Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 84387 10.12737/2219-0767-2024-17-2-24-31 Технические науки Технические науки Simulation modeling of deformative indicators of departmental highways reinforced with a slag-silicate binder Имитационное моделирование деформативных показателей ведомственных автомобильных дорог, укрепленных шлакосиликатным вяжущим Викулин Игорь Александрович Vikulin Igor' Aleksandrovich vikulin777@gbk.ru Зиновьева Вера Владимировна Zinov'eva Vera Vladimirovna Никульчева Оксана Сергеевна Nikul'cheva Oksana Sergeevna Скрыпников Алексей Васильевич Skrypnikov Aleksey Vasil'evich skrypnikovvsafe@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Сергеев А. С. Sergeev A. S. Военно-воздушная академия им. Н.Е. Жуковского Воронеж Россия Zhukovsky Air Force Academy Voronezh Russian Federation Воронежский государственный университет инженерных технологий Voronezh State University of Engineering Technologies ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий" Россия ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий" Russian Federation 28 06 2024 28 06 2024 17 2 24 31 21 06 2024 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/84387/view

В статье рассмотрен один из способов повышения прочности конструктивных слоев ведомственных автомобильных дорог, укрепленных шлакоселикатным вяжущим. На основании изученных работ, посвященных данной тематике, сделан вывод, что поиск новых материалов, используемых в качестве вяжущих, является актуальной, решение которой позволит увеличить объём строительства ведомственных лесовозных дорог. Утилизация шлаков позволит повысить экономическую целесообразность строительства ведомственной дороги для предприятия, что повысить рентабельность основного производства. Используя корреляционные экспериментальные данные, установлена прямая тесная корреляционная зависимость между физики-химическими показателями грунтов, укрепленных шлакоселикатным вяжущим: прочность на сжатие и прочность на расятяжение при изгибе; модуль упругости и модуль деформации. Таким образом, при укреплении грунтов шлакосиликатным вяжущим можно получать материал, обладающий довольно широким диапазоном прочностных и деформативных показателей. Установлено, что для грунтов, укрепленных шлакоселикатным вяжущим необходимо установить верхний предел прочности при сжатии. Определены рекомендуемые прочностные показатели шлакосиликатогрунтовых образцов. В результате исследования сделан вывод, что при укреплении грунтов вяжущими необходимо учитывать состав и свойства грунтов, их способность к химическому и физико-химическому взаимодействию с вяжущими, а также состав и свойства вводимых в грунты вяжущих и те процессы химического и физико-химического порядка, которые протекают между грунтом и вяжущим, а также в самих вяжущих.

The article considers one of the ways to increase the strength of structural layers of departmental highways reinforced with a slag-licate binder. Based on the studied works devoted to this topic, it is concluded that the search for new materials used as binders is relevant, the solution of which will increase the volume of construction of departmental logging roads. The utilization of slags will increase the economic feasibility of building a public road for the enterprise, which will increase the profitability of the main production. Using correlative experimental data, a direct close correlation was established between the physical and chemical parameters of soils reinforced with a slag-silicate binder: compressive strength and tensile strength during bending; modulus of elasticity and modulus of deformation. Thus, when strengthening soils with a slag silicate binder, it is possible to obtain a material with a fairly wide range of strength and deformative parameters. It has been established that for soils reinforced with a slag-licate binder, it is necessary to establish an upper limit of compressive strength. Recommended strength parameters of slag silicate samples have been determined. As a result of the study, it was concluded that when strengthening soils with binders, it is necessary to take into account the composition and properties of soils, their ability to chemical and physico-chemical interaction with binders, as well as the composition and properties of binders introduced into soils and those processes of chemical and physico-chemical order that they flow between the soil and the binder, as well as in the binders themselves.

