CC BY
37
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/
Том 8, №6 (2016) http://naukovedenie.ru/vol8-6.php
URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/165TVN616.pdf
Статья опубликована 12.01.2017
Ссылка для цитирования этой статьи:
Чёлушкин И.А. Экспериментальные исследования дорожной одежды // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 8, №6 (2016) http://naukovedenie.ru/PDF/165TVN616.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
УДК 624.151/625.7
Чёлушкин Илья Александрович
Министерство транспорта и автомобильных дорог Самарской области, Россия, Самара1
Заместитель главного инженера E-mail: [email protected]
Экспериментальные исследования дорожной одежды
Аннотация. Данная статья написана в развитие проведенного эксперимента по сопряжению жесткой и нежесткой дорожных одежд, описанного в статье журнала «Науковедение» том 7 №6 2015 г. Воплощена конструкция дорожной одежды переходного участка с жестким «сердечником» в виде бетонного мата Incomat Flex. Учет напряжений не производился, датчики давления не закладывались. Проводимые эксперименты производятся с целью выявления фактических просадок дорожной одежды на опытном участке. В статье описываются методы производства работ, последовательность, а также применяемые механизмы и материалы, фиксируются параметры выполненных работ. Статья обозревает этап возведения конструкции переходного участка дорожной одежды. Аналитическая обработка всех данных с измеренными «потребительскими» показателями формируется в отельную главу.
Ключевые слова: переходной участок дорожной одежды; нагрузки на дорожные одежды; плавное сопряжение; геосинтетические материалы; жесткая дорожная одежда; нежесткая дорожная одежда; мульда; строительство
1 443068, г. Самара, ул. Скляренко, 20
Вступление
На участках сопряжения жесткой и нежесткой дорожной одежды в процессе приложения многократной нагрузки, возникают остаточные напряжения в конструкции, вызывающие образование мульды. Данное явление не относится к существенным дефектам дорожного покрытия, однако вызывает дискомфорт при движении транспортных средств на подходах к искусственным сооружениям, и в скором времени перерастает в выбоину. Проблема актуальна не только в нашей стране, но и за ее пределами [1], а значит, связана не столько с культурой производства, сколько основывается на внутри физических процессах, происходящих в самом участке сопряжения.
Практичность применения данной конструкции заключается в полномасштабном воссоздании участка сопряжения, воспринимающего натурную полновесную нагрузку от грузовых транспортных средств, а также периодическим наблюдением за его физическими параметрами после прохождения циклов нагрузки [2].
Проделанная работа позволяет не только показать факт воплощения конструкции переходного участка дорожной одежды из распространенных природных и промышленно-воспроизводимых материалов и изделий в натуре, но и организовать мониторинг, основываясь на предъявляемых требованиях действующих нормативных документов2'3, описываемыми там же методами и средствами.
В развитие полученных данных эксперимента, результаты которого отображены в статье [3], была возведена конструкция переходного участка дорожной одежды для испытания в натурных условиях (рис. 1) фото из статьи [3]
2 СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги».
3 ГОСТ 50597-93 Автомобильные дороги и улицы требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения.
Схема переходного участка дорожной одежды с распопаметем струнных датчиков давления
0.00
струнные датчики давления
внешня сторона внутренняя сторона
аов размеры даны в метрах
Вид А
Рисунок 1. Конструкция переходного участка дорожной одежды для испытания в натурных условиях
http://naukovedenie.ru 165ТШ616
Определено место устройства переходного участка дорожной одежды. Участок расположен недалеко от стрелок рек Самара и Волга на левом берегу реки Самара на ул. Ростовская Куйбышевского района г. Самара (старое название района - Засамарская Слобода).
На участке перед а/б покрытием был вырыт котлован для устройства внутренней и наружной частей переходного участка дорожной одежды (см. рис. 2).
Рисунок 2. Разработка котлована под переходной участок дорожной одежды
(фото автора)
Участок располагался таким образом, что между проектируемой стеной жесткой дорожной одежды и ее нежесткой сопрягаемой части располагался переходной участок дорожной одежды.
Конструкция располагалась на съезде с ул. Ростовская на участке маневрирования, начала движения и торможения грузового автотранспорта.
Котлован был разработан экскаватором JCB с объемом ковша 1 м3. Грунт распределялся по месту в кавальер для дальнейшего использования. Грунт представлял из себя слои техногенных отложений с множеством включений кирпичного лома и известняка с пылеватыми частицами, сцементировавшие данную субстанцию в однородную массу.
