Підвищення колієстійкості асфальтобетонного покриття шляхом використання нових конструктивних рішень, матеріалів і технологічних прийомів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Підвищення колієстійкості асфальтобетонного покриття шляхом використання нових конструктивних рішень, матеріалів і технологічних прийомів

Enhancing the collision of asphalt concrete coating by using new construction solutions, materials and technological approvals

Стьожка В.В.

кандидат технічних наук, директор ТОВ «Гранбуд Лідер»

Styoshka V.V.

Candidate of Technical Sciences,

Director of Granbud Leader LLC

Abstract

The article was devoted to studying the issues of increasing the collision resistance of asphalt concrete coatings and determining ways to increase it.

Key words: wheelbase, asphalt concrete, new materials, technological techniques.

Анотація

У статті було проведено вивчення питань з підвищення колієстійкості асфальтобетонного покриття і визначення шляхів його підвищення.

Ключові слова: колієстійкість, асфальтобетон, нові матеріали, технологічні прийоми.

Вступ

У зв'язку з різким ростом інтенсивності дорожнього руху і появою автомобілів великої вантажності і з осьовим навантаженням 11,5 т на автомобільних дорогах, особливо у літніній період року, спостерігається різкий ріст пластичних деформацій, у тому числі і колії. Підвищення колієстій- косі асфальтобетонних покриттів є актуальним питанням.

Основна частина

Сучасні рішення з підвищення колієстійкості дорожнього одягу поділяються на два основних напрямки - конструктивний та матеріалознавчо-технологічний [1]:

конструктивний - спрямований на раціональне конструювання дорожнього одягу з метою зниження розтягуючих напружень в шарах дорожнього одягу та підвищення довговічності;

матеріалознавчо-технологічний - спрямований на регулювання складу і властивостей матеріалів з метою підвищення міцності і витривалості та застосуванні нових матеріалів і технологій для підвищення довговічності.

До конструктивного напрямку підвищення ко- лієстійкості дорожнього одягу відносять такі [1 - 3]:

збільшення зсувостійкості дорожніх покриттів;

збільшення жорсткості основ дорожнього одягу;

застосування синтетичних сіток;

забезпечення зчеплення між шарами дорожнього одягу.

Згідно ВБН В.2.3-218-186 [4] при конструюванні дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно керуватися наступними принципами:

а) тип дорожнього одягу та вид покриття, конструкція дорожнього одягу в цілому повинні задовольняти транспортно-експлуатаційним вимогам, які ставляться до дороги певної категорії з очікуваним у перспективі складом та інтенсивністю руху, з урахуванням зміни інтенсивності протягом заданих міжремонтних термінів і передбачуваних умов ремонту та утримання;

б) конструкція одягу може бути прийнята типовою чи розроблена індивідуально для кожної ділянки або ряду ділянок дороги, що характеризуються подібними природними умовами (ґрунт робочого шару земляного полотна, умови його зволоження, клімат, забезпеченість місцевими дорожньо-будівельними матеріалами і т. ін.) з однаковими розрахунковими навантаженнями. При виборі конструкції дорожнього одягу для даних умов перевагу варто віддавати перевіреній на практиці в даних умовах типовій конструкції;

в) у районах, недостатньо забезпечених стандартними кам'яними матеріалами, допускається (при відповідному обґрунтуванні) застосовувати місцеві кам'яні матеріали, побічні продукти промисловості та ґрунти, властивості яких можуть бути поліпшені шляхом обробки їх в'яжучими матеріалами (цемент, бітум, вапно, активні золи віднесення і т. ін.) Одночасно треба прагнути до створення конструкції по можливості найменш матеріалоємної [2, 3];

г) конструкція повинна бути технологічною та забезпечувати можливість максимальної механізації та автоматизації дорожньо-будівельних процесів. Для досягнення цієї мети кількість шарів і видів матеріалів у конструкції повинна бути мінімальною;

д) при конструюванні необхідно враховувати реальні умови проведення будівельних робіт (літня чи зимова технологія і т. ін.) і досвід служби доріг у конкретно заданому районі.

При призначенні видів покриття та основ для різних варіантів конструкцій дорожнього одягу не- жорсткого типу слід враховувати положення діючих стандартів і норм на дорожньо-будівельні матеріали і вироби та норми проектування автомобільних доріг [2].

