OG‘IR YUK TRANSPORT VOSITALARIDAN AVTOMOBIL YO‘LLARIGA TUSHAYOTGAN YUKLAMALARNI ANIQLASH HAMDA BU YUKLAMALLARGA ASFALTBETON QOPLAMASINING MUSTAHKAMLIGINI OSHIRISH Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

UDK: 691.168

OG'IR YUK TRANSPORT VOSITALARIDAN AVTOMOBIL YO'LLARIGA TUSHAYOTGAN YUKLAMALARNI ANIQLASH HAMDA BU YUKLAMALLARGA ASFALTBETON QOPLAMASINING MUSTAHKAMLIGINI OSHIRISH

Jamolov Saidkamolxon Xusanxon o'g'li Toshkent davlat transport universiteti, tayanch-doktorant, [email protected] +998940504081

Xolmirzayev Mirzohid Fazliddin o'g'li NamMQI, stajyor-o'qituvchi, [email protected] +998941702717

Annotatsiya: Maqolada, avtomobil yo'llariga ta'sir etuvchi tashqi omillarni hamda og'ir yuk transport vositalaridan tushadigan yuklamalarning asfaltbeton qoplamaga ta'siri o'rganildi. Hamda bu ta'sirlarga, asfaltbeton bardoshligini sirt faol moddalar va polimerlarni qo'llash orqali oshirish imkoniyatlarini ko'rib chiqdik. Bu jarayonda, asfaltbeton qoplamasining bardoshligini oshirish uchun qo'llanilgan qo'shimchalar laboratoriya sharoitida mustahkamlik ko'rsatkichlari bo'yicha tekshirilib, hozirgi kunda mamlakatimizda ko'p ishlatiladigan asfaltbeton qoplamalarining mustahkamlik ko'rsatkichlari bilan o'zaro taqqoslandi. Natijada tarkibi sirt faol moddalar va polimerlar bilan boyitilgan asfaltbetonning mustahkamlik ko'rsatkichlari oddiy turdagi asfaltbeton qoplamalarinikidan bir muncha yaxshilangani aniqlandi.

Annotation: In this article, the external factors affecting on automobile roads and the impact of loads from trucks on asphalt concrete pavement were studied. We also considered the possibilities of increasing the durability of asphalt concrete to these effects by using surfactants and polymers. In this process, the additives used to improve the durability of the asphalt concrete pavements were tested in laboratory conditions according to their strength indicators and compared with the strength indicators of the asphalt concrete pavements that are widely daily used in our country. As a result, it was found that the strength indicators of asphalt concrete enriched with surfactants and polymers are much better than those of ordinary asphalt pavements.

Аннотация: В статье изучены внешние факторы, влияющие на автомобильные дороги, а также воздействие нагрузок от большегрузных автомобилей на асфальтобетонные покрытия. Также рассмотрены возможности повышения устойчивости асфальтобетона к этим воздействиям за счет использования ПАВ и полимеров. При этом добавки, используемые для повышения долговечности асфальтобетонного покрытия, проверялись в лабораторных условиях по их прочностным показателям и сравнивались с прочностными показателями, широко применяемых сегодня в нашей стране асфальтобетонных покрытий. В результате установлено, что прочностные показатели асфальтобетона, обогащенного ПАВ и полимерами, несколько лучше, чем у обычных асфальтобетонных покрытий.

Kalit so'zlar: sirt faol moddalar, polimerlar, Marshal usuli, reologik xususiyatlar, bitum, asfaltbeton, kuchlanish.

Key words: surfactants, polymers, Marshall method, rheological properties, bitumen, asphalt concrete, stress.

Ключевые слова: ПАВ, полимеры, метод Маршалла, реологические свойства, битум, асфальтобетон, напряжение.

