Определение транспортно-эксплуатационных параметров автомобильных дорог с асфальтобетонными покрытиями на основе шлаковых материалов

• Автор: Андреев, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 206 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Исследование применения шлаковых материалов в дорожных покрытиях

1.2 Исследования основных транспортноэксплуатационных параметров автомобильных дорог

1.2.1 Обоснование транспортноэксплуатационных параметров.

1.2.2 Динамика изменения прочности дорожной одежды в период эксплуатации.

1.2.3 Динамика изменения ровности асфальтобетонных покрытий.

1.2.4 Динамика изменения коэффициента сцепления.

1.2.5 Методы оценки скорости движения в процессе эксплуатации автомобильной дороги

1.3 Влияние погодных факторов на транспортноэксплуатационное состояние дорожных покрытий
1.4 Существующие конструктивные мероприятия по повышению транспортноэксплуатационного состояния автомобильных дорог в зимний период
1.5 Цель и задачи исследования.
2 Моделирование основных транспортноэксплуатационных параметров автомобильных дорог.
2.1 Математические модели, описывающие изменение основных транспортноэксплуатационных параметров автомобильных дорог в период эксплуатации
2.2 Внешние и внутренние параметры подсистемы ДАС
2.3 Внешние и внутренние параметры подсистемы СД
2.4 Математические модели, описывающие динамику изменения основных транспортно эксплуатационных параметров автомобильной дороги
2.5 Модель для определения скорости движения транспортного потока
2.6 Моделирование процессов образования зимней скользкости на дорожных
покрытиях
2.7 Определение сил смерзания льда с поверхностью асфальтобетонных покрытий.
2.8 Выводы по главе
3 Экспериментальные исследования транспортноэксплуатационных параметро автомобильных дорог с покрытиями из шлаковых асфальтобетонов
3.1 Цель и задачи проведения экспериментальных исследований
3.2 Описание опытного участка автомобильной дороги.
3.2.1 Характеристика шлаковых материалов и асфальтобетонных смесей на
их основе, используемые на опытнопроизводственном участке
3.3 Методики и результаты экспериментальных исследований транспортноэксплуатационных параметров шлаковых асфальтобетонных покрытий
3.3.1 Проведение визуальной оценки состояния дорожной одежды и исследование изменения прочности дорожной конструкции
3.3.2 Исследование процессов изменения ровности асфальтобетонного покрытия
3.3.3 Исследование процессов изменения коэффициента сцепления
3.4 Экспериментальные исследования транспортноэксплуатационного состоя
ния шлаковых асфальтобетонных покрытий в зимний период.
3.4.1 Определение теплофизических характеристик шлаковых асфальтобетонов
3.5 Методика проведения вычислительных экспериментов
3.5.1 Моделирование скорости движения транспортных потоков
3.5.2 Моделирование состояния дорожных покрытий в зимний период
3.6 Определение сил смерзания льда с поверхностью асфальтобетонных покрытий
3.7 Выводы по главе.
4 Динамика изменения транспортноэксплуатационных параметров автомо
сильных дорог в процессе эксплуатации.
4.1 Оценка динамики изменения транспортноэксплуатационных параметров
4.2 Изменение прочности дорожной одежды
4.3 Изменение ровности покрытия
4.4 Изменение коэффициента сцепления.
4.5 Результаты моделирования скорости движения транспортных потоков на автомобильных дорогах с покрытиями из шлаковых и традиционных асфальтобетонов
4.5.1 Исследование скорости движения транспортных потоков на участках дороге покрытиями из шлаковых мелкозернистых асфальтобетонов
4.5.2 Исследование скорости движения транспортных потоков на участках дорог с покрытиями из шлаковых крупнозернистых асфальтобетонов
4.5.3 Исследование скорости движения транспортных потоков на участках дорог с традиционными мелкозернистыми асфальтобетонными покрытиями
4.6 Результаты моделирования процессов образования зимней скользкости
4.6.1 Определение скорости изменения температуры воздуха в период возможного образования зимней скользкости
4.6.2 Распределение минимальной температуры воздуха и скорости е понижения.
4.6.3 Определение температурного режима асфальтобетонных покрытий
4.6.4 Определение возможных случаев образования зимней скользкости на различных типах асфальтобетонных покрытиях
4.7 Экономическая эффективность при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог с асфальтобетонными покрытиями на основе шлаковых материалов.
4.8 Итоговые значения параметров влияющих на уровень транспортноэксплуатационного состояния автомобильных дорог с различными типам асфальтобетонных покрытий
4.9 Выводы по главе
Основные выводы.
Список используемой литературы


