CC BY
98
УДК 624.21
Зинченко Елена Владиленовна
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет»
Сочинский филиал Россия, Сочи Старший преподаватель E-Mail: [email protected]
Овчинников Игорь Георгиевич
ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия, Пермь
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Россия, Саратов1
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет»
Сочинский филиал Россия, Сочи Доктор технических наук, профессор E-Mail: [email protected]
Ильченко Екатерина Дмитриевна
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Россия, Саратов Аспирант E-Mail: [email protected]
Сравнительный анализ применяемых конструкций дорожной одежды мостовых сооружений обхода г. Сочи, сданных в эксплуатацию до начала строительства
Олимпийских объектов Часть 2. Основные повреждения дорожной одежды
мостового полотна
1 410054, г.Саратов, ул. Политехническая, 77 1
Аннотация. Рассматривается задача оценки состояния мостового полотна (дорожных одежд) на мостовых сооружениях (мостах, виадуках, путепроводах, эстакадах) транспортного комплекса, построенного к Олимпиаде 2014 в городе Сочи. В первой части статьи в табличной форме приведены подробные данные о геометрических характеристиках мостовых сооружений, описаны конструктивные решения опор, пролетных строений и дорожной одежды мостового полотна.
Во второй части статьи приводятся результаты наблюдения за поведением и работой асфальтобетонных покрытий на всех рассматриваемых мостовых сооружениях пусковых комплексов 2 и 3 в течение всего срока строительства Олимпийских объектов до открытия Олимпиады. Установлено, что реальная среднегодовая интенсивность движения транспортных средств на втором пусковом комплексе составила 41 900 автомобилей в сутки вместо проектных 12 600 автомобилей в сутки, а на третьем пусковом комплексе 21 176 автомобилей в сутки вместо проектной 8 300 автомобилей в сутки, что привело к появлению серьезных повреждений дорожной одежды на мостовых сооружениях.
Установлены следующие характерные повреждения дорожной одежды: колееобразование, усталостное трещинообразование, температурные трещины, разрушения от динамического фактора, сдвиговые деформации в виде волн и гребенок, резонансное разрушение, выкрашивание. В результате анализа установлены преимущественные виды повреждений на определенных типах мостовых сооружений. Показано, что геометрия сооружения в плане, расстояние между опорами, близость развязок и тоннелей, замедляющих движение, сказываются на работе покрытия на мостах. Особо отмечено, что динамический фактор разрушения и выкрашивание присутствуют практически на всех мостовых сооружениях.
Сделаны выводы о том, что исходя из экономической целесообразности и долговечности различные пролеты мостовых сооружений на одном и том же мостовом переходе в зависимости от прикладываемой нагрузки и условий эксплуатации могут иметь различную дорожную одежду; при конструировании дорожных одежд на мостовых сооружениях необходимо учитывать все воздействия, оказываемые на дорожную одежду, конструкцию плиты проезжей части и выбирать асфальтобетоны, наиболее устойчивые к этим воздействиям.
Ключевые слова: мостовое сооружение; мостовое полотно; дорожная одежда; деформации; прочность; долговечность; повреждения.
Наблюдения за поведением и работой асфальтобетонных покрытий на всех рассматриваемых мостовых сооружениях пусковых комплексов 2 и 3 проводились в течение всего срока строительства Олимпийских объектов до полного их ремонта перед открытием Олимпиады. Анализ эксплуатационного состояния дорожных одежд, построенных в период с 2005-2010гг с целью определения эффективности проектных решений, проведенный ООО «ДорТрансНИИ» г. Ростов-на-Дону, позволил выявить повышение интенсивности движения в период строительства и основной состав технических средств.
На стадии проектирования автомобильной дороги предполагалось, что среднегодовая интенсивность движения транспортных средств составит: 12 600 автомобилей в сутки на втором пусковом комплексе и 8 300 автомобилей в сутки на третьем пусковом комплексе со среднегодовым приростом в 3%. При определении интенсивности движения в 2011году были получены следующие данные:
II пусковой комплекс - 41 900 автомобилей в сутки;
III пусковой комплекс - 21 176 автомобилей в сутки.
Состав транспортных средств на тот период представлен в таблице 2.1
Таблица 2.1
Состав транспортных средств на рассматриваемый период
Вид транспортных средств 2 пусковой 3 пусковой
%
Легковые 73.2 75.7
Грузовые 25.2 22.9
Микроавтобусы 1.2 1.1
Автобусы 0.4 0.3
При таких нагрузках и интенсивности движения износ покрытия происходил ускоренными темпами, и в результате оказалось возможным установить характерные повреждения дорожной одежды для всех сооружений [1 - 31].