Kirish. So'ngi yillarda iqlim haroratining o'zgarishi va shaharlarda avtomobilizatsiya darajasining keskin oshishi avtomobil yo'llarining qoplamalariga ta'sir etuvchi tashqi

kuchlarning ortishiga olib kelmoqda. Bu esa o'z navbatida, avtomobil yo'llarining qoplamalaridagi turli buzilishlarni keltirib chiqarib yo'lning sifat ko'rsatkichlarini va xavfsiz harakatlanishga salbiy ta'sir etmoqda [1]. Ayniqsa, o'g'ir yuk transport vositalaridan tushadigan takroriy yuklamalar harorat oshganda ta'siri yana ham ortib ketadi. Natijada yo'lda ko'plab yoriq va deformatsiyalar hosil bo'ladi [2]. So'nggi vaqtlarda yo'l qoplamalarida olib borilgan tadqiqotlarga ko'ra yo'l qoplamasining buzilishining sababi takroriy ta'sir etuvchi harakatlar ekanligini tasdiqladi [3]. Asfaltbeton qoplamada ''charchoq''ning paydo bo'lishi asosan g'ildirak o'qi, og'irligiga, transport vositasining tezligiga, yo'l qoplamasining elementlariga va atrof-muhit haroratiga bog'liq. Statik yukdan farqli o'laroq (asosan katta o'lchamdagi vertikal zo'riqishlar), asfaltbetonda dinamik yuklamalar natijasida ikki xil kuchlanish paydo bo'lishi aniqlandi: vertikal va gorizontal. Quyidagi 1-rasmda to'lqinlar va izlar shaklida qoplamaning asosiy siqilishdagi buzilishlarinipaydo bo'lish mexanizmi ko'rib chiqamiz. Bunda oddiy (vertikal) Fn va siljish (gorizontal) Ft kuchlari avtomobil g'ildiragi tomonidagi qoplamaga ta'sir qilishi ko'rsatilgan. Ft kuch - avtomobil tormozlanganda yoki dvigateldan moment ta'sirida qo'zg'alayotganda g'ildiragining chetida paydo bo'ladi.

1-rasm. Avtomobil g'ildiragi tomonidan normal Fn va Ft siljish kuchlari ta'siri ostidagi yo'l sirtining deformatsion holati: a) ko'ndalang to'lqin hosil bo'lishi -tormozlash joylarida; b) bo'ylama iz hosil bo'lishi c) g'ildirak ostidagi qoplamaning bo'ylama siljishi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, qoplamaning yuqori qismidagi zo'riqishlar harakatlanuvchi yuk (avtomobil g'ildiragi) kerakli nuqtadan vertikal ravishda ko'tarilishidan oldin ham paydo bo'la boshlaydi (2-rasm). Bunday holda, cho'zuvchi va siquvchi zo'riqishlar izchil paydo bo'ladi [4].

2-rasm. Avtomobil g'ildiragi ta'sirida hosil bo'luvchi zo'riqishlar

Bundan tashqari transport vositasi harakatlanganda qoplamaga tushadigan zo'riqishlar ta'sir vaqtidan ko'proq ta'sir etadi. Asfaltbetondagi zo'riqishlarning ta'sir qilish vaqti transport

yukining ta' sir qilish vaqtidan biroz yuqoriroq (taxminan 1,5-2 baravar) va quyidagilar: qoplamada 0,4-0,45s, ostki qatlamlarida 0,2-0,3 sekundga teng. Buni aniqlashda qoplamaga 2 ta datchik o'rnatilib og'ir yuk transport harakati davomida kuzatildi (3-4-rasm).

a)

b)l

a)yakka holda harakatdagi yuk transporti b) takroriy yuklamalar (tig'iz harakat vaqti)

tushayotgan holat

3-rasm. Og'ir yuk transport vositalatidan tushuvchi takroriy yuklamalarni aniqlash uchun sezuvchi datchik o'rnatilib tadqiqot olib borilgan ''Toshken katta xalqa avtomobil yo'li''

