Причины износа дорожного полотна. Способы укрепления верхнего слоя асфальта

Наибольшее влияние на износ покрытий оказывают движущиеся автомобили. Под нагрузкой, передаваемой на колесо, шина деформируется (рис. 6.7). При этом на участке входа шины в зону контакта с покрытием в шине происходит сжатие, а на выходе из контакта - расширение. Путь, проходимый точкой на шине в плоскости контакта l 1 , меньше, чем вне его l . Поэтому в плоскости контакта точка движется с ускорением, большим по сравнению с тем, как она двигалась до входа в контакт с покрытием. В то же время угловая скорость а в секторах практически одна и та же. Поэтому точка проходит по покрытию путь определённой длины с проскальзыванием вместо одного качения.

Рис. 6.7. Деформации шины колеса, способствующие износу покрытия:
А - зона сжатия, Б - зона растяжения

Под действием этих усиленных касательных напряжений в плоскости следа происходит истирание покрытия и шины автомобиля. Наибольшие касательные усилия и наибольший износ возникают при торможении автомобиля. Износ при движении грузовых автомобилей примерно в 2 раза больше, чем при движении легковых. Чем больше прочность материала покрытия, тем меньше и равномернее по ширине износ покрытия. На покрытиях из малопрочных материалов интенсивность износа значительно выше, чаще образуются колеи и выбоины. Применение изверженных пород для щебня взамен осадочных уменьшает износ на 60 %. Увеличение содержания битума с 5 до 7 % снижает износ на 50-80 %.

Износ покрытия в пределах проезжей части и толщины покрытий происходит неравномерно и на покрытии образуются колеи истирания по полосам наката, глубина которых может колебаться от нескольких миллиметров до 40-50 мм. В таких колеях во время дождя создается значительный слой воды, что проводит к снижению сцепных качеств покрытия и аквапланированию.

Средняя величина износа по всей площади покрытия h ср , мм, составляет:

h ср = k ×h н , мм, где (6.1)

k - коэффициент неравномерности износа, в среднем равен 0,6-0,7;

h н - величина износа в полосе наката, мм.

Для усовершенствованных покрытий износ измеряют в мм, а для покрытий переходного типа также и по объему потери материала в м 3 /км.

Особенности износа шероховатых дорожных покрытий . Износ шероховатой поверхности дорожных покрытий проявляется в уменьшении высоты и в шлифовании неровностей макрошероховатостей. Уменьшение макрошероховатости покрытий под действием колёс автомобилей происходит в два этапа (см. рис. 7.3). На первом этапе сразу после окончания строительства шероховатость покрытия уменьшается за счёт погружения зёрен щебня слоя износа в нижележащий слой покрытия. Величина этого погружения зависит от интенсивности и состава движения, размера щебня и твёрдости покрытия. Твердость покрытия оценивают глубиной погружения иглы твердометра и для асфальтобетонных покрытий делят на: очень твёрдые - 0-2 мм; твёрдые - 2-5 мм; нормальные - 5-8 мм; мягкие - 8-12 мм; очень мягкие - 12-18 мм. Цементобетонные покрытия обладают абсолютной твёрдостью.

Определение износа покрытий расчётом . Среднее значение уменьшения толщины дорожных покрытий в год вследствие износа может быть определено по формуле проф. М.Б. Корсунского (следует отметить, что указанные исследования выполнялись более 50 лет тому назад и количественные значения их результатов мало применимы к современным дорогам и автомобилям):

h = a + b ×B (6.2)

h - годовой износ покрытия, мм;

а - параметр, зависящий в основном от погодоустойчивости покрытия и климатических условий;

b - показатель, зависящий от качества (в основном прочности) материала покрытия, степени его увлажнения, состава и скорости движения;

В - грузонапряжённость движения, млн. брутто-тонн в год; N » 0,001×В (N - интенсивность движения, авт./сут).

Износ покрытия за Т лет с учётом изменения состава и интенсивности движения в перспективе по геометрической прогрессии можно определить по формуле

где (6.3)

h T - износ покрытия за Т лет, мм;

N 1 - интенсивность движения в исходном году, авт./сут;

К = 1,05-1,07 - коэффициент, учитывающий изменение в составе движения;

q 1 - показатель ежегодного роста интенсивности движения, q 1 > 1,0.

Значения параметров а и b приведены в табл. 6.6.

Таблица 6.6

Примечания. 1. Средние значения а и b принимают для дорог, расположенных в зоне умеренного увлажнения (III дорожно-климатическая зона) и построенных из каменных материалов, удовлетворяющих требованиям стандартов. 2. Для дорог с усовершенствованными покрытиями, расположенных в зоне избыточного увлажнения (II дорожно-климатическая зона), принимают верхние пределы, а для дорог, расположенных в районах с сухим климатом (IV и V дорожно-климатические зоны), - нижние пределы значений а и b . 3. Для дорог с щебёночными и гравийными покрытиями, расположенных в зоне избыточного увлажнения, принимают нижние пределы, а в районах с сухим климатом - верхние пределы а и b . 4. Если ширина проезжей части превышает 7,0 м, то значение b уменьшают на 15 %, а если она меньше 6,0 м, то b увеличивают на 15 %.

В последние годы для повышения устойчивости движения автомобилей стали применять шины с шипами или цепями. Опыт показывает, что это резко увеличивает износ покрытий на дорогах.