Это объясняется особенностью пористости асфальтобетона и шлаковых материалов. Исследования свойств песчаных асфальтобетонов на основе шлакопемзового песка позволили Е. В. Матвееву установить, что закрытая пористость создает сотовую структуру материала, коэффициент линейного расширения, которого в 1,5 раза ниже, чем у асфальтобетона на традиционных материалах. Это приводит к снижению температурных напряжений при резких перепадах температуры, повышает морозостойкость и долговечность покрытий. Отличительной особенностью шлаковых асфальтобетонных покрытий от традиционно применяемых является длительный процесс их формирования. Н.С. Ковалвым установлено, что формирование покрытий на шлаковых асфальтобетонных смесях происходит не сразу, а продолжается длительное время. При интенсивности движения свыше авт. При этом, покрытие в начальной стадии эксплуатации имеет хорошую сдвигоустойчивость и на нем не наблюдается образование волн и наплывов . В процессе эксплуатации покрытий происходит уменьшение объма пор, растт плотность асфальтобетона, возрастает значение угла внутреннего трения по мерс стабилизации структуры асфальтобетона в покрытии. Наибольший прирост наблюдается в первый год, в последующие годы угол внутреннего трения практически не изменяется. Значение же внутреннего сцепления в асфальтобетоне на шлаковых материалах неуклонно растт в результате упрочнения коагуляционных структурных связей и необратимых изменений происходящих в битумной плнке. С.И. Самодуровым, при изучении асфальтобетонов на основе гранулированных шлаков и шлакопемзовых песков отмечались особенности приготовлении, укладки и уплотнения шлаковых асфальтобетонов 3, 4. Так на основе многочисленных исследований температурный режим приготовления установлен в пределах С, возможность укладки в покрытии для смесей на вязких битумах понижается до С, а температура уплотнения находится в диапазоне С. Таким образом, шлаковые асфальтобетоны занимают промежуточное положение между горячими и теплыми смесями. Несмотря на положительные качества шлаковых асфальтобетонов, рядом авторов , отмечается негативное влияние пористости шлакового щебня на свойства асфальтобетона. Избирательная диффузия легких фракций битума в минеральный материал приводит к более интенсивному его старению в покрытии. Это влечт за собой увеличение жесткости асфальтобетона, уменьшение его деформативных свойств. Наблюдаемый прирост прочности покрытия во времени исследователями рассматривается как недостаток шлаковых асфальтобетонов, приводящий к появлению трещин на покрытии в зимнее время. Для повышения трсщиностойкости шлаковых асфальтобетонных покрытий в зимнее время рекомендуется применять менее вязкие битумы, которые без уменьшения прочности асфальтобетона смогут повысить его деформативную способность и замедлят процессы старения . Г.А. Расстегаевой 2 отмечено, что на структурно механические свойства шлаковых асфальтобетонов таких, как увеличение прочности и модуля упругости, процессы окислительного старения битума не оказывают отрицательного влияния. Наличие в порах минерального материала легких фракций битума, масел и смол способствуют в летнее время процессам регенерации битума в асфальтобетоне. Таким образом, проведя анализ научных работ многих авторов по применению шлаковых материалов в виде заполнителя для приготовления асфальтобетонов можно сделать вывод о том, что все работы были направлены на обоснование возможности применения шлаковых материалов в конструкциях дорожных одежд. В основном изучались физикомеханические свойства асфальтобетонов, а также особенности взаимодействия битума со шлаковым материалом с целью подбора наиболее оптимального, по прочностным качествам, состава асфальтобетона. Были проведены наблюдения за опытными участками, с целью изучения условий формирования покрытия и его трещиностойкости. Однако исследования по комплексной оценке транспортноэксплуатационных параметров автомобильных дорог с покрытиями из шлаковых асфальтобетонов в период длительной эксплуатации и в различные сезоны года отсутствуют.