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, transport vositalarining o'rtacha tezligi 70km/soat bo'lganda asfaltbeton qoplamalarga tushadigan yuklama davomiyligi 0,05-0,14 sekundni tashkil qiladi, bu 7-20 Hz yuklanish chastotasiga to'g'ri keladi. Jadal harakatlanuvchi og'ir yuk avtomobillaridan asfaltbeton qoplamaga ta'sir etadigan dinamik kuch xarakterini impuls-zarba sifatida qabul qilsak bo'ladi, bunda transport oqimining yuklanish chastotasi daqiqada 400 -2000 tsiklgacha bo'lishi mumkin, bu 6,7 dan 33Hz gacha bo'lgan chastotalarga to'g'ri keladi. Bunda pulsning o'rtacha davomiyligi 0,05 - 0,15 s ga teng bo'ladi. Olingan natijalarni va asfaltbeton qoplamada hosil bo'lgsan deformatsiyalarni tahlil qilib taxminiy tezligi 70 km/soat bo'lgan yuk mashinasini boshqarishda qoplamaning yuklanish tezligi 10-40 [MPa/s] ga, ta'sir etuvchi impuls vaqti esa o'rtacha 0,1-0,2s ekanligi aniqlandi.

Bitum tarkibini boyitish orqali asfaltbeton mustahkamligini oshirish.

Takroriy ta'sirlar harorat ortganda qoplamaga yana ko'proq zarar yetkazishi mumkin. Natijada iqlim harorati yuqori bo'lgan kunlarda asfaltbeton qoplamalarda buzilish va deformatsiyalar ko'p uchraydi [5]. Bunday ta'sirni oldini olish uchun asfaltbeton tarkibini boyitish orqali uning reologik xususiyatlarining bardoshligini oshirish mumkin. Bunda hozirgi kunda keng qo'llaniladigan sirt faol moddalar sifatida ishlatilayotgan polimerlar, plastifikator va dazatorlar qo'llash orqali yaxshi samaradorlikka erishish mumkin [6-7].

4-rasm. Avtomobil yo'llariga o'rnatilgan datchiklar va ular orqali aniqlangan qoplamaga

tushayotgan zo'riqishlar.

Shularni e'tborga olgan holda bitum va asfaltbeton tarkibiga qo'shimcha sirt faol materiallar qo'shib laboratoriya tadqiqot ishlarini amalga oshirdik. Bunda jarayonda jahon amaliyotida eng keng tarqalgan va istiqbolli loyihalardan biri bo'lgan termoplastiklar va elastomerlarning xususiyatlarini birlashtirgan plastifikatorlar bilan bitumlarni tarkibini boyitdik (5-rasm). Ushbu plastifikatorlar ishlatish orqali bitumlarni sifat ko'rsatkichlarini yaxshilash mumkin. Bitumning sifat ko'rsatkichlarii oshirish maqsadida bitumning umumiy massasining 2,5-6% qismiga teng nisbatda polimer qo'shish maqsadga muvofiq hisoblanadi [8-9].

JF » "

ablHCJ'C / c) 5-rasm. a) bitum tarkibini boyitish uchun qo'llanilgan plastifikator, b)tarkibi polimer bilan boyitilgan bitum namunlarini boratoriyada sinash uchun qoliplarga quyish jarayoni. c) laboratoriya sinovi uchun qoliplarga quyib tayyorlangan bitum namunalari

Buning uchun tanlangan bitum namunasi taxminan 10 litr hajmdagi metall idishga joylashtiriladi va termometr bilan termal shkafga joylashtiriladi. Bitum namunasi 145-155°C haroratgacha qizdiriladi, shu bilan birga harorat 160°C dan oshmasligi kerak. Sababi haroratning haddan tashqari qizishi bitum va unga qo'shiladigan materiallarning xususiyatlarini o'zgartirish mumkin. Bitum yuqorida ko'rsatilgan haroratgacha qizdirilganda, u qizdiruvchi pechdan chiqariladi va laboratoriya mikseriga quyiladi. Aralashma 160-180°C haroratda barcha komponentlar to'liq birlashtirilgunga qadar 1-1,5 soat davomida aralashtirib turiladi. Tarkibi bir xil holga kelgach, u sinov qoliplariga quyiladi hamda GOST-33137-2014 bo'yicha sinov ishlari amalga oshiriladi (6-rasm). Hamda natijalar quyidagi 1-jadvalda solishtiriladi.

a)

' ТУмцамм'

^НННННН^И ■^Ш «в

b)

a) Duktilometrda sinash b) Yumshash harorati (xalqa va shar usuli bo'yicha) 6-rasm. Bitum namunasini sinash jarayoni.

