Влияние параметров транспортной нагрузки на развитие деформаций дорожных покрытий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 625. 855. 3

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТНОЙ НАГРУЗКИ НА РАЗВИТИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

В.А. Веренько, профессор, д.т.н., В.В. Занкович, к.т.н., А.А. Макаревич, инженер, Центр научных исследований и испытаний дорожно-строительных и гидроизоляционных материалов, БНТУ, г. Минск, Беларусь

Аннотация. Рассмотрены вопросы учета влияния транспортной нагрузки на развитие деформаций дорожных покрытий в процессе эксплуатации, а также основные принципы проектирования дорожных одежд с учетом данного влияния.

Ключевые слова: расчетная транспортная нагрузка, расчетный срок проведения ремонтных мероприятий, повреждаемость, деформационная устойчивость, уровень надежности.

Введение

Рассматривая работу асфальтобетонных покрытий под действием транспортной нагрузки и климатических факторов, следует различать четыре вида состояния асфальтобетона и связанные с этим четыре вида возможных дефектов и разрушений покрытия.

Во-первых, возникновение сдвигающих напряжений от достаточно высоких транспортных нагрузок. При воздействии высокой летней температуры под влиянием этих напряжений могут появляться опасные сдвиговые деформации, снижающие скорость движения и приводящие в отдельных случаях к преждевременному разрушению покрытия.

Процесс образования колеи начинается с момента открытия движения по дороге. Вначале он идет медленно, затрагивая только верхний слой покрытия, затем к процессу подключаются нижележащие слои и грунт земполотна. Однако в случае, когда материал какого-либо слоя одежды недостаточно уплотнен или имеет низкую прочность и сдвиго-устойчивость, остаточные деформации накапливаются первоначально именно в этом слое, затем проявляясь на поверхности покрытия [1, 2].

Во-вторых, возникновение растягивающих напряжений при понижении температуры в холодное время года и возможное вследствие этого образование трещин. При этом основным фактором, влияющим на трещиностойкость, является релаксационная способность материала покрытия [1, 3, 4].

В-третьих, работа асфальтобетона на износ под действием транспортной нагрузки в сочетании с влиянием переменных климатических факторов в значи-

тельной мере обуславливает долговечность покрытия [1], а появление недопустимых деформаций связано в первую очередь с измнениями в структуре материала и накоплением повреждаемости [5].

В-четвертых, недостаточная прочность дорожной одежды в неблагоприятный период (весна, осень) и как следствие появление усталостных деформаций в виде сетки трещин [1].

Таким образом, в процессе эксплуатации в структуре монолитных материалов дорожной одежды происходит накопление повреждаемости и снижение работоспособности.

При проектировании же конструкции дорожной одежды наибольшую важность приобретает определение вида расчетной нагрузки для потока, состоящего из транспортных средств различного вида.

Определение вида и количества приложений расчетной транспортной нагрузки

При проектировании нежестких дорожных одежд в качестве расчетных принимают нагрузки, соответствующие предельным нагрузкам на ось с двускатными колесами расчетного транспортного средства.

Для расчетов применяют три вида осевых нагрузок: 1. А1 - 100 кН; 2. А2 - 115 кН; 3. А3 - 130 кН, однако нет четкой методики выбора конкретной из них для расчета дорожных одежд.

Одной из характеристик нагрузки, которая влияет на вид напряженно-деформированного состояния, является величина отпечатка колеса. Величина эквивалентного диаметра отпечатка колеса рас-

четной оси транспортного средства при приведении к ней фактических транспортных средств, принимается по табл. 1. При этом приведение транспортного потока к расчетным осям производится по двум критериям: критерию упругого прогиба и сдвигоустойчивости. Приведение по упругому прогибу производится для двухскатного колеса расчетной оси, по сдвигоустойчивости - для одного колеса расчетной оси.