Контроль расположения глубины залегания слоев внутренней и наружной дорожных одежд участка достигался посредством геодезического контроля нивелиром. За репер была принята отметка кромки существующего а/б покрытия в створе продольной оси участка эксперимента и закреплена вешкой.
После разработки котлована произведена съемка, дно котлована зачищено вручную и произведено устройство песчано-подстилающего слоя основания.
Рисунок 3. Устройство песчано-подстилающего слоя песка под блок ФСБ (фото автора)
После завершения уплотнения естественного основания вибротрамбовкой (за 1 -2 прохода) по одному следу (критерием уплотнения являлось отсутствие видимого следа от прохода) было произведено устройство слоя основания из речного песка Самарского речного порта (очень мелкий, Кф>3 м/сут. Устройство ППС возводилось с расчетом коэффициента запаса на уплотнение 1,1 (рис. 4)
Рисунок 4. Устройство песчано-подстилающего слоя песка под блок ФСБ (фото автора)
После уплотнения основания под блок ФБС был расположен геосинтетический материал дорнит и мат Incomat для заполнения бетоном. Расположив геосинтетические материалы таким
образом, чтобы пятка блока ФБС полностью опиралась на основания через две прослойки дорнита и тсоша1 [ТМ, 2], был начат монтаж блока ФБС.
Рисунок 5, 6. Уложенные геосинтетические материалы в монтируемом и уложенном для дальнейших работ положении (фото автора)
Смонтировав блок, свободные концы геосинтетических материалов были обернуты на блок ФБС таким образом, чтобы обеспечить доступ к обратной засыпке песком внутренней части участка. Песок поставлялся методом гидронамыва и не требовал дополнительного полива водой при уплотнении.
Параллельно производились работы по устройству лежака для переходного участка внешней стороны. Устройство производилось из грунта, располагаемого в кавальере.
Рисунок 7. Устройство грунтового основания внешней стороны переходного участка
(фото автора)
Рисунок 8. Устройство песчаного основания внутренней стороны переходного участка
(фото автора)
После уплотнения грунта за 10 проходов по одному следу виброплитой массой 120 кг, было произведено окончательное выравнивание лежа песком. После расположения геосинтетических материалов на лёже, на площадке опоры плиты на блоке фбс был устроен слой из смеси ЭМАКО предшествующий укладки плиты.
Рисунок 10. Контрольный замер заложения лежака геосинтетических материалов
(фото автора)
Рисунок 11. Устройство цементирующей прослойки между блоком ФБС и монтируемой ж/б
плитой (фото автора)
Укладка плиты производилась автокраном на базе грузового автомобиля КАМАЗ 5320, плита подвезена тягачом МАЗ с полуприцепом - шаландой. По окончанию монтажных работ первого дня эксперимента, участок производства работ был огорожен сигнальной лентой.
Рисунок 12. Смонтированная часть переходного участка дорожной одежды, внутренняя
часть (фото автора)
Последующим этапом эксперимента было заполнение бетонной смесью мата Incomat (ТМ). Заполнение осуществлялось бетонной смесью B40, набравшей 70% прочности на 3 сутки.
Рисунок 13. Заполненный бетоном мат тсота1 (ТМ4)
4 Геосинтетические материалы Incomat, компания ^esker http ://www. hue sker. ru/.
После набранной прочности, была устроена дорожная одежда внешнего участка.
Для придания сцепления, контактные поверхности мат 1исоша1;, а также вертикальная грань плиты и стенка блока фбс с наружной стороны переходного участка дорожной одежды, были смазаны дизельным топливом для адгезии устраиваемого слоя из а/б гранулята.
Рисунок 14. Обмазка контактных поверхностей мата теотМ и соприкасаемых граней
В последующем было произведено устройство слоя основания из асфальтобетонного грантулята. Первый слой был уплотнен виброплитой массой 120 кг за 15 проходов по одному следу.
Рисунок 15,16. Устройство первого слоя из а/б гранулята не внешней стороне переходного
участка дорожной одежды
Рисунок 16. Подготовка основания перед устройством покрытия из а/б гранулята
После уплотнения слоя, между 1 и 2 слоями из а/б гранулята был произведен розлив ДТ для связи двух слоев, а также для наблюдения за деформациями покрытия при наличии просадки путем последующего вскрытия верхнего слоя а/б грануята.
