Научная статья на тему 'Методы оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона'

Методы оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»

CC BY
20
2
Поделиться
Ключевые слова
АСФАЛЬТОБЕТОН / ДЕФОРМАЦИЯ / СДВИГОУСТОЙЧИВОСТЬ / ПРОЧНОСТЬ / НАГРУЖЕНИЯ

Аннотация научной статьи по машиностроению, автор научной работы — Халиулина Лилия Эльверовна

В статье анализируется сдвигоустойчивость асфальтобетонов. Рассмотрены различные методы испытания асфальтобетонов для моделирования напряженно-деформированного состояния дорожного покрытия.

Похожие темы научных работ по машиностроению , автор научной работы — Халиулина Лилия Эльверовна,

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Методы оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА Халиулина Л.Э.

Халиулина Лилия Эльверовна - инженер II категории, Инженерно-технический центр (филиал) ООО «Газпром добыча Ямбург», г. Новый Уренгой

Аннотация: в статье анализируется сдвигоустойчивость асфальтобетонов. Рассмотрены различные методы испытания асфальтобетонов для моделирования напряженно-деформированного состояния дорожного покрытия. Ключевые слова: асфальтобетон, деформация, сдвигоустойчивость, прочность, нагружения.

Одним из важнейших свойств асфальтобенов является сдвигоустойчивость, отражающая способность асфальтобетонов в покрытии противостоять различного рода пластическим деформациям, приводящим к неровностям покрытия, которые усложняют условия движения автомобиля в большей степени, чем трещины.

В России стандартным методом оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона долгое время было испытание цилиндрических образцов при сжатии при постоянной скорости деформации 3 мм/мин и температуре 50 С.

Для оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона по результатам испытания при сжатии были предложены различные модифицированные показатели, учитывающие наряду с прочностью деформацию цилиндрических образцов, например коэффициент подвижности, кинетические характеристики, модуль остаточной деформации, вязкость, работу разрушения образца и др.

В зарубежных странах до середины прошлого столетия доминировал стандартный метод испытания асфальтобетона по Маршаллу при температуре 60 С и скорости деформации 50 мм/мин. В соответствие с данными института Асфальта (США), показатели свойств асфальтобетона по Маршаллу корреспондировали с интенсивностью образования пластических деформаций в асфальтобетонном покрытии. Однако в дальнейшем и этот метод подвергся критике.

В исследовательских целях для оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона применяют различные нестандартные методы.

Широко представлены штамповые испытания, которые характеризует асфальтобетон глубиной погружения штампа в образец. Однако методы штамповых испытаний, применяемые в различных дорожно-исследовательских организациях, не совпадают между собой по режиму нагружения и другим условиям испытания.

Многие исследователи предлагали проводить прямые сдвиговые испытания асфальтобетона методом кручения стержня. Чтобы приблизить испытания на кручение к условиям чистого сдвига, даже специально изготавливали образцы в виде полых цилиндров. Однако необходимо отметить, что попытки распространить на асфальтобетон реологические исследования, основанные на схеме чистого сдвига, не привели к желаемой цели, это связано с тем, что структурная неоднородность асфальтобетона, размеры частиц дисперсной фазы которого соизмеримы с геометрическими размерами испытываемых образцов, в принципе исключает возможность получить однородные поля напряжений и деформаций в объеме деформируемого вещества. Это является также одной из причин, почему до настоящего времени не подтверждено необратимое деформирование асфальтобетона с постоянной наибольшей ньютоновской вязкостью практически неразрушенной структуры [1].

14

Стремление моделировать напряженно-деформированное состояние дорожного покрытия привело к созданию разнообразных методов испытания асфальтобетона, в том числе и достаточно сложных. В.Н. Кононов и М.Н. Клейман (НИИ Мостострой) предлагали испытывать асфальтобетонный образец при сдвиге циклическими нагрузками на приборе Б.А. Козловского, обеспечивая одновременно нормальное и касательное приложение нагрузки к горизонтальной поверхности образца [1].

Более простыми являются сдвиговые методы испытания асфальтобетонных образцов в обойме, которые неоднократно изменялись. От метода продавливания асфальтобетона через отверстие на приборе Хаббарда и Филда перешли к методу испытания образцов в обойме на цилиндрический срез путем нагружения его штампов. Затем это метод испытания был усовершенствован и доведен до уровня Технических условий и внедрен в ряде дорожных организаций России. Однако рассматриваемые методы не позволяют оценивать внутреннее трение и дифференцировать сопротивление асфальтобетона сдвигу на упругую и вязкую составляющие, которые в реальности имеют место.

Классические методы испытания асфальтобетона при трехосном сжатии (в случае варьирования величиной бокового обжатия образцов) и методы плоскопараллельного сдвига (при условии варьирования величиной нормального напряжения) позволяют определить коэффициент внутреннего трения и сцепление, необходимые для расчета конструктивных слоев дорожной одежды на сопротивление сдвигу. Эти методы также достаточно сложны и часто дают условные результаты из-за различия между усилиями сдвига и среза, зависящего от размера образца и высоты зоны, вовлекаемой в сдвиговое деформирование. При испытании образцов на плоскопараллельный сдвиг может образовываться принудительная плоскость среза, вносящая в картину сдвига искажения, которые повышаются с увеличением крупности зерен минерального материала в асфальтобетоне.

В зарубежной практике наряду с методом Маршалла применяют методы испытания цилиндрических образцов на ползучесть при сжатии штампов, в том числе при циклическом положении нагрузок (prEN12697-25 part A, PANK-4208). Также проводят испытания асфальтобетонных плит и моделей покрытий на колееобразования под воздействием движущейся колесной нагрузки. Предлагаются методы испытаний с передачей нагрузки на покрытие через упругий жгут (Asphait Pavement Analyzer) и различные методы объемно-напряженного (трехосного) сжатия образцов [1].

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

На сегодняшний день наиболее перспективным направлением является математическое моделирование пластических деформаций асфальтобетона в реальных условиях работы дорожного покрытия, исходя из результатов лабораторных испытаний образцов простыми методами. Но для реализации этого направления нужно знать закономерности деформирования и разрушения исследуемого асфальтобетона в зависимости от напряженно-деформированного состояния и температурно-временных условий нагружения, характеризуемые физически обоснованными показателями реологических свойств материала.

Список литературы

1. Проектирование состава асфальтобетона и методы его испытаний. Обзорная информация. Выпуск 6. Автомобильные дороги и мосты. М.: Информавтодор, 2015.

2. СП 34.13330.2012 - Автомобильные дороги. М.: Госстрой России, 2013.

3. ГОСТ 31015-2002 СМЕСИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ И АСФАЛЬТОБЕТОН ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ Технические условия. М.: Госстрой России. ГУП ЦПП, 2003.