Введение к работе
і 5 404
Актуальность работы
Одним из основных видов повреждений дорожных покрытий является их преждевременный износ под истирающим воздействием колес транспортных средств, в сочетании с изменяющимися метеорологическими условиями окружающей среды.
Наблюдаемый в последние годы значительный рост автомобильных перевозок вызвал существенное увеличение интенсивности движения на значительной части дорог Появление большого количества современных скоростных автомобилей с улучшенными динамическими характеристиками и увеличение доли автомобилей особо большой грузоподъемности в значительной мере ускорили разрушение автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием. На асфальтобетонных покрытиях дорог все чаще наблюдаются пластические деформации, колеи и трещины, ускоряется их износ. В результате ухудшается транспортно-эксплуатационное состояние дорог, снижается скорость движения, повышается себестоимость перевозок автомобильным транспортом, все большие расходы требуются на ремонт дорожных покрытий.
Длительное время при исследовании процесса разрушения покрытий наибольшее внимание уделялось изучению трещинообразования и накоплению пластических и остаточных деформаций в слоях дорожных одежд и земляного полотна от воздействия движения грузовых автомобилей
Однако в последние годы на некоторых участках ряда многополосных магистралей г.Москвы, а также магистральных дорог Германии, Швеции, Финляндии и других стран зафиксировано появление колей на левых полосах, где в основном двигаются легковые автомобили. При этом образование колеи на этих полосах происходит более интенсивно, чем на правых. Можно предположить, что причиной этого является не накопление остаточных деформаций в слоях дорожной одежды, а более интенсивный процесс износа поверхности покрытия при движении высокоскоростных легковых
автомобилей.
Отсюда возникает необходимость изучения процесса износа дорожных покрытий под истирающим воздействием колес автомобилей с учетом климатических факторов и разработки метода его прогнозирования.
Дополнительными факторами, побуждающими исследование данного процесса, являются усиленный износ и образование колей на дорогах, расположенных в пересеченной местности с резкими изменениями рельефа, температуры и влажности, на участках торможения и резкого старта автомобилей, что можно объяснить увеличением сил трения, возникающих в зоне контакта колеса автомобиля с поверхностью дорожного покрытия
В выполненных к настоящему времени исследованиях недостаточное внимание уделено учету влияния температуры и влажности покрытия на его износ, хотя хорошо известно их влияние на прочностные свойства асфальтобетона.
Результаты исследований по износу асфальтобетонных покрытий и метод его прогнозирования могут быть использованы для корректировки требований к материалам и конструкциям дорожных покрытий, с целью повышения их долговечности.
Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертации является разработка методики прогнозирования износа дорожных покрытий с учетом типов асфальтобетона, интенсивности и состава движения, температуры и влажности покрытия.
Для достижения этой цели решались следующие задачи.
-
Провести анализ выполненных исследований по износу дорожных покрытий.
-
Уточнить особенности механизма взаимодействия колес автомобиля с поверхностью дорожного покрытия для прогнозирования истирания последнего.
-
Провести экспериментальные исследования влияния температуры и влажности на процесс истирания асфальтобетона.
-
Количественно оценить влияние интенсивности и состава потока автомобилей и распределения следов шин по ширине дороги на износ асфалатобетонШУтіокрьітий.
; 4 4,,'tftft.JHtt ;
«.4 л «Й.* і
5 *»« W «V»
5
5. Разработать методику прогнозирования износа
асфальтобетонного покрытия с учетом влияния температуры, влажности покрытия и параметров транспортного потока. Научная новизна работы
Экспериментально установлены зависимости износа асфальтобетона от его типа, температуры и влажности.
Уточнены особенности взаимодействия автомобиля с поверхностью дорожного покрытия и даны предложения по их учету при прогнозировании износа.
Предложена математическая модель распределения следов колес автомобилей по ширине проезжей части дороги.
Разработана методика прогнозирования износа асфальтобетонных покрытий с учетом влияния температуры, влажности и параметров транспортного потока.
Практическое значение диссертационной работы Методика прогнозирования износа асфальтобетонных покрытий позволяет оценивать износ конструкции дорожных покрытий на стадии проектирования, строительства и эксплуатации дорог. В частности проектные организации и эксплуатационные службы смогут устанавливать, какая часть общей глубины колеи вызвана износом и, тем самым, более эффективно выбирать материалы для строительства и ремонта покрытий.
Реализация работы. Методика определения износа была реализована на участке автомобильной дороги М-1, Москва-Минск в процессе ее эксплуатации.
Теоретические положения диссертационной работы, методика прогнозирования и определения износа асфальтобетонных покрытий с учетом истирающего воздействия колес автомобилей и влияния климатических условий местностей использовались на кафедре «Строительство и эксплуатация дорог» МАДИ (ГГУ) в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 29 10 00
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 58-, 59-й научно-методической и научно-исследовательской конференциях МАДИ (ГТУ) в 2000-2001гг.
На защиту выносятся:
уточнение теоретического подхода к прогнозированию износа дорожных покрытий от воздействия колес различных типов автомобилей;
экспериментальные зависимости износа асфальтобетонных покрытий от температуры, степени увлажнения, типа асфальтобетона и каменного материала;
принципы учета водно-теплового режима покрытия при прогнозировании износа;
методика прогнозирования износа асфальтобетонных покрытий с учетом истирающего воздействия колес автомобилей, температуры и влажности.
Публикации. Опубликовано 8 научных статей, в том числе по результатам выполненных исследований - 4 научные статьи.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов и задач для дальнейших исследований, изложена на 249 страницах машинописного текста, содержит 82 рисунка, 43 таблицы и 5 приложений, библиографический список из 120 наименований.
