Разработка методов повышения эксплуатационно-прочностных характеристик автомобильных дорог с учетом циклического воздействия нагрузок

• Автор: Чистяков, Евгений Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТРАНСПОРТНОЭКСПЛУА РАЦИОННОГО состояния

АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ.

1.1. Эксплуатационные и прочностные характеристики покрытий

1.2. Влияние свойств асфальтобетона и слоев основания на эксплуатационнопрочностные показатели покрытий
1.3. Влияние циклических нагрузок на эксплуатационно прочностные характеристики покрытий автомобильных дорог.
1.4. Формирование эксплуатационно прочностных характеристик автомобильных дорог и их стадийное повышение

1.5. Выводы по первой главе

2. МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНОЛОГИЯ СПЫ ГАНИЯОБРАЗЦОВ, ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ.

2.1. Методы исследований.Г.

2.1.1. Методы испытаний асфальтового вяжущего вещества.
2.1.2. Методы испытаний заполнителей для асфальтобетона
2.1.3. Методы испытаний асфальтобетонов
2.1.4. Испытания асфальтобетонов на циклические воздействия нагрузок
2.2. Основные виды асфальтобетонных смесей.
2.2.1. Горячие асфальтобетонные смеси
2.2.2. Асфальтобетонные смеси, модифицированные
полимер битумным вяжущим.
2.2.3. Армирующие материалы, применяемые в конструкциях дорожных одежд
2.3. Испытательное оборудование, размеры образцов
2.3.1 Технические характеристики испытательной машины
2.4. Методика проведения испытаний и планирование экспериментов
3. ФОРМИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
3.1. Полиструктурная теория композиционных материалов
В.И. Соломатова в изучении структурообразующих факторов асфальтобетона.
3.2. Экспериментальные исследования асфальтобетонов на действия статических нагрузок.
3.2.1 Определение структурообразующих факторов горячих асфальтобетонных смесей
3.3. Влияние структурообразующих факторов на механические свойства асфальтобетона
3.4. Влияние структурообразующих факторов на циклическую долговечность асфальтобетонов
3.5. Анализ результатов исследования циклической долговечности асфальтобетонов
3.6. Выводы по третьему разделу
4. ФОРМИРОВАНИЕ ЭКСПЛУТАЦИОННО ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА.
4.1. Циклическая долговечность асфальтобетонов, армированных геосетками.
4.2. К расчету волокон из ПКМ в конструкциях геосеток
4.3. Расчет асфальтобетонов, армированных гсосетками на трещиностойкость
4.3.1 Методика прогнозирования циклической долговечности
ПКМ с использованием механики усталостного разрушения.
4.3.2. Расчет циклической долговечности ПКМ при наличии
распространенных усталостных трещин.
4.4.Выводы по четвертому разделу.
5. ФОРМИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО ПРОЧНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Методы оценки качества дорожной продукции.
5.1.1 Пример расчета комплексного показателя качества асфальтобетонной смеси АБС
5.2. Методика оценки эксплуатационно прочностных показателей автомобильных дорог с помощью показателя функциональности.
5.2.1 Методика планирования межремонтных сроков службы городских автомобильных дорог.
5.3. Практическая реализация результатов работы.
Технико экономическая эффективность принимаемых технических
и технологических решений.
5.4 Выводы по пятому разделу.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Для обеспечения указанных характеристик в течение всего срока эксплуатации асфальтобетонное покрытие должно обладать морозостойкостью, водостойкостью, трещиностойкостью, сдвигоустойчивостью и износостойкостью. Прочность покрытия оценивают совместно со слоями основания, грунтом земляного полотна путм измерения упругого прогиба всей дорожной консгрукции от динамического или статического нагружения. В настоящее время наиболее простым и часто используемым прибором для определения упругого прогиба дорожной одежды является длиннобазовый рычажный прогибомер КП4. Данный способ заключается в определении прогиба конструкции от воздействия расчетного, предварительно взвешиваемого грузового автомобиля, например МАЗ0. Помимо этого применяются различные установки динамического нагружения. Работа установок основана на сбрасывании груза весом до Н с заданной высоты с одновременным измерением деформаций. В последнее время были созданы установки для автоматического измерения прогиба на базе специальных автомобилейлабораторий. Все методы испытаний на основании значений прогиба в конечном итоге определяют фактический модуль упругости дорожной одежды. Перечисленные выше методы используются для оценки прочности дорожной одежды в период ослабления земляного полотна за счт избыточного водонасыщения, то есть весной и осенью. При этом они не дают характерных данных, с помощью которых можно оценить прочность слоев покрытия в любое время года и при различных температурах с учетом реологических свойств асфальтобетона. Оценка прочности покрытия необходима для изучения поведения асфальтобетонного покрытия в течение длительного срока службы, применения в асфальтобетонах различных материалов, процессов старения асфальтобетона. Вторым показателем, зависящим напрямую от прочности покрытия, является ровность. При плохом состоянии покрытия значительно ухудшаются условия движения, появляются вибрации, вредные для водителя и автомобиля, осложняются условия работы водителя, часто изменяется режим движения автомобилей. Это приводит к уменьшению показателя экономической эффективности автомобильной дороги, к ухудшению экологического состояния придорожной полосы отвода и, главным образом, к снижению безопасности движения, повышению аварийности. Ровность покрытия влияет и на прочностные характеристики дорожной конструкции. При взаимодействии колес движущихся автомобилей с неровностями покрытия возникают динамические усилия, вызывающие интенсивное разрушение дорожной конструкции. Ровность покрытия автомобильной дороги обычно оценивают в два этапа 1 в процессе строительства . В процессе эксплуатации степень ровности покрытия падает в связи с воздействием колес автомобилей и погодноклиматических факторов. Это объясняется накоплением остаточных деформаций в слоях покрытия и основания и появлением на покрытии различных видов разрушений, волн, наплывов, колей, трещин и выбоин. Показатель ровности в наибольшей степени зависит от физикомеханических свойств асфальтобетонных покрытий, материалов в основании, реологических свойств асфальтобетона и показателей морозостойкости, водостойкости, трещи ностойкости и сдвигоустойчивосги покрытий. Важным параметром, определяющим состояние покрытий автомобильных дорог, является шероховатость. Шероховатость определяет сцепные свойства покрытия, длину тормозного пути автомобиля, оказывает влияние на его устойчивость, управляемость параметром, безопасность движения. Шероховатость определяется высотой и формой элементов микропрофиля поверхности покрытия, расстоянием между вершинами выступов, остротой выступов и собственной шероховатостью каменного материала. Шероховатое покрытие должно обеспечивать сцепные свойства при сухом и чистом состояниях и во время дождя. Высота выступов поверхности должна обеспечивать выжимание воды из зоны контакта шины с покрытием, исключая эффект аквапланирования и потерю управляемости автомобилем. Шероховатость покрытия изменяется по сезонам года в зависимости от погодноклиматических факторов, а также с течением времени за счет износа и шлифуемости минерального материала асфальтобетона. Шероховатость покрытия оценивают методом песчаного пятна в соответствии с ВСН .