Колееобразование
Колееобразование представляет собой одну из форм остаточных деформаций в асфальтобетонных слоях дорожной одежды, характеризуется появлением вдавливаний по полосам наката , иногда выпором с двух сторон от них. В результате образования колеи в асфальтобетонном покрытии уменьшается срок службы покрытия, происходит понижение ровности и возникает опасность аквапланирования. Механическое поверхностное колеобразование возникает от воздействия шипованной резины в зимнее время, когда асфальтобетон наиболее хрупок и подвержен выкрашиванию. Пластическое поверхностное колееобразование может произойти в одном или более слоях, когда не выдерживает один или больше асфальтобетонных слоев; оно обычно сопровождается образованием вдавливаний на поверхности и выпорами смеси с обеих сторон колеи. Такой вид повреждения распространен в районах с жарким климатом (или при установившихся длительных высоких температурах), при загруженности полосы тяжелым транспортом и частыми «пробками», вызывающими передвижение «рывками», способствующее возникновению дополнительных сдвиговых усилий. Колея в основании дорожной одежды возникает тогда, когда основание не способно выдержать возникающие нагрузки. В этом случае, асфальтобетонные слои вдавливаются в основание, вызывая поверхностную колею в полосе наката.
Пластические деформации обнаруживаются практически на первом этапе ввода покрытия в эксплуатацию и постепенно кинетика их замедляется, поскольку асфальтобетон стабилизируется. При этом происходит перемещение зерен смеси относительно друг друга и связанное с этим переуплотнение до максимальной плотности. На образование колеи при качественном уплотнении оказывает влияние вязкость битума (сопротивление сдвигающим нагрузкам при повышенных температурах).
Фото 1. Мост эстакада через р. Бзугу ПК60+50(пр.). Колейность, неровность, ямочность.
Длина локального участка 30м. 2013г.
Усталостное трещинообразование
Возникновение усталостных трещин происходит в асфальтобетонных слоях под воздействием многократно повторяющихся изгибных нагрузок в течение длительного периода времени, обусловленных приложением транспортных нагрузок. В результате накапливаются внутренние повреждения, приводящие к снижению несущей способности и сопротивления слоя. Происходит образование микротрещин (обычно в виде сетки), которые под действием нагрузки растут и достигают размеров, при котором происходит разлом покрытия.
Образование трещин может быть ускорено пониженными температурами и старением асфальтобетона. Причиной появления такого повреждения на мосту через р. Бзугу можно предположить несоответствующее основание для заданной нагрузки, и увеличение самой нагрузки.
Фото 2. Мост эстакада через р. Бзугу, май 2013г.
Температурные трещины
Температурное трещинообразование происходит в асфальтобетонных слоях при снижении температуры и соответствующем сокращении (сжатии) материала слоя. Трещины развиваются на краю и поверхности покрытия, где напряжения являются самыми высокими, а затем распространяются вниз внутрь дорожной одежды. Температурные трещины обычно располагаются равномерно, перпендикулярно оси моста.
Температурные трещины могут быть двух типов. Первый тип вызывается однократным понижением температуры, которое происходит в течение относительно короткого периода времени (эффект грозового дождя). Это изменение температуры происходит настолько быстро, что напряжения, возникающие в покрытии, не успевают релаксировать и, таким образом, на покрытии образуются трещины. Второй тип температурных трещин происходит от многократного циклического изменения температур, с возникновением температурных напряжений, меньших, чем предел прочности асфальтобетона. Трещины распространяются на всю глубину и ширину асфальтобетонного слоя. Интенсивность низкотемпературного трещинообразования в асфальтобетоне напрямую зависит от его жесткости при низких температурах и температурной восприимчивости вяжущих. Более жесткие вяжущие обеспечат большую интенсивность увеличения низкотемпературного трещинообразования. Когда вяжущее остыло ниже температуры хрупкости, оно не может сжиматься и в результате в нем образуются трещины.
Разрушения от динамического фактора
Ударные воздействия динамического характера приводят к образованию трещин и выбоин, которые при дальнейшем выкрашивании приводят к образованию ям на всю толщину покрытия. Обычно такие дефекты возникают на контактных границах асфальтобетонного покрытия с деформационными швами и при неровностях покрытия.
Фото 3. Эстакада ПК54. ПК55+90 (лев). Ямочность 300*400мм(12.04.11)
Фото 4. Ямочность на мосту- эстакаде через р. Бзугу на ПК60+30
Фото 5. Эстакада ПК98-ПК102. Ямочность, разрушение околошовной зоны деформационного шва на ОП7 (лев.)
Фото 6. Эстакада ПК121-ПК127, разрушение околошовной зоны деформационного шва №2
Сдвиговые деформации на асфальтобетонных покрытиях в виде волн и гребенок
Такие деформации образуются в результате совместного действия горизонтальных и вертикальных сил от колес автомобилей, которые зависят от скорости движения перед началом торможения, интенсивности торможения и величины продольного уклона участка автомобильной дороги.,
Фото 7. ПК123 Эстакада ПК121-ПК131. Участок дороги на эстакаде диной 40м (сдвиги)
Фото 8. Эстакада ПК121-ПК131. Лето 2011г.
Фото 9. ПК 89+90(пр.) эстакада ПК 86+ 76. Участок дороги на эстакаде диной 10м со сдвиговыми деформациями и трещинами
Фактор резонансного разрушения
Многочисленные исследования показали, что через мостовое сооружение на дорожную одежду и покрытие передается сложное колебательное воздействие, обусловленное следующими факторами:
• интенсивностью, составом и скоростными режимами движения транспортного потока;
• колебательным движением автомобиля, связанного с колебаниями кузова и неподрессоренной массы автомобиля при проезде по неровной поверхности (деформационные швы на мостах, мелкие выбоины);
• собственной вибрацией транспортных средств (работа двигателя и т.д.);
• собственной вибрацией мостового сооружения.
