فرسودگی سطوح جاده و تأثیر آن بر عمر مفید روسازی جاده، تعیین میزان سایش. علل فرسودگی جاده

ماشین های متحرک بیشترین تاثیر را در سایش روکش ها دارند. تحت بار منتقل شده به چرخ، تایر تغییر شکل می دهد (شکل 6.7). در این حالت در ورودی تایر به ناحیه تماس با پوشش موجود در لاستیک، فشرده سازی و در خروجی از کنتاکت، انبساط رخ می دهد. مسیری که توسط یک نقطه روی لاستیک در صفحه تماس طی شده است ل 1، کمتر از خارج از آن ل. بنابراین، در صفحه تماس، نقطه با شتابی بیشتر از نحوه حرکت آن قبل از تماس با پوشش حرکت می کند. در عین حال، سرعت زاویه ای a در بخش ها عملاً یکسان است. بنابراین، نقطه در امتداد پوشش از مسیری به طول مشخص با لغزش به جای غلتیدن عبور می کند.

برنج. 6.7. تغییر شکل تایر چرخ که به سایش پوشش کمک می کند:
A - منطقه فشرده سازی، B - منطقه تنش

تحت تأثیر این افزایش تنش های مماسی در صفحه مسیر، ساییدگی پوشش و لاستیک خودرو رخ می دهد. بیشترین نیروهای مماسی و بیشترین سایش زمانی اتفاق می افتد که وسیله نقلیه در حال ترمزگیری است. فرسودگی در هنگام رانندگی کامیون تقریباً 2 برابر بیشتر از هنگام رانندگی با اتومبیل است. هر چه استحکام مواد پوشش بیشتر باشد، سایش پوشش در عرض کمتر و یکنواخت تر می شود. در پوشش های ساخته شده از مواد کم استحکام، میزان سایش بسیار بیشتر است و شیارها و چاله ها بیشتر ایجاد می شوند. استفاده از سنگ های آذرین برای سنگ های خرد شده به جای سنگ های رسوبی باعث کاهش ۶۰ درصدی سایش می شود. افزایش محتوای قیر از 5 به 7٪ باعث کاهش 50-80٪ سایش می شود.

سایش پوشش در داخل جاده و ضخامت پوشش به طور ناهموار رخ می دهد و شیارهای سایشی روی پوشش در امتداد نوارهای نورد ایجاد می شود که عمق آن می تواند از چند میلی متر تا 40-50 میلی متر متغیر باشد. در چنین شیارهایی در هنگام بارندگی، لایه قابل توجهی از آب ایجاد می شود که منجر به کاهش کیفیت چسبندگی سطح و آبکشی می شود.

سایش متوسط ​​در کل منطقه تحت پوشش میانگین hمیلی متر است:

میانگین h = ک× h n، میلی متر، جایی که (6.1)

ک- ضریب ناهمواری سایش به طور متوسط ​​0.6-0.7 است.

h n- مقدار سایش در نوار نورد، میلی متر.

برای پوشش‌های پیشرفته، سایش بر حسب میلی‌متر و برای پوشش‌های انتقالی نیز با حجم از دست دادن مواد بر حسب متر 3 بر کیلومتر اندازه‌گیری می‌شود.

ویژگی های سایش سطوح ناهموار جاده. سایش سطح ناهموار سطوح جاده به صورت کاهش ارتفاع و در ساییدگی ناهمواری های ماکرو خود را نشان می دهد. کاهش زبری ماکرو پوشش ها تحت تأثیر چرخ های اتومبیل در دو مرحله رخ می دهد (شکل 7.3 را ببینید). در مرحله اول بلافاصله پس از اتمام ساخت، زبری پوشش به دلیل غوطه ور شدن دانه های سنگ خرد شده لایه سایش در لایه پوشش زیرین کاهش می یابد. بزرگی این غوطه وری به شدت و ترکیب حرکت، اندازه سنگ خرد شده و سختی پوشش بستگی دارد. سختی پوشش با عمق غوطه ور شدن سوزن سختی سنج ارزیابی می شود و برای روسازی های بتن آسفالت به موارد زیر تقسیم می شود: بسیار سخت - 0-2 میلی متر. سخت - 2-5 میلی متر؛ معمولی - 5-8 میلی متر؛ نرم - 8-12 میلی متر؛ بسیار نرم - 12-18 میلی متر. پوشش های بتن سیمانی کاملا سخت هستند.

تعیین سایش پوشش با محاسبه. میانگین کاهش ضخامت سطوح جاده در سال به دلیل فرسودگی را می توان با استفاده از فرمول Prof. MB. Korsunsky (لازم به ذکر است که این مطالعات بیش از 50 سال پیش انجام شده است و مقادیر کمی نتایج آنها برای جاده ها و اتومبیل های مدرن چندان قابل استفاده نیست):

ساعت = آ + ب× ب (6.2)

ساعت- سایش سالانه پوشش، میلی متر؛

آ- پارامتری که عمدتاً به مقاومت آب و هوای پوشش بستگی دارد و شرایط آب و هوایی;

ب- یک شاخص بسته به کیفیت (عمدتاً استحکام) مواد پوشش، درجه رطوبت، ترکیب و سرعت حرکت آن.

که در- حجم ترافیک، میلیون تن ناخالص در سال؛ ن» 0.001× که در (ن- شدت ترافیک، وسایل نقلیه / روز).

سایش پوشش برای تیسال، با در نظر گرفتن تغییرات در ترکیب و شدت ترافیک در آینده در پیشرفت هندسی را می توان با فرمول تعیین کرد.

جایی که (6.3)

h T- سایش پوشش برای تیسال، میلی متر؛

ن 1 - شدت ترافیک در سال مرجع، وسایل نقلیه / روز.

به= 1.05-1.07 - ضریب با در نظر گرفتن تغییرات در ترکیب حرکت.

q 1 - شاخص رشد سالانه شدت ترافیک، q 1 > 1,0.

مقادیر پارامتر آو بدر جدول آورده شده است. 6.6.

جدول 6.6

یادداشت. 1. مقادیر متوسط آو بپذیرفته شده برای جاده های واقع در یک منطقه با رطوبت متوسط ​​(منطقه III جاده-اقلیمی) و ساخته شده از مصالح سنگی که الزامات استانداردها را برآورده می کند. 2. برای جاده هایی با روسازی بهبود یافته واقع در ناحیه رطوبت بیش از حد (منطقه آب و هوایی جاده II)، محدودیت های فوقانی پذیرفته می شود و برای جاده های واقع در مناطق با آب و هوای خشک (مناطق آب و هوایی جاده IV و V)، حدود پایین تر ارزش ها پذیرفته می شود آو ب. 3. برای جاده هایی با سطوح سنگ خرد شده و سنگ ریزه واقع در منطقه با رطوبت بیش از حد، محدودیت های پایینی پذیرفته می شود و در مناطق با آب و هوای خشک - حدود بالایی. آو ب. 4. اگر عرض جاده از 7.0 متر تجاوز کند، مقدار ب 15٪ کاهش می یابد و اگر کمتر از 6.0 متر باشد، پس ب 15 درصد افزایش یابد.

که در سال های گذشتهبرای افزایش پایداری وسایل نقلیه، استفاده از لاستیک های دارای سنخ یا زنجیر شروع شد. تجربه نشان می دهد که این امر به طور چشمگیری سایش سطوح جاده را افزایش می دهد.

در لحظه تماس با پوشش، هر سنبله با سرعت بالایی برخورد می کند. سنبله جرم بسیار کمی دارد، اما تکرار مکرر این ضربات در یک مکان به ضعیف شدن لایه رویی پوشش کمک می کند. اثر سایشی بیشتر توسط سنبله ای که از ناحیه تماس خارج می شود، اعمال می شود، جایی که تایر همراه با سنبله در امتداد سطح پوشش می لغزد و آن را ساییده می کند.

مدت زمان سایش روسازی های بتنی آسفالتی هنگام کار با لاستیک ها با زنجیر و ناودانی 2-3 برابر کاهش می یابد. حتی روی سطوح ساخته شده از بتن آسفالتی با مقاومت بالا در بزرگراه های آلمان، که وسایل نقلیه مجهز به لاستیک های میخ دار روی آن ها حرکت می کنند، پس از 1-2 سال شیارهایی در امتداد نوارهای نورد تا عمق 10 میلی متر ایجاد می شود.

بنابراین، تحت شرایط عملیاتی جاده های روسیه، استفاده از لاستیک های با ناودانی و زنجیر برف در جاده های عمومی باید به شدت محدود شود.

مقدار سایش مجاز را می توان به عنوان معیاری برای وضعیت محدود سطح جاده برای سایش در نظر گرفت. N و: برای روسازی های بتنی آسفالت 10-20 میلی متر; برای سنگ خرد شده و شن درمان شده با چسب های آلی - 30-40 میلی متر. سنگ خرد شده از سنگ خرد شده بادوام - 40-50 میلی متر، شن - 50-60 میلی متر.

بر این اساس، سازمان های نگهداری راه ها هنگام پذیرش راه ها پس از ساخت یا تعمیر با آرماتور، باید از سازندگان بخواهند که ضخامت پوشش بیشتر از ضخامت محاسبه شده از شرایط استحکام با میزان سایش مجاز باشد، یعنی.

h n = h np + N و، میلی متر، جایی که (6.5)

h np- محاسبه ضخامت روسازی بر اساس مقاومت روسازی راه، میلی متر.

اندازه گیری سایش. سایش سالانه در کسری از میلی متر از بتن سیمانی، بتن آسفالتی و سایر روسازی های یکپارچه با استفاده از معیارهای تعبیه شده در ضخامت روسازی و سایش سنج اندازه گیری می شود. با این روش اندازه گیری سایش، ابتدا فنجان های مرجع ساخته شده از برنج در روکش قرار می گیرند. کف فنجان به عنوان سطحی است که شمارش از آن انجام می شود.

سایش همچنین با استفاده از صفحات ذوزنقه ای شکل (علامت) ساخته شده از سنگ آهک یا فلز نرم که در پوشش تعبیه شده و همراه با آن ساییده می شود، تعیین می شود. برای تعیین سایش پوشش ها می توان استفاده کرد انواع مختلفابزارهای راداری الکتریکی یا زمینی که برای اندازه‌گیری ضخامت لایه‌ها در نیم‌فضاهای لایه‌ای استفاده می‌شوند.

با داشتن اطلاعاتی در مورد سایش واقعی پوشش و حداکثر سایش مجاز، ضریب سایش پوشش تعیین می شود.

فصل 7. الگوهای تغییرات در حمل و نقل اساسی و ویژگی های عملیاتی بزرگراه ها

تجربه کشورهای اسکاندیناوی

ساییدگی روسازی های بتنی آسفالت با لاستیک های میخ دار

هدف این مقاله تسهیل و تسریع سازگاری با شرایط روسیهتجربه خارجی، عمدتاً اسکاندیناویایی در طراحی، ساخت، نگهداری و بهره برداری از بزرگراه ها - با در نظر گرفتن سایش سطوح جاده با لاستیک های میخی.

