23. Основные источники увлажнения дорожной конструкции. Закономерности изменения водно-теплового режима.
На автомобильных дорогах помимо транспортных средств воздействуют и природные факторы – климатические, гидрологические, гидрогеологические. Они имеют определяющее значение при оценке прочности и долговечности дорожных сооружений (дорожной одежды, земляного полотна и искусственных сооружений).
Воздействие факторов внешней среды определяет формирование вводно-теплового режима. В процессе эксплуатации дороги земляное полотно и дорожная одежда периодически увлажняется или просыхает, охлаждается или нагревается, замерзает или оттаивает. Совокупность этих процессов, вызывающих тепло-массообмен называется вводно-тепловым режимом (ВТР) дороги.
Опасные действия ВТР – разуплотнение и снижение прочности грунтов, образование просадок весной и пучин зимой, возникновение трещин в покрытии и др.
В
ТР
изменяется в течение года, поэтому в
различные периоды года автомобильная
дорога работает в различных условиях
и её работу можно характеризовать
четырьмя периодами.
I период (осень) – до начала промерзания происходит охлаждение и интенсивное увлажнение осадками, диффузией паров к основанию дорожной одежды. Влажность возрастает, плотность и прочность грунта уменьшаются
II период (зимний) – идет дальнейшее охлаждение и замерзание грунта. Влажность увеличивается вследствие притока влаги снизу к границе промерзания.
III период (весенний) – начинается оттаивание грунта. Начинается фазовое превращение влаги (из льда в жидкую фазу) и интенсивное перераспределение влаги. Влажность наибольшая на границе талого и мерзлого грунта. Плотность грунта и его прочность наименьшая.
IV период (летний) – происходит интенсивное нагревание дорожной одежды и земляного полотна. Влажность грунта снижается и достигает наименьших значений.
Методы регулирования ВТР.
1. Возвышение бровки земляного полотна.
2. Понижение уровня грунтовых вод.
3. Устройство теплоизолирующих слоев (морозозащитных).
4. Гидроизоляционные слои.
5. Капилляропрерывающие слои.
6. Дренирующие слои.
24. Методы оценки транспортно-эксплуатационных показателей (ровности, шероховатости, коэффициента сцепления дорожных покрытий и прочности дорожных одежд)
Для оценки ровности и сцепных качеств применяют сплошной и выборочный контроль.
Сплошной контроль выполняют передвижными лабораториями, выборочный – как передвижными лабораториями, так и портативными приборами.
Существует большое количество разнообразных по конструкции приборов оценки ровности покрытий: рейки, профилографы, профилометры, нивелиры – регистрирующие геометрические параметры; различные толчкомеры, акселерометры – измеряющие колебания и перемещения отдельных элементов автомобиля; инерционного действия, динамически преобразующие продольный профиль дороги – конструкции МАДИ.
Методы измерения ровности разделяются на контактные, бесконтактные, дискретные, непрерывные, простые и с анализирующими устройствами.
Конструкция толчкомера и методики оценки ровности.
Динамический прицеп ПКРС-2У и методика оценки ровности.
3-метровая рейка с клином – методика оценки ровности.
Прочность дорожной одежды оценивается модулем упругости. фактическая прочность дорожной одежды определяется измерением прогиба под колесом груженого автомобиля или под жестким штампом при его нагружении статической нагрузкой.
Методы определения прочности дорожной одежды:
1. Расчетный – по кернам, вырубкам, пробам материалов.
2. По упругому прогибу:
- высокоточное нивелирование;
- прогибомеры (МАДИ-ЦНИЛ, КП-204);
- фотоэлектропрогибомеры (СибАДИ, МАДИ);
- метод непрерывного измерения прогибов (с помощью передвижных лабораторий Лакруа. ХАДИ).
3. Динамический метод: УДНК, КП 502 МП (Дина).
Метод измерения прогибов прогибомером МАДИ-ЦНИЛ.
.
Методы измерения коэффициента сцепления.
1. Косвенный метод – через шероховатости покрытия (песчаное пятно, дренометр США, игольчатый прибор ИП-3, 4, 5; лазерный луч, стереофотография, метод слепков, профилографы и т.д.).
2. Непосредственный метод:
а) с помощью динамометрических прицепов (ПКРС, ПКРС-2У, КП-511, МАДИ-8 и т.д.);
б) с помощью портативных приборов (ППКС-2, Леру, МП-3, ППК-2 и др.);
в) на лабораторных стендах.
Преимущества и недостатки этих методов.
В настоящее время имеются ГОСТы на измерение коэффициента сцепления приборами ПКРС-2У и ППК-2.
Методы измерения коэффициента сцепления прибором ППК-2.
Оценка эксплуатационного состояния покрытия и дорожной одежды производится по эксплуатационным коэффициентам Кпр, Кск, Кровности.