При этом, амплитуды ускорения колебаний достигают 0,25 м/с2 при проезде легкового автомобиля, 0,6 м/с2 - при проезде двухосного грузового автомобиля и 0,8 м/с2 - при проезде четырехосного автомобиля. Максимальные вертикальные смещения в основном вызваны низкочастотными колебаниями, при этом наиболее значительные амплитуды колебаний наблюдаются за несколько метров до и после проезда транспортного средства.
Фото 10. ПК91 (лев). Повреждения в результате резонанса
Фото 11. ПК125 (лев). Повреждения в результате резонанса
Выкрашивание
Выкрашивание происходит из-за потери когезионных свойств битума под воздействием погодных условий, солнечной радиации, антигололедных реагентов и других химических веществ, попадающих на покрытие при их перевозке.
Фото 11. Выкрашивание на мосту через р. Бзугу, 2013г.
По результатам проведенных обследований повреждений дорожной одежды на различных мостовых сооружениях были составлены таблицы 2.2 и 2.3. В таблице 2.2. приведена информация о состоянии проезжей части на различных мостовых сооружениях, которые были описаны в первой части настоящей статьи [1].
Таблица 2.2
Информация о состоянии проезжей части на различных мостовых сооружениях, которые были описаны в первой части настоящей статьи
Условия движения Характеристика проезжей части мостовых сооружений №№ сооружений по табл.1.5[1]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Легкие (группа 1) Прямые до 100 м пролета или кривые с радиусом не менее 1000 м, горизонтальные или с продольным уклоном не более 30%, при уровнях загрузки не более 0,3 ( без образования «пробок») малый уровень вибрации(длина пролета до 50м) + + + + +
Сложные (группа 2) Кривые в плане 250 - 1000 м, спуски и подъемы 30 - 60% при длине не более 100 м, зоны сужения проезжей части, недостаточной видимости, участки обгонов на 2-х полосных дорогах, участки 1-й группы с уровнем загрузки 0,3 - 0,5 (периодические образования «пробок») средний уровень вибрации(длина пролета до 100м) + + +
Особо сложные (группа 3) Длинные монолитные пролетные строения, обратные кривые в плане 250м спуски и подъемы более 30% при длине более 100 м, , участки частых увлажнений, туманов, участки 1-й и 2-й групп с уровнем движения более 0,5 (частые образования пробок») постоянный уровень и максимальный уровень вибрации(длина пролета св.100м) + +
В таблице 2.3 показаны преимущественные виды повреждений на определенных типах мостовых сооружений.
Как видно из таблиц 2.2.и 2.3 геометрия сооружения в плане, расстояние между опорами, близость развязок и тоннелей, замедляющих движение, непосредственно сказываются на работе покрытия. Например, мост-эстакада через р. Бзугу по ходу примыкает к тоннелю, что приводило к образованию пробок на правой стороне в период строительства. Именно на нем имеется такое повреждение, как колея пластичности, образовавшаяся от длительного приложения статической нагрузки. Объект находится на втором пусковом комплексе, интенсивность движения на котором была выше, чем на третьем пусковом комплексе и на участке ПК 134-ПК 194. То, что на третьем пусковом комплексе в состав асфальтобетона входила модифицированная добавка РТЭП, привело к отсутствию колеи на покрытии. Сдвиговые повреждения обычно присутствуют на участках с большими продольными уклонами на спуске и при наличии круговой кривой малого радиуса. До выхода в свет ГОСТа на асфальтобетоны 2009 года, сдвигоустойчивость асфальтобетонов проверялась только при подборе состава, этим можно объяснить сдвиг асфальтобетонного покрытия на эстакаде ПК 86+76. Сдвиговые явления на эстакаде ПК 121-ПК 131 произошли по причине плохого сцепления гидроизоляции с бетоном при расслоении конструкции от вибрационного воздействия.
Динамический фактор разрушения присутствует практически на всех сооружениях. Такое же положение дел и с выкрашиванием верхнего слоя. Можно предположить, что экстремальная интенсивность движения и перевозка большого количества горючих материалов и химикатов для строительных объектов могли спровоцировать многочисленные очаги разрушения.
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 5 (24), сентябрь - октябрь 2014
http://naukovedenie.ru [email protected]
Особо неблагоприятными сочетаниями для района черноморского побережья при рассмотрении нескольких эксплуатируемых эстакад могут быть названы следующие негативные воздействия на самую длинную по протяжению эстакаду № 7 (ПК 121-131):
Таблица 2.3
Преимущественные виды повреждений на определенных типах мостовых сооружений
Наименование сооружения
Эстакада на ПК54-ПК57
Мост через реку Бзугу.