مشکل شیار شدن، همراه با سایر «بیماری‌های جاده‌ای» که در سنین پیشرفته‌تر هستند، یکی از مهم‌ترین مشکلات است. این امر به ویژه برای طراحان، سازندگان، اپراتورها و صاحبان بزرگراه هایی که با شدت ترافیک بالا مشخص می شوند و/یا در مناطق جاده-اقلیمی I و II و در مناطق کوهستانی مرتفع واقع شده اند، مرتبط است.

تعمیم نتایج مطالعات انجام شده در کشورهای خارجی با آب و هوای سرد، و همچنین بررسی وضعیت عملیاتی و فنی سطوح جاده در سن پترزبورگ، نشان داد که دلیل مهمی برای تشکیل شیار در جاده های غیر صلب است. روسازی ها توسط لاستیک های میخ دار ساییده می شوند. لاستیک های میخ دار که در فصول سرد (و نه تنها) استفاده می شوند، از نظر اثر مشابه به آسیاب جاده ای هستند، اما تاثیر کمتری دارند.

سایش سالانه لایه بالایی روسازی بتنی آسفالت در جاده هایی با سطوح مختلف شدت ترافیک در محدوده نسبتاً گسترده ای متفاوت است - از 5 تا 10 میلی متر یا بیشتر.

متأسفانه، اسناد نظارتی فعلی در فدراسیون روسیه عملاً سایش سطوح جاده با لاستیک های ناودانی را در نظر نمی گیرند، هیچ روشی برای پیش بینی این سایش و همچنین الزامات مقاومت در برابر سایش سطوح جاده در دسته های فنی مختلف وجود ندارد.

در عین حال، در کشورهای اسکاندیناوی (به ویژه فنلاند و سوئد)، ایالات شمالی ایالات متحده آمریکا، کانادا و سایر کشورها، تحقیقات علمی زیادی در مورد این مشکل انجام شده است، روش هایی برای ارزیابی میزان سایش انجام شده است. توسعه یافته و روش هایی برای کاهش شیار شدن پیشنهاد شده است.

ارتباط و آمار

طبق تحقیقات Unhola (1997)، در فنلاند، یک خودروی سواری با چهار لاستیک میخ دار با سرعت 100 کیلومتر در ساعت، بیش از 100 کیلومتر در دهه 1960، 11 کیلوگرم مواد پوشش فرسوده شد، در دهه 1990 - فقط 2.5 کیلوگرم. . تحقیقات Lampinen (1993) نشان داد که شیار شدن با معرفی کاهش می یابد سیستم موثرمدیریت وضعیت روسازی جاده (سیستم مدیریت روسازی) و همچنین با تنظیم الزامات لاستیک های میخ دار، کاهش سرعت رانندگی در دوره زمستانیو استفاده از سنگدانه های مرغوب برای بتن آسفالت.

سایش پوشش در سوئد در سال 1975 100 گرم در هر کیلومتر خودرو بود، اما در سال 1995 تنها 20 گرم در هر کیلومتر خودرو بود (Jacobson, 1997). تحقیقات گوستافسون (1997) نشان داد که در طول دوره زمستان 1988-1989. سطوح جاده ها در سوئد 450000 تن مواد را از دست دادند. این برای سوئدی ها حدود 35 میلیون دلار هزینه در بر داشت.

جاکوبسون و هورنوال در سال 1999 به این نتیجه رسیدند که 60 تا 90 درصد شیارها در جاده های شلوغ ناشی از لاستیک های میخی است.

آزمایشات روی یک شبیه‌ساز DD که توسط موسسه حمل‌ونقل جاده‌ای سوئد (VTI) انجام شد، نشان داد که لاستیک‌های با ناودانی سبک (1.0 گرم) نیمی از لاستیک‌های با ناودانی فولادی سنگین‌تر (1.8 گرم) سایش را ایجاد می‌کنند (Jacobson and Wågberg، 1998). حتی با افزایش استفاده از تایرهای میخ دار، سایش تایر به طور قابل توجهی کاهش یافته است (Jacobson and Hornwall, 1999). دولت سوئد اکنون تصمیم گرفته است استفاده از لاستیک های میخ دار را در شرایط لغزنده زمستانی اجباری کند (Öberg, 2002).

طبق تحقیقات لوبرگ (1997)، تایرهای میخ دار سالانه 300000 تن مواد را در 63000 کیلومتر جاده آسفالته نروژ فرسوده می کنند.

در سال‌های اخیر، همه کشورهای اسکاندیناوی روندی ثابت به سمت کاهش ساییدگی لاستیک‌های میخی داشته‌اند. عوامل مؤثر در این امر در زیر با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار می گیرند.

مقررات نظارتی استفاده از تایرهای ناودانی در کشورهای اسکاندیناوی

استفاده از تایرهای میخ دار در زمستان (با برخی محدودیت های فصلی) در دانمارک، فنلاند، نروژ و سوئد مجاز است. در دانمارک و سوئد، دوره های مجاز استفاده از لاستیک های ناودانی یکسان است (از اول اکتبر تا پایان آوریل). در فنلاند و نروژ - از 1 نوامبر تا اولین دوشنبه پس از عید پاک (به استثنای شمال نروژ که این دوره کمی تمدید شده است). در فنلاند و سوئد تعداد گل میخ های نصب شده روی یک لاستیک، برآمدگی گل میخ و وزن آن تنظیم می شود. در نروژ این الزامات اندکی کاهش یافته است. جدول 1 خلاصه ای از مقررات لازم الاجرا در کشورهای اسکاندیناوی را ارائه می دهد ("مقررات اوردیک"، 2003)

Tab. 1.خلاصه ای از مقررات لاستیک میخ دار اسکاندیناوی

در فنلاند از دهه 1960 تایرهای میخ دار استفاده می شود و در زمستان تقریباً بر روی 95 درصد خودروهای سواری نصب می شوند. درمان ضد یخ زدگی سطوح جاده در فنلاند با نمک جاده انجام می شود. استفاده ترکیبی از نمک و لاستیک های میخ دار تعدادی عواقب منفی برای محیط زیست ایجاد می کند. در اوایل دهه 1990، دولت فنلاند مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را برای تعیین امکان‌سنجی کاهش تعداد خودروهای با لاستیک‌های ناودانی و کاهش مصرف نمک (یا هر دو در هر دو) انجام داد. ترکیبات مختلف). تحقیقات نشان داده است که با در نظر گرفتن هزینه های اجتماعی-اقتصادی مرتبط با افزایش خطر تصادفات جاده ای، استفاده از لاستیک های میخ دار و مصرف نمک در سطوح فعلی بهینه است.

اگر در فنلاند تایرهای میخ دار به طور انبوه استفاده می شود، در نروژ در سال های اخیر سعی شده است این استفاده را محدود کنند، به ویژه در شهرک های شهری، جایی که جاده ها تقریباً در تمام زمستان از برف پاک هستند. مشخص شده است که تایرهای میخ دار تا 17 درصد از آلودگی گرد و غبار را در شهرها ایجاد می کنند (Krokeborg, 1998). در اسلو در سال 1999، به منظور کاهش 20 درصدی استفاده از لاستیک های میخ دار، حکمی برای اخذ مالیات 160 دلاری از آنها صادر شد. مقامات نروژی به طور فعال استفاده از لاستیک های زمستانی بدون میخ و زنجیر برف را ترویج می کنند (فریدستروم، "لاستیک و زنجیر زمستانی"، 1998).

برخی از محققان گزارش می دهند تلاش ناموفقکاهش استفاده از تایرهای میخ دار در سوئد ("Studded Tires"، 2001). محدودیت‌های پیشنهادی نتیجه‌ای نداشت و در سال‌های اخیر استفاده از تایرهای میخ‌دار اندکی افزایش یافته است.

جایگزین لاستیک های میخ دار

جایگزین های اصلی برای سنبله ها روش های سنتی نگهداری جاده در زمستان است. اینها شامل پراکندگی ماسه روی سطح یخی (روش اصطکاک)، درمان پیشگیرانهپوشش دهی تا تشکیل لایه یخ، یا ذوب یخ یا لایه برف-یخ، اگر قبلاً تشکیل شده باشد، با نمک جاده (روش های شیمیایی). همه اینها بر محیط زیست و سلامت انسان تأثیر منفی می گذارد.

تجربه خارجی و داخلی در بهره برداری از جاده ها در زمستان نشان می دهد که ممنوعیت استفاده از لاستیک های ناودانی حتی در صورت استفاده روش های سنتیتعمیر و نگهداری زمستانی منجر به افزایش تعداد تصادفات می شود.

روش اصطکاکجایگزین اصلی تایرهای میخ دار است. با این حال افزایش مصرفشن و ماسه منجر به افزایش گرد و غبار در جاده ها می شود. مطالعه بیماری های تنفسی ناشی از گرد و غبار جاده ها نشان داد که افزایش مصرف شن و ماسه مزیتی در مقایسه با استفاده از لاستیک های میخی ندارد. علاوه بر این، هزینه های توزیع و حذف شن و ماسه باید در نظر گرفته شود.

مقامات فنلاند در کاهش مقدار کلی گرد و غبار تولید شده از ماسه اصطکاکی پیشرفت هایی داشته اند. برای این منظور الزاماتی برای کیفیت مواد شنی تعیین شده و از فناوری توزیع ماسه مرطوب استفاده شده است (والتونن، 2002). مشخص شده است که آسیب گرد و غبار را می توان با استفاده از شن و ماسه ساخته شده از مواد سنگی تیره با محتوای کاهش یافته کوارتز کاهش داد که در جاده ها کمتر خرد می شود.

مطالعه بیشتر توسط Tervahuttu (2004) نشان داد که ماسه اصطکاکی اعمال شده بر روی یک جاده مقدار قابل توجهی از مواد را از روسازی بتنی آسفالت حذف می کند و باعث سایش سطح جاده (اثر کاغذ سنباده) می شود و این سایش می تواند بسیار زیاد باشد. این مشکل در حال حاضر در فنلاند در حال بررسی است.

در مورد کاربرد نمک جاده یا ترکیب آن با ماسه(مخلوط شن و نمک)، سپس در فنلاند معمولاً از کلرید سدیم (NaCl) به عنوان ماده یخ زدایی استفاده می شود. مقامات فنلاند دریافته اند که در جاده های پرترافیک، کاهش مصرف نمک تعداد تصادفات را بین 5 تا 20 درصد افزایش می دهد. در جاده هایی با حجم کم تردد از شن و ماسه به جای نمک استفاده می شود.

استفاده از نمک یک سری ایجاد می کند مشکلات زیست محیطی: آلودگی منابع آب آشامیدنی، اثرات سمی روی گیاهان و جانوران و غیره. همچنین نمک باعث خوردگی خودروها، فولاد و سازه های بتنی. یک مطالعه نشان داد که آسیب ناشی از استفاده از نمک 15 برابر بیشتر از هزینه تهیه و توزیع آن است.

