Файл: Lektsia_4.doc

В СССР для широкого практического использования рекомендована ходовая лаборатория МАДИ (УДННК) (рис. 4.6,а), которая прошла всесторонние испытания. Эта лаборатория позволяет выполнять измерения со скоростью 10 км/ч. Принцип измерения модуля упругости этой лаборатории тот же, что и на установке динамического загружения. Особенностью лаборатории являются простота конструкции, удобство использования на практике, низкая стоимость.

В последние годы во Франции разработана конструкция ходовой лаборатории – курвиметр СЕВТР (рис. 4.6,б). Прогиб измеряется с помощью непрерывной мерной ленты, проходящей между спаренными задними колесами в момент движения автомобиля-лаборатории. На ленте установлены специальные измерительные преобразователи. Максимальная рабочая скорость лаборатории 18 км/ч.

Рис. 4.6. Схемы ходовых лабораторий для непрерывной автоматической регистрации прочности дорожной одежды с высокими скоростями движения:

а – лаборатория МАДИ (УДННК); б – французская лаборатория: 1 – падающий груз; 2 – пружина; 3 – спаренные пневматические колеса; 4 – измерительное колесо; 5 – блок приборов регистрации и обработки данных измерений; 6 – устройство для автоматического подъема груза; 7 – лента, перемещающаяся со скоростью движения автомобиля: 8 – датчики прогиба; 9 – считывающее устройство; 10 – груз.

По значению прогиба, полученному этими лабораториями, определяют фактический модуль упругости дорожной одежды. Для оценки прочности нежестких дорожных одежд используют следующие показатели: максимальный прогиб l_y, мм; радиус кривизны поверхности дорожного покрытия r; произведение l_y·r. Основной сравнительной характеристикой является статистическая оценка максимальных прогибов на измеряемом участке автомобильной дороги.

Прочность жестких дорожных одежд оценивают:

максимальным динамическим прогибом l_y под воздействием падающего груза (амортизированный удар) прибора ударного типа;

максимальным радиусом кривизны покрытия r при воздействии динамической нагрузки (амортизированный удар);

максимальным напряжением σ в бетонной плите, определяемым согласно теории упругости,

---

, (4.13)

где h – толщина плиты;

Е – модуль упругости;

r – радиус кривизны;

μ – коэффициент Пуассона;

жесткостью дорожной одежды s, определяемой отношением максимальной ударной силы F к максимальному динамическому прогибу l_y:

. (4.14)

Основной сравнительной характеристикой является статистическая оценка жесткости дорожной одежды.

---

4.4 Виды деформаций покрытия и разрушений дорожной одежды

При проектировании дорожной одежды размеры каждого слоя выбирают с учетом местных материалов, возможных нагрузок и климатических условий проложения дороги. Все расчеты выполняют для средних условий, поэтому возможны отклонения от расчетных условий, приводящие к потере прочности дорожной одежды, деформациям и разрушению.

Разрушения могут быть вызваны: низким качеством выполнения работ, недостаточным или неправильным учетом гидрогеологических условий, применением материалов низкого качества. Большое значение в обеспечении устойчивости дорожной одежды имеет своевременный ремонт разрушенных участков дорожного покрытия. Появление остаточных (необратимых) деформаций, своевременно не ликвидированных, приводит к значительным разрушениям как под действием движения автомобилей, так и при влиянии погодно-климатических факторов.

Основными видами деформаций и разрушений дорожной одежды являются:

деформации и разрушения, вызванные пучинами, происходящими в весенний период при оттаивании грунта земляного полотна на участках с неблагоприятными условиями водоотвода и защиты земляного полотна от температурных воздействий. Причинами такого разрушения могут быть ошибки в оценке перспективной интенсивности движения и нагрузок; некачественные материалы и их неоднородность, плохое уплотнение земляного полотна и дорожной одежды, а также переувлажнение земляного полотна;