Дефекты покрытия на мостовых сооружениях
Температ. трещины
Сдвиги
Усталост. разрушение
Виброрезон. разрушение
Динамич. фактор
Выкрашивания
Эстакада на ПК71-ПК73
Путепровод на ПК 77+48,0
Эстакада на ПК86+76
Эстакада на ПК 98-ПК 102
Эстакада на ПК121-131
Мост через р. Сочи
Мост через
р.Псахе Мост через р.Псахе (развязка)
http://naukovedenie.ru 39К0514
1) положение в плане - S-образная кривая при длинном пролете (вибрация)
2) обратные кривые с радиусом 250м (сдвиг от центробежной силы);
3) вертикальный уклон от 50 промилле на S-образной кривой (сдвиг от торможения и неравномерного распределения давления на колеса);
4) повышенная влажность атмосферы;
5) максимальная интенсивность и частота осадков;
6) накопление температурных воздействий;
7) резкая смена температур (эффект грозового дождя);
8) превышающая расчетную интенсивность движения (непрерывная вибрационная нагрузка);
9) большая статическая нагрузка при образовании пробок (в 7-9 часов и в 17-20 часов);
10) динамическая (ударная) нагрузка на деформационных швах;
11) отсутствие промежуточных поперечных дренажей на длинных пролетах.
При наличии таких условий работы пролетного строения будет естественным предложить, что покрытие должно быть наиболее прочным, долговечным, вибростойким, колееустойчивым, и водостойким. Неправильная конструкция дорожной одежды привела к быстрому разрушению покрытия на большой площади эстакады. Следовательно, для наиболее «неблагоприятных» эстакад необходим особый подход к проектированию и учет каждого негативного фактора в отдельности и учет совместного воздействия негативных факторов. Очевидно, что одними лабораторными испытаниями по существующим стандартам уже не обойтись. Необходимо проверять поведение всех видов применяемых материалов на воздействие сочетания нагрузок. Например: прочность и сдвигоустойчивость образцов при 60-70°С в водонасыщенном состоянии после воздействия вибрации и ударной нагрузки, прочность после совместного воздействия нагрузки, температуры и водонасыщения в агрессивной среде, испытания на ударные воздействия водонасыщенных образцов асфальтобетона при 0 градусов, при положительных и отрицательных температурах. Но если для физико-механических и большей части эксплуатационных характеристик материалов техническими условиями определены способы испытаний, то испытаний на вибростойкость покрытия пока не существует, хотя наиболее близкими могут быть испытания на усталостную долговечность.
Учитывая вышеперечисленные особенности природно-климатических условий, погодных характеристик и приобретенный опыт работы по устройству дорожной одежды на автомобильных дорогах в районах, прилегающих к городу Сочи, при строительстве объекта «Дублер Курортного проспекта» были спроектированы конструкции дорожных одежд на мостовых сооружениях с применением литых и высокоплотных асфальтобетонов на полимербитумных вяжущих.
Выводы
• Исходя из экономической целесообразности и долговечности различные пролеты мостовых сооружений на одном и том же мостовом переходе в зависимости от прикладываемой нагрузки и условий эксплуатации могут иметь различную дорожную одежду.
• При конструировании дорожных одежд на мостовых сооружениях необходимо учитывать все воздействия, оказываемые на дорожную одежду, конструкцию плиты проезжей части и выбирать асфальтобетоны, наиболее устойчивые к этим воздействиям.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зинченко Е.В., Овчинников И.Г., Ильченко Е.Д. Сравнительный анализ применяемых конструкций дорожной одежды мостовых сооружений обхода г. Сочи, сданных в эксплуатацию до начала строительства Олимпийских объектов. Часть 1. Характеристики мостовых сооружений // Интернет-журнал "Науковедение" № 5, 2014 - январь-февраль. [Электронный ресурс] http://naukovedenie.ru/PDF/38KO514.pdf
2. Овчинников И.Г. Кельчевский К.Д, Ликверман А.И., Макаров В.Н., Распоров О.Н. О проблеме устройства дорожной одежды на мостах с ортотропной плитой (статья)// Транспортное строительство, 2001. № 7.- с. 22-25.
3. Овчинников И.Г., Раткин В.В., Дядькин С.Н., Дорохин С.Е. Современные конструкции деформационных швов автодорожных мостов. (учебное пособие). Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов. 2002. 137 с.
4. Овчинников И.Г., Щербаков А.Г., Дядькин С.Н., Раткин В.В., Макаров В.Н., Сахарова И.Д., Бец В.А., Горшков В.П. Проезжая часть автодорожных мостов: дорожная одежда, гидроизоляция, водоотвод (учебное пособие). Саратов. Изд-во СГТУ. 2003. 207 с.
5. Овчинников И.Г., Сахарова И.Д., Щербаков А.Г. Особенности конструкции одежды ездового полотна на мостовых сооружениях в современных условиях(статья)// Известия вузов. Строительство. 2003, № 10, с.86 - 92.
6. Овчинников И.Г., Макаров В.Н., Распоров О.Н. Особенности новой технологии устройства одежды ездового полотна на мостовых сооружениях(статья)// Транспортное строительство. 2003, №11, с.15-18
7. Овчинников И.Г., Макаров В.Н., Распоров О.Н. Проектирование и технология устройства дорожной одежды из новых материалов(статья)// Транспортное строительство. 2003, №12, с. 9-12
8. Овчинников И.Г., Макаров В.П., Согоцьян С.Л., Ефанов А.В., Согоцьян Л.С. Мостовое полотно автодорожных мостов с применением литого асфальтобетона и современных деформационных швов. Изд-во СГТУ. Саратов, 2004. 214 с.