مطالعات سایش روسازی

فنلاند

در سال 1982 - 1988 Lampinen داده‌های دما و بارش را مطالعه کرد و عمق شیارها را در 8000 تا 10000 کیلومتر از جاده‌های فنلاند اندازه‌گیری کرد. وی با بررسی عوامل مؤثر بر شیاربندی اهمیت نسبی آنها را مشخص کرد. همچنین مشخص شد که حجم اصلی شیار (70-80٪) به دلیل سایش توسط لاستیک های میخی شکل می گیرد. تغییر شکل های پلاستیکیمواد روسازی جاده ها 10 تا 20 درصد از حجم شیارها را هنگام رانندگی وسایل نقلیه سنگین ایجاد می کنند. به طور معمول، یک وسیله نقلیه سنگین همان مسیر 3 تا 5 خودروی سواری با لاستیک های میخی را تشکیل می دهد. در فنلاند، از دسامبر تا فوریه، 85 تا 90 درصد خودروهای سواری و کمتر از 50 درصد وسایل نقلیه سنگین مجهز به لاستیک‌های ناودانی هستند. بر اساس این داده ها، Lampinen به این نتیجه رسید که با تنظیم الزامات لاستیک های میخ دار و محدود کردن فصل استفاده مجاز از آنها، می توان تا حدی شیار زدگی را کاهش داد.

در بازه زمانی 1982 تا 1988 شیارها در جاده های فنلاند به طور پیوسته در حال کاهش است. بنابراین، در سال 1982 میانگین عمق شیار 9.5 میلی متر و در سال 1988 تنها 5.9 میلی متر بود. این کاهش به دلیل افزایش حجم رله لایه بالایی روسازی ها و همچنین معرفی یک سیستم مدیریت روسازی موثر (PMS) است. با توجه به الزامات PMS، بخش هایی از جاده ها با عمیق ترین شیارها باید به موقع با لایه بالایی روسازی جدید پوشانده شوند. نتایج اندازه گیری نشان داد که میانگین افزایش سالانه شیارگی (افزایش سطح مقطع) حدود 487 میلی متر مربع در هر 1000 خودرو SSID بود. میانگین افزایش سالانه عمق شیار حدود 0.36 میلی متر در هر 1000 وسیله نقلیه SSID بود. یک خودروی سواری حدود 24 گرم مواد پوششی در هر 1 کیلومتر فرسوده می شود و سایش یک گل میخ 100 میکروگرم است. هزینه های سالانه 35 میلیون دلار برآورد شده است.

مشخص شده است که شیار شدن به شدت تحت تأثیر نوع گل میخ است (لامپینن، 1993). ساییدگی ناشی از ضربه تنون و خراش دادن مواد به دلیل تماس تنون با پوشش (یادآور عملکرد یک آسیاب جاده) است. انرژی ضربه به جرم سنبله و سرعت عمودی بستگی دارد. سرعت عمودی 10 تا 15 درصد سرعت خودرو است و به نوع لاستیک و اندازه برآمدگی گل میخ بالای سطح آج بستگی دارد. نیروی ضربه به اندازه برآمدگی گل میخ و طراحی آن بستگی دارد. اثر ساینده نیز تحت تأثیر سرعت و سبک رانندگی خودرو است، یعنی. حرکت در یک خط مستقیم یا منحنی، شتاب و ترمز.

تحقیقات بیشتر توسط Lampinen با هدف اصلاح اندازه برآمدگی و تعیین نیروی سنبله انجام می شود. از شکل 1.1. مشاهده می شود که هر چه گل میخ سبک تر باشد، سایش کمتری دارد. مشخص شد که سایش شدیداً تحت تأثیر نوع سنگدانه (سنگ خرد شده) است. تأثیر سرعت سفر بر سایش در شکل 1 نشان داده شده است. 1.2. اندازه برآمدگی تنون و نیروی ضربه آن تأثیر کمتری بر سایش نسبت به نوع سنگدانه، جرم تنون و سرعت وسیله نقلیه دارد (Sistonen and Alkio, 1986).

Unhola تحقیقات انجام شده توسط Sistonen و Alkio را با استفاده از روش آزمایشی مشابه (روش "دور زدن") ادامه داد. وی تأیید کرد که سایش پوشش عمدتاً با وزن تنون و نوع سنگدانه تعیین می شود. همچنین تأیید شد که اندازه برآمدگی و نیروی گل میخ تأثیر محسوسی بر سایش ندارد. مطالعات با سرعت خودرو 100 کیلومتر در ساعت انجام شد.

لامپینن خاطرنشان کرد که مقاومت به سایش پوشش با افزایش اندازه بخش سنگ خرد شده درشت و درصد کسری بزرگتر از 8 میلی متر به طور قابل توجهی افزایش می یابد. ناحیه خاص پرکننده معدنی باید تا حد امکان کوچک باشد.

برنج. 1.1.تأثیر جرم گل میخ بر سایش پوشش در سرعت وسیله نقلیه 100 کیلومتر در ساعت،سیستوننوالکیو، 1986

برنج. 1.2.تاثیر سرعت سفر و وزن بر سایش پوششخار2.3 سال

سیستوننوالکیو، 1986

لامپینن با جمع‌بندی داده‌های حاصل از این مشاهدات در بررسی جاده‌های فنلاند در سال‌های 1982-1988، تأثیر شرایط آب و هوایی بر تشکیل شیارها را بررسی کرد. هنگامی که رطوبت پوشش افزایش می یابد و دما به زیر 0 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، فرآیند شیار شدن (در مقایسه با سطح خشک) تسریع می یابد. رطوبت سطحی نسبت به دمای پایین تأثیر بیشتری در شیار شدن دارد.

لمپینن معتقد است که شیارهای روی روسازی ها را می توان با کاهش تعداد ضربه های گل میخ کاهش داد (یعنی وسایل نقلیه کمتر با لاستیک های میخ دار و گل میخ های کمتری که در آج تعبیه شده اند). کاهش شیارهای اولیه به دلیل بهبود تکنولوژی پوشش؛ بهبود طراحی ناودانی ها برای کاهش خواص سایشی آنها (در عین حفظ ویژگی های کششی) و با توسعه انواع پوشش هایی که حساسیت کمتری به شیار شدن دارند.

گزارش نهایی "طراحی روسازی های بتنی آسفالت" که توسط گروهی از محققین به طور مشترک با شرکت ملی نفت فنلاند (Saarela, 1993) انجام شد، بیان می کند که بیشترین مشخصه مهمپوششی که بر سایش تایرهای میخ دار تأثیر می گذارد، مقاومت در برابر سایش بتن آسفالتی است. مهم ترین عوامل موثر بر سایش نیز شامل شدت تردد خودرو و رطوبت سطح پوشش است. در برخی موارد سرعت خودرو و آب و هوای سرد باید در طراحی در نظر گرفته شود.

برای تعیین مقاومت سایشی پوشش در برابر لاستیک های میخ دار، از آزمایشات آزمایشگاهی با استفاده از روش SRK (روش "SRK") استفاده می شود. هنگام آزمایش با روش SRK، سه لاستیک میخ دار مینیاتوری در دمای 5 درجه سانتیگراد به مدت دو ساعت بر روی سطح نمونه مرطوب بتن آسفالتی با قطر 100 میلی متر که در طراحی مخلوط بتن آسفالتی استفاده می شود، چرخانده می شوند. مارشال شاخص سایش ساینده با استفاده از روش SRK (SRK-value) با از دست دادن حجم نمونه بر حسب سانتی متر 3 تخمین زده می شود (استاندارد اروپایی، 2000).

با استفاده از نشانگر SRK، عمر سرویس روسازی را می توان با شدت ترافیک مشخص تعیین کرد. مهمترین عامل موثر بر سایش پوشش، کیفیت سنگدانه های مورد استفاده است (شکل 1.3). به عنوان مثال، استفاده از سنگ خرد شده با کیفیت بالا (با همه عوامل مشابه) می تواند عمر مفید لایه پوشش 5 سال، با کیفیت پایین - 2 سال را تضمین کند.

انتخاب سنگ خرد شده بر اساس ترکیب کانی شناسی آن توصیه نمی شود، زیرا در این مورد، بسته به درصد کانی های مختلف، مناسب بودن سنگ خرد شده برای استفاده در پوشش بسیار متفاوت است. سنگ خرد شده باید بر اساس نتایج آزمایشات آزمایشگاهی انتخاب شود. روش‌های آزمایشی متعددی برای سنگ خرد شده وجود دارد، اما روش اصلی آزمایش آزمایشگاهی که در حال حاضر در فنلاند استفاده می‌شود، تست آسیاب گلوله‌ای است که در ایالات متحده آمریکا تست سایشی نوردیک نامیده می‌شود (Alkio، 2001).

نمونه سنگدانه (سنگ خرد شده) به وزن 1000 گرم با سرعت 90 دور در دقیقه به مدت یک ساعت چرخانده می شود. در آسیاب استاندارد همراه با 7 کیلوگرم توپ فولادی به قطر 15 میلی متر در حضور تقریباً 2 لیتر آب. سنگ خرد شده کسری 11.2 - 16 میلی متر آزمایش شده است. نتیجه آزمایش (Ball Mill Value) با درصد ذرات کوچکتر از 2 میلی متر باقی مانده در پایان آزمایش ارزیابی می شود. شکل 1.4 رابطه بین نتایج تست آسیاب گلوله ای و نتایج تست SRK را نشان می دهد.

استانداردهای اعمال نتایج آزمایش آسیاب گلوله ای (مقدار آسیاب گلوله ای = ارزش سایشی نوردیک) که توسط اداره راه فنلاند ایجاد شده است در جداول 2.1 آورده شده است. و 2.2 (الکیو، 2001). سنگدانه سنگ (سنگ خرد شده) بسته به استحکام به چهار دسته تقسیم می شود. بادوام ترین سنگ خرد شده برای استفاده در جاده هایی با شدت ترافیک SSID > 5000 وسیله نقلیه در روز توصیه می شود. با سرعت بیش از 60 کیلومتر در ساعت و SSID > 10000 خودرو در روز. - با سرعت کمتر از 60 کیلومتر در ساعت

روش دیگری برای آزمایش سنگدانه معمولاً در فنلاند استفاده می شود (Saarela، 1993). یک هسته سنگی که بین دو سر هرمی (زاویه 60 0، شعاع 5 میلی‌متر) قرار گرفته است، نابود می‌شود. سرها از فولاد با سختی ویکرز بیشتر از 1200 ساخته شده اند. شاخص مقاومت بار نقطه ای از معادله 1.1 محاسبه می شود.

آزمایشات صحرایی نشان داده است که میزان شیار شدن با مقدار این شاخص همبستگی دارد. این آزمایش بخشی از مشخصات روسازی آسفالت فنلاند است.

PLI = (D/50) 0.45 F/D معادله 1.1

جایی که: PLI = شاخص قدرت بار نقطه ای، MPa.

B = قطر هسته؛

F = نیروی شکست، N.

