Обоснование применения армированного асфальтобетона при усилении аэродромных покрытий

• Автор: Михайловский, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

Введение Г лава 1. Состояние вопроса повышения трещиностойкости асфальтобетона.

1 1. Факторы определяющие температрный режим работы

асфальтобетонных покрытий.

2. Характерные дефекты асфальтобетонных слоев усиления и причины их возникновения.

1.3 Анализ способов повышения трещиностойкости асфальтобетонных слоев усиления.

1.4. Выводы по главе I.

1.5. Цель и задачи исследования.

Глава II. Теоретические исследования напряжннодеформированного состояния асфальтобетонных слоев усиления на жстких основаниях.

2 I. Описание работы конструкции покрытия. Основные

положения и предпосылки

2.2 Анализ напряженнодеформированного состояния асфальтобетонного покрытия над швом жесткого основания.
2.3. Определение зависимости монолитности конструкции от механических и геометрических параметров составляющих ее элементов.
2.3.1. Учет различной величины раскрытия швов сжатия и расширения.
2 3.2. Усталостная прочность асфальтобетона.
2.4. Разработка математической модели задачи.
2 4 1 Оптимизация конструкций усиления жестких аэродромных
покрытий армированным асфальтобетоном.
2.4 2. Выбор и обоснование расчетной схемы и разбивка ее
на массивы конечных элементов.
2 4 3. Расчетные характеристики материалов и условия
работы покрытия.
2 5. Теоретический анализ температурных напряжений
и деформаций в исследуемой конструкции покрытия.
2.6. Выводы по главе II.
Глава III. Экспериментальные исследования по конструктивным решениям слоев усиления асфальтобетонных покрытий.
3.1. Сравнительный анализ возможных конструктивных
решений усиления жестких аэродромных покрытий.
3.2. Методика экспериментального исследования.
3.3. Исследуемые материалы.
3 4. Результаты экспериментальных исследований
трещиностойкости армированного асфальтобетона.
3.5. Выводы по главе III
Глава IV. Опытное строительство армированного асфальтобетонного слоя усиления на жстком основании.
4 1 Программа опытных работ по проверке эффективности
армирования асфальтобетонных аэродромных покрытий над швами жестких оснований.
4.2. Методика проведения экспериментальных
исследований опытного участка армированного асфальтобетонного покрытия.
4.3. Строительство опытного участка.
4.4. Результаты экспериментальных исследований в натурных условиях.
4 5 Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований
4 5.1. Сравнительный статистический анализ конструкций.
4.5.2. Статистические параметры относительной деформации покрытий.
4 5.3. Анализ влияния температуры воздуха
на деформацию покрытия.
4.6. Выводы по главе IV.
Глава V. Рекомендации по конструктивнотехнологическим решениям применения армированного асфальтобетона при усилении аэродромных покрытий и их экономическая эффективность.
5 1. Общие положения.
5.2 Требования к используемым материалам.
5.3. Технология устройства армированных асфальтобетонных покрытий.
5.4. Сравнение экономической эффективности применения армирующих материалов.
Общие выводы. Литература.
Приложение 1. Результаты замеров и величин деформаций в отдельных точках швах в зависимости от материала армирования. Приложение 2. Акты внедрения результатов диссертационной работы.
Введение


В этой связи возникла необходимость в исследовании конструктивных особенностей при проектировании слоев усиления и реконструкции аэродромных покрытий нежесткого типа, что подчеркивает актуальность выполненного исследования. Специфической особенностью асфальтобетонных покрытий является то, что их эксплуатационные характеристики, связанные с прочностью и деформативностью слоев асфальтобетона, подвержены в течение срока службы непрерывным изменениям, обусловленным нестационарностью температурного режима покрытия и режимов воздействия эксплуатационных нагрузок. При реконструкции и капитальном ремонте жестких аэродромных покрытий применяются различные материалы. Усиление материалами на основе цемента, в большинстве случаев, вызывает необходимость закрытия ВПП на период ремонта. При использовании асфальтобетона в качестве слоя усиления эксплуатацию ВПП можно не прекращать Эксплуатационные показатели асфальтобетонных покрытий в ряде случаев превосходят показатели жестких аэродромных покрытий. Но, несмотря на отдельные преимущества асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях, так же имеются и недостатки, вызванные как физикомеханическими показателями, так и конструктивными особенностями такого типа покрытий. При эксплуатации от воздействия климатических факторов и нагрузки от воздушных судов на поверхности покрытия образуются следующие виды разрушений и деформаций трещины различного типа и происхождения пластические разрушения эрозия поверхности. Наиболее распространнными видами разрушений на асфальтобетонных слоях усиления, устроенных на жстких основаниях, являются трещины различного происхождения , 5. Нарушение сплошности покрытия приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик покрытия качества поверхности и его несущей способности. Сквозь трещины проникает вода во все слои аэродромной одежды, что приводит к снижению е морозостойкости. Частый ремонт трещин сильно увеличиваетзатраты на содержание покрытия примерно в 2 раза 7. Ремонтные работы являются трудоемкими и дорогостоящими. При этом расходуется большое количество энергии и высококачественных строительных материалов. Считают, что к основным факторам, вызывающим появление трещиноопасных растягивающих напряжений, относятся следующие несвободное сокращение размеров покрытия при охлаждении 6,,,,,,, ,,,, 6 растяжение над швами или трещинами трещиноватоблочных оснований при их температурном деформировании ,,,,,,0,5, 8, 9, ИЗ, 4, 7 неодинаковое изменение размеров составляющих компонентов асфальтобетона при изменении температуры вследствие различия их коэффициентов линейного температурного деформирования , , , , , 1,9 льдообразование при замерзании влаги в порах асфальтобетона 4,, , расклинивающее действие воды в капиллярных порах усадка при высыхании или вымораживании влаги , , изгиб покрытия в результате морозного пучения основания 6,,,, коробление вследствие разности температуры по толщине покрытия ,,,. Перечисленные факторы могут действовать одновременно в различном сочетании в зависимости от условий работы покрытий. Проведенные Шульгинским И. П. 4 измерения деформаций в асфальтобетонном покрытии на цементобетонном основании показали, что распределение их по длине плиты крайне неравномерно. Практически вся деформация, передающаяся на покрытие от температурных перемещений плит основания, воспринимается участком покрытия шириной около 1 м, находящимся непосредственно над швом. Проблема образования отраженных трещин над швами и трещинами цементобетонного покрытия при усилении его асфальтобетоном является актуальной и требует решения. На аэродромных покрытиях во время эксплуатации возникают различные дефекты. Характерными дефектами и разрушениями асфальтобетонных покрытий являются трещины, сдвиги, волны, срывы, выкрашивания, выбоины, размягчение, выдувание, просадки. По характеру процессов, приводящих к разрушению конструкций, можно выделить механическое, вызванное приложением силы, например, сверхрасчетная нагрузка физикомеханическое, вызванное воздействием химических антигололдных реагентов, минерализованных грунтовых вод, попеременного замораживания оттаивания. Чаще всего покрытия преждевременно выходят из строя в результате совместного воздействия этих факторов.