В момент соприкосновения с покрытием каждый шип наносит удар с большой скоростью. Шип имеет очень маленькую массу, но многократное повторение этих ударов по одному месту способствует ослаблению верхнего слоя покрытия. Большее истирающее воздействие оказывает шип, выходящий из зоны контакта, где шина вместе с шипом проскальзывает по поверхности покрытия, истирая его.

Продолжительность износа асфальтобетонных покрытий при эксплуатации шин с цепями и шипами сокращается в 2-3 раза. Даже на покрытиях из высокопрочного литого асфальтобетона на автомагистралях ФРГ, по которым движутся автомобили, оснащённые шинами с шипами, через 1-2 года образуются колеи по полосам наката глубиной до 10 мм.

Поэтому в условиях эксплуатации дорог России использование шин с шипами и цепями противоскольжения на дорогах общего пользования должно быть строго ограничено.

В качестве критерия предельного состояния дорожного покрытия по износу может быть принята величина допустимого износа Н и : для асфальтобетонных покрытий 10-20 мм; для щебёночных и гравийных, обработанных органическими вяжущими - 30-40 мм; щебёночных из прочного щебня - 40-50 мм, гравийных - 50-60 мм.

Исходя из этого дорожно-эксплуатационные организации при приёмке дорог после строительства или ремонта с усилением должны требовать от строителей, чтобы покрытие имело толщину больше расчётной из условия прочности на величину допустимого износа, т.е.

h n = h np + Н и , мм, где (6.5)

h np - расчетная толщина покрытия из условия прочности дорожной одежды, мм.

Измерение износа . Ежегодный износ в долях мм цементобетонных, асфальтобетонных и других монолитных покрытий измеряют при помощи реперов, закладываемых в толщу покрытия, и износомера. При этом способе измерения износа в покрытие предварительно закладывают реперы-стаканчики из латуни. Дно стаканчика служит поверхностью, от которой выполняют отсчёт.

Износ определяют также с помощью пластин (марок) трапецеидальной формы из известняка или мягкого металла, заделываемых в покрытие и истирающихся совместно с ним. Для определения износа покрытий могут быть использованы различного рода электрические или георадарные приборы, применяемые для измерения толщины слоев в слоистых полупространствах.

Располагая данными о фактическом износе покрытия и предельно допустимом износе, определяют коэффициент изношенности покрытия.

ГЛАВА 7. Закономерности изменения основных транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог

Износ покрытий и его причины. На износ покрытий наибольшее влия­ние оказывает движущиеся автомо­били. Под нагрузкой шина деформи­руется, в зоне контакта с покрытием сжимается, а вне контакта расши­ряется (рис. 5.8).

рис. 5.8. Схема истирания покрытия шиной: А - зона сжатия; Б - зона растяжения

Путь точки на ши­не в плоскости контакта l 1 меньше, чем вне его l , точка перемещается с ускорением, большим по сравнению с движением до входа в контакт с покрытием. В то же время угловая скорость α в секторах практически одинаковая. Поэтому точка прохо­дит по покрытию путь определенной длины с проскальзыванием вместо одного качения. Под воздействием этих усиленных касательных напря­жений в плоскости следа истираются покрытие и шины. Наибольшие ка­сательные усилия и наибольший из­нос возникают при торможении автомобиля. Износ от грузовых автомобилей примерно в 2 раза больше в сравнении с легковыми. Чем больше прочность, тем меньше и равномернее износ покрытия по ширине.

На покрытиях из малопрочных материалов интенсивность износа значительно выше, чаще образуются колеи и выбоины.

Средний износ по всей площади покрытия (мм)

h ср = Kh н, (5.2)

где К - коэффициент неравномерности износа (в среднем К = 0,6 ÷ 0,7); h н – из­нос в полосе наката, мм.

Износ усовершенствованных покрытий измеряют в миллиметрах, а покрытий переходного типа также и по объему потери материала.

Особенности износа шероховатых покрытий. Их износ проявляется в уменьшении высоты и шлифовании неровностей макрошероховатости.

Уменьшение макрошероховатости покрытий под действием колес авто­мобилей происходит в два этапа. На первом этапе сразу после окончания строительства шероховатость пок­рытия уменьшается за счет погруже­ния щебня в нижележащий слой покрытия. Размер этого погружения за­висит от интенсивности и состава движения, крупности щебня и твер­дости покрытия, которую оценива­ют глубиной погружения иглы твер­домера; асфальтобетонные покры­тия могут быть очень твердые – 0-2 мм, твердые – 2-5 мм, нормальные – 5-8 мм, мягкие – 8-12 мм, очень мягкие – 12-18 мм. Цементобетонные покрытия обладают абсо­лютной твердостью.

По данным канд. техн. наук М. В. Немчинова общее уменьшение макрощероховатости может быть описано уравнением

R ср = ae – b м + c , (5.3)

где м – число прошедших автомоби­лей; а , b, с – коэффициенты, зависящие соответственно от размера щебня, твер­дости покрытия и состава транспорт­ного потока.

Определение износа покрытий рас­четом. Среднее значение уменьше­ния толщины покрытий в год вследствие износа можно определить по формуле проф. М. Б. Корсунского

h = a + bB (5.4)

h = a + bN/1000, (5.5)

где а - параметр, зависящий в основ­ном от погодоустойчивости покрытия и климатических условий; b – показатель, зависящий от качества (в основном прочности) материала покрытия, степе­ни его увлажнения, состава и скорости движения; В- грузонапряженность дви­жения, млн. т брутто в год; N -интен­сивность движения, авт./сут (N ≈ 0,001 В).