Таблица 1 Величина отпечатка колеса

Таблица 2 Экспериментальные константы

Осевая расчетная нагрузка, кН Расчетный диаметр отпечатка (упругий прогиб), см Расчетный диаметр отпечатка (сдвиго-устойчивость), см

100 38 26

115 39 27

130 40 28

Величина эквивалентного диаметра отпечатка для колеса реальных транспортных средств может быть определена по приведенной ниже методике. Коэффициент динамичности составляет 1,3 при рессорной подвеске и 1,15 при пневмоподвеске. Для стандартных шин нормальный прогиб шины f (мм) вычисляют по формуле

fz = а

ОнКм.

Pw

(1)

где а и в - экспериментальные константы (табл. 2); Он - нормативная статическая нагрузка на колесо, кН; Рм, - номинальное давление воздуха в шине, МПа; К -коэффициент динамичности.

Параметры контактного взаимодействия шин с покрытием определяют по формулам: - длина контактного отпечатка

^ = ивТгд ш 3'2 ^2 ,

- площадь контактного отпечатка шины

Fk = k ■ 0,875ВбLк,

(2)

(3)

- эквивалентный диаметр отпечатка движущегося колеса

^э = 1,13.

(4)

В вышеприведенных формулах: Дш - наружный статический диаметр шины; Вб -ширина беговой дорожки шины; к - коэффициент, равный 1 и 2 при односкатном и двухскатном колесе соответственно.

Тип шины а в

12.00И20 1,62 0,82

385/65И22,5 1,00 0,91

385/80И22,5 1,28 0,88

9.00И20 3,41 0,67

10.00И20 4,28 0,63

11.00И20 1,65 0,82

Для других типоразмеров шин принимаются значения для шин с близкими характеристиками.

Для уникальных шин (например, шин автомобилей БелАЗ) при решении задач определения параметров взаимодействия шин с покрытием, необходимо располагать результатами номинальных статических испытаний шин с тем, чтобы установитьf, ^ и Dэ.

Коэффициент приведения (К^) определяется по следующей формуле:

Кпр =

^ 1ф (тф тах) 1р (тр тах)

,4,4

(5)

где 1ф - величина вертикальной деформации поверхности дорожной одежды от воздействия колеса (одно- или двухскатного) оси фактического транспортного средства, определяемая по зависимости на рис. 1; тфтах - величина максимальных касательных напряжений, возникающих в дорожной одежде от воздействия колеса (односкатного) оси фактического транспортного средства, определяемая по зависимости на рис. 2; 1р - величина вертикальной деформации поверхности дорожной одежды от воздействия двухскатного колеса расчетной оси, определяемая по зависимости на рис. 1; тртах - величина максимальных касательных напряжений, возникающих в дорожной одежде от воздействия односкатного колеса расчетной оси, определяемая по зависимости на рис. 2.

Представленная методика позволяет принять в качестве расчетного любой реальный автомобиль и осуществить приведение к нему транспортного потока через коэффициенты приведения, получаемые по формуле (5).

в

Рис. 1. Зависимость к определению максимальной вертикальной деформации

-1-1—I-I—;—I—I—I—

Н^ла^в-нмншндгцш нч «■>■■!#-УРН РН

Ш а: аз ;х ил |■ I■ 11штчIь41 штШа |Сп| и

Рис. 2. Зависимость к определению максимальных касательных напряжений

В результате обработки данных измерений интенсивности фактических транспортных средств определяется количество проходов расчетных осей (Ыр) в сутки с нагрузкой 100, 115, 130 кН в отдельности с учетом приведения по упругому прогибу и сдвигоустойчивости. По результатам расчетов получают таблицу интенсивности:

Таблица 3 Количество проходов расчетных осей

Упругий прогиб Ыф Ыр 100 (п) Ыр 115 (п) Ыр 130 (п)

Сдвигоустойчивость Ыф Ыр 100 (С) Ыр 115 (С; Ыр 130 (С)

где Ыф - фактическая интенсивность движения транспортных средств в физических единицах, тр. средств/сут в двух направлениях; Ыр 100 (п), Ыр 115 („), Ыр 130 (п) - приведенная интенсивность движения по упругому прогибу к расчетным осям 100, 115 и 130 кН соответственно, расч. осей/сут; Ыр 100 (с), Ыр 115 (с), Ыр 130 (с) - приведенная интенсивность движения по сдвигоустойчивости к расчетным осям 100, 115 и 130 кН соответственно, расч. осей/сут.

