воздействия грузового транспортного потока // Наука и техника в дорожной
отрасли – М.: МАДИ, № 3, 2014 г.

Углова Е.В., Конорев А.С., Акулов В.В. Учет воздействия
транспортных средств при проектировании дорожных одежд жесткого типа
// Автомобильные дороги №2 (963), 2012, С. 108-111.

Тиратурян А.Н., Углова Е.В. Программный комплекс для «обратного»
расчета динамических модулей упругости элементов дорожных
конструкций с учетом параметров динамического воздействия установок
нагружения // Электронный журнал Науковедение, 2012.- Режим доступа:
http://naukovedenie.ru

Чернов
С.А.,
Еременко
Е.А.,
Хижняк
Ю.В.
Влияние
модифицирующих добавок и полимерно-битумных вяжущих на модуль
упругости многощебенистых асфальтобетонов // журнал Вестник БГТУ им.
В.Г. Шухова, 2013

Чернов С.А., Каклюгин А.В., Максименко М.В. Щебеночномастичная асфальтобетонная смесь с повышенной долговечностью и
энергосбережением // журнал Дороги и мосты.- М: Дороги и мосты, вып.29,
2013, С. 268-276

Чернов С.А., Чирва Д.В., Леконцев Е.В. Влияние полимернобитумного вяжущего на процессы колееобразования в верхних слоях
покрытий // Электронный журнал Науковедение, 2012.- Режим доступа:
http://naukovedenie.ru

Черных Д.С., Задорожный Д.В., Горелов С.В., Колев В.Г.
Комплексное полимерное связующее для цветных пластобетонов //
Электронный
журнал
Науковедение,
2012.Режим
доступа:
http://naukovedenie.ru

Углова Е.В. Тиратурян А.Н. Оценка напряженно-деформированного
состояния нежесткой дорожной конструкции на стадии эксплуатации //
Научное обозрение. 2014, № 7

Акулов В.В., Углова Е.В. Обоснование необходимости мониторинга
параметров транспортного потока на стадии эксплуатации автомобильных
дорог // Научное обозрение. 2014, № 8

Максименко К.О., Углова Е.В.
Современные принципы
конструирования нежестких дорожных одежд // Научное обозрение. 2014,
№8

Задорожний Д.В.,Черных Д.С., Использование асфальтогранулята в
составе горячих плотных асфальтобетонных смесей типа «А» //
«Строительство и реконструкция» Орел, ГТУ № 3 (53), 2014.

Строев Д.А., Горелов С.В., Сизонец С.В. Изучение свойств
органоминеральных смесей дисперсно-армированных
добавками
базальтового волокна // «Строительство и реконструкция» Орел, ГТУ
2014г., №3 (53)

Никулин, Ю.Я. Технология забора гудрона из естественного
открытого хранилища / Ю.Я. Никулин, А.В. Муханов, В.В. Муханов, О.О.
Мелихов // Научное обозрение. 2014, № 9

Саенко С.С. Особенности теплового процесса нагрева битума в
наземных резервуарах /С.С. Саенко, Ю.Я. Никулин // Научное обозрение.
2014, № 7

Мирончук С.А., Никулин Ю.Я., Матуа В.П., Исаев Е.Н.
Энергоэффективное
оборудование
для
обеспечения
качества
асфальтобетонов // Научное обозрение. – 2014, № 7
Участие в конференциях:

IV международная специализированная выставка-форум «Дорога».
Круглый стол: «Совершенствование нормативной базы для проектирования
нежестких дорожных конструкций», г.Москва, 2013

Международная
научно-практическая
конференция«Расчетноэкспериментальный метод оценки модулей упругости элементов нежестких
дорожных конструкций на стации эклслуатации», г.Белгород, 2013

5-ая Международная конференция «Инновационные проекты и
технология в градостроительстве и управлении недвижимостью» г. Ростовна-Дону, 2012