برنج. 1.3.اهمیت نسبی عوامل موثر بر سایش تایرهای میخ دارسارلا، 1993

برنج. 1.4.رابطه بین نتایج آزمایش آسیاب گلوله ای و نتایج آزمایشS.R.K.روش،سارلا، 1993

جدول 2.1.طبقه بندی کیفیت سنگدانه(سنگ خرد شده)الکیو، 2001

جدول 2.2.انتخاب کیفیت پرکننده معدنی (سنگ خرد شده)الکیو، 2001

مهمترین عامل بعدی بعد از کیفیت سنگدانه های معدنی که بر سایش روسازی تأثیر می گذارد، ترکیب مخلوط بتن آسفالتی است. نتایج آزمایشات میدانی نشان داد که روسازی ساخته شده از بتن آسفالتی ریزدانه متراکم با حداکثر اندازه سنگ خرد شده 20 میلی متر (AB20) 10 درصد سریعتر از روسازی ساخته شده از SMA با اندازه سنگ خرد شده 16 میلی متر (SMA16) فرسوده می شود. ). به همین دلیل، در جاده هایی با حجم ترافیک بالا، وزارت راه فنلاند (FINRA) استفاده از SMA را توصیه می کند. مشخصات ترکیب مخلوط های AB16 و SMA16 طبق استاندارد فنلاند برای بتن آسفالت 2000 (مشخصات آسفالت فنلاند، 2000) در جدول آورده شده است. 3 و در شکل. 1.5. در شکل شکل 1.6 رابطه بین درصد ذرات بزرگتر از 8 میلی متر در سنگ خرد شده و شاخص سایش ساینده (SRK-value) را نشان می دهد که با روش SRK تعیین می شود. هر چه سنگ خرد شده در مخلوط بتن آسفالتی بزرگتر باشد، سایش کمتر می شود.

جدول 3.ویژگی های ترکیب مخلوط های AB16 وSMA16 (استانداردهای فنلاندیروی بتن آسفالت، 2000)

برنج. 1.5.ترکیب دانهAB20 وSMA16 (استانداردهای فنلاندی روشن استبتن آسفالت، 1995)

بایندر قیر تاثیر قابل توجهی در سایش ندارد. استفاده از قیر چسبناک تر مقاومت سایش را کمی افزایش می دهد. مقدار سایش مستقیماً تحت تأثیر وارد کردن مواد افزودنی به بایندر قیر قرار نمی گیرد. معمولاً از افزودنی ها برای بهبود سایر ویژگی ها استفاده می شود. با این حال، در برخی موارد (زمانی که سنگ خرد شده با کسر بزرگتر از مخلوط بتن آسفالتی متراکم معمولی استفاده می شود)، معرفی مواد افزودنی می تواند مقاومت به سایش را افزایش دهد. از الیاف، قیر طبیعی و پلیمرها می توان به عنوان افزودنی استفاده کرد. معرفی افزودنی های پلیمری مقاومت به سایش را در زمستان های بسیار سرد بهبود می بخشد (Saarela, 1993).

برنج. 1.6.تأثیر درصد کسر > 8 میلی متر بر سایش تعیین شده توسط روشS.R.K. (سارلا، 1993).

نتایج بررسی های میدانی 14 جاده آزمایشی توسط کورکی (1998) تجزیه و تحلیل شد. این جاده های آزمایشی شامل بخش هایی از روسازی با ویژگی های مختلف: نوع سنگ خرد شده، ترکیب دانه، چسب قیر، افزودنی چسب، پودر معدنی، الیاف، گیلسونیت و قیر طبیعی. یک بخش کنترل در ابتدا و انتهای هر جاده آزمایشی راه اندازی شد. روسازی در مناطق کنترل از بتن آسفالت متراکم (AB20/IV) با حداکثر اندازه اسمی ذرات 20 میلی متر ساخته شده است. سنگ خرد شده از گرانودیاریت استفاده شد. قیر باقیمانده با نفوذ 120 که از تقطیر نفت سنگین عرب به دست می آید، به عنوان چسبنده قیر استفاده می شد. پروفیل عرضی روسازی و عمق شیارها با پروفیلومتر اندازه گیری شد. میزان سایش بر اساس مساحت (cm2) یا ضریب سایش ارزیابی شد.

نتایج آزمون نشان داد که در مقایسه با میانگین فرسودگی سه زمستان 90-91، 91-92 و 92-93. سایش پوشش ها در زمستان 96-1997 20 درصد کاهش یافته است. این به طور کامل به دلیل انتقال به سنبله های نور است. در سال 1997 روی 43 درصد خودروهای سواری لاستیک با ناودانی نور نصب شده بود در حالی که در سال 1990 اصلاً از ناودانی استفاده نمی شد. در زمستان های سرد، سایش تقریباً 10 درصد کمتر از زمستان های گرم بود. در داخل فنلاند، جایی که آب و هوا سردتر و خشک تر است، سایش کمتر از مناطق ساحلی بود.

رابطه بین سطح سایش و عمق شیار بستگی به عرض جاده دارد. عمق شیار، بسته به منطقه سایش و عرض جاده، می تواند از معادلات 1.2 - 1.5 تعیین شود.

برنج. 1.6. اثر درصد کسر > 8 میلی متر بر سایش تعیین شده با روش SRK (Saarela، 1993).
نتایج بررسی های میدانی 14 جاده آزمایشی توسط کورکی (1998) تجزیه و تحلیل شد. این راه های آزمایشی شامل مقاطع روسازی با ویژگی های مختلف: نوع سنگ خرد شده، ترکیب دانه، چسب قیر، افزودنی چسب، پودر معدنی، الیاف، گیلسونیت و قیر طبیعی بود. یک بخش کنترل در ابتدا و انتهای هر جاده آزمایشی راه اندازی شد. روسازی در مناطق کنترل از بتن آسفالت متراکم (AB20/IV) با حداکثر اندازه اسمی ذرات 20 میلی متر ساخته شده است. سنگ خرد شده از گرانودیاریت استفاده شد. قیر باقیمانده با نفوذ 120 که از تقطیر نفت سنگین عرب به دست می آید، به عنوان چسبنده قیر استفاده می شد. پروفیل عرضی روسازی و عمق شیارها با پروفیلومتر اندازه گیری شد. میزان سایش بر اساس مساحت (cm2) یا ضریب سایش ارزیابی شد.
نتایج آزمون نشان داد که در مقایسه با میانگین فرسودگی سه زمستان 91-90، 91-92 و 92-93. سایش پوشش ها در زمستان 96-1997 20 درصد کاهش یافته است. این به طور کامل به دلیل انتقال به سنبله های نور است. در سال 1997 روی 43 درصد خودروهای سواری لاستیک با ناودانی نور نصب شده بود در حالی که در سال 1990 اصلاً از گل میخ استفاده نمی شد. در زمستان های سرد، سایش تقریباً 10 درصد کمتر از زمستان های گرم بود. در داخل فنلاند، جایی که آب و هوا سردتر و خشک تر است، سایش کمتر از مناطق ساحلی بود.
رابطه بین سطح سایش و عمق شیار بستگی به عرض جاده دارد. عمق شیار، بسته به منطقه سایش و عرض جاده، می تواند از معادلات 1.2 - 1.5 تعیین شود.

عمق آج (mm) = 0.071 * سطح سایش (cm2) – 3 عرض<8 м – 1.2
عمق مسیر (میلی متر) = 0.089* سطح سایش (cm2) - 9 10 متر > عرض > 6.5 متر - 1.3
عمق مسیر (mm) = 0.077 * سطح سایش (cm2) - 8 عرض > 12 متر - 1.4
عمق آج (mm) = 0.071 * سطح سایش (cm2) - سومین خط راست
جاده چند بانده - 1.5

عمق شیار به خوبی با شاخص سایش تعیین شده توسط روش SRK همبستگی دارد. نتیجه این است که تشکیل شیار به شدت تحت تأثیر کیفیت سنگدانه است (کرکی، 1998). رابطه بین عمق شیار و SRK در معادله 4.1.6 نشان داده شده است

عمق مسیر (mm) = 3.31 SRK + 8.14 (R = 0.80) - 1.6

در جاده های آزمایشی، از معادله 1.6 برای تبدیل عمق شیار به SRK استفاده شد. سپس نتایج آزمایش سنگدانه های معدنی با SRK تبدیل شده مقایسه شد. نتایج مقایسه تأیید کرد که در جاده‌های آزمایشی، مقدار بال میل و شاخص بار نقطه‌ای با سایش همبستگی خوبی داشتند، در حالی که نتیجه آزمون سایش ساینده لس آنجلس همبستگی کمتری داشت (Kurki، 1998).

چسب قیری نسبت به سنگ خرد شده تأثیر بسیار کمتری بر ساییدگی پوشش دارد. این امر ارزیابی تأثیر بایندر بر سایش را دشوار می کند. با این حال، مشخص شده است که استفاده از چسب پلیمری-قیر، مقاومت به سایش را تقریباً 10٪ افزایش می دهد. پودر معدنی بر مقاومت سایش تأثیر نمی گذارد. افزودنی های چسب مقاومت به سایش را هنگام استفاده از انواع خاصی از سنگ خرد شده افزایش می دهند. توصیه می شود موضوع استفاده از افزودنی های چسب را به عنوان در نظر بگیرید جزءطراحی (انتخاب) ترکیب مخلوط (کرکی، 1998).

کورکی مدلی را برای پیش بینی SRK بر اساس خواص مواد ایجاد کرده است. مدل (توصیف شده توسط معادله 1.7) به خوبی با نتایج اندازه گیری در جاده های تجربی همبستگی دارد.

SRK = G * B* (1.15 BM - 1.25 * PLI + 33.01) - 1.7،

که در آن: BM شاخص آزمایش آسیاب گلوله ای، PLI شاخص بار نقطه ای، G ضریب تصحیح با در نظر گرفتن ترکیب دانه (معادله 1.8) و B ضریب تصحیح با در نظر گرفتن بایندر قیر است (B = 0.9 برای پلیمر. - کلاسورهای اصلاح شده و 1،0 - برای بقیه).

G = 0.0069 * A + 0.004 * B + 0.496 - 1.8،

جایی که: A = درصد عبور از الک 8 میلی متری، B = درصد عبور از الک 16 میلی متری.

تأثیر شدت ترافیک، سرعت و شرایط آب و هوایی در جاده های آزمایشی بر روی سایش مطالعه نشده است.
تأثیر روش‌های نگهداری جاده در زمستان بر فرسودگی توسط Leppänen (1995) مورد مطالعه قرار گرفت. بنابراین، درمان با نمک باعث تسریع سایش پوشش لاستیک میخی می شود، زیرا سطح یک پوشش تصفیه شده با نمک بیشتر از یک سطح تصفیه نشده مرطوب می ماند. بنابراین، پوشش مرطوب بیشتر از پوشش خشک فرسوده می شود. علاوه بر این، جلوگیری از لغزندگی زمستانی با استفاده از نمک، مشکلات خوردگی ایجاد می‌کند و بر کیفیت آب‌های زیرزمینی تأثیر منفی می‌گذارد. هزینه 3.5 میلیون دلاری برای یک برنامه تحقیقاتی در مورد اثر ترکیبی لاستیک های میخ دار و نمک در طول تعمیر و نگهداری جاده در زمستان می تواند موجه تلقی شود، زیرا تلفات ناشی از تصادفات جاده ای به طور قابل توجهی از این مقدار بیشتر است.

