Усталостная долговечность асфальтобетона при воздействии интенсивных транспортных нагрузок

• Автор: Дровалева, Ольга Валериевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 202 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛ ЕДО В АНИ Я

1.1 Усталостная долговечность асфальтобетонных покрытий при воздействии циклических нагрузок

1.2 Влияние модифицирующих добавок на долговечность асфальтобетона

1.3 Анализ проведенных испытаний асфальтобетонов на усталостную долговечность при циклических нагрузках.

1.4 Цели и задачи исследования

2 РАЗРАБОТКА СПОСОБА ИСПЫТАНИЙ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НА УСТАЛОСТНУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
2.1 Влияние структуры и режимов механического воздействия на усталостную долговечность асфальтобетона
2.2 Постановка основных задач экспериментальных исследований усталостной долговечности асфальтобетона

2.3 Приборы и оборудование, применяемые при лабораторных испытаниях

2.4 Методика лабораторных исследований

2.5 Материалы для испытаний.
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ АСФАЛЬТОБЕТОНА В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ.
3.1 Исследование режимов нагружения асфальтобетона в покрытии при интенсивном скоростном транспортном потоке
3.1.1 Экспериментальные исследования напряженнодеформированного
состояния асфальтобетонных покрытий .
3.1.2 Определение растягивающих напряжений в асфальтобетонных
покрытиях при воздействии изгибающей нагрузки.
3.2 Разработка модели напряженнодеформированного состояния асфальтобетонного образца в испытательной установке при приложении
нагрузки.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ.
4.1 Исследование физикомеханических характеристик модифицированных битумов и асфальтобетонов
4.2 Исследование влияния режимов нагружения на усталостную долговечность асфальтобетонов
4.3 Экспериментальные исследования усталостной долговечности различных типов асфальтобетонов
4.4 Проведение экспериментальных исследований по оценке усталостной долговечности асфальтобетонов с модифицирующими и поверхностноактивными добавками
4.5 Исследование влияния частоты нагружения на качественные характеристики процесса усталостного разрушения.
5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬАТОВ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1 Методика оценки усталостной долговечности асфальтобетона
5.2 Рекомендации по повышению усталостной долговечности асфальтобетона
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Исследования, которые проводил Супрун 5, подтверждают несимметричность эпюр напряжений, деформаций и прогибов относительно вертикальной оси, проходящей через центр движущейся нагрузки. Отмечается существенное влияние частоты колебаний движущейся нагрузки на напряженнодеформированное состояние дорожной одежды. Смирнов 7 определяет характер динамического воздействия современного движущегося автомобиля как импульсноударный, при этом частота действия нагрузки от 0 до циклов в минуту от 6,7 Гц до Гц, продолжительность импульсов от 0,1 до 0,5 сек. Смирновым отмечается зависимость частотных характеристик нагружения от скорости движения различных автомобилей, их плотности, частоты следования, дистанции и интервала времени между ними. Приводится обобщающая закономерность изменения частоты проезда автомобилей в зависимости от интенсивности движения, которая может быть применена для назначения частоты приложения нагрузок при усталостных испытаниях материалов дорожных слоев рис. Рисунок 1. Средняя частота проезда автомобилей в зависимости от интенсивности движения 1 для двухполосной проезжей части ненасыщенный поток 2 для насыщенного потока в городских условиях по В. США. Гц при скорости движения автомобиля кмч. Анализируя деформирование покрытий, А. О. Салль расчетным путем определил, что скорость нагружения покрытия при движении грузового автомобиля с расчетной скоростью составляет МПас1, а время нагружения в среднем 0,1 0,2 сек . Руденский также подчеркивает, что скорость деформирования оказывает сильное влияние на характеристики усталостной прочности покрытия и определяет важным, чтобы режим испытания соответствовал эксплуатационным условиям работы дорожного покрытия. Б.И. Ладыгин, И. Гц . По данным Иванова, длительность действия автомобиля в пределах чаши прогиба составляет 0,1 0,3 с, что соответствует частоте колебаний 3,3 Гц . А. Золотарев, исследуя особенности деформационного поведения асфальтобетона при циклическом воздействии, определяет эксплуатационные режимы нагружения покрытия диапазон частот колебаний покрытия при воздействии транспортной нагрузки составляет от 0, до 0 Гц, где нижний предел отвечает статическому воздействию, а верхний воздействию, испытываемому покрытием при скорости автомобиля до 0 0 кмч . Г.С. При проходе колеса автомобиля максимальные растягивающие напряжения возникают в подошве покрытия. Хотя они существенно меньше критических, однако, учитывая неоднородность материала, локальные напряжения могут существенно отклоняться от среднего значения и в местах, где они превышают предел упругости пленок битума, происходит их разрыв. Макротрещины растут одновременно в двух направлениях вверх и параллельно плоскости покрытия. Еще через определенное число циклов нагружения трещина прорастает сквозь покрытие и становится видимой на его поверхности. Дальнейший рост трещины осуществляется уже в длину. Большую часть жизни покрытия занимает вторая стадия разрушения. Г.С. Бахрах, исследуя режимы движения транспортных средств с позиции оценки усталостной долговечности асфальтобетона, отмечает ускоренное накопление усталостных повреждений с увеличением интенсивности движения и ростом циклов приложения нагрузки к покрытию, а также с ростом нагрузки на ось автомобиля 4. Так, например, проезд одного автомобиля МАЗ0 по разрушающей способности эквивалентен проезду семи автомобилей ЗИЛ0. Исследователем отмечается влияние на усталостное трещинообразование плотности транспортного потока и частоты приложения нагрузки. При плотном транспортном потоке растягивающие напряжения в нижней части покрытия не успевают полностью релаксировать до очередного наезда. В результате увеличивается длительность напряженного состояния покрытия, а, следовательно, уменьшается срок службы. Эпюры напряжений, деформаций и прогибов, возникающих в асфальтобетонном покрытии при проезде, несимметричны относительно вертикальной оси, проходящей через центр движущейся нагрузки позади нагрузки значения напряжений, деформаций и прогибов больше, чем впереди нее. При движении транспортных средств возникает изгибная бегущая нагонная волна. Отмечается синусоидальный характер воздействия.