9. Овчинников И.Г., Распоров О.Н., Макаров В.Н., Монов Б.Н., Иванов О.К. Опыт эксплуатации дорожного покрытия из литого асфальта на мостовых сооружениях (статья)// Транспортное строительство. 2004. №12, с. 15 - 17.
10. Ефанов А.В., Овчинников И.Г.,Шестериков В.И., Макаров В.Н.. Деформационные швы автодорожных мостов: особенности конструкции и работы: (учебное пособие). Саратов: СГТУ, 2005. - 174 с
11. Овчинников И.Г., Щербаков А.Г., Бочкарев А.В., Наумова Г.А. Прикладная механика дорожных одежд на мостовых сооружениях. Волгоград. Научное издание. ВолгГАСУ, 2006. 310 с.
12. Ефанов А.В., Овчинников И.Г. Статический и динамический расчет деформационных швов автодорожных мостов// Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура», 2006, №21(6), с. 102-106.
13. Ефанов А.В., Овчинников И.Г. Деформационные швы мостов: современное состояние проблемы// Вестник Саратовского государственного технического университета. Саратов. СГТУ 2006. №4(16), выпуск 1., с. 81 - 86.
14. Овчинников И.Г., Макаров В.Н., Илюшкин В.А., Овчинников И.И., Овсянников С.В. Инновационные технологии устройства мостового полотна на современных мостовых сооружениях (дорожная одежда и щебеночно-мастичные деформационные швы). Саратов. ИЦ «Рата». 2008. - 204 с.
15. Овчинников И.Г., Дьяков К.А., Черсков Р.М., Зинченко Е.В. Влияние типов гидроизоляции и дорожной одежды мостовых сооружений на сопротивляемость деформациям сдвига// Строительные материалы. М. 2011, №10, с. 50-54.
16. Овчинников И.Г., Зинченко Е.В., Углова Е..В. Бессчетнов Б.В. Диагностика поведения дорожной одежды на пролетном строении мостового сооружения с использованием виброизмерительного комплекса// Сборник ДОРОГИ и МОСТЫ. Выпуск 26/2 М. 2011. с. 231 -240
17. Зинченко Е.В., Овчинников И.Г. Экспериментальные исследования по анализу влияния различных типов гидроизоляции и дорожной одежды на мостовых сооружениях на их сопротивляемость сдвиговым деформациям// Проблеми водопостачання, водовщведення та гщравлши: Науково-техшчний збiрник. Випуск 17. /Головний редактор А.М.Тугай. - Украина. Киев.: КНУБА, 2011. - 120 с. С. 35-40.
18. Овчинников И.Г., Зинченко Е.В. Проблема устройства гидроизоляции и дорожной одежды на проезжей части мостовых сооружений с большими продольными уклонами// Проблеми водопостачання, водовщведення та гщравлши: Науково-техшчний збiрник. Випуск 17. /Головний редактор А.М.Тугай. - Украина. Киев.: КНУБА, 2011. - 120 с. С. 49-54.
19. Овчинников И.Г., Зинченко Е.В. Анализ особенностей устройства гидроизоляции некоторых типов на мостовых сооружениях с железобетонной плитой проезжей части// Проблеми водопостачання, водовщведення та гщравлши: Науково-техшчний збiрник. Випуск 17. /Головний редактор А.М.Тугай. - Украина. Киев.: КНУБА, 2011. - 120 с. С. 55-59.
20. Козлачков С.В., Овчинников И.И., Валиев Ш.Н., Овчинников И.Г. Отечественные деформационные швы мостовых сооружений//Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №3, [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru/sbornik12/12-41.pdf. -М. с. 1- 17.
21. Козлачков С.В., Овчинников И.И., Валиев Ш.Н., Овчинников И.Г. Рекомендуемые конструкции деформационных швов мостовых сооружений и рациональная область их применения//Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №3, [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru/sbornik12/12-42.pdf. -М. с. 1- 7.
22. Козлачков С.В., Овчинников И.И., Валиев Ш.Н., Овчинников И.Г. Требования к деформационным швам мостовых сооружений//Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №3, [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru/sbornik12/12-43.pdf. -М. с. 1- 6
23. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Зинченко Е.В. Моделирование напряженно-деформированного состояния многослойных конструкций при совместном действии нагрузки, температуры и агрессивной среды применительно к дорожным покрытиям на мостовых сооружениях//// Сборник ДОРОГИ и МОСТЫ. Выпуск 27. М. 2012. с. 134-151.
24. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Валиев Ш.Н., Жаденова С.В. Систематизация и сравнительный анализ различных типов гидроизоляции,
применяемых на автодорожных мостовых сооружениях // Интернет-журнал "Науковедение" № 5, 2013. с. 1-25.