سوئد

طبق گزارشی (Jacobson، 1997)، فرسودگی روسازی در سوئد 100 گرم در هر کیلومتر خودرو در سال 1975 بود، اما تنها 20 گرم در هر کیلومتر خودرو در سال 1995 بود. تحقیقات نشان داده است که استفاده از پوشش با بیشتر مقاومت در برابر سایش بالاکاهش سایش 20 گرم در هر کیلومتر خودرو، استفاده از SMA - 20 گرم در کیلومتر خودرو، معرفی روش آزمایش آسیاب گلوله ای برای سنگ خرد شده (تست آسیاب توپ) - 10 گرم در هر کیلومتر خودرو و مقدمه محدودیت در حداکثر وزن مجاز ناودانی - 30 گرم در هر وسیله نقلیه کیلومتر. استفاده از سنگ خرد شده مناسب تر، سایش کلی را تا 38 درصد کاهش داد. برای سنگ خرد شده، عوامل مؤثر بر سایش شامل درصد سنگ خرد شده درشت و حداکثر اندازه سنگ خرد شده است. عوامل دیگری که بر فرسودگی روسازی ها تأثیر می گذارند عبارتند از: درجه تراکم بتن آسفالتی، شدت ترافیک و تعداد ناودانی روی لاستیک، سرعت وسایل نقلیه، عرض جاده، رطوبت سطح روسازی، نوع گل میخ، اندازه برآمدگی و نیروی گل میخ. سایش یک پوشش مرطوب به طور قابل توجهی از سایش پوشش خشک (بسته به نوع سنگ خرد شده) بیشتر است. ناودانی های سبک با وزن 0.7 - 1.0 گرم نیمی از ناودانی های فولادی با وزن 1.8 گرم سایش دارند (Jacobson، 1997 و Hornwall، 1999).

گوستافسون (1997) تایید کرد که در یک روسازی ایده آل، بتن آسفالتی باید حاوی سنگ خرد شده مقاوم در برابر سایش با چسبندگی محکم با بالاترین مقدار کسر درشت ممکن باشد. با این حال، چنین کسری باید به اندازه 16 میلی متر محدود شود، زیرا استفاده از کسری بزرگتر باعث افزایش مقاومت غلتشی و افزایش نویز می شود. در حال حاضر، اداره راه ملی سوئد (SNRA) مفهوم استفاده از مخلوط سنگ خرد شده و ماستیک ساخته شده از سنگ خرد شده با کیفیت بالا را برای نصب لایه بالایی پوشش در بزرگراه هایی با حجم ترافیک بالا در سرعت های 90 تا 110 کیلومتر اتخاذ کرده است. /h.

گوستافسون در مقاله خود با استناد به کار جاکوبسون بیان می کند که سایش سالانه پوشش های SMA تهیه شده بر روی سنگ خرد شده با کیفیت بالا در حال حاضر بین 0.2 تا 2 میلی متر است، در حالی که هنگام استفاده از سنگ خرد شده با کیفیت کمی پایین تر، سایش سالانه افزایش می یابد. به 3-4 میلی متر با شدت ترافیک بالا، سایش پوشش لاستیک میخی حدود 50 تا 70 درصد است. فرسودگی عمومی. گوستافسون همچنین به مطالعات انجام شده توسط کارلسون اشاره می کند که بر اساس آن سایش پوشش های ساخته شده از SMA با کیفیت بالا حدود 6 گرم در هر کیلومتر خودرو است و سایش پوشش های ساخته شده از بتن آسفالت متراکم معمولی بر روی سنگ های خرد شده محلی 37 گرم است. /خودرو-کیلومتر. گوستافسون بیان می‌کند که در اواخر دهه 1980، شیارهای عمیق به جای استثنا قاعده بودند و در اوایل دهه 1990 به دلیل استفاده از پوشش‌های مقاوم در برابر سایش، استفاده از ناودانی‌های کمتر آسیب‌دیده و معرفی آنها به طور عمده استثنا شدند. مقررات تایرهای میخ دار

مقاومت سایشی روسازی ها در الزامات عملکردی روسازی جاده ها در سوئد گنجانده شده است (Safwat and Sterjnberg، 2003).

در آزمایشات آزمایشگاهی مخلوط های بتن آسفالتی از آزمایش پرال استفاده می شود. مقدار مورد نیاز شاخص Prall به شدت ترافیک مشخص شده (SSID) - تب بستگی دارد. 4. SSID با معرفی فاکتورهای اصلاحی که تعداد نسبی خودروهای با لاستیک‌های ناودانی، سرعت رانندگی، توزیع جانبی خودروهای سواری (در امتداد خطوط) و روش‌های نگهداری در زمستان را در نظر می‌گیرد، روشن می‌شود.

Tab. 4.الزامات سوئدی برای مقدار شاخص پرال دربسته به شدت ترافیک (صفوت و استرنبرگ، 2003)

هنگام آزمایش با روش پرال، یک نمونه استوانه ای (شکل 1.7.) با قطر 1 ± 100 میلی متر، ضخامت 1 ± 30 میلی متر در دمای 2 ± 5 درجه سانتیگراد نگهداری می شود و سپس به مدت 15 دقیقه تحت درمان قرار می گیرد. توپ های فولادی (40 عدد) که با سرعت چرخش 950 دور در دقیقه از نمونه پرش می کنند. نمونه به طور مداوم با آب شسته می شود تا ذرات مواد فرسوده از محفظه آزمایش حذف شوند. شاخص پرال (شاخص سایش ساینده) کاهش حجم نمونه در سانتی متر 3 است. از نسبت تفاوت وزن خشک نمونه قبل و بعد از آزمایش به چگالی ظاهری نمونه تعیین می شود (استاندارد اروپایی 2000).

برنج. 1.7.نمونه استوانه ای بتن آسفالتی پس از آزمایشروش پرال

Jacobson و Hornwall (1999) اثر لاستیک های میخ دار را بر روی شیار شدن در پنج جاده آزمایشی با لایه های سایشی SMA یا آسفالت متخلخل و شش جاده کنترل با آسفالت متراکم یا دوره های سایش SMA بررسی کردند. سطح مقطعشیارها با پروفیلومتر لیزری اندازه گیری شد. برای بررسی جامع عیوب سطح، تجهیزات RST (تستر سطح جاده) نصب شده بر روی خودرو استفاده شد. 8 سال پایش (1990 - 1998) نشان داد که سایش سطوح تایرهای میخ دار به طور قابل توجهی در این سال ها کاهش یافته است. Jacobson و Hornwall این کاهش را به ساخت پوشش‌های مقاوم‌تر در برابر سایش، استفاده از سنگدانه‌های با کیفیت بالا و استفاده از لاستیک‌های میخ‌دار کمتر آسیب‌دیده نسبت می‌دهند. کیفیت سنگدانه بیشترین تأثیر را بر مقاومت در برابر سایش پوشش ها دارد. محتوای سنگ خرد شده درشت و استفاده از سنبله های سبک تا حدودی تأثیر کمتری دارد. نوع بایندر قیر (معمولی یا PBB) تأثیر محسوسی بر مقاومت در برابر سایش ندارد.

Jacobson و Wågberg (2004) مدل هایی را برای پیش بینی شیارهای ناشی از لاستیک های میخ دار توسعه دادند. این مدل ها بر اساس 10 سال کار انجام شده در دهه 1990 توسط موسسه تحقیقات راه ملی سوئد (VTI) ساخته شده اند. آنها از سه بخش تشکیل شده اند:

• مدلی برای محاسبه میزان سایش بسته به تعداد خودروهای با لاستیک های میخ دار.
• مدل برای محاسبه توزیع سایش در سراسر خط (پروفایل سایش).
• مدلی برای محاسبه هزینه های سالانه بر اساس هزینه های مواد و عمر خدمات.

مشخص شده است که میزان سایش به مقدار آزمایش آسیاب گلوله ای، اندازه حداکثر کسر سنگ خرد شده، ترکیب دانه و تخلخل نسبی بستگی دارد. چندین مدل توسعه داده شده است که دو مورد از آنها با معادله 1.9 نشان داده شده است. و 2.1.

S d = 2.179 + KV * 0.167 - HALT4 * 0.047 + HM * 0.287 (R 2 = 0.84) - 1.9

Ss = 1.547 + KV * 0.143 - MS * 0.087 (R 2 = 0.71) - 2. 1

Sd و Ss = سایش نسبی مخلوط بتن متراکم آسفالتی و SMA به ترتیب.
KV = مقدار آزمایش آسیاب گلوله ای.
HALT4 = محتوای سنگ خرد شده بزرگتر از 4 میلی متر.
HM = تخلخل نسبی مارشال.
MS = حداکثر اندازه سنگ خرد شده.

هنگام استفاده از مدل برای محاسبه عمر سرویس روسازی، اطلاعات مربوط به توزیع سایش در سراسر خط (پروفایل سایش) مهم است زیرا تاریخ شروع کار تعمیر و نگهداری روسازی با عمق شیار تعیین می شود (Jacobson and Wågberg, 2004). مدل های توسعه یافته توزیع سایش در سراسر خط ترافیک بر اساس توزیع جریان خودروهای سواری در امتداد خطوط ترافیکی نزدیک به حالت عادی است. انحراف استاندارد توزیع جریان ترافیک در جهت عرضی در جاده‌های با خطوط عریض و در جاده‌های با شانه‌ها تقریباً 0.45 متر است، در جاده‌های با خطوط باریک و بزرگراه‌های چند خطه و بزرگراه‌ها - 0.25 متر در جاده‌های با ترافیک بسیار بالا شدت حرکت انحراف معیار نزدیک به 0.20 متر است.

ترکیب این دو مدل در یک نسخه کامپیوتری برای پیش‌بینی عمق شیار، عمر سرویس و هزینه‌های سالانه استفاده می‌شود. این برنامه حاوی داده های زیر است:

• خواص سنگ خرد شده: محتوای کسر > 4 میلی متر (%)، اندازه اسمی کسر درشت (mm)، مقدار آزمایش آسیاب گلوله ای برای کسر درشت.
• پارامترهای جاده و ترافیک
• داده های هزینه: سنگ خرد شده، چسب قیر، مواد افزودنی، تولید مخلوط، بسیج تجهیزات، حمل و نقل، تخمگذار مخلوط، سایر هزینه های ممکن (هزینه واحد / متر مربع).

محاسبه با استفاده از این مدل ها به ما امکان می دهد مشخصات سایش خروجی ساینده، عمر سرویس و هزینه های سالانه را بدست آوریم. مدل توسط داده های میدانی به دست آمده در 16 جاده آزمایشی در زمستان 1996-1997 تایید شد. جاده های مجرب از رده های فنی مختلف با در سرعت های مختلفحرکات با عمر مفید 1-6 سال دارای لایه های سایش بودند انواع متفاوتو کیفیت اعتبار مدل با آزمایش آن توسط Jacobson و Wågberg (2004) تأیید شد.

داده های اولیه برای ساخت مدل ها بر اساس یک برنامه بزرگ از تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده بر روی شبیه ساز جاده VTI است. گزارش تحقیق شامل عوامل ذکر شده در جدول می باشد. 5. و تأثیر آنها بر سایش پوشش ها. مدل ها دوام مواد پوشش را در نظر نمی گیرند.

