|
Crow indian
Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 40
Сообщений: 29,973
Поблагодарил: 398 раз(а)
Поблагодарили 5986 раз(а)
Репутация: 126089
|
Тема: Аналіз впливу різноманітних чинників на тріщиноутворення нежорстких дорожніх одягів
Аналіз впливу різноманітних чинників на тріщиноутворення нежорстких дорожніх одягів
на укр. языке
Дипломная работа
Скачать
Цитата:
Зміст
Вступ
1. Огляд негативного впливу тріщиноутворення на транспортно експлуатаційний стан автомобільних доріг
2. Аналіз основних причин та факторів, впливаючих на утворення тріщин
2.1 Вплив факторів кліматичного порядку
2.2 Вплив факторів технологічного порядку
2.3 Вплив факторів втомлено-часового порядку
3. Аналіз видів та частості тріщиноутворення в залежності від регіональних умов
4. Оцінка динамічного впливу транспортних засобів на тріщиноутворення
5. Оцінка зниження несучої здатності дорожніх конструкцій під впливом крізних поперечних тріщин
6. Прогнозування тріщиноутворення нежорстких дорожніх одягів
7. Сучасні способи ремонту тріщин на дорожніх покриттях
7.1 Розробка тріщин
7.2 Застосування геосинтетиків
7.3 Застосування щебенево – мастичного асфальтобетону
7.4 Інші методи ремонту тріщин
7.5 Устаткування для ремонту тріщин
8. Економічна ефективність пропонуємих ремонтних заходів
8.1 Визначення кошторисної вартості виконання робіт щодо ремонту тріщин
8.2 Розрахунок економічної ефективності розглянутих технологій ремонту
Загальні висновки
Перелік посилань
|
Цитата:
Вступ
Автомобільний транспорт представляє собою одну з найважливіших галузей господарства України. В Україні, як і в інших країнах світу, автомобіль знаходить широке застосування для господарських і ділових поїздок, для поїздок до місць короткочасного та тривалого відпочинку та ін. Відбувається процес автомобілізації, суть якого заключається в швидкому рості автомобільного парку та в проникненні автомобіля в усі сфери економічної та соціальної діяльності людини.
Продуктивна робота автомобільного транспорту, ефективне використання особистих автомобілів вимагають наявності розвинутої мережі облаштованих автомобільних доріг.
Ефективність роботи автомобільного транспорту багато в чому залежить від технічного рівня і стану доріг. При погіршенні технічного стану дороги знижується продуктивність і безпека дорожнього руху, підвищується собівартість перевезень.
Сучасні автомобільні дороги повинні забезпечувати безпеку дорожнього руху, враховуючи при цьому психофізіологічні здібності сприйняття водіями дорожніх умов. Повинні бути підвищені і вимоги до зручності руху на дорогах.
Забезпечення ефективних заходів з підвищення безпеки дорожнього руху, зменшення його негативного впливу на навколишнє середовище – все це являється складним соціально-економічним та технічним завданням. Вирішується воно шляхом будівництва нових доріг, реконструкції існуючих, підвищення транспортно-експлуатаційного рівня мережі доріг, що вже склалася.
Тенденції розвитку дорожнього господарства України дозволяє зробити висновок про те, що при обмежених фінансових ресурсах на перше місце виступають роботи по збереженню мережі існуючих доріг та забезпеченню вимагаємого транспортно-експлуатаційного стану. Аналіз літературних джерел свідчить про те, що на дорогах домінують деформації і руйнування, пов’язані з недостатньою деформаційною здатністю асфальтобетонних покриттів при від’ємних температурах. В залежності від регіонів, а відповідно і від природно-кліматичних умов, тріщини в асфальтобетонних покриттях являються одним із основних чинників, що призводять до руйнування дорожніх покриттів. Наступним аспектом цієї проблеми являється негативний вплив наскрізних тріщин на водно-тепловий режим земляного полотна. Деструктивний характер води яка потрапляє через такі тріщини, проявляється передусім в перезволоженні ґрунту основи, втрати його несучої здатності і як наслідок, в руйнуванні асфальтобетонного покриття в прилеглій зоні.
Викладене вище свідчить про необхідність розробки та реалізації при ремонті і реконструкції доріг заходів, які дозволили б підвищити тріщиностійкість асфальтобетонних покриттів, продовжити строки їх служби та знизити витрати на їх утримання.
