Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время в России доминирующими среди усовершенствованных типов покрытий автомобильных дорог являются асфальтобетонные, фактические сроки службы которых зачастую ниже нормативных. Одной из основных причин преждевременного разрушения асфальтобетона в покрытии является образование трещин в процессе эксплуатации дорог. Трещины не только снижают несущую способность дорожной одежды, но и являются очагом для развития деформаций и разрушений покрытий автомобильных дорог.
Многолетние наблюдения за состоянием дорожных покрытий на юге России показали, что через 3-5 лет эксплуатации в них образуются поперечные трещины при колебании средних зимних температур в интервале от 0 до-10 С.
Известно, что образование поперечных трещин связано с климатическими условиями эксплуатации - низкими зимними температурами.
Проведенные исследования позволили установить, что ускоренное трещинообразование асфальтобетона в покрытии на юге России связано с потерей деформативной способности асфальтобетона вследствие старения вяжущего и многочисленными переходами температуры через 0С, что способствует ускоренному разрушению структуры асфальтобетона в верхнем слое покрытия.
В настоящее время в методиках расчета дорожных конструкций отражены вопросы обеспечения усталостной долговечности асфальтобетонных покрытий, при этом влияние климатических факторов, обуславливающих процессы старения органического вяжущего, на трещиностойкость асфальтобетона в покрытии исследованы недостаточно полно.
В связи с этим, обеспечение длительной трещиностойкости асфальтобетона в покрытии автомобильных дорог и пути улучшения его свойств применительно к климатическим условиям юга России на стадии строительства дорог являются актуальными.
Цель и задачи исследования.
Цель диссертационной работы - теоретическое и экспериментальное исследование длительной трещиностоикоспш асфальтобетона дорожных покрытий и определение способов ее повышения с учетом климатических факторов эксплуатации асфальтобетона.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-провести анализ факторов, обуславливающих длительную трещиностойкость асфальтобетона дорожных покрытий автомобильных дорог;
разработать показатель длительной трещиностойкости асфальтобетона при заданных климатических условиях;
исследовать влияние старения асфальтобетона на его длительную трещиностойкость;
разработать метод оценки длительной трещиностойкости, моделирующий климатические условия эксплуатации в дорожных покрытиях;
провести экспериментальные исследования длительной трещиностойкости асфальтобетонов, приготовленных с использованием модифицирующих добавок;
-разработать рекомендации по обеспечению длительной трещиностойкости асфальтобетона дорожного покрытия;
- апробировать полученные результаты в климатических условиях юга
России.
Объект исследования — асфальтобетон дорожных покрытий автомобильных дорог, эксплуатируемый в климатических условиях юга России.
Научная новизна работы: -установлен механизм влияния процессов старения на длительную трещиностойкость асфальтобетона, заключающийся в снижении деформативных свойств и прочности на растяжение асфальтобетона;
разработан метод испытания асфальтобетона для оценки длительной трещиностойкости, моделирующий годовой цикл температурно-влажностного воздействия, учитывающий климатические факторы района строительства;
предложен показатель длительной трещиностойкости асфальтобетона, позволяющий определять снижение трещиностойкости асфальтобетона в процессе эксплуатации при воздействии заданных климатических факторов.
Достоверность результатов, содержащихся в диссертации, и рекомендаций обеспечена совокупностью экспериментальных исследований, выполненных на современном оборудовании и сходимостью полученных экспериментальных и расчетных данных.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в следующем:
предложенный показатель длительной трещиностойкости асфальтобетона позволяет на стадии строительства осуществлять подбор наиболее трещиностойкого асфальтобетона, предназначенного для укладки в верхний слой покрытия дорожной одежды;
разработан метод лабораторных испытаний длительной трещиностойкости асфальтобетона с использованием стандартного оборудования;
разработан расчетно-экспериментальный метод определения минимального количества циклов нагружения асфальтобетона до образования трещины с учетом комплексного воздействия климатических факторов и транспортной нагрузки в процессе эксплуатации, позволяющий прогнозировать развитие разрушения асфальтобетона в покрытии.
предложены рекомендации по повышению длительной трещиностойкости асфальтобетона дорожного покрытия в условиях юга России;
-получен патент 2299417 РФ, МПК G 01 N 3/32. Способ оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях / С. К.
Илиополов, Е. В. Углова, М. Г. Селезнев, О. В. Дровалева, П. С. Пляка, Б. В. Бессчетнов. - 2005122070/28; Заявлено 12.07.2005; Опубл. 20.05.2007. Бюл. № 14. Приоритет 12.07.2005. -С. 5. На защиту выносятся:
результаты экспериментальных и теоретических исследований влияния климатических факторов на длительную трещиностойкость асфальтобетона дорожных покрытий;
метод лабораторных испытаний для исследования изменения длительной трещиностойкости асфальтобетона в верхнем слое покрытий с учетом воздействия климатических факторов.
Реализация работы
Результаты исследований внедрены при капитальном ремонте участков автомобильной дороги III технической категории «г. Азов - с. Александровка -ст. Староминская» (км 17+500 - 22+000), находящейся на балансе ГУП РО «Азовское ДРСУ» в 2006 году с предложением по введению улучшающей полимерной добавки регранулята полимерного этилен-пропилена (РПЭП).
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы представлялись и обсуждались на Международных научно-практических конференциях "Строительство" (Ростов-на-Дону, 2005, 2006, 2007, 2009 и 2010), на 3-й Всероссийской научно-технической конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды» (г. Пермь, 2005), на Международной научно-технической конференции «Современные технологии и материалы в дорожном хозяйстве» (г. Харьков, 2006).
Публикации
По теме диссертационных исследований опубликованы 10 печатных работ, в том числе 2 публикации в журналах, рекомендованных ВАК. Получен патент на изобретение.
Структура и объем диссертации
Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы из 164 наименований, из них 24 на иностранных языках, содержит 199 с. машинописного текста, 38 рисунков, 36 таблиц и 2 приложения.