Суточное количество приложений расчетных осей (Ыр Pi (п, с)) в первый год срока службы определяется по следующей формуле:

Ыр Р(п, с) = /пс

• 2 Ыт • КпрРр(п,с)т , (6)

т=1

где /пол - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним; п - общее число различных марок транспортных средств т в составе транспортного потока; Ыт -интенсивность движения транспортных средств марки т, авт/сут; КпрРр (п, с) - коэффициенты приведения определяемые непосредственно расчетом при известных характеристиках реальных транспортных средств (по упругому прогибу и сдвиго-устойчивости).

Выбор вида осевой нагрузки (А1, А2 или А3) для проведения дальнейших расчетов производится на основании определения доли (£"„ Рр) расчетных осей (100, 115 или 130 кН) в общей фактической интенсивности движения транспортных средств

(Ыф). Если р > (1 - Р) • Ыф, где Р - уровень

надежности дорожной одежды, то данная осевая нагрузка принимается за расчетную. При этом могут быть случаи, когда расчеты на сдвигоустойчи-вость и упругий прогиб нужно будет производить на разные расчетные нагрузки. Например, расчет на упругий прогиб необходимо производить на нагрузку 115 кН, а на сдвигоустойчивость - на нагрузку 130 кН, т.к. влияние транспортных средств различно на накопление деформаций (например, усталостных или сдвиговых), что подтверждается величиной коэффициентов приведения (табл. 4).

Таблица 4 Коэфицинти приведения к расчетной нагрузке

Вид транспортного средства

3.3. Тяжелые

(сдвигоустойчивость)

3.3.1. (задняя ось 11,5 т.)

3.3.2._(задняя ось 13 т.)

3.3.3.

ШШ

(тележка 20 т.)

3.3.3.

(тележка 26 т.)

3.3. Тяжелые

(упругий прогиб)

3.3.1. (задняя ось 11,5 т.)

3.3.2._(задняя ось 13 т.)

3.3.3._(тележка 20 т.)

3.3.3._(тележка 26 т.)

Коэффициенты приведения к расчетной нагрузке

1,35

2,99

4,06

6,72

1,36

2,09

2,55

4,67

1,65

2,15

2,84

4,70

0,84

1,31

1,51

1,27

1,64

2,12

0,55

1,01

1,01

1,84

Таким образом, предложенная методика позволяет производить выбор расчетной нагрузки, на которую необходимо рассчитывать дорожную одежду.

Влияние величины и количества приложений транспортной нагрузки на интенсивность накопления деформаций в дорожном покрытии

Температурные трещины. Выполненные обследования дорожных покрытий г. Минска и ряда загородных дорог, находящихся долгое время в эксплуатации, общей площадью более 1 млн. м2 показали, что отсутствует какая либо зависимость между составом и интенсивностью транспортного

К^ЮР Кпр115 ^130

3

2

п

потока и количеством трещин на обследуемом участке автомобильной дороги (рис. 3)

Рис. 4. Расчетная схема к определению напряженно-деформированного состояния

¡но ■ко

еч

Я Я

N я

03

=3

ем

♦

Удельная площадь температурных трещин

Рис. 3. База значений, полученных по результатам обследований

Трудность оценки влияния транспортной нагрузки на процессы температурного трещинообразо-вания усложняются тем, что напряжения от действия транспортной нагрузки и перепадов температуры находятся в разных точках температурно-временного спектра и привести их к единому критерию можно по условию

(

1 - Е,

Е„

\

+ ст2

Í Е Л 1 - Еи Е

= Rp

(7)

где о1 и о2 - температурные напряжения от действия транспортной нагрузки; Ед и Е2 - модули релаксации асфальтобетона при охлаждении и воздействии транспортной нагрузки; Ес - максимальный модуль, реализуемый во всем диапазоне температур; Кр - прочность при условиях деформирования, соответствующая режиму охлаждения.