 Ведомственные дороги качество дорожного полотна прочность грунтов шлакоблочный вяжущий утилизация шлаков Departmental roads roadway quality soil strength cinder block binder slag disposal

Математическое моделирование трассы лесовозных автомобильных дорог / А.О. Боровлев, А.В. Скрыпников, В.Г. Козлов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2021. – № 4 (382). – С. 150-161. – DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-150-161. Matematicheskoe modelirovanie trassy lesovoznyh avtomobil'nyh dorog / A.O. Borovlev, A.V. Skrypnikov, V.G. Kozlov [i dr.] // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Lesnoy zhurnal. – 2021. – № 4 (382). – S. 150-161. – DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-150-161. Безрук, В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве / В.М. Безрук. – М.: Транспорт, 1971. – 246 с. Bezruk, V.M. Ukreplenie gruntov v dorozhnom i aerodromnom stroitel'stve / V.M. Bezruk. – M.: Transport, 1971. – 246 s. Безрук, В.М. Укрепленные грунты / В.М. Безрук. – М.: Транспорт, 1982. – 230 с. Bezruk, V.M. Ukreplennye grunty / V.M. Bezruk. – M.: Transport, 1982. – 230 s. Брехман, А.И. Новый дорожно-строительный материал с применением нефтяного шлама / А.И. Брехман, О.Н. Ильин // Известия КГАСУ. – 2005. – №1(3). – С. 78-80. Brehman, A.I. Novyy dorozhno-stroitel'nyy material s primeneniem neftyanogo shlama / A.I. Brehman, O.N. Il'in // Izvestiya KGASU. – 2005. – №1(3). – S. 78-80. Викулин, И.А. Анализ экономической эффективности применения уточненных тормозных кривых при проектировании левосторонних съездов транспортных развязок / И. А. Викулин, Д. Г. Козлов, П. А. Бойков // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: сборник материалов международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2022. – Ч. I. – С. 265-273. Vikulin, I.A. Analiz ekonomicheskoy effektivnosti primeneniya utochnennyh tormoznyh krivyh pri proektirovanii levostoronnih s'ezdov transportnyh razvyazok / I. A. Vikulin, D. G. Kozlov, P. A. Boykov // Energoeffektivnost' i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obschestve: sbornik materialov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. – Voronezh, 2022. – Ch. I. – S. 265-273. Определение геометрических элементов лесовозных автомобильных дорог по средствам современных IT-технологий / И.А. Викулин, А.В. Скрыпников, Ю.Ю. Володина [и др.] // Теория и практика инновационных технологий в АПК : сборник материалов национальной научнопрактической конференции.– Воронеж, 2022. – Ч. I. – С. 134-157. Opredelenie geometricheskih elementov lesovoznyh avtomobil'nyh dorog po sredstvam sovremennyh IT-tehnologiy / I.A. Vikulin, A.V. Skrypnikov, Yu.Yu. Volodina [i dr.] // Teoriya i praktika innovacionnyh tehnologiy v APK : sbornik materialov nacional'noy nauchnoprakticheskoy konferencii.– Voronezh, 2022. – Ch. I. – S. 134-157. Оптимальное размещение лесотранспортной сети на модели местности / И.А. Викулин, А.В. Скрыпников, Е.Г. Бавыкина [и др.] // Теория и практика инновационных технологий в АПК : сборник материалов национальной научно-практической конференции. – Воронеж, 2022. – Ч. I. – С. 99-120. Optimal'noe razmeschenie lesotransportnoy seti na modeli mestnosti / I.A. Vikulin, A.V. Skrypnikov, E.G. Bavykina [i dr.] // Teoriya i praktika innovacionnyh tehnologiy v APK : sbornik materialov nacional'noy nauchno-prakticheskoy konferencii. – Voronezh, 2022. – Ch. I. – S. 99-120. Викулин, И.