Научная
конференция,
посвященная
55-летнему
юбилею
акционерного общества КаздорНИИ, Алматы, 2014
Научная новизна проведенных исследований:
В процессе работы научно обосновано и экспериментально подтверждено
образование сопряженной асфальтено-полимерной структуры в полученном
полимерно-битумном вяжущем.
Изучено влияние особенностей структуры комплексно-модифицированных
битумных вяжущих на развитие в асфальтобетонах процессов накопления
характерных для дорожного покрытия деформаций растяжения при изгибе и
сдвига в условиях ограничения бокового расширения.
Теоретически
обоснованы
основные
предпосылки
направленного
регулирования структурно-реологических и эксплуатационных свойств
асфальтобетонных смесей путем модифицирования его микроструктуры.
Выявлен механизм воздействия разработанного комплексного каучукоплиолефинового модификатора на процессы структурообразования и структурномеханические свойства битумного вяжущего, асфальтобетонных смесей и
асфальтобетонов.
В процессе работы предложена механико-математическая модель
прогнозирования накопления остаточных деформаций в элементах дорожных
конструкций, позволяющая учитывать инерционность подвижного состава и
дорожной конструкции, переменную во времени интенсивность грузопотока,
скорость движения транспортных средств и расположение движущихся
автомобилей на проезжей части;
Проведен обширный численный эксперимент по исследованию
характеристик
динамического
напряженно-деформированного
состояния
элементов дорожной конструкции при различных типах воздействия (проезд
автомобиля, ударное нагружение). На его основе выделены диапазоны
эффективности различных моделей для расчета растягивающих напряжений в
асфальтобетонном покрытии.
В процессе работы проведен анализ современных тенденций расширения
парка многоосных транспортных средств при перевозке грузов на автомобильных
дорогах Российской Федерации. Определены скоростные режимы движения, дана
характеристика распределения осевой и полной нагрузки в существующем потоке
многоосных транспортных средств на автомобильных дорогах. Проведен
численный эксперимент по расчету характеристик динамического воздействия
многоосных транспортных средств (в т.ч. со сдвоенными и строенными осями) на
основе разработанных математических моделей с учетом скоростных режимов
движения и ровности дорожных покрытий. Выявлены закономерности изменения
динамического воздействия осей многоосных транспортных средств от скорости
движения и массы перевозимого груза. Определены зависимости влияния
ровности покрытия, массы и режимов движения многоосных транспортных
средств на динамические характеристики воздействия.
Проведены экспериментальные исследования ползучести различных
дорожно-строительных материалов и установлены зависимости скорости
накопления остаточных деформаций по отношению к скорости накопления
полных деформаций.
Разработана механико-математическая модель с достаточной точностью и
достоверностью описывающая работу дорожной конструкции в реальных ее
условиях эксплуатации.
Выявлена
возможность
учета
свойств
щебеночно-мастичных
и
асфальтобетонов с различными полимерными и модифицирующими добавками в
процессе расчета остаточных деформаций в слоях асфальтобетонного покрытия.
В результате проведения натурных исследований температурных полей
битума в наземном резервуаре РВС 1000 на ООО «КДСМ» (г.Ростов-на-Дону)
получены новые сведения о характере распределения тепла от донных
нагревателей в объеме хранимого битума. Проведены исследования влияния
материала пенетрационной чашки на результаты определения глубины
проникания иглы пенетрометра. Выявлены зависимости влияния материала
чашки на величину пенетрации.
Основные результаты научной деятельности:
Разработаны гранулированный каучуко-полиолефиновый
и каучуколефиновый модификаторы (КПМ), повышающие физико-механические
показатели асфальтобетонных смесей и их_структурно-механические свойства
позволившие
улучшить
показатели
свойств
битумного
вяжущего,
асфальтовяжущего и асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.
Использование КПМ позволяет одновременно придавать асфальтобетонам
необходимую жесткость при высоких эксплуатационных температурах, а также
эластичность и трещиностойкость в области низких температур, увеличивая срок
службы дорожных покрытий в 1.3-1,5 раза.
Разработана методика прогнозирования и учета накопления остаточных
деформаций в конструктивных слоях нежестких дорожных одежд и грунте
земляного полотна под воздействием пространственных динамических нагрузок и
погодно-климатических факторов. Проведены экспериментальные исследования
ползучести различных типов асфальтобетона и установлены зависимости
скорости накопления остаточных деформаций по отношению к скорости
накопления полных деформаций.
Реализованы два независимых подхода к моделированию напряженнодеформированного состояния дорожных конструкций при динамическом
воздействии, основанные: - на точном учете скорости движения и реального
строения элементов дорожной конструкции, - на МКЭ – моделировании (плоская,
симметричная и пространственная модели).
Подготовлены предложения по учету воздействия транспортных средств на
дорожную конструкцию при проектировании нежестких дорожных одежд
(дополнение к ОДН 218.046-01)).
Разработан аналитико-эмпирический метод оценки модулей упругости слоев
эксплуатируемых дорожных конструкций. Суть метода состоит в определении
величин модулей упругости элементов нежестких дорожных конструкций путем
корректировки расчетных величин вертикальных перемещений, вычисленных с
использованием механико-математической модели НДС дорожной конструкции,
относительно экспериментальных перемещений, зарегистрированных в полевых
условиях с использованием установок динамического нагружения. Аналитикоэмпирический метод оценки модулей упругости конструктивных слоев нежестких
дорожных конструкций был апробирован и внедрен при производстве работ по
детальной оценке состояния слоев нежестких дорожных конструкций на участках
автомобильной дороги М4 «ДОН».
Для
определения
параметров
устойчивости
асфальтобетонов
к
колееобразованию были проведены лабораторные испытания с использованием
нового лабораторного оборудования, позволяющего получать данные о
накоплении пластических деформаций в связных и несвязных материалах
конструктивных слоев дорожных одежд при многократном приложении нагрузки.
Определено положительное влияние полимерных и модифицирующих
добавок, а также резинобитумного вяжущего БИТРЭК не только на стандартные
физико-механические показатели по ГОСТ 31015-2002 или ГОСТ 9128-2013, но и
по устойчивости к накоплению остаточных деформаций. Полученные результаты
были учтены в процессе расчета остаточных деформаций в слоях
асфальтобетонного покрытия.
Выполнено моделирование нагрева битума в наземных резервуарах типа
РВС-100 при ограничении объема разогреваемого продукта в области донных
нагревателей путем внедрения кожуха-устройства. Выполнены тепловые расчеты
камеры термостатирования и на их основе произведен подбор нагревателей.
Разработаны конструктивные решения по технологической линии подготовки
битума. Разработано приспособление для лабораторных испытаний битума.
Разработана технология энергосберегающего нагрева битума в наземных
резервуарах. Разработан макет технологической линии подготовки битума для
приготовления горячих асфальтобетонных смесей.
Разработаны эскизы кожуха-устройства для локализации нагрева битума в
наземных хранилищах типа РВС-1000.
Сотрудник кафедры Владимир Акулов проводит регистрацию чаши прогибов на
поверхности покрытия дорожной одежды на участке а/д М11 «Москва «СанктПетербург»
Канд. техн. наук. С.С. Саенко (второй справа) и д-р. техн. наук В.П. Матуа (третий
справа) на дорожном испытательном полигоне MnROAD в Миннесоте.
Канд. техн. наук А.С. Конорев проводит измерения с использованием установки
динамического нагружения FWD PRIMAX 1500