Значение Ея составляет в среднем 200 МПа, Е2 -6000-8000 МПа, значение Ес - 10000 МПа.

Для выполнения анализа зависимости (7) было выполнено исследование напряженного состояния дорожной одежды на действие транспортных нагрузок различной величины.

В результате была разработана расчетная схема следующего вида (рис. 4).

Используя данные рисунка 5 и зависимость (7) можно выполнить анализ влияния транспортной нагрузки на температурные напряжения.

В результате проведенных исследований была получена зависимость напряжений в верхней зоне материала дорожного покрытия от действия нагрузки различной величины (рис. 5). При этом напряжения складывались геометрически из двух составляющих (растягивающие напряжения, действующие по оси X и У)

=

2 2 Ох + Оу

(8)

где Ор - суммарные растягивающие напряжения, действующие в верхней части покрытия;

03

я я

К (—I

X В

св

О

ЕС

£ 5 О

К о & £

Э я

5 й

СЧ Он

н оэ

О 03 =3

ем

«с

65

□ ¿Л М

II 1Л

и

о-зс и

^ л* У- Iй . Т

* г V "

/V ^ 0

г

щв т.» 11,:«

Отношение модуля слоя и основания (Е1/Е2)

Рис. 5. Зависимость растягивающих напряжений в верхней части слоя от действующей нагрузки и жесткости слоев

При нагрузке в 10 тонн получим

ст.

1 - Ек

Е„

+ ст2

Í Е Л 1 - Ел Е

0,511 V 0,48 Í1 - 7000

10000) 0,495 + 0,144 = 0,64.

При нагрузке 13 тонн получим

ст,|1 - ^^стЛ! - Е'2

10000

Ее

Ее

А СМ 100 ^ А X 7000

0,51 1--1 + 0,61 1 -■

10000

10000) 0,495 + 0,18 = 0,675.

В результате получаем, что «вклад» транспортной нагрузки в температурные напряжения не превышает 10 - 30 %. Переход от нагрузки 10 тонн на 13 тонн приведет к увеличению напряжений всего на 5 % и является незначительным. Данная ситуация объясняет несущественную зависимость температурного трещиноообразования от интенсивности движения.

ст

Однако, положение может измениться если рассматривать напряженно-деформированное состояние при появившейся температурной трещине. Тем более, что на практике дорожные покрытия с температурными трещинами эксплуатируются в 90 % случаев. Расчетная схема представлена на рис. 6.

О- Е. || 15 —

0 5 см 1 Ен 1 СЫ Еэ 0.& -игу

50

Рис. 6. Расчетная схема к определению напряженно-деформированного состояния

Проведенные расчеты показали, что наличие температурной трещины изменяет вид напряженного состояния и ведет к повышению абсолютных значений напряжений. На рис. 7 приведена зависимость, показывающая отношение напряжений в верхней части покрытия с наличием трещин и без них. На величину растягивающих напряжения в верхней части слоя оказывает влияние расстояние между трещинами и расчетная нагрузка.

1 м

1.35

по

1

о

00 ип

СЛ

м

СЛ

1 и

1 МЛ

1 йй

у' г^

>

Х-

^-

~Чу -1»

11 д

Нагрузка на ось, т

1 - ^ Ее

+ ст.

1

Е

Et 2

Ее

= 0,51 1 -

100 ^

г

10000

+0,831 1 - -7000 1= 0,495 + 0,25 = 0,75.

10000

Таким образом, при наличии температурных трещин влияние уровня транспортной нагрузки существенно возрастает.

Используя теорию надежности оценим, насколько увеличится объем температурных трещин при переходе от уровня нагрузки 10 тонн к 13 тоннам.