потери прочности дорожной одежды, вызванные непрерывным воздействием колес автомобилей и природно-климатических факторов. На потерю прочности большое влияние оказывают ошибки, допущенные при проектировании, строительстве и эксплуатации дорожных одежд, а также температурные деформации;

просадки нежестких дорожных одежд в виде впадин, возникающие в результате местных просадок недоуплотненного грунта или слоев дорожной одежды. Особенно часто этот вид деформации появляется на въездах на мост, в местах прокладки под существующими дорогами водопропускных труб и трубопроводов;

сквозные трещины, характерные для цементо-бетонных покрытий, когда на них образуются просадки. Трещины появляются чаще всего в местах просадок земляного полотна и связаны с несвоевременным ремонтом;

проломы – разрушения дорожной одежды в виде длинных прорезей по полосам наката колес. Эти разрушения характерны для дорожных одежд переходного типа при проходе очень тяжелых автомобилей и снижении несущей способности основания дорожной одежды. Разрушению всей конструкции дорожной одежды предшествуют деформации и разрушение дорожных покрытий.

---

Покрытие является самой верхней частью дорожной одежды, на которую непосредственно действуют колеса автомобилей и погодно-климатические факторы.

Основными видами разрушений дорожного покрытия являются:

износ (истирание) представляющий уменьшение толщины покрытия за счет потери им материала в процессе эксплуатации под действием колес и погодных факторов. Износ происходит по всей поверхности покрытия, но больше всего на полосах наката, где проходят колеса автомобилей. Для усовершенствованных покрытий износ измеряют в миллиметрах, на которые уменьшилась толщина верхнего слоя покрытия, а для покрытия переходного и простейшего типа определяют также и объем потери материалов (м³/км);

шелушение – обнажение поверхности покрытия за счет отделения поверхностных тонких пленок и чешуек материала покрытия, разрушенного воздействием воды и мороза. Этот вид дефекта наиболее характерен для жестких дорожных одежд, где происходит отслоение цементного раствора с поверхности покрытия с последующим оголением крупного заполнителя. Такие разрушения в основном происходят при частом замораживании и оттаивании покрытия, особенно при использовании соли для предупреждения гололеда;

выкрашивание – разрушение покрытия за счет потери им отдельных зерен гравийного и щебеночного материала. Такое разрушение происходит на покрытиях всех типов в результате потери связи между зернами материала. Причиной выкрашивания могут быть плохое перемешивание материала и укладка в дождливую или холодную погоду;

обламывание кромок – разрушение покрытий (особенно нежестких) в местах сопряжения их с обочинами при переезде тяжелых автомобилей через кромку. Обломанные кромки проезжей части могут быть причиной дорожно-транспортных происшествий;

волны – деформация асфальтобетонных покрытий, обладающих пластичностью. Волны появляются под действием касательных сил в зоне контакта шины колеса с покрытием;

гребенка – разрушение гравийных и щебеночных покрытий под действием движения тяжелых грузовых автомобилей. Гребенка представляет собой частое повторение выступов и впадин;

сдвиги – деформации, которые происходят при действии касательных сил от колеса автомобиля. Сдвиги являются причиной отсутствия связи верхнего слоя покрытия с нижним;

вмятины – углубления в пластических покрытиях, появляющиеся при прохождении по ним гусеничных машин или автомобилей в жаркую погоду;

---

трещины – деформации, обычно вызываемые резкими температурными изменениями. Сетка трещин появляется на покрытии как результат недостаточной прочности основания или покрытия;

колеи образуются на щебеночных или гравийных покрытиях при узкой проезжей части в результате многократного прохода автомобиля по одной полосе, а также на асфальтобетонных покрытиях в результате выдавливания колесами автомобиля из-за недостаточной сдвигоустойчивости асфальтобетона;

выбоины – углубления со сравнительно крутыми краями, образовавшиеся в результате местного разрушения материала покрытия. Причиной выбоины является, как правило, плохое качество строительных работ;

повреждение кромок швов – разрушение кромок швов в виде сколов и выкрашивание бетона в зоне до 15-20 см от шва.

---