1-jadval

BND 60/90 bitumini modifikatsiyalashdan oldingi va keying natijalari

№ k/k Ko'rsatkichlar nomlari O'lchov birligi Amaldagi nati alar

GOST bo'yicha Bitumning haqiqiy qiymati Modifikatsiya qilingandagi qiymati

1 0,1 mm 61-90 66.3 43

Ignani botish chuqurligi 25 0Cda 0 0C da 20 dan kam emas 27 21

2 Yumshash harorati (xalqa va shar bo'yicha) °С 47 dan kam emas 48.4 54.9

3 Cho'ziluvchanligi, 25 °С da 0 °С da sm 55 dan kam emas 72 3.7 59.4 3.9

4 Mortlik harorati °С -15 -12.4 -14.6

5 Chaqnash harorati °С 230 230 dan yuqori 230 dan yuqori

6 Penetratsiya indeksi - (-1) dan 1 gacha -1 -0.7

Bundan tashqari tanlab olingan plastifikatorni bitum namunasiga qo'shilgandagi miqdori bitumning mo'rtlik haroratiga qanday ta'sir qilishini tadqiq qilindi. Bunda Umumiy asfaltbeton qorishmasining massasiga nisbatan 0,5% dan 1 % gacha bo'lgan miqdorda plastifikator BND 60/90 bitumiga qo'shilib natijalar olindi. Buni quyidagi 7-rasmda ko'rish mumkin.

7-rasm. BND 60/90 bitumini ''modifikatsiyalashdan oldingi va keying holatdagi mo'rtlik

haroratini o'zgarishi Asfaltbeton tarkibini boyitish orqali uning mustahkamligini oshirish.

Asfaltbeton mustahkamligini oshirish uchun biz asfaltbeton qorishma tayyorlash jarayonida unga polimer va selyulozadan iborat sirt faol material qo'shdik. Bunda, asfaltbeton mustahkamligini qanday o'zgarishini aniqlash uchun laboratoriya sharoitida tadqiqotlar olib bordik. Bunda GOST-9128-2014 talablaridan kelib chiqib 2 xil namuna tayyorladik [10-12]. Birinchi namuna oddiy tipdagi asfaltbeton bo'lsa ikkinchisi asfaltbetonning umumiy massasining 0,5% qismiga teng nisbatda polimer va selyuloza qo'shilgan asfaltbetondir. Tanlab olingan tarkib bo'yicha laboratoriyada sinash uchun namunalar tayyorlanadi va uning reologik xususiyatlarining bardoshligi tekshiriladi. Bunda uning siljishga bo'lgan mustahkamligi quyidagicha sinab ko'riladi. Bu jarayonda 50 C haroratdagi suv vannasidagi namuna, universal presning sinovchi shtampi ko'ndalang ko'rinishda amalga oshirilib Marshal sxemasi bo'yicha tadqiqot o'tkaziladi [11].

A)

В)

B) Universal presda Marshal sxemasi bo'yicha siquvchi moslamasining sxemasi; 1-sharnir, 2-silindir yuza, 3-namuna uchun joy, 4-ostki plita. 8-rasm. Universal presda asfaltbeton namunasini siljishga mustahkamligini

tekshirish jarayoni

Bu jarayonda namunaga 50 mm/min tezlikda 20 (50)KN kuchlanish berib tekshiriladi [7]. So'ng quyidagi hisob-kitob ishlari amalga oshiriladi.