25. Овчинников И.Г., Овчинников И.И., Телегин М.А., Хохлов С.В. Эффективные конструкции дорожных одежд с применением асфальтобетона на мостовых сооружениях// Интернет-журнал "Науковедение" № 1, 2014.январь-февраль. [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru/PDF/76TVN114.pdf
26. Научно-технический отчет «Исследование проблемы устройства гидроизоляции и дорожной одежды на проезжей части эстакады ПК121-131 на объекте ДСД «Черноморье» - автомобильная дорога II т.к. «Обход г. Сочи I очередь III пусковой комплекс». Разработка рекомендаций по устранению дефектов и повреждений и применению современных типов гидроизоляции и дорожной одежды». Научный руководитель, доктор технических наук, профессор, академик Академии Транспорта РФ И.Г. Овчинников г. Сочи, 2011 год
27. Научно-технический отчет «Разработка конструкций нежестких дорожных одежд и покрытий мостовых полотен эстакад с железобетонной плитой проезжей части повышенной работоспособности» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2011г.
28. Осиновская В.А. Новая концепция преждевременного разрушения нежестких дорожных одежд// Транспортное строительство, 2010, № 3-С.6-8
29. Осиновская В.А. Вибрационные нагружения нежестких дорожных одежд // Вестник МАДИ, 2010, вып.4 (19), - С.79-83
20. Углова Е.В., Илиополов С.К., Дровалева О.В. Усталостное разрушение асфальтобетона в широком частотном диапазоне.// Дороги и мосты: Сб. ст. / ФГУП Росдорнии. - М., 2007. - Вып. 17/1. - С. 245-251.
31. Смирнов А.В. , Малышев А.А., Агалаков Ю.А. Механика устойчивости и разрушений дорожных конструкций. Омск, СИБАДИ. 1997.-91с.
Рецензент: Кочетков Андрей Викторович, Председатель Поволжского отделения Российской академии транспорта, академик РАТ, д-р.техн. наук, профессор.
Zinchenko Elena Vladilenovna
Moscow state automobile & road technical university
Sochi branch Russia, Sochi E-Mail: [email protected]
Ovchinnikov Igor Georgievich
Perm national research polytechnic university
Russia, Perm
Yuri Gagarin state technical university of Saratov
Russia, Saratov
Moscow state automobile & road technical university
Sochi branch Russia, Sochi E-Mail: [email protected]
Ilchenko Ekaterina Dmitrievna
Yuri Gagarin state technical university of Saratov
Russia, Saratov E-Mail: [email protected]
Comparative analysis of pavement structures used bridges on Sochi bypass road, commissioned before the start of construction of Olympic objects Part 2. The main damage to the bridge deck pavement
Abstract. This article discusses the problem of estimating the state of the bridge deck (pavements) on bridge structures (bridges, viaducts, overpasses) of transport complex, which was built for the 2014 Olympics in Sochi. In the first part of the article in tabular form provides detailed information about geometric features of bridges, described constructive solutions of supports, spans and bridge deck pavement.
In the second part of the article presents the results of observations of the behavior and performance of asphalt concrete pavement on all bridge structures considered starting complexes 2 and 3 for the duration of the construction of Olympic venues before the opening of the Olympics. It was found that the actual average density of vehicular traffic on the second launch complex was 41 900 cars per day instead of the project 12,600 vehicles per day, and in the third stage of 21,176 cars per day instead of the project 8,300 vehicles per day, which led to a serious damaged pavement on the bridge structures.
Identification the next damage characteristic for the pavement: rutting, fatigue cracking, thermal cracks, fracture of the dynamic factor, shear deformation in the form of waves and combs, resonant destruction chipping. The analysis established preferential types of damage on certain types of bridges. Shows that the geometry of the building in terms of the distance between supports, the proximity of interchanges and tunnels that slow movement, affect the work of the coating on the bridges. It is also noted that the dynamic factor of destruction and spalling are present in almost all bridge structures. The conclusions that on the basis of economic feasibility and durability of various spans of bridges on the same bridge crossing, depending on the applied load and operating conditions can have different pavement; in the design of road pavement on bridge structures must take into account all of the pressure on the pavement slab roadway design and choose the concrete, the most resistant to these effects.
Keywords: bridge construction; deck; pavement; strains; strength; durability; damage.
REFERENCES
1. Zinchenko E.V., Ovchinnikov I.G., Il'chenko E.D. Sravnitel'nyy analiz primenyaemykh konstruktsiy dorozhnoy odezhdy mostovykh sooruzheniy obkhoda g. Sochi, sdannykh v ekspluatatsiyu do nachala stroitel'stva Olimpiyskikh ob"ektov. Chast' 1. Kharakteristiki mostovykh sooruzheniy // Internet-zhurnal "Naukovedenie" № 5, 2014 - yanvar'-fevral'. [Elektronnyy resurs] http://naukovedenie.ru/PDF/38KO514.pdf
2. Ovchinnikov I.G. Kel'chevskiy K.D, Likverman A.I., Makarov V.N., Rasporov O.N. O probleme ustroystva dorozhnoy odezhdy na mostakh s ortotropnoy plitoy (stat'ya)// Transportnoe stroitel'stvo, 2001. № 7.- s. 22-25.