Коэффициент запаса можно определить по условию

R„

Кз ,

стт

(9)

где Кр - прочность асфальтобетона на растяжение при температурном охлаждении, равная в среднем 1,0 МПа. сТ - температурные напряжения с учетом действия транспортной нагрузки.

Для нагрузки 10 тонн

Кз =

Для нагрузки 13 тонн:

0,8 0,66

= 1,2.

Кз =-08 = 1,07. з 0,75

Используя квантиль кривой нормального распределения, получим, что уровень надежности снижается с 0,90 до 0,65.

Следовательно, площадь покрытия, ного трещинам увеличится на 25 %.

подвержен-

При переходе от нагрузки 10 тонн до нагрузки 11,5 тонн подобная площадь увеличится на 13 %.

Рис. 7. Зависимость, показывающая отношение растягивающих напряжений в верхней части слоя покрытия с наличием трещин и без них

Произведем вышеприведенный анализ по вкладу напряжений от действия транспортной нагрузки на температурные напряжения.

При нагрузке в 10 тонн

( Е Л

1 - ^

Ее

+ ст.

( Е Л 1 _ Еи

Ее

0,511 V0,52¡1 - 7000

10000) 0,495 + 0,16 = 0,66.

При нагрузке 13 тонн

10000

Усталостные трещины. Усталостные деформации обусловлены повторными воздействиями транспортной нагрузки, накоплением повреждаемости в структуре материала и последующим разрушением. Данные деформации одни из наиболее опасных, поскольку практически не подлежат ремонту и ведут к быстрому выходу дорожной одежды из строя.

Повреждаемость - накопление в структуре материала конструктивного слоя дорожной одежды в процессе ее эксплуатации дефектов, ведущих, при определенном их объеме, к недопустимым деформациям или разрушению. Вначале дефекты накапливаются на микроуровне, затем они объединяются и приводят к макроразрушениям.

Количественной характеристикой повреждаемости является уровень повреждаемости.

ст

ст

Характерно, что зафиксировать уровень повре-

ждаемости путем измерения модуля невозможно. В результате возникает ситуация когда при одинаковом прогибе дорожной одежды (модуля) в одном случае покрытия нужно ремонтировать через 2 года, во втором через 6 лет.

Таким образом, для получения объективных результатов при измерении прочности эксплуатируемой дорожной одежды обязательно необходима оценка качества имеющихся материалов (хотя бы в основных связующих точках) и определение фактического модуля. Следует также оценить имеющийся уровень повреждаемости материала покрытия, с целью правильного назначения сроков ремонта и расчета слоев усиления.

Кинетика накопления повреждаемости зависит от температуры, уровня и времени действия напряжения, режима его приложения, структурных особенностей материала. Такое положение приводит к необходимости составления и решения сложных кинетических уравнений, которые необходимо определить экспериментально, что существенно усложняет инженерные расчеты.

Оценку изменения свойств материала и уровень достигнутой повреждаемости можно проводить с помощью некоторого скаляра ш , определяемого из

Ш = ^,

V

(10)

где Я( - свойства материалов в процессе механического воздействия; Я0 - исходные свойства.

Когда ш =1, повреждения в структуре материала отсутствуют, когда ш ^ 0, происходит разрушение.

Расчет производился путем оценки накопленного уровня повреждаемости от действия транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов и приведения их к единому критерию с учетом эффекта обращения связей.

Основными факторами, определяющими накопление усталостных деформаций, являются предельная структурная прочность материала и уровень повреждаемости.

Для оценки влияния параметров транспортной нагрузки на накопление усталостных деформаций, были выполнены исследования напряженно-деформированного состояния дорожных одежд при различных уровнях нагрузки в весеннее-осенний период в соответствии с расчетной схемой, подобной представленной на рис. 4.

В результате расчетов было установлено, что растягивающие напряжения для верхнего слоя покрытий могут возникать как в нижней части слоя, так и в его верхней части. Зависит это от толщи-

ны слоя и условий сцепления его со слоем находящимся ниже.