Износ покрытия за Т лет с учетом изменения состава и интенсивности потока в перспективе по геометри­ческой прогрессии

(5.6)

где N 1 -интенсивность движения в ис­ходном году, авт./сут; К = 1,05 ÷ 1,07 - коэффициент, учитывающий измене­ния состава потока; q 1 – показатель еже­годного роста интенсивности движения

В последние годы для повышения устойчивости движения автомоби­лей стали применять шины с шипа­ми и цепями. Асфальтобетонные покрытия при эксплуатации с цепя­ми и шипами изнашиваются в 2-3 раза быстрее. Даже на покрытиях из высокопрочного литого асфальтобе­тона на автомобильных магистра­лях ФРГ, где используют шины с шипами, через одну - две зимы обра­зуются колеи по полосам наката глубиной до 10 мм. Поэтому в усло­виях СССР использование шин с шипами и цепями противоскольже­ния на дорогах общего пользования должно быть строго ограничено.

В качестве критерия предельного состояния покрытия по износу мож­но принять размер допустимого из­носа Я и для покрытий: асфальтобетонных -10-20 мм; щебеночных (гравийных), обработанных органи­ческим вяжущим,-30-40 мм; щебе­ночных из прочного щебня - 40-50 мм; гравийных - 50-60 мм.

Измерение износа. Ежегодный из­нос цементо-, асфальтобетонных и других монолитных покрытий изме­ряют при помощи реперов, заклады­ваемых в толщу покрытия, и износомера . При этом способе измере­ния износа в покрытие предвари­тельно закладывают реперы-ста­канчики из латуни. Дно стаканчика служит поверхностью, от которой выполняют отсчет. Износ определя­ют также с помощью пластин (ма­рок) трапецеидальной формы из из­вестняка или мягкого металла, заде­лываемых в покрытие и истира­ющихся совместно с ним.

Для определения износа покрытий можно использовать различного ро­да электрические приборы для изме­рения толщины слоев в слоистых полупространствах. Например, в ФРГ используют электромагнитный прибор стратотест, основанный на отражении электромагнитных волн. Подобный прибор разработан также в Ленинградском филиале Союздорнии.

Похожая информация.

Наибольшее влияние на износ покрытий оказывают движущиеся автомобили. Под нагрузкой, передаваемой на колесо, шина деформируется (рис. 6.7). При этом на участке входа шины в зону контакта с покрытием в шине происходит сжатие, а на выходе из контакта - расширение. Путь, проходимый точкой на шине в плоскости контакта ℓ 1 , меньше, чем вне его ℓ. Поэтому в плоскости контакта точка движется с ускорением, большим по сравнению с тем, как она двигалась до входа в контакт с покрытием. В то же время угловая скорость a в секторах практически одна и та же. Поэтому точка проходит по покрытию путь определённой длины с проскальзыванием вместо одного качения.

Под действием этих усиленных касательных напряжений в плоскости следа происходит истирание покрытия и шины автомобиля. Наибольшие касательные усилия и наибольший износ возникают при торможении автомобиля. Износ при движении грузовых автомобилей примерно в 2 раза больше, чем при движении легковых. Чем больше прочность материала покрытия, тем меньше и равномернее по ширине износ покрытия. На покрытиях из малопрочных материалов интенсивность износа значительно выше, чаще образуются колеи и выбоины. Применение изверженных пород для щебня взамен осадочных уменьшает износ на 60 %. Увеличение содержания битума с 5 до 7 % снижает износ на 50-80 %.

Таблица 6.5

Наиболее распространенные деформации и разрушения цементобетонных покрытий автомобильных дорог

Рис. 6.7. Деформации шины колеса, способствующие износу покрытия:

А - зона сжатия, Б - зона растяжения

Износ покрытия в пределах проезжей части и толщины покрытий происходит неравномерно и на покрытии образуются колеи истирания по полосам наката, глубина которых может колебаться от нескольких миллиметров до 40-50 мм. В таких колеях во время дождя создается значительный слой воды, что проводит к снижению сцепных качеств покрытия и аквапланированию.

Средняя величина износа по всей площади покрытия h СР, мм, составляет:

h СР = k×h Н, мм, где (6.1)

k - коэффициент неравномерности износа, в среднем равен 0,6-0,7;

h Н - величина износа в полосе наката, мм.

Для усовершенствованных покрытий износ измеряют в мм, а для покрытий переходного типа также и по объему потери материала в м 3 /км.

Особенности износа шероховатых дорожных покрытий. Износ шероховатой поверхности дорожных покрытий проявляется в уменьшении высоты и в шлифовании неровностей макрошероховатостей. Уменьшение макрошероховатости покрытий под действием колёс автомобилей происходит в два этапа (см. рис. 7.3). На первом этапе сразу после окончания строительства шероховатость покрытия уменьшается за счёт погружения зёрен щебня слоя износа в нижележащий слой покрытия. Величина этого погружения зависит от интенсивности и состава движения, размера щебня и твёрдости покрытия. Твердость покрытия оценивают глубиной погружения иглы твердометра и для асфальтобетонных покрытий делят на: очень твёрдые - 0-2 мм; твёрдые - 2-5 мм; нормальные - 5-8 мм; мягкие - 8-12 мм; очень мягкие - 12-18 мм. Цементобетонные покрытия обладают абсолютной твёрдостью.