A-P (D

A- siqilish bo'yicha Marshal birligi [Djoul] P-berilgan kuchlanish

/-sinov namunaning siqilgandagi o'lchami [mm]

So'ng tgp asfaltbetonining ichki ishqalanish koeffitsienti formula bo'yicha hisoblanadi.

3(Am - Ac)

tg =

3A -2A„

(2)

Am, Ac, - Marshall sxemasi bo'yicha va bir o'qli siqilish bo'yicha sinovdan o'tkazilganda

asfaltbeton namunalarini deformatsiyalashning o'rtacha ishi

Bular hisoblab bo'lingach siljishga mustahkamligini hisoblaymiz.

C, = 1(3 - 2tg )Rc

(3)

Rc- namunani siqish chegarasi [15 MPa].

Yuqoridagi ishlarini amalga oshirib bo'lgash GOST-9128-2013, GOST-31015 bo'yicha solishtiramiz [10-11-12]. Hamda quyidagi natijaga kelamiz:

2-jadval

№ Ko'rsatkich nomi O'lchov birligi GOST-9128-2013 bo'yicha Olinga natijalar

Qo'shimcha sirt faol materiallarsiz tayyorlangan asfaltbeton Polimer va selyuloza qo'shilgan asfaltbeton

1 Suv shimuvchanligi % 1,5 - 4,0 1,5 2,9

2 Mineral qismning g'ovakligi % 14 - 19 17,2 16,7

3 Siqilishga mustahkamligi 50 °С, da МРа 0,7 1,2 1,8

4 Siqilishga mustahkamligi 20 °С, da МРа 2,5 2,4 6,0

5 Siqilishga mustahkamligi 0 °С, da МРа 3,0-6,5 3,2 4,2

6 Suvga chidamlilik - 0,75 0,79 0,83

7 O'rtacha zichlik g/cm3 - 2,35 2,35

Xulosa

So'nggi vaqtlarda avtomobilizatisya darajasi ayniqsa og'ir yuk transport vositalari soni keskin oshib, ulardan asfaltbeton qoplamalarga tushadigan yuklamalar miqdori va ta'sir etish vaqti ortib, asfaltbeton qoplamalarda turli defarmatsion buzilishlar va yoriqlar paydo bo'lmoqda.

- Asfaltbeton qoplamada hosil bo'lgsan deformatsiyalarni tahlil qilib taxminiy tezligi 70 km/soat bo'lgan yuk mashinasini boshqarishda qoplamaning yuklanish tezligi 10-40 [MPa/s] ga, ta'sir etuvchi impuls vaqti esa o'rtacha 0,1-0,2s ekanligi aniqlangani bunga yaqqol misol bo'la oladi.

- Shularni hisobga olgan holda, biz tadqiqot ishimiz doirasida bitum tarkibini boyitib uning sifat ko'rsatkichlarini ayniqsa yuqori haroratda cho'ziluvchanligini va sovuq bardoshligini oshirdik. Bu orqali issiq va sovuq iqlim ta'siriga chidami asfaltbeton yaratish imkoniga ega bo'ldik.

- Asfaltbeton tayyorlash jarayonida esa unga qo'shimcha sirt faol material (polimer va sellyuloza) qo'shish orqali uning siqilishga mustahkamligini oddiy asfaltbetonga qaraganda 3 barobar mustahkamroq modifikatsiyalangan asfaltbeton olishga erishdik.

Bularni amaliyotda qo'llash orqali issiq va sovuq iqlim ta'siriga chidamli hamda og'ir yuk transport vositalaridan tushadigan yuklamalarga chidamli mustahkam asfaltbetonli avtomobil yo'llarini qurishimiz hamda bu orqali uning xizmat qilish muddatini oshirishimiz mumkin bo'ladi.

ADABIYOTLAR

1. Ablakulov A., Jamolov S. IMPROVING THE QUALITY OF BITUMEN USED ON ROADS. LITERATURE REWIEV. Издательский центр "ИУСЭР" Экономика и социум, ISSN 2225-1545. №5(108) май 2023

2. Стрижевский А.М. Напряженно-деформированное состояние нежесткой дорожной одежды при воздействии кратковременных нагрузок. Труди ГипродорИ. - М., 2002. - С. 71 - 78.