Для полученных значений напряжений были выполнены расчеты уровня повреждаемости при различных условиях действия транспортной нагрузки. По данным расчетов была получена зависимость (рис. 8).

- Пред.

1 « 2 о,а

о

/

12 15

Срок службы покрытия, лет

Рис. 8. Зависимость уровня повреждаемости от срока службы и осевой нагрузки

Анализ данных рис. 7 показывает, что при переходе на нагрузку 11,5 тонн срок службы дорожной одежды только по развитию усталостных деформаций снизится с 18 до 11 лет, а при переходе на нагрузку в 13 тонн срок службы составит уже 7 лет.

Сдвиговые деформации. В качестве основного фактора (при постоянной расчетной схеме) влияния транспорта на появление (накопление) пластических деформаций выступают: удельное давление и нагрузка на колесо (диаметр отпечатка). Остальные факторы взаимосвязаны друг с другом и могут быть выражены через соответствующую замену и подстановку. Удельное давление на покрытие возрастает с повышением давления в шине и ростом нагрузки на колесо. При этом рост нагрузки на колесо (при прочих равных условиях) оказывает меньшее влияние на повышение контактного давления по сравнению с ростом давления воздуха (рис. 9).

Рис. 9. Зависимость контактного давления (Рс) от давления воздуха в шине (Р„) и нагрузки на колесо (<0)

Так, при увеличении в 2 раза нагрузки на колесо при неизменном внутреннем давлении, давление по

площади отпечатка возрастает примерно на 10 %, в то время как при увеличении в 2 раза внутреннего давления в шине при равной нагрузке на колесо - на 40 - 45 %. Связано это с тем, что при уменьшении давления воздуха в шине происходит рост площади и изменение конфигурации отпечатка колеса. Рост нагрузки на ось с 10 до 13 тонн (колесо спаренное, давление воздуха в шине 0,5) снижает коэффициент запаса материала из условия сдви-гоустойчивости на 2 - 5 % (рис. 10). При этом возможная площадь и размеры пластических деформаций практически не изменятся.

Если же при нагрузке в 10 тонн увеличить удельное давление воздуха с 0,5 до 0,75 МПа, то коэффициент запаса материала из условия сдвиго-устойчивости снизится на 10 - 15 %, а при увеличении с 0,5 до 1,0 на 30 - 40 %. Чтобы снизить коэффициент запаса на такую же величину при постоянном давлении необходимо увеличить нагрузку на ось с 10 тонн до 22 тонн. То есть, увеличение давления воздуха в шине более опасно, чем рост нагрузки на ось.

ду высокой температуры покрытия достичь этого не всегда удается. Когда соотношение жесткостей покрытия и нижнего слоя становится меньше 1,5 ситуация меняется на обратную.

2000 3000 4000 5000

Нагрузка на колесо, кгс

Рис. 10. Зависимость требуемого коэффициента сцепления от нагрузки на колесо и давления воздуха в шине

Схема расположения слоев дорожной одежды и свойства материалов данных слоев при расчетной высокой температуре оказывают влияние на величину напряжений и деформаций, а следовательно и на кинетику накопления пластических деформаций. Конструкционные особенности дорожной одежды связаны с несовпадением точек максимума касательных напряжений с максимумом нормальных напряжений, действующих в одной плоскости, а наибольшая их разница может наблюдаться в различных частях дорожной конструкции в зависимости от соотношения свойств материалов конструктивных слоев (рис. 11).

Во всех случаях увеличение жесткости основания положительно сказывается на устойчивости к колееобразованию материала покрытия. При более высокой жесткости материала покрытия по сравнению к жесткости нижнего слоя, что характерно для существующих дорожных одежд, прочность сдвигу покрытия по сравнению с нижним слоем должна быть выше на 30 - 35 %. Вви-

Рис. 11. Величина внутреннего сцепления материалов слоев дорожного покрытия

Коррозионные разрушения. Для расчета уровня повреждаемости от совместного воздействия транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов разработана физическая и математическая модель, позволяющая привести к эквивалентному критерию различные факторы воздействия.