Рисунок 17. Розлив связующего материала между слоем основания и покрытия
По розливу связующей жидкости было устроено покрытие из а/б гранулята с уплотнением катком массой ш=14 тонн за 8 проходов по одному следу.
Рисунок 18. Уплотнение покрытия из а/б гранулята внешней стороны переходного участка
После окончания уплотнения, по верху покрытия был произведен розлив дизельного топлива для схватывания «корки». Окончательно участок выглядит следующим образом.
Рисунок 19. Устроенный переходной участок дорожной одежды
После проведения строительства переходного участка дорожной одежды, были произведены замеры ровности устроенного покрытия. Замеры производились в соответствии с требованиями2 по обеспечению ровности устраиваемого покрытия из связных материалов.
Спустя три дня после устройства дорожной одежды, был произведен замер просветов под трехметровой рейкой. Просвет не превысил 7 мм.
Рисунок 20. Измерение ровности устроенного слоя покрытия
Рисунок 21. Просвет под трехметровой рейкой устроенного слоя покрытия
В дальнейшем, на данном опытном участке будет осуществляться движение большегрузного транспорта, и периодически будет производиться замер контрольных параметров конструкции. Данная информация будет использована при составлении моей диссертации в качестве экспериментального воплощения конструкции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хорхе Паган-Ортис директор управления инфраструктуры, научных исследований и разработок департамента транспорта США // «Интегрированные конструкции опор мостов. Укрепленние грунта геосинтетическими материалами», январь 2011 г., США, http://www.civil.utah.edu/~bartlett/GRS/geosynthetic_reinforced_soil_integrated_brid ge_system_synthesis_report_fhwa-hrt-11 -027.pdf.
2. Бородин Р.К. Аспекты действующей системы технического регулирования Евразийского экономического союза // журнал «Дороги России XXI века» специальный выпуск №2.
3. Кулижников А.М. Межгосударственные стандарты по изысканиям и проектированиям автомобильных дорог // журнал «Дороги России XXI века» специальный выпуск №2.
4. Чёлушкин И.А. Проведение эксперимента по выявлению просадок на сопряжении жесткой и нежесткой дорожных одежд // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/13KO615.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. яз. рус. англ. DOI: 10.15862/13К0615.
5. Золотозубов Д.Г. Анализ работы армированных оснований при деформациях грунтовых массивов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук. Пермь, 2011 г.
6. Татьянникова Д.А., Клевеко В.И. Влияние сжимаемости армирующего материала на осадку фундамнта при штамповых модельных испытаниях на примере геокомпозита // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2013 г. Вып. №2.
7. Симчук Е.Н. и др. Развитие базы нормативных документов по геосинтетическим материалам, применияемым в дорожном строительстве // журнал «Дороги России XXI века» №6 (96) (2016).
8. Ряпухин В.Н., Арсеньева Н.А., Онищенко А.С. Особенности напряженно-деформируемого состояния слоистых плит на контакте слоев (статья) // Научное издание ПНИПУ. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2014 г. Вып. №2.
9. Черняев Е.В. "Технико-технологические решения по повышению нормативного срока службы геотекстиля, применяемого в конструкции балластной призмы железнодорожного пути": диссертация кандидата технических наук: 05.22.06 / Черняев Евгений Владимирович; [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.]. - Санкт-Петербург, 2010. - 160 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1621.
10. Диавара Сонда. Влияние армирования на деформативность связного основания: диссертация ... кандидата технических наук: 05.23.02 / Диавара Сонда; [Место защиты: Волгогр. гос. архитектур.-строит. ун-т]. - Волгоград, 2008.: ил. РГБ ОД, 61 08-5/1105.
Chelushkin Ilja Alexandrovich
Ministry of transport Samara region, Russia, Samara E-mail: [email protected]
Experimental research of the road pavement
Abstract. This article is written to the development of the experiment pairing rigid and nonrigid surface, described in the journal article "Naukovedenie" Volume 7 №6 2015 Creating the design of the anyrigid area of the pavement with a hard "core" including form of concrete mat Incomat Flex. Accounting stress is not produced, the pressure sensors are not laid. Ongoing experiments are performed in destination to identify the actual drawdown of the pavement on the experimental area. This article describes methods of production work, consistency, as well as equipment and materials used, the parameters of the executed works are recorded. The article surveys the construction phase of the transition section of the pavement structure. Analytical processing of all data with the measured "consumer" indicators generated in the last article.
Keywords: transition portion of the pavement; the load on the pavement blending; geosynthetic materials; rigid pavement; non-rigid pavement; trough; construction