А. Использование фосфорных гранулированных шлаков для приготовления вяжущих веществ при строительстве лесовозных автомобильных дорог / И.А. Викулин // Системы. Методы. Технологии. – 2023. – № 4(60). – С. 1195-195. – DOI: 10.18324/2077-5415-2023-4-192-195. Vikulin, I.A. Ispol'zovanie fosfornyh granulirovannyh shlakov dlya prigotovleniya vyazhuschih veschestv pri stroitel'stve lesovoznyh avtomobil'nyh dorog / I.A. Vikulin // Sistemy. Metody. Tehnologii. – 2023. – № 4(60). – S. 1195-195. – DOI: 10.18324/2077-5415-2023-4-192-195. Вишневский, А.В. Разработка технологии ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог в условиях сурового климата : специальность 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей : дис. … канд. техн. наук / А.В. Вишневский. - Чита, 2001. - 130 с. Vishnevskiy, A.V. Razrabotka tehnologii remonta poverhnostnogo sloya cementobetonnyh pokrytiy avtomobil'nyh dorog v usloviyah surovogo klimata : special'nost' 05.23.11 – Proektirovanie i stroitel'stvo dorog, metropolitenov, aerodromov, mostov i transportnyh tonneley : dis. … kand. tehn. nauk / A.V. Vishnevskiy. - Chita, 2001. - 130 s. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / И.А. Золотаря, H.A. Пузакова, В.М. Сиденко. - М. : Транспорт. 1971. – 416 с. Vodno-teplovoy rezhim zemlyanogo polotna i dorozhnyh odezhd / I.A. Zolotarya, H.A. Puzakova, V.M. Sidenko. - M. : Transport. 1971. – 416 s. Евгеньев, И.Е. Земляное полотно автомобильных дорог на слабых грунтах / И.Е. Евгеньев, В.Д. Казарновский. – М. : Транспорт, 1976. – 270 с. Evgen'ev, I.E. Zemlyanoe polotno avtomobil'nyh dorog na slabyh gruntah / I.E. Evgen'ev, V.D. Kazarnovskiy. – M. : Transport, 1976. – 270 s. Колобова, А. А. Разработка требований к применению нефтезагрязненных грунтов при строительстве на лесовозных дорогах парогидроизолирующих прослоек / А.А. Колобова, В.И. Чижов, А.А. Лабыкин // Деревообрабатывающая промышленность. – 2022. – № 4. – С. 11-17. Kolobova, A. A. Razrabotka trebovaniy k primeneniyu neftezagryaznennyh gruntov pri stroitel'stve na lesovoznyh dorogah parogidroizoliruyuschih prosloek / A.A. Kolobova, V.I. Chizhov, A.A. Labykin // Derevoobrabatyvayuschaya promyshlennost'. – 2022. – № 4. – S. 11-17. Количественная оценка влияния климатических факторов на создание сезонных заделов и темпы специализированных дорожностроительных потоков / М.В. Мацнев [и др.] // Строительные и дорожные машины. – 2021. – № 5. – С. 18-24. Kolichestvennaya ocenka vliyaniya klimaticheskih faktorov na sozdanie sezonnyh zadelov i tempy specializirovannyh dorozhnostroitel'nyh potokov / M.V. Macnev [i dr.] // Stroitel'nye i dorozhnye mashiny. – 2021. – № 5. – S. 18-24. Панюков, М.А. Состояние автомобильных дорог по г. Новосибирску: проблемы и перспективы развития / М. А. Панюков // Старт в науке 2023 : сборник статей II Международного научно-исследовательского конкурса. – Пенза: Наука и Просвещение, 2023. – С. 7-9. Panyukov, M.A. Sostoyanie avtomobil'nyh dorog po g. Novosibirsku: problemy i perspektivy razvitiya / M. A. Panyukov // Start v nauke 2023 : sbornik statey II Mezhdunarodnogo nauchno-issledovatel'skogo konkursa. – Penza: Nauka i Prosveschenie, 2023. – S. 7-9. Салахов, Р.