При виборі матеріалів для влаштування шарів дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно враховувати такі положення:

а) покриття і верхні шари основи повинні відповідати проектним навантаженням і бути зсувос- тійкими;

б) конструкція дорожнього одягу повинна забезпечувати підвищений опір зсуву при високих літніх температурах. Для забезпечення цієї вимоги в покритті передбачають застосування тільки зсувос- тійких асфальтобетонних сумішей типу А, щільних сумішей та щебенево-мастиковий асфальтобетон, а в основі - крупнозернистих асфальтобетонних сумішей або кам'яних матеріалів, укріплених цементом [5].

При виборі матеріалу для верхнього шару основи треба враховувати категорію дороги, тип покриття, а також і те, що шари, які містять органічне в'яжуче, мають кращі деформаційні якості і теплофізичні властивості, ніж матеріали та ґрунти, укріплені неорганічними в'яжучими. Однак, матеріали, що містять органічне в'яжуче, дуже чутливі до високої температури, за якої зменшується їх зсувос- тійкість, чи мінусової температури, що призводить до проявлення їхньої крихкості.

На магістральних дорогах з важким і швидкісним рухом, основи потрібно влаштовувати переважно з укріплених матеріалів.

Товщину шарів з матеріалів, що містять органічне в'яжуче та укладених на верхній шар основи із матеріалів, укріплених цементом, для обмеження появи «відбитих» тріщин на покритті потрібно приймати не меншою за товщину шарів, укріплених цементом. При цьому мінімальна товщина шарів з органічним в'яжучим не повинна бути меншою за 12 см для полегшених покриттів і 16-18 см для капітальних.

У випадку застосування матеріалів, укріплених комплексними в'яжучими, а також такими, що повільно твердіють і гідравлічними в'яжучими, товщина шару може бути знижена на 20 %, в умовах спекотних і сухих районів дорожньо- кліматичної зони У-IV - на 30 %; на дорогах IV категорії з покриттями з чорних сумішей товщина шару покриття може скласти 6-8 см.

Необхідно передбачати в конструкціях дорожнього одягу нежорсткого типу можливо меншу кількість шарів (2 - 4 без урахування додаткових шарів) з різних матеріалів, використовуючи як основу пористий асфальтобетон, маломіцний цементобетон, ґрунти й матеріали укріплені в'яжучими. В окремих випадках, коли це технічно та економічно доцільно, слід призначати і більшу кількість шарів дорожнього одягу.

Товщину окремого шару попередньо призначають у діапазоні від мінімальної конструктивної товщини, регламентованої діючими нормами [2], до практично прийнятих значень (наприклад, у типових проектах) для даного регіону.

Якщо загальна товщина дорожнього одягу, отримана з розрахунку на міцність, менша за товщину, встановлену за морозостійкістю, то слід передбачити додаткові морозозахисні чи теплоізоляційні шари. У цьому випадку конструкцію основи дорожнього одягу потрібно призначати одночасно з проектуванням морозозахисних чи теплоізоляційних і дренажних шарів [2, 4, 6].

Товщину покриття удосконаленого типу слід призначати такою, щоб розтягуючі напруження, що діють в його найбільш напруженій зоні, не перевищували допустимих згідно ВБН В.2.3-218-186 [4]. Дорожній одяг нежорсткого типу.

Максимальні напруження при згині виникають, якщо модулі пружності суміжних шарів відрізняються в 10 і більше разів. Тому модулі пружності суміжних шарів повинні відрізнятися не більше, ніж у 3 - 5 разів.

У процесі будівництва повинно бути забезпечене надійне зчеплення шарів із монолітних матеріалів.

Товщину покриття перехідного типу треба визначати розрахунком згідно ВБН В.2.3-218-186 [4] так, щоб пружний прогин поверхні одягу не перевищував допустимого.

Товщини проміжних шарів одягу з удосконаленим покриттям слід призначати такими, щоб під дією розрахункових навантажень у монолітних шарах основи з матеріалів, укріплених неорганічними в'яжучими, полімерними чи в'язкими органічними в'яжучими, а також комбінованими в'яжучими, розтягуючі напруження при згині не перевищували допустимих, а в зернистих і малозв'язних матеріалах (гравій, пісок, суміші на основі рідких органічних в'яжучих і т. ін.) не виникали б неприпустимі деформації зсуву.

