15.Теоретические основы обеспечения надежности асфальтобетонных покрытий

Автомобильная дорога находится в сложных условиях напряжённого состояния от транспорта и погодно-климатических факторов. Высокий уровень надёжности дорожной одежды в целом ещё не гарантирует обеспечение высоких потребительских качеств в течение эксплуатации, поскольку надёжность д/о проверяется только по 3-м критериям прочности и практически не затрагивает надёжность материалов покрытия, которые кроме действия транспортной нагрузки испытывают непосредственное действие погодно-климатических факторов. Чтобы оценить надёжность материалов покрытия, можно использовать общие подходы теории надёжности, но адаптированы к конкретным материалам и условиям работы.

, где

Riф – фактические свойства материала покрытия, ответственные за тот или иной вид разрушений и деформаций;

Riтр – требуемые свойства по условию прочности.

Затем необходимо установить связь между коэф-ми запаса и уровнем надёжности, вычислить частные и общий уровень надёжности.

В настоящее время можно выделить следующие критерии прочности материала покрытия по устойчивости к деформациям и разрушениям:

1) критерий устойчивости материала покрытия к пластическим деформациям в летний период (устойчивость к колеям, гребёнке, наплывам);

2) устойчивость материала покрытия к температурным трещинам (крупные трещины с шагом 2-50м пересекающие всё покрытие);

3) устойчивость материала покрытия к усталостным деформациям (сетка трещин);

4) устойчивость к коррозийным деформациям (шелушение, выбоины, ямочность).

Необходимо иметь методику вычисления Кi по выше указанным критериям прочности, а также установить связь уровня надёжности с данными критериями.

Для условий РБ установлены зависимости между уровнями надёжности и критериями прочности, в частности по усталости к пластическим деформациям в качестве функции распределения применяется кривая Вейбулла. По распределению температурных трещин применяется лого-нормальная кривая. По сопротивлению усталостным трещинам – триоргулярная кривая. По сопротивлению коррозии – логистическое сопротивление.

Д анные кривые представлены в руководящих документах по диагностике материалов дорожного покрытия.

16.Применение геосинтетических материалов при устройстве дорожных одежд

В зависимости от конкретных условий и ставящихся целей дополнительные слои (прослойки) из ГМ устраивают на поверхности земляного полотна под дополнительным слоем основания, под нижним слоем несущего основания дорожной одежды, в верхних слоях основания или в слоях покрытия из различных видов асфальтобетонов, под слоем основания (покрытия) из сборных железобетонных плит, на обочинах. ГМ выполняют в этих случаях одну или несколько функций (армирование, защита, дренирование, гидроизоляция).

Защитно-дренирующие слои (прослойки) из ГМ на контакте между дополнительным слоем основания из песка и грунтом земляного полотна устраивают по всей ширине земляного полотна при строительстве или в зоне уширения при реконструкции. Для создания прослоек применяют, как правило, нетканые геотекстильные иглопробивные материалы толщиной не менее 3,5 мм. Создание защитно-дренирующих слоев (прослоек) позволяет ускорить отвод воды за счет ее пропуска по ГМ, имеющему на порядок более высокий коэффициент фильтрации, чем песок и за счет замедления (исключения) процесса взаимопроникания материалов дренирующего дополнительного слоя основания дорожной одежды и грунта земляного полотна (заиления дренирующего слоя).

Защитно-армирующие прослойки из ГМ под несущим слоем основания дорожной одежды, прежде всего, основания из крупнопористых материалов (щебеня, гравия, шлака) устраивают по всей ширине основания при строительстве или в пределах уширяемой части основания при реконструкции. Для создания прослоек применяют, как правило, геотекстильные материалы, к которым предъявляются повышенные требования с точки зрения показателей механических свойств - прочности при растяжении, стойкости к локальным воздействиям, а при выполнении функций армирования - также и модуля деформации. В отдельных случаях для армирования основания из крупнопористых материалов могут быть применены полимерные геосетки или пространственные георешетки. Создание защитно-армирующих прослоек позволяет предотвратить (сократить) проникновение крупнопористого материала основания в нижележащий грунтовый слой как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации. При достаточной жесткости (модуль деформации) ГМ за счет перераспределения действующих напряжений от временной нагрузки достигается повышение прочности.

Прослойки в верхних слоях основания или в слоях покрытия из различных видов асфальтобетонов устраивают по всей их ширине или в отдельных зонах, из нетканых геотекстильных материалов и геосеток.

Основная цель применения прослоек из нетканых геотекстильных материалов - повышение температурной трещиностойкости асфальтобетонных покрытий, а на этой основе - и срока их службы в случае, когда дорожная одежда разрушена трещинами температурного характера. Названная цель реализуется за счет создания высокодеформативной водонепроницаемой прослойки между блочным основанием и вновь устраиваемыми при ремонте (реконструкции) слоями усиления. Прослойка меняет условия на контакте слоев, препятствует образованию отраженных трещин, возникающих от температурной деформации основания во вновь устраиваемом покрытии, ограничивает приток воды в нижележащие слои в случае возникновения дефектов покрытия.

Для создания трещинопрерывающей прослойки применяют нетканые иглопробивные и термоупрочненные материалы. Основная цель применения прослоек из геосеток - армирование асфальтобетонных слоев за счет повышения сопротивления покрытия растягивающим температурным напряжениям и сопротивления растяжению при изгибе, изменения условий контакта в зоне трещины, а на основе этого - увеличение срока службы.

Прослойки из нетканых иглопробивных и термоупрочннных ГМ применяют под швами сборных железобетонных плит с целью исключения выплесков из-под них песка при нарушении его динамической устойчивости, предотвращения размыва песка под швами и кромками покрытия.

Защитно-армирующие прослойки из нетканых геосинтетических материалов, выполняющие в отдельных случаях также функции водоотвода (гидроизоляции), применяют при укреплении обочин с целью снижения расхода других строительных материалов, усиления конструкции укрепления, защиты его от водной эрозии, а рабочего слоя земляного полотна - от дополнительного увлажнения поверхностными водами, усиления прикромочной зоны дорожной одежды