Р. Укрепление грунтов, используемых для строительства автомобильных дорог, отходами пластика / Р.Р. Салахов // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2023. – № 1. – С. 20-25. – DOI: 10.15593/24111678/2023.01.03. Salahov, R.R. Ukreplenie gruntov, ispol'zuemyh dlya stroitel'stva avtomobil'nyh dorog, othodami plastika / R.R. Salahov // Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. – 2023. – № 1. – S. 20-25. – DOI: 10.15593/24111678/2023.01.03. Количественная оценка влияния характеристик компонентов ландшафта на сложность строительства лесовозных автомобильных дорог / А.В. Скрыпников, В.Г. Козлов, С.Ю. Саблин [и др.] // Актуальные направления научных исследований для эффективного развития АПК: сборник материалов международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2020. – С. 244-251. Kolichestvennaya ocenka vliyaniya harakteristik komponentov landshafta na slozhnost' stroitel'stva lesovoznyh avtomobil'nyh dorog / A.V. Skrypnikov, V.G. Kozlov, S.Yu. Sablin [i dr.] // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovaniy dlya effektivnogo razvitiya APK: sbornik materialov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. – Voronezh, 2020. – S. 244-251. Сергеева, А.М. Улучшение эксплуатационных показателей покрытий грунтовых дорог путём применения добавок (стабилизаторов) / А.М. Сергеева, Т.А. Полякова // Экономика: вчера, сегодня, завтра. – 2021. – Т. 11, № 2-1. – С. 179-185. – DOI: 10.34670/AR.2021.28.89.022. Sergeeva, A.M. Uluchshenie ekspluatacionnyh pokazateley pokrytiy gruntovyh dorog putem primeneniya dobavok (stabilizatorov) / A.M. Sergeeva, T.A. Polyakova // Ekonomika: vchera, segodnya, zavtra. – 2021. – T. 11, № 2-1. – S. 179-185. – DOI: 10.34670/AR.2021.28.89.022. Сигачев, Н.П. Оценка состояния и технико-экономическое обоснование способа укрепления дорожной одежды с применением золошлаковых смесей / Н.П. Сигачев, К.В. Свалова, О.В. Кривченко // Транспортные сооружения. – 2023. – Т. 10, № 3. – DOI: 10.15862/08SATS323. Sigachev, N.P. Ocenka sostoyaniya i tehniko-ekonomicheskoe obosnovanie sposoba ukrepleniya dorozhnoy odezhdy s primeneniem zoloshlakovyh smesey / N.P. Sigachev, K.V. Svalova, O.V. Krivchenko // Transportnye sooruzheniya. – 2023. – T. 10, № 3. – DOI: 10.15862/08SATS323. Тряпицын, Ю.В. Укрепление грунтовых покрытий автомобильных дорог низших категорий асфальтобетоном / Ю.В. Тряпицын, А.А. Черных // Бюллетень научных сообщений. – 2022. – № 27. – С. 95-98. Tryapicyn, Yu.V. Ukreplenie gruntovyh pokrytiy avtomobil'nyh dorog nizshih kategoriy asfal'tobetonom / Yu.V. Tryapicyn, A.A. Chernyh // Byulleten' nauchnyh soobscheniy. – 2022. – № 27. – S. 95-98. Информационно-интеллектуальные системы определения геометрических элементов лесовозных автомобильных дорог / П.В. Тихомиров, И.А. Викулин, Ю.Ю. Володина [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2022. – Т. 15, № 2. – С. 83-93. – DOI: 10.12737/2219-0767-2022- 15-2-83-93. Informacionno-intellektual'nye sistemy opredeleniya geometricheskih elementov lesovoznyh avtomobil'nyh dorog / P.V. Tihomirov, I.A. Vikulin, Yu.Yu. Volodina [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. – 2022. – T. 15, № 2. – S. 83-93. – DOI: 10.12737/2219-0767-2022- 15-2-83-93. Государственный доклад об повышении эффективности лесного комплекса в Российской Федерации в 2013 году. – URL: https://www.novreg.ru/vlast/governor/docs/Doklad_o_povyshenii_jeffektivnosti_lesnogo_kompleksa.pdf(дата обращения: 14.03.2024). Gosudarstvennyy doklad ob povyshenii effektivnosti lesnogo kompleksa v Rossiyskoy Federacii v 2013 godu. – URL: https://www.novreg.ru/vlast/governor/docs/Doklad_o_povyshenii_jeffektivnosti_lesnogo_kompleksa.pdf(data obrascheniya: 14.03.2024). Cao, W. Review of Pavement Defect Detection Methods / W. Cao, Q. Liu, Z. He // IEEE Access. – 2020. – Т. 8. – Pp. 14531–14544. – DOI: 10.1109/aCCESS.2020.2966881. Cao, W. Review of Pavement Defect Detection Methods / W. Cao, Q. Liu, Z. He // IEEE Access. – 2020. – T. 8. – Pp. 14531–14544. – DOI: 10.1109/aCCESS.2020.2966881. Artificial Intelligence for road quality assessment in smart cities: a machine learning approach to acoustic data analysis / S.K. Jagatheesaperumal, S.E. Bibri, S. Ganesan, P. Jeyaraman // Computational Urban Science. – 2023. – № 3(1). – С. 28. – DOI: 10.1007/s43762-023-00104-y. Artificial Intelligence for road quality assessment in smart cities: a machine learning approach to acoustic data analysis / S.K. Jagatheesaperumal, S.E. Bibri, S. Ganesan, P. Jeyaraman // Computational Urban Science. – 2023. – № 3(1). – S. 28. – DOI: 10.1007/s43762-023-00104-y. Organization and technology of arranging access roads with asphalt-concrete pavement in the preparatory period of construction / R. Kazaryan [et al.] // Transportation Research Procedia. – 2022. – Vol. 63. - Pp. 2841-2846. – DOI: 10.1016/j.trpro.2022.06.330. Organization and technology of arranging access roads with asphalt-concrete pavement in the preparatory period of construction / R. Kazaryan [et al.] // Transportation Research Procedia. – 2022. – Vol. 63. - Pp. 2841-2846. – DOI: 10.1016/j.trpro.2022.06.330. Design and Technological Solutions for Construction on Collapsing Soils / A. Zhankina, A. Tulebekova, S. Akhazhanov, T. Shayakhmet // Труды университета. – 2022. – № 2(87). – Pp. 181-187. – DOI: 10.52209/1609-1825_2022_2_181. Design and Technological Solutions for Construction on Collapsing Soils / A. Zhankina, A. Tulebekova, S. Akhazhanov, T. Shayakhmet // Trudy universiteta. – 2022. – № 2(87). – Pp. 181-187. – DOI: 10.52209/1609-1825_2022_2_181. Trautvain, A.I. Efficiency of Stabilization of Sandy, Coarse-Grained and Technogenic Soils with Polymer Complexes and Surfactants of Structural Layers of Highways / A.I. Trautvain // Innovations and Technologies in Construction, BUILDINTECH BIT 2022. Lecture Notes in Civil Engineering, 2023. – Vol. 307. – Pp. 23-31. –DOI: 10.1007/978-3-031-20459-3_4 Trautvain, A.I. Efficiency of Stabilization of Sandy, Coarse-Grained and Technogenic Soils with Polymer Complexes and Surfactants of Structural Layers of Highways / A.I. Trautvain // Innovations and Technologies in Construction, BUILDINTECH BIT 2022. Lecture Notes in Civil Engineering, 2023. – Vol. 307. – Pp. 23-31. –DOI: 10.1007/978-3-031-20459-3_4 Tekampe, S. Assessing the Durability and Acoustic Performance of a Novel Two-Layer Pavement System / S. Tekampe, M. Oeser // Sustainability. – 2023. – Vol. 15(23). – C. 16475. – DOI: 10.3390/su152316475. Tekampe, S. Assessing the Durability and Acoustic Performance of a Novel Two-Layer Pavement System / S. Tekampe, M. Oeser // Sustainability. – 2023. – Vol. 15(23). – C. 16475. – DOI: 10.3390/su152316475.