Метою даної магістерської роботи є аналіз факторів які впливають на тріщиноутворення та оцінка його негативного впливу на дорожні одяги нежорсткого типу, обґрунтування методів ремонту даного виду руйнування.
1. Огляд негативного впливу тріщиноутворення на транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг
Найбільш поширеними на території України є покриття, які влаштовують з використанням асфальтобетону. Поряд з високими технологічними та експлуатаційними показниками таке покриття володіє суттєвими недоліками – високою чутливістю до температурно-зволожувальної дії, безперервним змінам міцності та деформативних характеристик в часі у зв’язку з природним старінням в’яжучого, що суттєво ускладнює прогнозування їх довговічності.
Багаточисельні досліди показують, що умови роботи дорожніх одягів з такими покриттями в значній мірі визначаються фізико-хімічними, механічними та погодно-кліматичними факторами, в результаті спільної дії яких відбувається зміна якісних характеристик покриття в процесі експлуатації. При вивченні особливостей роботи дорожніх покриттів з асфальтобетонних сумішей неможливо розглядати ізольовано вплив на них тільки однієї окремої групи факторів, вони повинні розглядатися комплексно, так як в комплексі результат з впливу буде різко відрізнятися від впливу кожного з факторів окремо. Асфальтобетон в конструкції дорожнього одягу абсолютно завжди знаходиться в напруженому стані, дана обставина зв’язана з тим, що виникаючі в ньому напруження ніколи повністю не релаксують. При постійній наявності в асфальтобетоні залишкової напруги, покриття під впливом даної напруги буде руйнуватися. Руйнування у вигляді тріщин відбудеться, коли сумарна, яка накопилася в покритті, деформація асфальтобетону прирівняється до граничного значення з тривалості для даного матеріалу.
Тріщини найбільш небезпечний вид руйнування дорожнього покриття з точки зору порушення його суцільності.
Відомо, що самі по собі тріщини не мають значного впливу на безпеку і комфортабельність руху по дорогам. Серйозну небезпеку для транспорту і великі додаткові затрати, пов’язані з утриманням доріг, викликають наслідки цих тріщин. За даними різних джерел першопричиною виникнення від 70% до 90% вибоїн є наявні в дорожніх покриттях тріщини.
Особливо активно процес виникнення вибоїн розвивається у весняний період, чому сприяє чергування додатних і від’ємних температур повітря та покриття, наявність води в порах покриття. Проникаючи в раковини та мікро тріщини покриття, вода здійснює розклинюючи дію, яке значно збільшується при її замерзанні. Зв’язки між частками матеріалу послаблюються і під впливом коліс автомобіля утворюється вибоїна , яка може швидко збільшитися.
Наїжджаючи на вибоїну, колесо отримує поштовх, що призводить по повторного динамічного удару на деякій відстані за вибоїною. При багаторазовому повторенні цього навантаження утворюється наступна раковина або тріщина, які потім зливаються в одну велику вибоїну.
Іншим аспектом проблеми тріщино утворення є негативний вплив крізних тріщин на водно-тепловий режим земляного полотна. Деструктивний характер води, яка поступає крізь такі тріщини проявляється, перш за все, в перезволоженні ґрунту основи, витрати його несучої здатності та, як наслідок, у руйнуванні асфальтобетонних покриттів у прилягаючих зонах.
Тріщини на покриттях бувають різних розмірів і форми. На асфальтобетонних та інших покриттях, побудованих з використанням органічного в’яжучого, тріщини можуть бути одиночні поперечні, повздовжні, косі та у вигляді сітки.
Утворення тріщин є головною причиною передчасного руйнування дорожнього одягу: існує закономірність зниження міцності дорожнього одягу нежорсткого типу в залежності від наявності тріщин. Також при обстеженні дорожніх конструкцій було встановлено, що найбільша неоднорідність вологості та щільності, а також і міцність спостерігається у верхній частині земляного полотна в місцях де є або відремонтовані тріщини. В цих місцях середня вологість ґрунту полотна на 15-30% вища, ніж в місцях де немає порушення поверхні покриття, що веде до значного зниження щільності і міцності ґрунту і ослаблення в цих місцях дорожніх конструкцій в цілому( в місцях наявності тріщин на перезволожених ділянках під динамічною дією важкого автомобільного транспорту можуть виникати просадки).