Модель основана на приведении энергии к эквиваленту через уровень работоспособности и представлении материала как системы с комплексным набором упругих, вязких и пластических связей, чередующихся по последовательной и параллельной схемам.

Проведенные расчеты показали, что транспортная нагрузка оказывает влияние на процессы деструкции асфальтобетона от действия погодно-климатических факторов.

Так, если материал разрушается от действия 400 циклов замораживания-оттаивания, то при 100 000 воздействия транспортной нагрузки разрушение происходит уже при 250 циклах. То есть площадь, подверженная коррозии при прочих равных условиях может увеличиться на 40 и более процентов.

При увеличении нагрузки на ось с 10 до 13 тонн коэффициент морозостойкости снижается соответственно (рис. 13):

срок службы - 3 года, водонасыщение а/б - 6,5 %, интенсивность движения 250 авт/сут - с 0,94 до 0,88; интенсивность движения 750 авт/сут - с 0,75 до 0,32;

срок службы 15 лет, водонасыщение 2,5%, интенсивность движения 250 авт/сут - с 0,93 до 0,86; 750 авт/сут - с 0,68 до 0,11.

Расчетная интенсивность движения, авт/сут

Рис. 12. Зависимость коэффициента морозостойкости асфальтобетона с водонасыщением 6,5% от интенсивности воздействия транспортных нагрузок различного значения для срока службы 3 года

|—Р=10л №=29% То1=15лег—Р=11,9т №=29% Тсл=15лет Р= 13т №=29% Тсл=15лег|

Расчетная интенсивность движения, авт/сут

Рис. 13. Зависимость коэффициента морозостойкости асфальтобетона с водонасыщением 2,5% от интенсивности воздействия транспортных нагрузок различного значения для срока службы 15 лет

Как видно из приведенных данных, транспортная нагрузка оказывает значительное влияние на коррозионную устойчивость асфальтобетонов в покрытии. При переходе с 10 до 13 тонн значение

коэффициента коррозионной стойкости снижается на 6 - 90 % в зависимости от интенсивности движения и свойства асфальтобетона. Наибольше влияние отмечается при интенсивности движения свыше 500 авт/сут.

Для таких транспортных условий водонасыщение асфальтобетонов не должно превышать 2,5 - 3 %.

Выводы

Проведенные исследования указывают на достаточно разнообразное влияние величины и количества приложений транспортной нагрузки на процессы деструкции в материале конструктивных слоев дорожных одежд и процессы образования деформаций различного вида. Все это указывает на то, что при проектировании дорожных одежд необходим комплексный подход, учитывающий не только накопление деформаций одного вида, а комплекса деформаций с учетом изменяемости свойств материалов слоев (особенно асфальтобетонов) в зависимости от температуры и скорости деформирования, на что направлены наши исследования в настоящее время.

Литература

1. Прочность и долговечность асфальтобетона /

Под ред. Б.И. Ладыгина и И.К. Яцевича. -Минск: Наука и техника, 1972. - 288 с.

2. Асфальтобетон. Сдвигоустойчивость и техноло-

гия модифицирования полимером / Г.А. Бон-ченко. - М.: Машиносторение, 1994. - 176 с.

3. Мозговой В.В., Радовский Б.С. Определение

напряжений в покрытии как вязкоупругом слое при колебаниях температуры // Исследования по механике дорожных одежд: Тр. СоюздорНИИ. - М., 1985. - С. 121-132.

4. Губач Л.С., Пономарева С.Г. Условия и крите-

рий низкотемпературной трещиностойкости дорожных асфальтбетонов // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура. - 1985. -№ 12. - С. 98-101.

5. Веренько В.А. Дорожные композитные мате-

риалы. Структура и механические свойства / Под ред. И.И. Леоновича. - Минск: Наука и техника, 1993. - 246 с.

Рецензент: В.К. Жданюк, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 15 сентября 2006 г.