- •Реферат
- •1) Введение.
- •2) Виды деформации дорожного покрытия.
- •3) Определение износа покрытия.
- •4) Характеристика асфальтобетонных покрытий.
- •5) Оценка прочности и устойчивости асфальтобетонных покрытий.
- •6) Ремонт, усиление, армирование асфальтополотна.
- •Армирование асфальтобетонных покрытий
- •Применение:
- •Эффект от применения:
- •7) Заключение.
2) Виды деформации дорожного покрытия.
Износ (истирание) — основной вид разрушения дорожного покрытия, определяет условия и сроки его службы. Износом называют уменьшение толщины покрытия за счет потери им материала в процессе эксплуатации под воздействием колес автомобилей и природных факторов.
Износ покрытия происходит под влиянием касательных сил, действующих в плоскости следа автомобильных колес и вызванных работой шин по преодолению сил трения. Касательные напряжения в плоскости следа вызывают истирание дорожного покрытия и покрышки колеса автомобиля на всем пути его следования. Такие напряжения увеличиваются от комплекса воздействий, вызывающих проскальзывание покрышки колеса в плоскости следа в условиях нормального ее качения. Кроме того, усилению износа способствуют природные факторы, так как материал покрытия ослабляется при насыщении водой, а зимой под действием ее замерзания.
Износ покрытия происходит по всей ширине проезжей части, но больше всего на полосах наката, где чаще проходят колеса автомобилей в один след. При исследованиях условно принимают величину износа равномерно распределенной по всей площади покрытия. При этом средняя величина износа hср мм, составляет hср=khн. где k — коэффициент неравномерности износа, в среднем составляющий величину 0,6—0,7; h„ — определенная величина износа в полосе наката, мм.
Для усовершенствованных покрытий износ измеряют в миллиметрах, а для покрытий переходного и простейшего типа также и по объему потери материала, м3/км.
Помимо износа дорожные покрытия подвержены деформациям и разрушениям, описанным ниже и показанным на рис. 25 и 26.
Шелушение — обнажение поверхности покрытия, отделение поверхностных тонких пленок и чешуек материала покрытия, деформированного под воздействием воды и мороза, а также колес автомобилей. Этот процесс особенно интенсивно протекает в весенний период при частом нагревании верхних слоев покрытия солнечными лучами днем и замерзании ночью. Шелушение происходит тем интенсивнее, чем выше пористость и меньше прочность материала покрытия. Процесс шелушения развивается также от действия хлоридов, применяемых при борьбе с гололедом. Особенно вредны они для цементобетонных покрытий с большим содержанием поверхностных пор. Хлориды усиливают шелушение покрытий косвенно, снижая морозостойкость бетона. Эти воздействия способствуют выделению скрытой теплоты плавления льда на покрытии, в результате чего оно оттаивает, а потом снова замерзает. Для прекращения шелушения необходимо уменьшать пористость верхней части покрытия, обрабатывая ее летом битумом с россыпью мелкого минерального материала.
Выкрашивание — последующий после шелушения процесс разрушения покрытия, при котором от покрытия отделяются более крупные зерна минерального материала. Выкрашиваются не только покрытия пере ходного типа, но и все усовершенствованные из-за потери связи между зернами материалов. Из пористых цементобетонных покрытий материал выкрашивается в результате усиления процессов шелушения. Из асфальтобетонных покрытий выпадают зерна щебня, плохо сцепленные с битумом (зерна кремния). Причинами выкрашивания покрытий служит также низкое качество смесей из-за перевозки их в самосвалах (остатки песка попадают в покрытие), недоукатки покрытия в холодную и дождливую погоду и т. п. Приостановить этот процесс можно путем укладки защитного слоя.
Обламывание кромок — разрушение покрытий в местах их сопряжения с обочинами, происходящее чаще всего в случаях переезда тяжелых грузовых автомобилей через кромки покрытий. На цементобетонных покрытиях, кроме того, кромки обламываются вдоль температурных швов при низком качестве бетона или когда нет связи между плитами. При движении автомобиля через шов плита прогибается и, если нет хорошей связи между плитами, колесо ударяет о кромку следующей плиты. При строительстве дороги кромки покрытия нужно предохранять от обламывания, для чего на обочинах устраивают укрепительные (краевые) полосы. На тех дорогах, где таких полос нет, их необходимо делать при ремонтных работах.
Волны — это деформации, образующиеся на покрытиях с излишней пластичностью. Верхний слой асфальтобетонных покрытий под действием касательных сил, особенно при торможении, сдвигается на уклонах и в местах остановок общественного транспорта. Волны, или складки, образуются преимущественно в жаркую солнечную погоду, когда покрытие нагревается до 60° и более. На чрезмерно пластичных грунтовых и гравийных покрытиях, обработанных органическими вяжущими, волны могут достигать таких размеров, что движение по дороге станет невозможным, из-за них автомобили переходят на обочины. Образование волн можно приостановить путем россыпи мелкого остроугольного минерального материала с последующей укаткой его тяжелыми катками на металлических вальцах. Разновидностью волн являются наплывы, при которых материал сдвигается в поперечном направлении. Например, в местах Остановок общественного транспорта материал смещается на бордюры.