Определение износа покрытий расчётом. Среднее значение уменьшения толщины дорожных покрытий в год вследствие износа может быть определено по формуле проф. М.Б. Корсунского (следует отметить, что указанные исследования выполнялись более 50 лет тому назад и количественные значения их результатов мало применимы к современным дорогам и автомобилям):

h = a + b×B (6.2)

h = a + , где (6.3)

h - годовой износ покрытия, мм;

а - параметр, зависящий в основном от погодоустойчивости покрытия и климатических условий;

b - показатель, зависящий от качества (в основном прочности) материала покрытия, степени его увлажнения, состава и скорости движения;

В - грузонапряжённость движения, млн. брутто-тонн в год; N»0,001×В (N - интенсивность движения, авт./сут).

Износ покрытия за Т лет с учётом изменения состава и интенсивности движения в перспективе по геометрической прогрессии можно определить по формуле

h Т = a×T + × , где (6.4)

h Т - износ покрытия за Т лет, мм;

N 1 - интенсивность движения в исходном году, авт./сут;

К=1,05-1,07 - коэффициент, учитывающий изменение в составе движения;

q 1 - показатель ежегодного роста интенсивности движения, q 1 >1,0.

Значения параметров a и b приведены в табл. 6.6.

В последние годы для повышения устойчивости движения автомобилей стали применять шины с шипами или цепями. Опыт показывает, что это резко увеличивает износ покрытий на дорогах.

Таблица 6.6

Примечания. 1. Средние значения а и b принимают для дорог, расположенных в зоне умеренного увлажнения (III дорожно-климатическая зона) и построенных из каменных материалов, удовлетворяющих требованиям стандартов. 2. Для дорог с усовершенствованными покрытиями, расположенных в зоне избыточного увлажнения (II дорожно-климатическая зона), принимают верхние пределы, а для дорог, расположенных в районах с сухим климатом (IV и V дорожно-климатические зоны), - нижние пределы значений а и b. 3. Для дорог с щебёночными и гравийными покрытиями, расположенных в зоне избыточного увлажнения, принимают нижние пределы, а в районах с сухим климатом - верхние пределы а и b. 4. Если ширина проезжей части превышает 7,0 м, то значение b уменьшают на 15 %, а если она меньше 6,0 м, то b увеличивают на 15 %.

В момент соприкосновения с покрытием каждый шип наносит удар с большой скоростью. Шип имеет очень маленькую массу, но многократное повторение этих ударов по одному месту способствует ослаблению верхнего слоя покрытия. Большее истирающее воздействие оказывает шип, выходящий из зоны контакта, где шина вместе с шипом проскальзывает по поверхности покрытия, истирая его.

Продолжительность износа асфальтобетонных покрытий при эксплуатации шин с цепями и шипами сокращается в 2-3 раза. Даже на покрытиях из высокопрочного литого асфальтобетона на автомагистралях ФРГ, по которым движутся автомобили, оснащённые шинами с шипами, через 1-2 года образуются колеи по полосам наката глубиной до 10 мм.

Поэтому в условиях эксплуатации дорог России использование шин с шипами и цепями противоскольжения на дорогах общего пользования должно быть строго ограничено.

В качестве критерия предельного состояния дорожного покрытия по износу может быть принята величина допустимого износа Н И: для асфальтобетонных покрытий 10-20 мм; для щебёночных и гравийных, обработанных органическими вяжущими - 30-40 мм; щебёночных из прочного щебня - 40-50 мм, гравийных - 50-60 мм.

Исходя из этого дорожно–эксплуатационные организации при приёмке дорог после строительства или ремонта с усилением должны требовать от строителей, чтобы покрытие имело толщину больше расчётной из условия прочности на величину допустимого износа, т.е.

h П = h ПР + H И, мм, где (6.5)

h ПР - расчетная толщина покрытия из условия прочности дорожной одежды, мм.

Измерение износа . Ежегодный износ в долях мм цементобетонных, асфальтобетонных и других монолитных покрытий измеряют при помощи реперов, закладываемых в толщу покрытия, и износомера. При этом способе измерения износа в покрытие предварительно закладывают реперы-стаканчики из латуни. Дно стаканчика служит поверхностью, от которой выполняют отсчёт.

Износ определяют также с помощью пластин (марок) трапецеидальной формы из известняка или мягкого металла, заделываемых в покрытие и истирающихся совместно с ним. Для определения износа покрытий могут быть использованы различного рода электрические или георадарные приборы, применяемые для измерения толщины слоёв в слоистых полупространствах.

Располагая данными о фактическом износе покрытия и предельно допустимом износе, определяют коэффициент изношенности покрытия.

Всегда удобно ехать в автомобиле по ровной и гладкой автостраде, развивая большую скорость. Отнюдь не редко качество трассы не позволяет это сделать, так как покрытие имеет отклонение от нормы и малопригодно для качественной езды. Со временем под давлением колес машин, особенно больших грузовых, влиянием неблагоприятных природных условий в виде дождя, града, резкой смены температуры, асфальтобетонный настил теряет свой первозданный вид. Покрывается мелкими трещинами, ямками, выбоинами, что укорачивает время качественной работы автотрассы. Езда по таким изношенным дорогам ведет к порче автомобилей и даже может привести к аварии.

Причины разрушения

В результате использования покрытий из асфальтобетона, они подвергаются различным деформациям. Износ дорог образуется из-за внешних и внутренних воздействий на . Дефекты на покрытии от влияния внешних факторов включают в себя:

• силовые нагрузки от автомобильных колес;
• атмосферные осадки (дождь, температурные изменения, оттаивание, снег, замораживание).