جدول 5.عوامل مورد مطالعه در شبیه ساز جاده و تأثیر آنها (به جز حجم ترافیک، استفاده از ناودانی، توزیع جریان ترافیک در عرض جاده و شرایط سطحی (خشک / مرطوب یا پوشیده از برف)

نروژ

طبق گزارش لوبرگ (1997)، در جاده‌های نروژ، عمق شیارهای تشکیل‌شده در باند به ترکیب طراحی، کیفیت ساخت روسازی، نوع وسایل نقلیه، سرعت رانندگی، شرایط آب‌وهوایی و پارامترهای روسازی بستگی دارد. سنگ خرد شده مهمترین آنهاست. اداره راه نروژ 63000 کیلومتر جاده را دو بار در سال اندازه گیری می کند. بر اساس نتایج این اندازه‌گیری‌ها، شاخص مقاومت به سایش هر بخش جاده تعیین می‌شود. وزن مواد پوشش (بر حسب گرم) فرسوده شده در هر 1 کیلومتر اجرا به عنوان شاخص مقاومت در برابر سایش در نظر گرفته می شود. خودروی سرنشینبا چهار لاستیک میخ دار این مقدار به کیفیت سنگ خرد شده استفاده شده بستگی دارد.

نروژی ها مقاومت مکانیکی سنگدانه های خرد شده مخلوط بتن آسفالتی را مهمترین مشخصه می دانند. آنها از سه روش برای اندازه گیری استحکام مکانیکی، اندازه گیری استحکام ضربه، ساییدگی و نرخ سایش تایر EN studded (تست SRK) استفاده می کنند. آنها شاخص سایش ساینده را مهمترین مشخصه می دانند. بر اساس تعداد سانتی متر مکعب مواد سنگی (سنگ خرد شده) که تحت شرایط تعیین شده توسط روش آزمایش فرسوده می شود، تعیین می شود. نتایج آزمایشات آزمایشگاهی با نتایج اندازه گیری شیارهای واقعی در جاده ها مطابقت دارد. گزارش لوبرگ (1997) بیان می کند که حتی اگر از سنگ خرد شده با کیفیت بالا استفاده شود، اگر کار به درستی انجام نشود، پوشش طولانی مدت نخواهد بود.

مقررات تعمیر و نگهداری راه نروژی، اجرای یک لایه جدید روسازی در بخش‌های جاده‌ای با عمق شیار بیش از 25 میلی‌متر و سطح شیار بیش از 10 درصد را پیش‌بینی می‌کند. در جاده های شهری با سرعت مجاز کمتر از 60 کیلومتر در ساعت، مسیرهایی با عمق بیش از 35 میلی متر مجاز هستند.

روش های کاهش سایش پوشش

تحقیقات نشان داده است که شدت سایش روسازی توسط تعدادی از عوامل بسته به پارامترهای ترافیک، هندسه راه، ویژگی‌های روسازی، تعیین می‌شود. نفوذ خارجیو کیفیت ساخت روسازی برخی از این عوامل بیشتر از بقیه بر روی سایش تاثیر می گذارند. میزان تأثیر عوامل مختلف به شرایط محلی بستگی دارد. در ادامه این عوامل و تأثیر آنها بر میزان سایش خلاصه می شود و توصیه هایی برای کاهش سایش پوشش ارائه می شود.

ترافیک

شکل گیری شیارها مستقیماً تحت تأثیر شدت ترافیک، سرعت رانندگی و درصد خودروهای با لاستیک های میخ دار است. با افزایش این پارامترها، روند شیار شدن تشدید می شود.

برای کاهش سایش پوشش ها بدون به خطر انداختن ایمنی ترافیک، اقدامات زیر پیشنهاد می شود:

• کاهش شدت ترافیک در بزرگراه ها (تغییر جهت گیری جریان ترافیک، ترانزیت و غیره)
• تنظیم دوره استفاده مجاز از لاستیک های ناودانی و محدود کردن تعداد ناودانی روی لاستیک.
• محدودیت سرعت در زمستان

مواد پوشش

تحقیقات نشان داده است که عوامل اصلی موثر بر میزان سایش روسازی تایرهای میخ دار شامل خواص مواد روسازی و نوع مخلوط بتن آسفالتی می باشد. مشخص شده است که بیشترین عوامل مهماز خواص سنگ خرد شده هستند. ویژگی های اصلی سنگ خرد شده شامل مقاومت در برابر سایش ساینده و محتوای یک کسر درشت است. توصیه می شود از سنگ خرد شده ای که تست های آزمایشگاهی را در آسیاب گلوله ای گذرانده اند (آزمایش گلوله ای) و بتن آسفالتی تست شده بر اساس پرال (تست پرال) استفاده شود. هر چه مقدار سنگ درشت خرد شده بیشتر باشد، سایش کمتری دارد. هنگام طراحی مخلوط بتن آسفالتی باید میزان چسبندگی سنگ خرد شده به بایندر قیر و نیاز به معرفی مواد افزودنی چسب تعیین شود.

مهمترین عامل بعدی بعد از سنگ خرد شده، ترکیب مخلوط بتن آسفالتی است. مطالعات نشان داده است که SMA مقاومت سایشی بیشتری نسبت به مخلوط های بتن آسفالتی متراکم دارد. چسب قیر نسبت به سنگ خرد شده و ترکیب مخلوط تأثیر کمتری بر سایش دارد. میزان این تأثیر را نمی توان تعیین کرد کمی سازی. مشخص شده است که در برخی موارد استفاده از چسب پلیمری قیر اندکی سایش را کاهش می دهد.

عوامل خارجی

با کاهش دمای هوای بیرون به زیر 0 0 درجه سانتی گراد و افزایش رطوبت پوشش، شدت شیار شدن افزایش می یابد. شدت شیار شدن بیشتر تحت تأثیر رطوبت پوشش قرار می گیرد تا دمای سرد. پوششی که با معرف های یخ زدایی درمان شده است، مدت بیشتری نسبت به پوشش درمان نشده مرطوب می ماند. تاثیر اجتماعی و اقتصادی نگهداری جاده در زمستان باید در نظر گرفته شود.

مهمترین عامل خارجی در کاهش سایش، محدود کردن استفاده از لاستیک های میخ دار به آن ماه های زمستانی است که سطوح با لایه های یخ یا برف-یخ پوشیده شده است.

هندسه راه

شدت سایش در مناطق شتاب و ترمز وسایل نقلیه افزایش می یابد. این بخش ها شامل منحنی ها، بالا و پایین ها و تقاطع ها هستند. عمق شیار تحت تأثیر عرض خط است. هرچه مسیر باریک تر باشد، شیار عمیق تر است.

شدت شیار شدن با لاستیک‌های میخ‌دار را می‌توان با قرار دادن منحنی‌ها، کاهش شیب صعود و فرود، کاهش طول خطوط سریع انتقالی و تعریض خطوط ترافیک کاهش داد.

یک عامل مهم، مشخصات عرضی پوشش است که جریان آب را تسریع می کند، زیرا بتن آسفالت مرطوب لاستیک های میخ دار را شدیدتر فرسوده می کند. ساخت پایه روسازی از مواد غیر منسجم باعث تسریع جریان آب از سطح می شود.

ساخت و ساز

مشخص شده است که یک شرط بسیار مهم برای کاهش شیار شدن در جاده ها کیفیت ساخت و ساز است. عوامل زیر بر کاهش پوسیدگی لاستیک های میخ دار تأثیر می گذارد:

• مشخصات و انطباق با تراکم مورد نیاز بتن آسفالتی.
• استفاده از تجهیزات مناسب برای تولید و نصب مخلوط های مناسب به عنوان مثال SMA.
• اجرای بتن آسفالت بر روی سطح خشک (بدون آب و پوسته یخ) و با مقدار کافی درجه حرارت بالاهوای بیرون
• اجرای فشرده فعالیت های کنترل کیفیت و تضمین کیفیت.

تجربه کشورهای اسکاندیناوی و سایر کشورها حاکی از امکان کاهش قابل توجه ساییدگی تایرهای میخ دار است.

میزان سایش لایه بالایی پوشش گل میخ بیشتر تحت تأثیر کیفیت سنگدانه های بتن آسفالتی است. فرض بر این است که از موارد موجود در منطقه شمال غربمصالح سنگی، سنگ پورفیریت خرد شده بیشترین مقاومت را در برابر اثرات لاستیک میخ دار دارد. این فرض باید با آزمایش تایید شود.

بسته به شدت پیش‌بینی‌شده ترافیک وسایل نقلیه، سنگ‌دانه‌های مورد استفاده در جاده در حال طراحی/تعمیر باید الزامات جداول 2.1، 2.2 - (تجربه فنلاندی) را برآورده کند.

در بخش هایی از جاده ها با شدت ترافیک بالا، استفاده از بتن آسفالتی متراکم و ریزدانه در لایه بالایی روسازی توصیه نمی شود. هنگام انتخاب ترکیب مخلوط، در صورت امکان، باید برای بیشترین درصد ذرات بزرگتر از 8 میلی متر تلاش کنید.

با توجه به تجربه فنلاند، مقاومت به سایش سنگ خرد شده باید به طور دوره ای با روش های آزمایشگاهی کنترل شود: آزمایش آسیاب توپ، آزمایش بار نقطه ای، و روش لس آنجلس (اختیاری).

توصیه می شود از روش کاربردی برای طراحی مخلوط بتن آسفالتی استفاده شود که در اتحادیه اروپا، به ویژه در فنلاند اتخاذ شده است (استانداردهای آسفالت فنلاند 2011). به طور خاص، برای لایه رویی پوشش، خواص عملکردی مخلوط (SMA) لایه بالایی پوشش عبارتند از: مقاومت در برابر سایش، مقاومت برشی، مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر یخ زدگی، پیری بتن آسفالتی.

مقاومت به سایش بتن آسفالتی باید به طور دوره ای با روش های آزمایشگاهی کنترل شود: آزمایش SRK (تجربه فنلاندی) یا آزمایش پرال (تجربه سوئدی) یا EN 16697-16 (استانداردهای اروپایی).

همچنین باید در آن گنجانده شود مستندات پروژهالزامات عملکردی برای مقاومت در برابر سایش لایه بالایی، با در نظر گرفتن داده های جدول. 4 یا طبق استاندارد آسفالت فنلاند 2011

- تنظیم فصل استفاده مجاز از لاستیک های میخ دار. نصب علائم جاده ای مناسب؛

- امکان کاهش سرعت مجاز در زمستان (در بزرگراه ها به 90 تا 100 کیلومتر در ساعت) را در نظر بگیرید.

- امکان استفاده از فن آوری های آب بندی شیارها بدون آسیاب سطحی روسازی موجود را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، فناوری Microsurfacing (پر کردن مسیرها با مخلوط امولسیونی و مواد معدنی اصلاح شده توسط پلیمرها) یا فناوری مورد استفاده بر روی پل‌ها در سنت پترزبورگ توسط JSC Lemminkäinen Dor Stroy (پر کردن مسیرها با بتن آسفالتی ریخته‌شده با سنگ خرد شده پورفیریت جاسازی شده).

- برای پیش بینی ساییدگی لاستیک های میخ دار و هزینه از بین بردن شیار، امکان استفاده از لاستیک های توسعه یافته در سوئد را در نظر بگیرید. برنامه کامپیوتری(ژاکوبسون و واگبرگ، 2004).