3. Малофеев А.Г. Исследование динамического воздействия автомобиля на нежесткие дорожные одежды в просессе эксплуатасии дорог дис.д.тех.наук- Омск, 2008. -251 c

4. Ablakulov A., Jamolov S., Ablullaev X. ''Improve asphalt concrete's physical and mechanical characteristics'', Scientific article, « IIAnd International Scientific Scopus Conference "Modern Materials Science: Topical Issues, Achievements and Innovations" (ISCMMSTIAI-2023) » March 15-16, 2023, Tashkent, Uzbekistan

5. Смирнов А. В. Теоретические и эксперименталние исследования работоспособности нежестких дорожных одежд: дис. д-ра тех. наук: 05.23.05 / А. В. Смирнов. - Омск, 2009. - 376 с

6. Shaw P. S. Stress-Strain Relationships for Granular Materials under Repeated

Loading. / P. S. Shaw. - PhD Thesis. Department of Civil Engineering. University of Nottingham, 2014. - p.120.

7. Giovanni Polacco, Sara Filippi, Filippo Merusi, ''A review of the fundamentals of polymer-modified asphalts: Asphalt/polymer interactions and principles of compatibility''. Volume 224, October 2015, Pages 72-112.

8. Ablakulov A., Jamolov S. IMPROVING THE QUALITY OF THE ROAD CONSTRUCTION MATERIALS BY MODIFIYING WITH ADDITIVES TO EXTERNAL INFLUENCES. ''Mashinasozlik va muhandislik ta'limi muammolari" mavzusidagi xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya, Andijon mashinasozlik instituti. 8-iyun, 2023-yil.

9. Ablakulov A., Jamolov S. USING THE NEW MATERIAL TO ENHANCING ASPHALT CONCRETE'S RHEOLOGIC CHARACTERISTICS. ''Mashinasozlik va muhandislik ta'limi muammolari" mavzusidagi xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya, Andijon mashinasozlik instituti. 8-iyun, 2023-yil.

10. ГОСТ-12801-98, Материали на основе органических вяжуших для дорожного и аеродромного строителстваъъ, методи испитаний

11. ГОСТ 31015-2002 (смеси асфалтобетонние и асфалтобетон тшебеночно-мастичние.)

12. ГОСТ 9128-2013 - смеси асфалтобетонние, полимерасфалтобетонние, асфалтобетон, полимерасфалтбето

13. Кучкоров, С. К., Эксанова, С. Ш., Туйчиева М. В. (2022). ТЕКИСЛАГИЧГА БЕРИЛАДИГАН ТИК БОСИМ КУЧИНИ ВА УНИНГ ИШ КУРСАТКИЧЛАРИГА ТАЪСИРИНИ АНИКЛАШ. БАРКАРОРЛИК ВА ЕТАКЧИ ТАДКИКОТЛАР ОНЛАЙН ИЛМИЙ ЖУРНАЛИ , 488-494.

14. Меликулов, Н., & Кучкоров, С. К. (2022). Одновременное действие изгиба и сжатия в пластинах, подкрепленных по контуру упругими тонкостенными стержнями. Механика и технология, 3(8), 64-69.

15. Xolmirzaev, J. Z., Kuchkorov, S. K., & Eksanova, S. SH.(2020). Udarno-Vraщatelьnaya Dinamicheskaya Modelb Rabochego Organa Ochistitelya Xlopka. Kontseptsii I Modeli Ustoychivogo Innovatsionnogo Razvitiya, 137.

16. Бок;ижонович, И. К., Каримжонович, К. С., Абдуназаров, Э. Э., & Ортитов, Н. Б. У. (2022). Анор тупларини кумадиган машина уюмлагичининг конструкцияси. Механика и технология, 3(8), 98-102.