3. Ovchinnikov I.G., Ratkin V.V., Dyad'kin S.N., Dorokhin S.E. Sovremennye konstruktsii deformatsionnykh shvov avtodorozhnykh mostov. (uchebnoe posobie). Sarat. gos. tekhn. un-t. Saratov. 2002. 137 s.
4. Ovchinnikov I.G., Shcherbakov A.G., Dyad'kin S.N., Ratkin V.V., Makarov V.N., Sakharova I.D., Bets V.A., Gorshkov V.P. Proezzhaya chast' avtodorozhnykh mostov: dorozhnaya odezhda, gidroizolyatsiya, vodootvod (uchebnoe posobie). Saratov. Izd-vo SGTU. 2003. 207 s.
5. Ovchinnikov I.G., Sakharova I.D., Shcherbakov A.G. Osobennosti konstruktsii odezhdy ezdovogo polotna na mostovykh sooruzheniyakh v sovremennykh usloviyakh(stat'ya)// Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. 2003, № 10, s.86 - 92.
6. Ovchinnikov I.G., Makarov V.N., Rasporov O.N. Osobennosti novoy tekhnologii ustroystva odezhdy ezdovogo polotna na mostovykh sooruzheniyakh(stat'ya)// Transportnoe stroitel'stvo. 2003, №11, s.15-18
7. Ovchinnikov I.G., Makarov V.N., Rasporov O.N. Proektirovanie i tekhnologiya ustroystva dorozhnoy odezhdy iz novykh materialov(stat'ya)// Transportnoe stroitel'stvo. 2003, №12, s. 9-12
8. Ovchinnikov I.G., Makarov V.P., Sogots'yan S.L., Efanov A.V., Sogots'yan L.S. Mostovoe polotno avtodorozhnykh mostov s primeneniem litogo asfal'tobetona i sovremennykh deformatsionnykh shvov. Izd-vo SGTU. Saratov, 2004. 214 s.
9. Ovchinnikov I.G., Rasporov O.N., Makarov V.N., Monov B.N., Ivanov O.K. Opyt ekspluatatsii dorozhnogo pokrytiya iz litogo asfal'ta na mostovykh sooruzheniyakh (stat'ya)// Transportnoe stroitel'stvo. 2004. №12, s. 15 - 17.
10. Efanov A.V., Ovchinnikov I.G.,Shesterikov V.I., Makarov V.N.. Deformatsionnye shvy avtodorozhnykh mostov: osobennosti konstruktsii i raboty: (uchebnoe posobie). Saratov: SGTU, 2005. - 174 s
11. Ovchinnikov I.G., Shcherbakov A.G., Bochkarev A.V., Naumova G.A. Prikladnaya mekhanika dorozhnykh odezhd na mostovykh sooruzheniyakh. Volgograd. Nauchnoe izdanie. VolgGASU, 2006. 310 s.
12. Efanov A.V., Ovchinnikov I.G. Staticheskiy i dinamicheskiy raschet deformatsionnykh shvov avtodorozhnykh mostov// Vestnik VolgGASU. Seriya «Stroitel'stvo i arkhitektura», 2006, №21(6), s. 102-106.
13. Efanov A.V., Ovchinnikov I.G. Deformatsionnye shvy mostov: sovremennoe sostoyanie problemy// Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Saratov. SGTU 2006. №4(16), vypusk 1., s. 81 - 86.
14. Ovchinnikov I.G., Makarov V.N., Ilyushkin V.A., Ovchinnikov I.I., Ovsyannikov S.V. Innovatsionnye tekhnologii ustroystva mostovogo polotna na sovremennykh mostovykh sooruzheniyakh (dorozhnaya odezhda i shchebenochno-mastichnye deformatsionnye shvy). Saratov. ITs «Rata». 2008. - 204 s.
15. Ovchinnikov I.G., D'yakov K.A., Cherskov R.M., Zinchenko E.V. Vliyanie tipov gidroizolyatsii i dorozhnoy odezhdy mostovykh sooruzheniy na soprotivlyaemost' deformatsiyam sdviga// Stroitel'nye materialy. M. 2011, №10, s. 50-54.
16. Ovchinnikov I.G., Zinchenko E.V., Uglova E..V. Besschetnov B.V. Diagnostika povedeniya dorozhnoy odezhdy na proletnom stroenii mostovogo sooruzheniya s ispol'zovaniem vibroizmeritel'nogo kompleksa// Sbornik DOROGI i MOSTY. Vypusk 26/2 M. 2011. s. 231-240
17. Zinchenko E.V., Ovchinnikov I.G. Eksperimental'nye issledovaniya po analizu vliyaniya razlichnykh tipov gidroizolyatsii i dorozhnoy odezhdy na mostovykh sooruzheniyakh na ikh soprotivlyaemost' sdvigovym deformatsiyam// Problemi vodopostachannya, vodovidvedennya ta gidravliki: Naukovo-tekhnichniy zbirnik. Vipusk 17. /Golovniy redaktor A.M.Tugay. - Ukraina. Kiev.: KNUBA, 2011. - 120 s. S. 35-40.