Внутренние факторы, связанные с разрушением асфальтобетонного покрытия, возникают вследствие неправильного составления проекта для дорог, их строительства и ремонта:

1. К разрушению дорожной поверхности приводит неправильное проектирование асфальтобетонной автомобильной трассы. Неточно проведенные исследования, расчеты и допущенные ошибки при определении интенсивности потока транспортных средств могут способствовать образованию дефектов на дороге из асфальтобетона и привести к разрушению дорожного сооружения, а именно: нарушится целостность асфальтного слоя на дорожных покрытиях; грунт основания просядет; снизится прочность грунтовой подушки; последует износ асфальтобетонного настила.
2. Применены старые методики и выбраны материалы низкого качества при работе с покрытием из асфальтобетона. Совсем недавно, для монтажа, укладки асфальтного раствора и ремонта трасс использовали горячие , в состав которых входил некачественный битум. Он вызывал повреждения дорожного настила и ухудшал прочностные характеристики готовой смеси для асфальтирования дорожной поверхности. Однако строительство не стоит на месте, и уже сегодня разрабатываются и внедряются новейшие полимерно-битумные материалы, способные значительно повысить свойства материала и будущей трассы. Большую популярность приобрели различные добавки в смесь для: улучшения сцепления, повышения стойкости к воздействию воды и образованию трещин. Благодаря этим добавкам обеспечивается стойкость дорожного полотна к минусовым температурам. Чтобы избежать дефектов и износа дорожного полотна, следует не только применять новые смеси для укладки асфальта, но и выбирать новые технологии, которые позволят стабилизировать и укрепить ослабшие подвижные почвы основания. Чтобы предотвратить разрушения покрытий, используют армирующую сетку, которая усилит дорожную конструкцию и увеличит продолжительность срока эксплуатации асфальтированного полотна.
3. Дефекты и износ на асфальтобетонном покрытии возникают вследствие неправильного технологического процесса при возведении дорожной конструкции. Разрушения образовываются из-за допущенных ошибок при укладке асфальта и ремонте трассы. Способствуют возникновению дефектов нарушения правил перевозки асфальтобетонного раствора, в результате чего, смесь подается неправильной температуры. При уплотнении уложенной смеси не были удалены пузырьки воздуха или, наоборот, раствор был слишком уплотнен, тогда асфальтированное полотно начнет трескаться и расслаиваться. Разрушения трассы могут возникнуть в результате некачественной подготовки земельного полотна и работ по укладке дорожного сооружения.
4. Дефекты на дорожном покрытии чаще всего образовываются в результате погодных условий, когда во время дождей влага проникает в асфальтированное полотно, а жаркие лучи солнца портят верхний слой трассы – осуществляется ухудшение прочности асфальтобетона, что приводит к образованию выбоин. В период минусовых температур собравшаяся влага в слоях асфальтобетона способна увеличиваться в объеме и тем самым разрушать структуру и уплотнение асфальта.
5. В результате больших нагрузок от транспортных средств происходит разрушение дорожного полотна. Высокие нагрузки на поверхность трассы обусловлены интенсивным потоком транспортных средств, в результате чего, норма пропускной способности за 24 часа превышается и как последствие – ресурс полотна трассы снижается. Повышение осевой нагрузки вследствие эксплуатации дорожного покрытия транспортными средствами большой грузоподъемностью, приводит к разрушениям асфальтобетонного полотна, образованию колеи и трещин.

Повреждения дорожного покрытия из асфальтобетона могут происходить вследствие комплексного влияния внешних и внутренних факторов.

Основные виды дефектов

Асфальтобетонные повреждения бывают следующих видов:

• Пролом. Представляет собой прорези на асфальтированном участке, где проходит поток транспортных средств. Если вовремя не залатать трещины, они способны увеличиться в размерах и превратиться в пролом большого диаметра.
• Истечение срока службы. Разрушения, связанные с продолжительной эксплуатацией полотна, на котором не осуществлялся ремонт, сказываются на толщине слоя асфальтобетона.
• Уменьшение прочности асфальтобетона. В результате больших нагрузок от тяжеловесных грузовых автомобилей образуется просадка полотна и разрушение верхнего слоя покрытия в виде неровностей, выбоин и колеи.
• Выбоины. Разрушения в виде выбоин – это углубления с резким обрывом края, которые происходят из-за неправильной кладки асфальтобетона с использованием материалов низкого качества.
• Шелушение. Образование шелушений на дорожной поверхности вследствие отделения из верхнего слоя частиц покрытия. Образуется из-за постоянных переменных воздействий на дорожную поверхность мороза и оттепели.
• Климатические воздействия. В период таянья снежных масс образуется большое количество жидкости, которая способна разрушить полотно трассы, что влечет за собой снижение прочностных характеристик асфальтобетона.
• Выкрашивание. Возникает этот тип повреждений вследствие нарушения укладки или ремонта дорожного полотна, а именно работы при атмосферных осадках или минусовых температурах.
• Трещины. Образуются щели на дорожной поверхности в результате резкой перемены температурного режима.
• Просадка. Возникает просадка из-за выбранных материалов низкого качества для укладки полотна, а также в результате недостаточного уплотнения асфальтной смеси или почвы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Строительных материалов

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

"Стандартизация, метрология, сертификация"

по теме: "Нормативные сроки службы и износ дорожных конструкций"

Тюмень 2011г.

Литература

Глава 1. Элементы дорожной одежды, основные термины и определения

Дорожная одежда - многослойное искусственное сооружение, ограниченное проезжей частью автомобильной дороги, состоящее из дорожного покрытия, слоев основания и подстилающего слоя, воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов и обеспечивающее передачу транспортной нагрузки на верхнюю часть земляного полотна.

К нежестким дорожным одеждам относят одежды со слоями, устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака, гравия и др.).