Гребенка — вид разрушения покрытий переходного типа, преимущественно гравийных, а иногда — покрытий облегченных усовершенствованного типа. Гребенка имеет вид правильных, более или менее четко выраженных поперечных выступов, чередующихся с углублениями. Для устранения этого недостатка необходимо провести кирковку покрытия с последующим исправлением дорожного профиля автогрейдерами и укаткой.
Сдвиги — деформации покрытия, возникающие при действии касательных сил от колес автомобилей, особенно в местах их торможения. Сдвиги образуются главным образом при отсутствии надлежащей связи покрытия с основанием или верхнего слоя покрытия с нижним. Сдвиги сопровождаются трещинами. В местах сдвига, особенно в трещинах, покрытие начинает разрушаться.
Вмятины — углубления в пластичных покрытиях в виде отпечатков рисунка покрышек автомобилей или следа гусеничных машин, образующиеся в жаркую погоду.
Трещины, образующиеся на цементобетонных покрытиях, служат обычно признаком недостаточной прочности и начала разрушения. Поперечные температурные трещины образуются при больших расстояниях между швами и в тех случаях, когда произошло сцепление бетонных плит с основанием и они лишились возможности перемещаться при температурных изменениях.
Продольные трещины возникают при неоднородно уплотненном земляном полотне — когда края его, уплотненные меньше середины, начинают давать осадки. Косые трещины появляются над местными пустотами— осадками земляного полотна и при недостаточно прочных покрытиях.
Поперечные температурные трещины образуются на покрытиях, поверхность которых обработана органическими вяжущими, при резком снижении температуры воздуха осенью и при больших перепадах температуры зимой. Они закономерно распределяются на определенных расстояниях друг от друга (6—10 м). Образуются они из-за недостаточной сопротивляемости материала покрытия температурным напряжениям.
Осевые трещины на асфальтобетонных покрытиях появляются вследствие плохого сопряжения асфальтобетонной смеси двух соседних полос, когда горячая смесь примыкает к ранее уложенной холодной полосе. Косые трещины являются развитием поперечных и продольных трещин при недостаточной прочности покрытия.
Сетка трещин возникает на дорожном покрытии, как правило, при недостаточной прочности основания. Особенно часто сетка трещин образуется в весенний период, когда переувлажненный грунт вызывает под нагрузкой большие прогибы основания. Более жесткий материал покрытия не выдерживает таких прогибов, в результате чего и появляются трещины. Ниже изображены все виды вышеперечисленных трещин.
На рисунке: а) обломы кромок; б) продольные трещины; в) поперечные трещины; г) косые трещины; д) сетка трещин
На асфальтобетонных покрытиях трещины могут образовываться из-за частого приложения повышенных нагрузок, вызывающих значительные прогибы, при недостаточно прочных основаниях. Многие трещины образуются над швами основания, которые они как бы воспроизводят.
Трещины на асфальтобетонных покрытиях во многих случаях считают основным видом их разрушения и более опасным, чем износ покрытия; при сильном развитии трещин даже на недостаточно изношенных покрытиях необходимо перекрыть их новым слоем асфальтобетона. Надо учитывать, однако, что укладка тонких слоев не устраняет трещин. Уже через год после укладки тонкого слоя покрытия (4—5 см) на нем образуются трещины, дублирующие трещины нижнего слоя. По исследованиям профессора Н. Н. Иванова, трещины на покрытии могут не появляться, если укладывать слой асфальтобетона не менее 12—15 см. В зарубежных странах асфальтобетонные покрытия укладывают слоями большей толщины (до 0,5 м).
Колеи образуются в основном на покрытиях переходного типа на сравнительно узких проезжих частях при движении автомобилей след-в-след и при ослабленном основании. Колеи бывают резко выражены на покрытиях переходного типа, где они появляются вследствие просадки всего основания. Колеи образуются в основном на покрытиях переходного типа на сравнительно узких проезжих частях при движении автомобилей след-в-след и при ослабленном основании. Колеи бывают резко выражены на покрытиях переходного типа, где они появляются вследствие просадки всего основания.
На усовершенствованных покрытиях (например, асфальтобетонных) колеи искажают поперечный профиль в местах наката. Такие колеи, образующиеся на асфальтобетонных покрытиях также при большем уплотнении асфальтобетона, измеряются долями миллиметра. При широком применении автомобильных шин с шипами противоскольжения (например, в ФРГ и Италии) в полосах наката под ударами шипов образуются глубокие колеи. В некоторых случаях колеи на всю толщину верхнего слоя образуются в течение одной зимы. Поэтому встревоженные дорожники-эксплуатационники этих стран добиваются запрещения применения шин с шипами.
Выбоины - разрушения покрытий в виде углублений со сравнительно крутыми краями, образующиеся в покрытиях вследствие местного разрушения материала покрытия. Причинами образования выбоин считают некачественное выполнение строительных работ (недоуплотнение материала в данном месте и др.), применение некачественного, более слабого, чем на остальной площади, материала, загрязненного примесями, а также, появление неровностей, вызывающих повышенное, динамическое воздействие колес автомобилей.
Выбоины и причины их возникновения необходимо устранять немедленно после их обнаружения, иначе разрушение ослабленного участка может захватить большую площадь покрытия, затронуть основание и вызвать большие ремонтные работы.