©A.G. اسپکتور، متخصص ارشد Dorservice LLC

هنگام استفاده از این مطالب تحلیلی به طور کامل یا جزئی، یک پیوند به سایت
GC "Dorservice" ضروری است!

ساییدگی پوشش ها و علل آنسایش پوشش ها بیشتر تحت تأثیر وسایل نقلیه در حال حرکت است. تحت بار، تایر تغییر شکل می دهد، در ناحیه تماس با پوشش فشرده می شود و خارج از تماس منبسط می شود (شکل 5.8).

برنج. 5.8. الگوی سایش لاستیک: آ- منطقه فشرده سازی؛ ب -منطقه کشش

مسیر یک نقطه روی لاستیک در صفحه تماس ل 1 کمتر از خارج از آن ل، نقطه قبل از تماس با پوشش با شتابی بیشتر از حرکت حرکت می کند. در همان زمان، سرعت زاویه ای α در بخش ها تقریبا یکسان است. بنابراین، نقطه در امتداد پوشش از مسیری به طول مشخص با لغزش به جای غلتیدن عبور می کند. تحت تأثیر اینها تقویت شدهتنش های مماسی در صفحه مسیر باعث فرسودگی پوشش و لاستیک ها می شود. بیشترین نیروهای مماسی و بیشترین سایش زمانی اتفاق می افتد که وسیله نقلیه در حال ترمزگیری است. فرسودگی ناشی از کامیون ها در مقایسه با خودروها تقریباً 2 برابر بیشتر است. هر چه استحکام بیشتر باشد، سایش پوشش در عرض آن کمتر و یکنواخت تر می شود.

در پوشش های ساخته شده از مواد کم استحکام، میزان سایش بسیار بیشتر است و شیارها و چاله ها بیشتر ایجاد می شوند.

میانگین فرسودگی در کل منطقه تحت پوشش (میلی متر)

ساعتمیانگین = خ n، (5.2)

جایی که به- ضریب سایش ناهموار (به طور متوسط به= 0.6 ÷ 0.7)؛ ساعت n - سایش در نوار نورد، میلی متر.

سایش پوشش های پیشرفته بر حسب میلی متر و پوشش های انتقالی نیز با مقدار مواد از دست رفته اندازه گیری می شود.

ویژگی های سایش پوشش های خشن.سایش آنها در کاهش ارتفاع و سنگ زنی بی نظمی های ماکرو زبری خود را نشان می دهد.

کاهش زبری ماکرو پوشش ها تحت تأثیر چرخ های خودرو در دو مرحله اتفاق می افتد. در مرحله اول بلافاصله پس از اتمام ساخت، زبری پوشش به دلیل غوطه ور شدن سنگ خرد شده در لایه زیرین پوشش کاهش می یابد. اندازه این غوطه وری به شدت و ترکیب حرکت، اندازه سنگ خرد شده و سختی پوشش بستگی دارد که با عمق غوطه وری سوزن سختی سنج ارزیابی می شود. روسازی های بتن آسفالتی می توانند بسیار سخت - 0-2 میلی متر، سخت - 2-5 میلی متر، معمولی - 5-8 میلی متر، نرم - 8-12 میلی متر، بسیار نرم - 12-18 میلی متر باشند. پوشش های بتن سیمانی کاملا سخت هستند.

با توجه به Ph.D. فن آوری علوم M.V. Nemchinov، کاهش کلی درشت زبری را می توان با معادله توصیف کرد

آرمیانگین = ae-b m + ج, (5.3)

جایی که m تعداد خودروهای عبوری است. آ,قبل از میلاد مسیح- ضرایب بسته به ترتیب به اندازه سنگ خرد شده، سختی پوشش و ترکیب جریان ترافیک.

تعیین سایش پوشش با محاسبهمیانگین کاهش ضخامت پوشش در سال به دلیل سایش را می توان با استفاده از فرمول Prof. M. B. Korsunsky

h = a + bB(5.4)

h = a + bN/1000، (5.5)

جایی که آ -پارامتری که عمدتاً به مقاومت آب و هوای پوشش و شرایط آب و هوایی بستگی دارد. ب –شاخصی که به کیفیت (عمدتاً استحکام) مواد پوشش، درجه رطوبت، ترکیب و سرعت حرکت آن بستگی دارد. که در-حجم ترافیک، میلیون تن ناخالص در سال؛ ن-شدت ترافیک، وسایل نقلیه/روز ( N ≈ 0,001 که در).

سایش پوشش برای تیسالها، با در نظر گرفتن تغییرات در ترکیب و شدت جریان در آینده در پیشرفت هندسی

(5.6)

جایی که N 1-شدت ترافیک در سال مرجع، وسایل نقلیه/روز؛ به= 1.05 ÷ 1.07 - ضریب با در نظر گرفتن تغییرات در ترکیب جریان. q 1- شاخص رشد سالانه در شدت ترافیک

در سال های اخیر، لاستیک های دارای ناودانی و زنجیر برای بهبود پایداری خودرو استفاده شده است. هنگام استفاده با زنجیر و میخ، سطوح بتن آسفالت 2 تا 3 برابر سریعتر فرسوده می شوند. حتی روی سطوح ساخته شده از بتن آسفالتی با مقاومت بالا در بزرگراه‌های آلمان، جایی که از لاستیک‌های ناودانی استفاده می‌شود، پس از یک یا دو زمستان، شیارهایی در طول نوارهای نورد تا عمق 10 میلی‌متر ایجاد می‌شود. بنابراین، در شرایط اتحاد جماهیر شوروی، استفاده از لاستیک با ناودانی و زنجیر برفی در جاده های عمومی باید به شدت محدود شود.

به عنوان معیاری برای وضعیت محدود یک پوشش از نظر سایش، می توان اندازه سایش مجاز R را برای پوشش ها در نظر گرفت: بتن آسفالت - 10-20 میلی متر؛ سنگ خرد شده (شن) که با چسب آلی درمان شده است -30-40 میلی متر. سنگ خرد شده از سنگ خرد شده بادوام - 40-50 میلی متر؛ شن - 50-60 میلی متر.

اندازه گیری سایشسایش سالانه سیمان، بتن آسفالت و سایر روسازی های یکپارچه با استفاده از معیارهای قرار داده شده در ضخامت روسازی و سایش سنج اندازه گیری می شود. با این روش اندازه گیری سایش، ابتدا فنجان های مرجع ساخته شده از برنج در روکش قرار می گیرند. کف فنجان به عنوان سطحی است که شمارش از آن انجام می شود. سایش همچنین با استفاده از صفحات ذوزنقه ای شکل (علامت) ساخته شده از سنگ آهک یا فلز نرم که در پوشش تعبیه شده و همراه با آن ساییده می شود، تعیین می شود.

برای تعیین سایش پوشش ها، انواع مختلفی از دستگاه های الکتریکیبرای اندازه‌گیری ضخامت لایه‌ها در نیم‌فضاهای لایه‌ای. به عنوان مثال، در آلمان از دستگاه الکترومغناطیسی استراتوتست بر اساس بازتاب امواج الکترومغناطیسی استفاده می کنند. دستگاه مشابههمچنین در شعبه لنینگراد سایوزدورنیا توسعه یافته است.

اطلاعات مربوطه.

ساییدگی و پارگیفرآیند کاهش ضخامت لایه پوشش در نتیجه از بین رفتن مواد تحت تأثیر ساینده چرخ ها است. وسیله نقلیهدر ترکیب با عوامل آب و هوایی

در عین حال، سایش به میزان واقعی این کاهش نیز اشاره دارد که در میلی متر اندازه گیری می شود.

سایش سطوح جاده بدون استثنا در همه جاده ها اتفاق می افتد، اما میزان و میزان سایش به عوامل زیادی بستگی دارد.

ماشین های متحرک بیشترین تاثیر را در سایش روکش ها دارند. تحت بار منتقل شده به چرخ، تایر تغییر شکل می دهد (شکل 15.5). در این حالت در ورودی تایر به ناحیه تماس با پوشش موجود در لاستیک، فشرده سازی و در خروجی از کنتاکت، انبساط رخ می دهد. مسیر طی شده توسط یک نقطه از لاستیک در صفحه تماس / کمتر از خارج از آن است 1 X 5-10٪. بنابراین، در صفحه تماس، نقطه تایر با شتابی بیشتر از نحوه حرکت آن قبل از تماس با پوشش حرکت می کند. در عین حال، سرعت زاویه ای در بخش ها عملاً یکسان است. بنابراین، نقطه در امتداد پوشش از مسیری با طول معین عبور می کند لغزشبه جای یک تاب

تحت تأثیر این افزایش تنش های مماسی در صفحه مسیر، ساییدگی پوشش و لاستیک خودرو رخ می دهد. بیشترین نیروهای مماسی و بیشترین سایش زمانی اتفاق می افتد که وسیله نقلیه در حال ترمزگیری است. ساییدگی پوشش هنگام حرکت بار

برنج. 15.5.تغییر شکل تایر چرخ که به سایش پوشش کمک می کند: A - منطقه فشرده سازی. ب - منطقه کشش؛ / 1; / - مسیری که به ترتیب توسط یک نقطه از تایر در خارج از منطقه و در منطقه تماس تایر با پوشش طی می شود. الف - سرعت زاویه ای؛ (3 - زاویه ای که تغییر شکل تایر در آن گسترش می یابد

ترافیک تقریباً 2 برابر بیشتر از اتومبیل های سواری است.

فرآیند سایش روسازی های بتنی آسفالتی به شدت تحت تأثیر ناهمگونی مواد روسازی است که در طی فرآیند سایش، دانه های ماسه و سنگ خرد شده ساییده شده و از بین می روند، بخش ریزدانه (کوچکتر از 0.05 میلی متر) پاره می شود. با یا بدون قیر خارج می شود، قیر در صورت وجود آب یا محلول های تهاجمی و غیره شسته یا خارج می شود.

چگونه مواد قوی ترپوشش، هر چه در عرض پوشش یکنواخت تر و کمتر سایش شود. در پوشش های ساخته شده از مواد کم استحکام، میزان سایش بسیار بیشتر است و شیارها و چاله ها بیشتر ایجاد می شوند. استفاده از سنگ های آذرین برای سنگ های خرد شده به جای سنگ های رسوبی باعث کاهش ۶۰ درصدی سایش می شود. افزایش محتوای قیر از 5 به 7٪ باعث کاهش 50-80٪ سایش می شود.

سایش پوشش در داخل جاده و ضخامت پوشش به طور ناهموار رخ می دهد و شیارهای سایشی روی پوشش در امتداد نوارهای نورد ایجاد می شود که عمق آن می تواند از چند میلی متر تا 50 میلی متر یا بیشتر متغیر باشد. در چنین شیارهایی در هنگام بارندگی لایه قابل توجهی از آب ایجاد می شود که منجر به کاهش آن می شود جفتکیفیت پوشش و آب پلنینگ

متوسط ​​سایش در کل سطح پوشش / گرم میانگین، میلی متر:

جایی که به -ضریب سایش ناهموار، به طور متوسط به = 0,6...0,7;

/؟ n مقدار سایش در نوار نورد، میلی متر است.

برای پوشش های پیشرفته، سایش بر حسب میلی متر و برای پوشش های انتقالی نیز با حجم مواد از دست رفته بر حسب متر مکعب در کیلومتر اندازه گیری می شود.