Различают следующие элементы дорожной одежды:

Покрытие - верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

По поверхности покрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок различного назначения (слои для повышения шероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также морозоустойчивость и осушение конструкции.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Дорожная конструкция - инженерное сооружение, состоящее из дорожной одежды и верхней части земляного полотна в пределах рабочего слоя.

Прочность (несущая способность) дорожной конструкции - свойство, характеризующее способность дорожной конструкции воспринимать воздействие движущихся транспортных средств и погодно-климатических факторов.

Работоспособность дорожной конструкции - свойство дорожной конструкции сохранять запас прочности на многократно повторяющееся воздействие автомобильных нагрузок в пределах расчетных, межремонтных сроков службы.

Срок службы дорожной конструкции - период времени, в пределах которого происходит снижение ее прочности и надежности до расчетного уровня, предельно допустимого по условиям дорожного движения.

Надежность дорожной одежды - вероятность безотказной работы дорожной одежды в пределах расчетного (нормативного) межремонтного срока службы.

Уровень надежности дорожной одежды - количественный показатель надежности, определяемый как отношение длины прочных (недеформированных) участков дороги к ее общей длине.

Нормативный межремонтный период дорожной одежды - установленный действующими нормами временной период от момента строительства до капитального ремонта или между капитальными ремонтами.

Глава 2. Нормы межремонтных (расчетных) сроков службы

При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:

а) тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

б) конструкция одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными дорожно-строительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками. При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;

в) в районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию конструкции, по возможности наименее материалоемкой;

г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должны быть минимальными;

д) при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).

Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды, связанной с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, усталостные трещины), с последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частые трещины, сетка трещин, выбоины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и методика количественной оценки их определяется специальными нормами, используемыми при эксплуатации дорог.

Нормативный срок службы - эксплуатационный межремонтный период (от момента сдачи дороги в эксплуатацию до первого капитального ремонта) - задаваемый параметр на этапе проектирования. В зависимости от него подбираются строительные материалы воспринимающие различные расчетные нагрузки.

При отсутствии региональных норм расчетный срок службы дорожной одежды допускается назначить в соответствии с рекомендациями табл 2.1

Срок службы дорожной одежды - это период времени, в пределах которого происходит снижение несущей способности дорожной конструкции до уровня, предельно допускаемого по условиям движения.

Ремонт дорожной одежды осуществляют при достижении в процессе эксплуатации расчетного уровня надежности дорожной одежды и соответствующего ему предельного состояния покрытия по ровности.

Под надежностью дорожной одежды понимают вероятность безотказной работы конструкции в течение всего периода эксплуатации до ремонта. Количественно уровень надежности представляет отношение протяженности прочных (неповрежденных) участков к общей протяженности дорожной одежды с соответствующим значением коэффициента прочности.

Нормативные межремонтные сроки службы дорожной одежды и соответствующие им нормы уровней надежности принимают по табл. 2.2

дорожный автомобильный покрытие межремонтный

Таблица 2.2 Нормы межремонтных (расчетных) сроков службы (Т о) и нормы уровней надежности (К H) нежестких дорожных одежд

Примечания

1. Промежуточные значения принимаются по интерполяции (для К H и Т о).

2. При расчете слоев усиления капитальных и облегченных дорожных одежд допускается уменьшение на 15 % нормы срока службы от минимальных значений при сохранении нормы уровня надежности.

При решении практических задач, связанных с оценкой фактических сроков службы нежестких дорожных одежд и транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог, руководствуются предельно допускаемыми эксплуатационными состояниями покрытия по ровности " i " в зависимости от уровня надежности дорожной одежды.

Срок службы дорожного покрытия - это период времени, в пределах которого снижаются сцепные качества покрытий (капитальные и облегченные дорожные одежды) или увеличивается износ поверхности покрытий (переходные и низшие дорожные одежды) до величин, предельно допускаемых по условиям движения.

Нормы межремонтных сроков службы дорожных покрытий (Т п) на дорогах с капитальными и облегченными дорожными одеждами принимают в зависимости от интенсивности движения транспортного потока в первый год после строительства или работ по устройству шероховатых поверхностей при ремонте дорог (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Глава 3. Износ дорожных конструкций

3.1 Оценка качества и состояния автомобильной дороги

Качество дороги - степень соответствия всего комплекса показателей технического уровня, эксплуатационного состояния, инженерного оборудования и обустройства, а также уровня содержания нормативным требованиям, изменяющихся в процессе эксплуатации в результате воздействия транспортных средств, метеорологических условий и уровня содержания. Потребительские свойства дороги - совокупность ее транспортно-эксплуатационных показателей (ТЭП АД), непосредственно влияющих на эффективность и безопасность работы автомобильного транспорта, отражающих интересы пользователей дорог и влияние на окружающую среду, необходимо сохранить таким образом, чтобы она минимально теряла свою пропускную способность к окончанию расчетного эксплуатационного периода. К потребительским свойствам относятся обеспеченные дорогой: скорость, непрерывность, безопасность и удобство движения, пропускная способность и уровень загрузки движением; способность пропускать автомобили и автопоезда с разрешенными для движения осевыми нагрузками. Для сохранения потребительских свойств необходимо проводить диагностику автомобильных дорог, для своевременного вмешательства и предотвращения предельных состояний характеристик а/д. Диагностика включает в себя обследование, сбор и анализ информации о параметрах, характеристиках и условиях функционирования дорог и дорожных сооружений, наличии дефектов и причин их появления, характеристиках транспортных потоков и другой необходимой для оценки и прогноза состояния дорог и дорожных сооружений в процессе дальнейшей эксплуатации. Оценку качества и состояния автомобильных дорог производят:

* при сдаче дороги в эксплуатацию после строительства с целью определения начального фактического транспортно-эксплуатационного состояния и сопоставления с нормативными требованиями;

* периодически в процессе эксплуатации для контроля за динамикой изменения состояния дороги, прогнозирования этого изменения и планирования работ по ремонту и содержанию;

* при разработке плана мероприятий или проекта реконструкции, капитального ремонта или ремонта для определения ожидаемого транспортно-эксплуатационного состояния, сопоставления его с нормативными требованиями и оценки эффективности намеченных работ;

* после выполнения работ по реконструкции, капитальному ремонту и ремонту на участках выполнения этих работ с целью определения фактического изменения транспортно-эксплуатационного состояния дорог.

Для оценки состояния дорог и дорожных сооружений необходимы сбор и анализ значительного объема основной исходной информации по следующим показателям, параметрам и характеристикам:

1. Общие данные о дороге:

Номер и титул дороги, район ее расположения;

Орган управления и обслуживающая организация;

Оценка уровня содержания дороги за последние 12 месяцев.

2. Геометрические параметры и характеристики:

Ширина проезжей части, основной укрепленной поверхности дороги и укрепительных полос;

Ширина обочин, в т.ч. укрепленных; тип и состояние укрепления обочин; продольные уклоны;

Поперечные уклоны проезжей части и обочин;

Радиусы кривых в плане и уклон виража;

Высота насыпи, глубина выемки и уклоны их откосов; состояние земляного полотна;

Расстояние видимости поверхности дороги в плане и профиле.

3. Характеристики дорожной одежды и покрытия:

Конструкция дорожной одежды и тип покрытия;

Прочность и состояние дорожной одежды и покрытия (наличие, вид, расположение и характеристика дефектов);

Продольная ровность покрытия;

Поперечная ровность покрытия (колейность);

Шероховатость и коэффициент сцепления колеса с покрытием.

4. Искусственные сооружения:

Местоположение, тип, протяженность и габариты мостов, путепроводов, эстакад, тоннелей;

Грузоподъемность мостов, путепроводов и эстакад;

Наличие и высота бордюров;

Тип и состояние мостового полотна;

Наличие, материал, тип, размеры и состояние труб.

5. Обустройство и оборудование дорог:

Километровые знаки и сигнальные столбики;

Дорожные знаки, их дислокация, состояние и соответствие нормам и правилам размещения;

Разметка дороги, ее состояние и соответствие нормам и правилам нанесения;

Ограждения, их конструкция, место расположения, протяженность, состояние, соответствие нормам и правилам установки;

Освещение;

Примыкания, пересечения с автомобильными и железными дорогами, их тип, местоположение, соответствие нормам проектирования;

Автобусные остановки и павильоны, площадки отдыха, площадки для остановки и стоянки автомобилей, их основные параметры и их соответствие нормативным требованиям;

Дополнительные полосы проезжей части и переходно-скоростные полосы, их основные параметры.

6. Характеристики движения по дороге:

Интенсивность движения на характерных перегонах и динамика ее изменения за последние 3-5 лет;

Состав транспортного потока и динамика его изменения с выделением доли легковых и грузовых автомобилей различной грузоподъемности, автобусов, других транспортных средств;

Данные о дорожно-транспортных происшествиях за последние 3-5 лет с привязкой к километражу и выделением количества происшествий по дорожным условиям.

Кроме основной исходной информации для различных управленческих задач и формирования общей автоматизированной базы дорожных данных (АБДД) в процессе диагностики может собираться дополнительная информация, в частности: Конкретный объем дополнительно собираемой информации определяется договором (контрактом) на выполнение работ по диагностике и оценке состояния дорог

Конечным результатом оценки является обобщенный показатель качества и состояния дороги (П д), включающий в себя комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния дороги (КП Д), показатель инженерного оборудования и обустройства (К ОБ) и показатель уровня эксплуатационного содержания (K Э):

П д = КП Д К ОБ К Э. (3.1)

Показатели П д, КП Д, К ОБ, К э являются критериями оценки качества и состояния дороги. Их нормативные значения для каждой категории принимают в соответствии с действующими нормативно-техническими документами. Нормативным считается такое состояние дороги, при котором ее параметры и характеристики обеспечивают значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния не ниже нормативного (КП Д КП Н) в течение всего осенне-весеннего периода. Допустимым, но требующим улучшения и повышения уровня содержания, считается такое состояние дороги, при котором ее параметры и характеристики обеспечивают значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния в осенне-весенний период ниже нормативного, но не ниже предельно допустимого (КП Н > КП Д > КП П).

Таблица 3.1 Нормативные значения КП Н (числитель) и предельно-допустимые КП П (знаменатель) значения комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дорог

Примечание. Критерии выделения трудных участков пересеченной и горной местности приняты в соответствии с примечанием 1 к п. 4.1 СНиП 2.05.02-85. Недопустимым, требующим немедленного ремонта или реконструкции, считается такое состояние дороги, при котором значение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги в осенне-весенний период ниже предельно допустимого (КП Д < КП П).