18. Ovchinnikov I.G., Zinchenko E.V. Problema ustroystva gidroizolyatsii i dorozhnoy odezhdy na proezzhey chasti mostovykh sooruzheniy s bol'shimi prodol'nymi uklonami// Problemi vodopostachannya, vodovidvedennya ta gidravliki: Naukovo-tekhnichniy zbirnik. Vipusk 17. /Golovniy redaktor A.M.Tugay. - Ukraina. Kiev.: KNUBA, 2011. - 120 s. S. 49-54.
19. Ovchinnikov I.G., Zinchenko E.V. Analiz osobennostey ustroystva gidroizolyatsii nekotorykh tipov na mostovykh sooruzheniyakh s zhelezobetonnoy plitoy proezzhey chasti// Problemi vodopostachannya, vodovidvedennya ta gidravliki: Naukovo-tekhnichniy zbirnik. Vipusk 17. /Golovniy redaktor A.M.Tugay. - Ukraina. Kiev.: KNUBA, 2011. - 120 s. S. 55-59.
20. Kozlachkov S.V., Ovchinnikov I.I., Valiev Sh.N., Ovchinnikov I.G. Otechestvennye deformatsionnye shvy mostovykh sooruzheniy//Internet-zhurnal «Naukovedenie» 2012, №3, [Elektronnyy resurs]. http://naukovedenie.ru/sbornik12/12-41.pdf. -M. s. 117.
21. Kozlachkov S.V., Ovchinnikov I.I., Valiev Sh.N., Ovchinnikov I.G. Rekomenduemye konstruktsii deformatsionnykh shvov mostovykh sooruzheniy i ratsional'naya oblast' ikh primeneniya//Internet-zhurnal «Naukovedenie» 2012, №3, [Elektronnyy resurs]. http://naukovedenie.ru/sbornik12/12-42.pdf. -M. s. 1- 7.
22. Kozlachkov S.V., Ovchinnikov I.I., Valiev Sh.N., Ovchinnikov I.G. Trebovaniya k deformatsionnym shvam mostovykh sooruzheniy//Internet-zhurnal «Naukovedenie»
2012, №3, [Elektronnyy resurs]. http://naukovedenie.ru/sbornik12/12-43.pdf. -M. s. 16
23. Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G., Zinchenko E.V. Modelirovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya mnogosloynykh konstruktsiy pri sovmestnom deystvii nagruzki, temperatury i agressivnoy sredy primenitel'no k dorozhnym pokrytiyam na mostovykh sooruzheniyakh//// Sbornik DOROGI i MOSTY. Vypusk 27. M. 2012. s. 134-151.
24. Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G., Valiev Sh.N., Zhadenova S.V. Sistematizatsiya i sravnitel'nyy analiz razlichnykh tipov gidroizolyatsii, primenyaemykh na avtodorozhnykh mostovykh sooruzheniyakh // Internet-zhurnal "Naukovedenie" № 5,
2013. s. 1-25.
25. Ovchinnikov I.G., Ovchinnikov I.I., Telegin M.A., Khokhlov S.V. Effektivnye konstruktsii dorozhnykh odezhd s primeneniem asfal'tobetona na mostovykh sooruzheniyakh// Internet-zhurnal "Naukovedenie" № 1, 2014.yanvar'-fevral'. [Elektronnyy resurs]. http://naukovedenie.ru/PDF/76TVN114.pdf
26. Nauchno-tekhnicheskiy otchet «Issledovanie problemy ustroystva gidroizolyatsii i dorozhnoy odezhdy na proezzhey chasti estakady PK121-131 na ob"ekte DSD
«Chernomor'e» - avtomobil'naya doroga II t.k. «Obkhod g. Sochi I ochered' III puskovoy kompleks». Razrabotka rekomendatsiy po ustraneniyu defektov i povrezhdeniy i primeneniyu sovremennykh tipov gidroizolyatsii i dorozhnoy odezhdy». Nauchnyy rukovoditel', doktor tekhnicheskikh nauk, professor, akademik Akademii Transporta RF I.G. Ovchinnikov g. Sochi, 2011 god
27. Nauchno-tekhnicheskiy otchet «Razrabotka konstruktsiy nezhestkikh dorozhnykh odezhd i pokrytiy mostovykh poloten estakad s zhelezobetonnoy plitoy proezzhey chasti povyshennoy rabotosposobnosti» RGSU, Rostov-na-Donu, 2011g.
28. Osinovskaya V.A. Novaya kontseptsiya prezhdevremennogo razrusheniya nezhestkikh dorozhnykh odezhd// Transportnoe stroitel'stvo, 2010, № 3-S.6-8
29. Osinovskaya V.A. Vibratsionnye nagruzheniya nezhestkikh dorozhnykh odezhd // Vestnik MADI, 2010, vyp.4 (19), - S.79-83
20. Uglova E.V., Iliopolov S.K., Drovaleva O.V. Ustalostnoe razrushenie asfal'tobetona v shirokom chastotnom diapazone.// Dorogi i mosty: Sb. st. / FGUP Rosdornii. - M., 2007. - Vyp. 17/1. - S. 245-251.
31. Smirnov A.V. , Malyshev A.A., Agalakov Yu.A. Mekhanika ustoychivosti i razrusheniy dorozhnykh konstruktsiy. Omsk, SIBADI. 1997.-91s.