ویژگی های سایش سطوح ناهموار جاده.

سایش سطح ناهموار سطوح جاده به صورت کاهش ارتفاع و در ساییدگی ناهمواری های ماکرو خود را نشان می دهد. کاهش زبری ماکرو پوشش ها تحت تأثیر چرخ های خودرو در دو مرحله اتفاق می افتد. در مرحله اول بلافاصله پس از اتمام ساخت، زبری پوشش به دلیل غوطه ور شدن دانه های سنگ خرد شده لایه سایش در لایه پوشش زیرین کاهش می یابد. بزرگی این غوطه وری به شدت و ترکیب ترافیک، اندازه سنگ خرد شده و سختی سطح بستگی دارد. سختی پوشش با عمق غوطه ور شدن سوزن سختی سنج ارزیابی می شود و روسازی های بتن آسفالت به بسیار سخت تقسیم می شوند - غوطه وری سوزن 0-2 میلی متر. سخت - 2-5 میلی متر؛ معمولی - 5-8 میلی متر؛ نرم - 8-12 میلی متر؛ بسیار نرم - 12-18 میلی متر. پوشش های بتن سیمانی کاملاً سخت هستند و بنابراین کندتر فرسوده می شوند.

در مرحله دوم، پس از غوطه ور شدن سنگ خرد شده در پوشش، سایش واقعی رخ می دهد - سایش پوشش.

سایش (ساییدگی)- نوع اصلی تخریب سطح جاده، شرایط و شرایط خدمات آن را تعیین می کند. سایش کاهش ضخامت پوشش به دلیل از بین رفتن مواد در حین کار تحت تأثیر چرخ های اتومبیل و عوامل طبیعی است.

سایش روکش تحت تأثیر نیروهای مماسی که در صفحه مسیر چرخ‌های خودرو اعمال می‌شود و در اثر کار تایرها برای غلبه بر نیروهای اصطکاک ایجاد می‌شود، رخ می‌دهد. تنش های مماسی در صفحه مسیر باعث ساییدگی سطح جاده و لاستیک خودرو در کل مسیر می شود. چنین تنش‌هایی از مجموعه‌ای از تأثیرات افزایش می‌یابد که باعث می‌شود تایر چرخ در سطح مسیر در شرایط نورد معمولی بلغزد. علاوه بر این، عوامل طبیعی به افزایش سایش کمک می کنند، زیرا مواد پوشش هنگام اشباع با آب و در زمستان به دلیل یخ زدن آن ضعیف می شود.

سایش پوشش در سراسر عرض جاده اتفاق می افتد، اما بیشتر از همه در نوارهای نورد، جایی که چرخ های اتومبیل اغلب در یک مسیر عبور می کنند. در مطالعات، مقدار سایش به طور معمول به طور یکنواخت در کل منطقه پوشش توزیع می شود. در این مورد، مقدار متوسط ​​سایش h av mm h av =kh n است. که در آن k ضریب سایش ناهموار است، به طور متوسط ​​0.6-0.7 h" مقدار مشخصی از سایش در نوار نورد، میلی متر است.

برای پوشش‌های پیشرفته، سایش بر حسب میلی‌متر و برای پوشش‌های نوع انتقالی و ساده نیز با حجم از دست دادن مواد، m3/km اندازه‌گیری می‌شود.

سطوح جاده ها علاوه بر سایش، در معرض تغییر شکل و تخریب هستند که در زیر توضیح داده شده و در شکل نشان داده شده است. 25 و 26.

لایه برداری- قرار گرفتن در معرض سطح پوشش، جداسازی لایه های سطح نازک و ورقه های مواد پوشش، تغییر شکل یافته تحت تأثیر آب و یخ زدگی، و همچنین چرخ های اتومبیل. این روند به ویژه در دوره بهاربا گرمایش مکرر لایه های بالاییدر روز در معرض نور خورشید و در شب یخ ​​زدن. لایه برداری هر چه شدیدتر باشد، تخلخل بیشتر و استحکام مواد پوشش کمتر باشد. فرآیند لایه برداری نیز از اثر کلریدهای مورد استفاده در مبارزه با یخ ایجاد می شود. آنها به ویژه برای روسازی های بتنی سیمانی با محتوای بالای منافذ سطحی مضر هستند. کلریدها به طور غیرمستقیم لایه برداری پوشش ها را افزایش می دهند و مقاومت بتن در برابر سرما را کاهش می دهند. این تأثیرات به انتشار کمک می کند حرارت نهانذوب یخ روی سطح، باعث ذوب شدن و سپس یخ زدن مجدد آن می شود. برای جلوگیری از لایه برداری، باید تخلخل قسمت فوقانی پوشش را با عمل آوری در تابستان با قیر با پراکندگی ریز کاهش داد. مواد معدنی.

براده برداری- فرآیند تخریب پوشش که پس از لایه برداری دنبال می شود و طی آن دانه های بزرگتری از مواد معدنی از پوشش جدا می شود. نه تنها پوشش های نوع انتقالی، بلکه همه انواع پیشرفته نیز به دلیل از بین رفتن اتصال بین دانه های مواد. مواد حاصل از پوشش های متخلخل بتن سیمانی در نتیجه افزایش فرآیندهای لایه برداری متلاشی می شوند. دانه های سنگ خرد شده که به خوبی به قیر چسبیده اند (دانه های سیلیکون) از روسازی های بتنی آسفالت می ریزند. دلایل براده برداری پوشش نیز کیفیت پایین مخلوط ها به دلیل حمل و نقل آنها در کمپرسی (بقایای ماسه به داخل پوشش)، زیر نورد شدن پوشش در هوای سرد و بارانی و ... می باشد. لایه محافظ

لبه شکستن- تخریب پوشش‌ها در مکان‌هایی که با کنار جاده‌ها تداخل دارند، که اغلب در موارد رانندگی کامیون‌های سنگین روی لبه‌های پوشش‌ها اتفاق می‌افتد. علاوه بر این، در روسازی های بتنی سیمانی، هنگامی که کیفیت بتن پایین است یا زمانی که اتصالی بین دال ها وجود ندارد، لبه ها در امتداد درزهای انبساط شکسته می شوند. هنگامی که خودرو از طریق درز حرکت می کند، دال خم می شود و اگر اتصال خوبی بین دال ها وجود نداشته باشد، چرخ به لبه دال بعدی برخورد می کند. هنگام ساخت جاده، لبه های روسازی باید از شکستگی محافظت شود، برای این منظور نوارهای تقویت کننده (لبه) در کنار جاده ها نصب می شود. در جاده هایی که چنین نوارهایی وجود ندارد، باید در حین کار تعمیر ساخته شوند.

امواج- اینها تغییر شکل هایی هستند که روی پوشش هایی با پلاستیسیته بیش از حد ایجاد می شوند. لایه بالاییروسازی های بتنی آسفالت تحت تأثیر نیروهای مماسی، به ویژه در هنگام ترمزگیری، در شیب ها و مکان هایی که حمل و نقل عمومی متوقف می شود، جابجا می شوند. امواج یا چین‌خوردگی‌ها عمدتاً در هوای گرم آفتابی، زمانی که پوشش تا 60 درجه یا بیشتر گرم می‌شود، تشکیل می‌شود. روی خاک بیش از حد پلاستیک و سطوح شنیامواج با چسب‌های ارگانیک به اندازه‌ای می‌رسند که رانندگی در جاده غیرممکن می‌شود و باعث می‌شود خودروها به کنار جاده حرکت کنند. تشکیل امواج را می توان با پراکندگی مواد معدنی ریز با زاویه حاد و سپس غلتش آن با غلتک های سنگین بر روی غلتک های فلزی متوقف کرد. نوعی موج افتادگی است که در آن مواد در جهت عرضی حرکت می کنند. به عنوان مثال، در مکان‌هایی که حمل‌ونقل عمومی متوقف می‌شود، مواد به حاشیه‌ها منتقل می‌شوند.

شانه- نوع تخریب پوشش‌های نوع انتقالی، عمدتاً سنگ‌ریزه‌ای و بعضاً سبک‌های سبک پیشرفته. شانه ظاهری برآمدگی های عرضی منظم و کمابیش واضح دارد که با فرورفتگی متناوب است. برای رفع این عیب، باید ترشی روکش انجام شود و به دنبال آن پروفیل جاده با استفاده از موتور گریدر و نورد اصلاح شود.

شیفت می کند- تغییر شکل پوشش که تحت تأثیر نیروهای مماس از چرخ های اتومبیل، به ویژه در مکان هایی که آنها در حال ترمز هستند، رخ می دهد. جابجایی ها عمدتاً در صورت عدم اتصال مناسب پوشش با پایه یا لایه بالایی پوشش با لایه پایین ایجاد می شود. جابجایی ها با ترک همراه است. در مکان های برش، به ویژه در ترک ها، پوشش شروع به ریزش می کند.

فرورفتگی- فرورفتگی در پوشش‌های پلاستیکی به شکل نقش‌هایی از الگوی لاستیک خودرو یا مسیر وسایل نقلیه ردیابی شده که در هوای گرم ایجاد می‌شود.

ترک هاتشکیل شده بر روی روسازی های بتنی سیمانی، معمولاً نشانه ای از مقاومت ناکافی و شروع تخریب است. ترک های دمایی عرضی در فواصل زیاد بین درزها و در مواردی که دال های بتنی به پایه چسبیده اند و با تغییرات دما توانایی حرکت را از دست داده اند ایجاد می شود.

ترک های طولیزمانی رخ می دهد که بستر به طور یکنواخت متراکم نشده باشد - زمانی که لبه های آن، کمتر از وسط فشرده شده، شروع به تولید بارش می کنند. ترک های مایل در بالای حفره های محلی - رسوبات زیرین و با پوشش های ناکافی قوی ظاهر می شوند.

دمای عرضیترک هایی روی پوشش ها ایجاد می شود که سطح آن با چسب های آلی درمان می شود، با کاهش شدید دمای هوا در پاییز و با تغییرات دمای زیاد در زمستان. آنها به طور منظم در فواصل معینی از یکدیگر (6-10 متر) توزیع می شوند. آنها به دلیل مقاومت ناکافی مواد پوشش در برابر تنش های دما تشکیل می شوند.

ترک های محوریبر روسازی های بتنی آسفالتبه دلیل جفت گیری ضعیف مخلوط بتن آسفالتی دو نوار مجاور، زمانی که مخلوط گرم در مجاورت یک نوار سرد قبلا گذاشته شده است، ظاهر می شود. ترک های مایل ایجاد ترک های عرضی و طولی با مقاومت پوشش ناکافی است.

شبکه ترک هاروی سطح جاده اتفاق می افتد، معمولاً زمانی که استحکام پایه کافی نیست. به خصوص اغلب، شبکه ای از ترک ها در بهار تشکیل می شود، زمانی که خاک غرقابی باعث انحراف زیاد پایه تحت بار می شود. یک ماده پوشش سفت تر نمی تواند چنین انحرافی را تحمل کند، در نتیجه ترک هایی ظاهر می شود. تمام انواع ترک های ذکر شده در بالا در زیر نشان داده شده است.