3.2 Формирование информационного банка данных о состоянии дорог

На основе результатов диагностики автомобильных дорог формируется и систематически обновляется автоматизированный банк дорожных данных (АБДД). АБДД является важнейшим элементом системы управления состоянием автомобильных дорог. Он представляет собой автоматизированную информационно-аналитическую систему, содержащую периодически обновляемую информацию об автомобильных дорогах, искусственных сооружениях, движении автотранспортных средств, ДТП, объектах сервиса и др. Кроме того, АБДД содержит комплекс расчетно-аналитических программ, позволяющих выполнять оценку состояния автомобильных дорог и решать комплекс вопросов, связанных с управлением состоянием автомобильных дорог. В зависимости от решаемых задач, АБДД делятся на общеотраслевые и локальные. Общеотраслевые банки данных функционируют в системе государственного органа управления дорожным хозяйством и содержат в основном технические данные об автомобильных дорогах и искусственных сооружениях, а также информацию о движении автотранспортных средств, ДТП, объектах сервиса и др. Комплекс расчетно-аналитических программ, входящих в структуру общеотраслевых банков данных, ориентирован в основном на решение вопросов, связанных с управлением состоянием сети федеральных автомобильных дорог, в том числе, с планированием ремонтных работ и распределением денежных средств, выделяемых на дорожные работы. Локальные банки данных функционируют в различных органах управления дорожным хозяйством и включают в себя технические данные об отдельных автомобильных дорогах (участках дорог) и искусственных сооружениях, а также информацию о движении автотранспортных средств, ДТП, объектах сервиса на этих дорогах. Кроме того, эти банки данных могут содержать специфические модули, отвечающие за отдельные направления административно-хозяйственной деятельности дорожных организаций.

Таблица 3.2 Укрупненный состав отраслевого автоматизированного банка дорожных данных (АБДД) (наименование баз данных)

3.3 Планирование дорожно-ремонтных работ

Таблица 3.3 Виды дорожных работ в зависимости от частных коэффициентов K pc i

Планирование ремонтных работ на основе "индексов соответствия"

Под "индексом соответствия", назначаемым экспертным путем, понимают уровень соответствия состояния участков дорог требованиям безопасности движения в сочетании с соответствием нормативным требованиям сцепных качеств и ровности покрытия, наличия виража и укрепленных обочин на этих участках.

Использование "индекса соответствия" не заменяет экономический критерий, а служит инструментом для анализа результатов диагностики в первую очередь на участках концентрации дорожно-транспортных происшествий и планирования дорожно-ремонтных работ в условиях недостаточного их финансирования.

При определении очередности ремонтных работ руководствуются таблицей3.4 с использованием которой может быть установлен средневзвешенный показатель очередности ремонтных работ.

Таблица 3.4

Примечание. Участкам, не требующим ремонта, присваивается показатель очередности или состояния, равный 5.

Глава 4. Нормы объемов работ и периодичность диагностики и обследования

Таблица 4.1

Литература

1. ВСН 41-88 Нормы межремонтных сроков службы дорожных одежд

2. ОДН 218.046-01 Проектирование дорожных одежд

3. ОДН 218.0.006 Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Определение основных технических нормативов автомобильной дороги. Проектирование плана закругления малого радиуса. Профили земляного полотна и проезжей части. Определение объемов земляных, планировочных и укрепительных работ. Конструкция дорожной одежды.

курсовая работа , добавлен 26.02.2012


Дорожно-климатические условия района строительства автомобильной дороги. Конструкция дорожной одежды. Технологическая последовательность строительства конструктивных слоев дорожной одежды. Определение сводной потребности в материальных ресурсах.

курсовая работа , добавлен 24.05.2012


Назначение конструкций дорожной одежды и расчет вариантов. Контроль качества работ при возведении земполотна и строительстве дорожной одежды. Рытьё котлована экскаватором, прокладка водопропускных труб. Определение сметной стоимости строительства.

дипломная работа , добавлен 08.02.2017


Природно-климатическая характеристика района строительства. Анализ проекта автомобильной дороги. Составление плана трассы. Конструирование и расчёт дорожной одежды. Определение сроков выполнения работ, необходимого количества транспортных средств.

дипломная работа , добавлен 15.07.2015


Анализ природно-климатических условий района строительства. Определение продолжительности работы специализированных отрядов. Проектирование организации работ по строительству дорожной одежды. Технологическая схема потока по устройству дорожной одежды.

курсовая работа , добавлен 31.03.2010


Физико-географическая характеристика района строительства. Выбор типа покрытия и конструкции дорожной одежды. Определение приведенных затрат и сроков строительства участка автодороги. Проект производства работ по устройству искусственных сооружений.

дипломная работа , добавлен 27.02.2011


Разработка локальной сметы на сооружение земляного полотна, на подготовительные работы, на устройство дорожной одежды, на искусственные сооружения и на обустройство дороги. Расчет экономической эффективности проекта от сокращения сроков строительства.

курсовая работа , добавлен 11.09.2014


Проектирование дорожной одежды и земляного полотна автомобильной трассы. Конструирование и расчет дорожной конструкции на прочность, морозоустойчивость, осушение. Определение приведенной интенсивности движения к расчетной нагрузке на одну полосу дороги.

курсовая работа , добавлен 31.03.2008


Анализ природно-климатических, грунтовых и гидрологических условий района строительства дороги. Определение сроков и объемов производства работ. Технология и организация строительства дорожных одежд. Контроль качества, охрана труда и окружающей среды.

курсовая работа , добавлен 23.04.2009


Исследование подготовительных работ при строительстве автомобильных дорог. Определение объёмов работ по расчистке дорожной полосы. Расчёт потребности в машинах, механизмах, рабочей силе. Устройство земляного полотна. Уклада верхних слоёв дорожной одежды.