Негативний вплив тріщин у шарі асфальтового одягу полягає в тому, що вода проникає в шар асфальтового одягу, а при тріщинах, що йдуть крізь весь дорожній одяг, і в основу. Проникнення води спричиняє поява наступних ефектів:
– підвищення вмісту води в неукріплених шарах знижує несучу здатність неукріпленого несучого шару й будівельної основи.
– замерзаючи, вода в дорожній конструкції може привести як до відшаровування асфальтобетонного покриття й місцевого руйнування структури асфальту в шарах покриття, так і до пучення у нижніх шарах, викликаних морозом.
Збиток, заподіюваний у результаті цього, зв'язаний, як правило, з ремонтом шару асфальтобетонного одягу, або навіть із повним відновленням дорожньої конструкції. Крім того, через проникнення кисню крізь тріщини прискорюється процес старіння бітуму.
Крім того, виконання ремонтних робіт на асфальтобетонних покриттях супроводжується частковим або повним перекриттям руху у даному напрямку. Це призводить до затримки транспортних засобів, що в свою чергу веде до подорожчання вартості перевезення вантажів та пасажирів. Часті ремонти ведуть до значних капітальних вкладень в експлуатацію автомобільних доріг.
Застосування сучасних технологій при ремонтах асфальтобетонних покриттів дозволяє відсунути строки дорогої реконструкції, одержати економію за рахунок зниження витрат на наступне утримання.
Шляховики знають, що для ремонту тріщин звичайно застосовується медичний термін «санація» – комплекс лікувально-профілактичних заходів, спрямованих на попередження й ліквідацію захворювань зубів. Тріщини на покритті подібні до хворих зубів, що роблять шкідливий вплив на весь організм людини. І чим раніш й надійніше їх почати «лікувати», тим здоровіше буде «організм» автомобільної дороги.
Тому рішення проблеми тріщиностійкості асфальтобетонів слід розглядати в якості однієї з головних для підвищення довговічності покриття.
2. Аналіз основних причин та факторів, впливаючих на утворенння тріщин
транспорт тріщина дорога покриття
Під надійністю дорожнього одягу розуміють ймовірність безвідмовної роботи конструкції на протязі всього періоду експлуатації до ремонту. Кількісно рівень надійності представляє відношення протяжності міцних (непошкоджених) ділянок до загальної протяжності одягу з відповідним значенням коефіцієнту міцності.
З характерних для асфальтобетонного покриття пошкоджень найбільш небезпечні поперечні тріщини. В усіх випадках утворення тріщин на дорожніх асфальтобетонних покриттях відбувається внаслідок скорочення (при охолодженні) їх розмірів, або при прогині покриття, викликаному в основному деформацією основи і земляного полотна. Тріщини виникають втому випадку, якщо гранично можливе для даного покриття розтягнення і подовження при даних температурах і навантаженні являється недостатнім для запобігання виникаючим критичним напруженням в покритті, перевищуючих його опір розриву.
З їх виникненням найбільш інтенсивне руйнування асфальтобетону виникає в зоні переходу коліс автомобіля з одного краю тріщини на другий – виникнення вибоїн.
Вибоїни – місцеві руйнування покриття глибиною від 20 до 100 мм і більше з різко викресленими краями. Вони виникають перш за все із-за недостатнього зв’язку між мінеральними та органічними матеріалами, недоущільнення покриття, забруднення, використання недоброякісних матеріалів (перепалення асфальтобетонної суміші, попадання необробленого щебеню або піску в суміш і т.д.).
Особливо активно процес виникнення вибоїн розвивається у весняний період, чому сприяє чергування додатних і від’ємних температур повітря та покриття, наявність води в порах покриття. Проникаючи в раковини та мікро тріщини покриття, вода здійснює розклинюючи дію, яке значно збільшується при її замерзанні. Зв’язки між частками матеріалу послаблюються і під впливом коліс автомобіля утворюється вибоїна , яка може швидко збільшитися.
Наїжджаючи на вибоїну, колесо отримує поштовх, що призводить по повторного динамічного удару на деякій відстані за вибоїною. При багаторазовому повторенні цього навантаження утворюється наступна раковина або тріщина, які потім зливаються в одну велику вибоїну.