Для капітальних дорожніх одягів товщину асфальтобетонного покриття, що влаштовується з порівняно дорогих матеріалів, слід призначати близькою до мінімальної конструктивної, верхній шар основи капітальних дорожніх одягів потрібно влаштовувати головним чином з монолітних матеріалів - з пористого асфальтобетону, щебеневих сумішей, оброблених бітумною емульсією, фракційного щебеню, обробленого в'язким бітумом шляхом просочення, а також із фракційного щебеню, влаштованого за принципом розклинки дрібним щебенем чи гранульованим активним шлаком, укріпленою методом просочення цементопіщаною сумішшю.

Для влаштування нижньої частини основи, в залежності від розрахункових умов руху, слід надавати перевагу монолітним (укріплені ґрунти і кам'яні матеріали) та зернистим матеріалам, що відповідають вимогам [1, 4].

До матеріалознавчо-технологічних напрямів підвищення колієстійкості дорожнього одягу відносяться такі:

забезпечення однорідності товщини шарів дорожнього одягу;

застосування у покриттях зсувостійких асфальтобетонів в тому числі щебенево -мастикового;

модифікування бітумів термоеластопластич- ними та термопластичними полімерами, адгезій- ними добавками;

використання в основах конструкцій матеріалів, укріплених в'яжучими, в т.ч. цементом;

використання сучасної дорожньо-будівельної техніки;

забезпечення оптимальних температурних режимів при приготуванні та укладанні асфальтобетонних сумішей та матеріалів, оброблених органічними в'яжучими.

Для підвищення міцності асфальтобетону при згині, а також його зносостійкості, корозійній стійкості до дії атмосферних факторів, тріщиностійко- сті при низьких температурах та зсувостійкості при високих температурах необхідно приймати спеціальні заходи з регулювання властивостей вихідних компонентів асфальтобетонної суміші, її складу:

армування асфальтобетону [5];

створення необхідних умов контакту асфальтобетонного покриття з основою (забезпечення надійного зчеплення, або, навпаки, гладкого контакту між ними);

забезпечення необхідної товщини покриття;

вибору виду і правильному визначенню товщини основи.

Висновки

Виконана робота дозволяє виявити причини утворення колії та розробити заходи щодо запобігання колієутворення на дорожніх покриттях, підвищити температуростійкість асфальтобетонних покриттів, розробити конструкції дорожніх одягів стійких до пластичних деформацій, підвищеної довговічності та міцності. В кінцевому результаті виконана робота сприяє поліпшенню експлуатаційного стану доріг та підвищенню безпеки руху.

Для підвищення довговічності асфальтобетонного покриття рекомендується при приготуванні асфальтобетонних сумішей використовувати термопластичні або термоеластопластичні полімери, адгезійні добавки, застосовувати зсувостійкі асфальтобетони, наприклад, щебенево-мастиковий асфальтобетон та армування синтетичними сітками.

Література

Онищенко А. М., Гаркуша М. В., Лапченко

А. С. Методика розрахунку колієстійкості асфальтобетонного покриття нежорсткого

дорожнього одягу з урахуванням укріплення основи // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. 2015. Вип. 93. С. 67-78.

ДБН В.2.3-4:2015 Автомобільні дороги. Частина I. Проектування. Частина II. Будівництво колієстійкість асфальтобетонний дорожній

Радовский Б.С. Проблемы механики дорожно-строительных материалов и дорожных одежд. К.: ООО «ПолиграфКонсалтинг», 2003. - 240 с.

ВБН В.2.3-218-186-2004 Споруди

транспорту. Дорожній одяг нежорсткого типу

Онищенко А. М., Гаркуша М. В., Аксьонов

С. Ю., Білан О. О. Експериментальний аналіз впливу мікроволокон на підвищення тріщиностійкості та колієстійкості

асфальтобетонного покриття випробуваного на кільцевому стенді // Автомобільні дорого і дорожнє будівництво. 2013. Вип. 88. С. 89-100.

Мозговий В. В., Онищенко А. М., Лаптєва Н. С., Невінгловський В. Ф. Експериментальна оцінка колієстійкості асфальтобетону за допомогою лабораторних установок // Автошляховик України. 2010. № 13. С. 93-100.

Размещено на Allbest.ru