Іншим аспектом проблеми тріщино утворення є негативний вплив крізних тріщин на водно-тепловий режим земляного полотна. Деструктивний характер води, яка поступає крізь такі тріщини проявляється, перш за все, в перезволоженні ґрунту основи, витрати його несучої здатності та, як наслідок, у руйнуванні асфальтобетонних покриттів у прилягаючих зонах.
Тріщини на покриттях бувають різних розмірів і форми. На асфальтобетонних та інших покриттях, побудованих з використанням органічного в’яжучого, тріщини можуть бути одиночні поперечні, повздовжні, косі та у вигляді сітки.
Тріщини поперечні крізні на всю ширину покриття (температурні) виникають восени та на початку зими внаслідок різких перепадів температури повітря і недостатнього опору температурним напруженням. Вони розміщуються по проїзній частині на певній відстані одна від одної (5-10 м).
Повздовжні тріщини, розташовані через 20-40 см одна від одної на смугах накату, в сполученні з поперечними тріщинами через 1-4 м на всю ширину проїзної частини бувають на покриттях, які містять органічне в’яжуче, побудованих на неміцних основах з ґрунтів або кам’яних матеріалів, укріплених мінеральним в’яжучим (цемент, вапно, золи зносу).
Повздовжні тріщини на асфальтобетонних покриттях часто з’являються на стику двох смуг укладки покриття при поганому спряженні. Повздовжні тріщини на смугах накату виникають під інтенсивним рухом автомобілів через недостатню міцність окремих шарів одягу та ґрунтової основи (недоущільнення, перезволоження), перевищення навантажень та інтенсивності руху в порівнянні з розрахунковими. Тріщини повздовжньо-косі виникають внаслідок недостатньої міцності дорожнього одягу, недоущільнення ґрунтів полотна і їх наступної осадки, особливо на високих насипах, а також над трубами.
Сітка тріщин з мілкими комірками на смугах накату з розміром сторін 10-20 см буває на покритті, як правило, при недостатній міцності основи на ділянках відтавання перезволоженого ґрунту в весняний період і період пучино утворення. Головна причина більшості тріщин – втомленість дорожніх одягів, їх недостатня міцність.
Волосяні тріщини(схожі на павутину) шириною 1-2мм на шарі зносу починають виникати в повздовжньому напрямку і концентруються у колії. Вид мозаїки вони приймають з самого початку тріщиноутворення. Такий тип тріщин нагадує руйнування від втомленості. Цей дефект важко побачити, але він добре видимий на вологому покритті. Якщо покриття містить розжижене в’яжуче, то в теплий час тріщини закриваються. Виникають в наслідок наступних причин: занадто мало в’яжучого; недостатня адгезія асфальтобетонного покриття; втомленість дорожнього одягу в результаті повторюючихся навантажень при інтенсивності руху [4]. Всі види тріщин згруповано, описано причини їх виникнення на листі 1.
Досвід експлуатації автомобільних доріг з асфальтобетонним покриттям показує, що перші тріщини в них виникають на протязі першого року експлуатації, як правило спочатку виникають внутрішні тріщини. Процес виникнення внутрішніх тріщин і пошкоджень є результатом взаємного накладення двох незалежних, але зв’язаних один з одним ефектів. Перші з них – це розповсюдження внутрішніх напружень та їх концентрацій, обумовлене зовнішніми факторами, другий – розповсюдження локальної міцності матеріалу, внутрішніх пошкоджень і структурних дефектів. У випадку асфальтобетонної суміші можна думати, що значні структурні зміни під впливом зовнішніх факторів можуть привести до виникнення дефектів структури, які сприяють процесу руйнування. В моделі крихкого руйнування асфальтобетонної суміші слід також враховувати випадок, коли під впливом зовнішнього навантаження може настати консолідація, тобто змикання мікро тріщин і навіть тріщин.
Ці первинні тріщини практично визначають увесь подальший процес тріщиноутворння в часі та їх фіксування представляє велику наукову цінність для прогнозування довговічності асфальтобетонних покриттів.
Для класифікації тяжкості і об’єму пошкоджень в якості масштабу застосовується частота тріщин (табл. 2.1).
|
Последний раз редактировалось Admin; 28.12.2012 в 09:00.
|
28.12.2012, 08:56
Похожие темы
Почта
