Билет №5
Деформации –это изменение размеров или формы тела без изменения его массы и потери сплошности
Разрушения- изменения размеров и формы тела с изменением его массы или потери сплошности.
Воздействие автомобилей на д/о.- Движение а\м явл. главной причиной деф. и раз. дорожной конструкции .Дороги так же разрушаются и от неблагоприятных природно-климатических факторов. При ровном покрытии д/о испытывает давление колес как кратковременную статическую нагрузку продолжительностью 0,01-0,5 сек . При высоких скоростях и большой интенсивности дв-ия нагрузки от колес а\м могут повторятся ч\з каждые 1,5-6 сек. На неровной поверхности давление колеса на покрытие то возрастает , то убывает по сравнению со статическим . Отношение напряжения, вызванного динамическим движением нагрузки к напряжению вызванному статическим движением наг. – наз. коэф. динамической нагрузки . При движении по ровной пов. коэф. динамичности не выходит за приделы 1,15 на неровной пр. ч. он возрастает до 3 в расчете 1,3 . Для оценки разрушающего действия а\м с различной осевой нагр. профессор Родовский предложил фор-лу суммарного коэффициента привидения
m-число осей, Gi-нагрузка на ось, Gp-расчетная нагрузка на ось.
Ксум= (Gi/Gр)
Напряженно –деформированное состояние –это состояние д/о зависит от ее конструктивных особенностей, структуры и свойств мат-ла. Слои д\о должны иметь стр-ру контактного коагуляционного и кристаллизационного типов. Для слоев и покрытий с контактным типом стр-ры наибольшие характерные просадки за счет доуплатнения и дезинтеграции фракции, истирания ,а на покрытиях – волнистость, выбоины, износ. Для слоев с коаугуляционным типом структуры наиболее характерны температурные трещины, дефор-ии в виде наплывов ,сдвигов и т. д. Физ-мех . св-ва мат-ов ,обработанных битумом , определяются особенностями связей , возникающих м\д отдельными зернами и зависит от св-в битума ,толщины пленки , а со временем от изменения его химического состава .
Старение мат-ла типа а\б происходит в 3 стадии : 1. нарастает прочность, водоустойчивость ,снижаются деформотивное св-во . 2. снижается водо и морозо устойчивость битумоминерального мат-ла без заметного снижения прочности .
3. резкое снижение прочности, повышение его водонасыщения , набухание и снижение водо и морозоустойчивости. Это приводит к коррозии покрытия, усиленному выкрашиванию минеральных частиц , обр-ю выбоин и разрушений. .В рез многократного приложения нагрузки происходит накопление минимальных деф-ий и накопление разорванных связей, далее это приводит к образованию в нижний части покрытия по полосам наката продольных мелких трещин , объединяющихся затем в большие ,образуя сетку трещин ,которые растут вверх и по длине . при дальнейших нагружениях трещина прох. сквозь покрытие и становится видимой на пов-ти пр. части.
Горизонтальные (тангенциальные) сжимающие и растягивающие напряжения служат причиной пластичных дефор-ий, а также разрушающей в верх слоях д\о (сдвигов , волн, наплывов и поперечных трещин по следам наката).Такие деф-ии особенно часты на тонких покрытиях толщиной до 8 см. Для слоев и покр. кристаллизационного типа более характ. восстанавливающиеся деф-ции и разрушения (трещины проломы , шелушение,истирание). В ц\б покр. напр. возник. под влиянием нагрузки и температуры воздуха ,что приводит к образованию коробления и трещинообразованию
Тр. средства воздействуют на дорогу обычно одновременно с факторами, зависящими от природно-климатических условий( водой, тем-рой, ветром).Закономерные изменения в течение года влажности и тем-ры называют водно-тепловым режимом.
В годовом цикле изменения вводно-теплового режима з\п выделяют 4 характерных периода : первоначальное накопление влаги в осенью ; промерзание , перераспределение и накопление влаги в з\ п зимой ; оттаивание з\п и переувлажнение грунта весной , просыхание з\п летом .
Д\о и з\п должны быть запроектированы т.о . что даже весной , т.е. в самый неблагоприятный период расчетного года ,обеспечивалось требуемая прочность конструкции и обладало необходимой морозоустойчивостью .
Различные природные условия влияют на характер службы дорожных сооружений и определяют их состояние. К природным факторам, влияющим на состояние дорожных сооружений, относят рельеф местности, почвенно-грунтовые, гидрогеологические условия и климатические условия. Рельеф местности, классифицируемый на равнинный, холмистый, горный и высокогорный, определяет преобладающий тип земляного полотна дороги (высоту насыпей, протяжение участков с выемками и их предельную глубину, косогорность и т.д.), а также вид водоотводных устройств и их эффективность. Почвенно-грунтовые условия различаются в зависимости от характера наслоений грунтовой толщи, вида и свойств грунтов. Гидрогеологические условия характеризуют расположение земляного полотна по отношению к уровню грунтовых вод, позволяют предопределять возможные оползни, обвалы, размеры пучинообразований и т.д.
Природные факторы в силу своей длительности и постоянства непрерывно воздействуют на все дорожные сооружения. Вода издавна считалась злейшим врагом дорог. Действительно, дорожникам чтобы обеспечить нормальные условия эксплуатации дорог и сохранить их сооружения, приходится бороться с водой во всех её видах, в условиях воздействия различных её факторов. Дожди, ливни, потоки воды от таяния снега размывают земляное полотно, откосы, канавы, подмывают сооружения (лотки, подпорные стенки, трубы и т.д.) и приводят к нарушению их работы и преждевременным разрушениям. Проникая в поры бетона, камня, кирпичной кладки и в другие материалы сооружений, вода при замерзании действует разрушающе. Такое же действие оказывают воздух и вода, особенно если они содержат агрессивные вещества, ускоряющие процессы выветривания и разрушения бетонных и каменных материалов, коррозию металла мостов и других сооружений. Эти воздействия могут быть длительными по времени, но под их влиянием все дорожные сооружения снижают свои первоначальные прочностные свойства и «стареют». Зимой в метели снег заносит дороги, прерывает движение и может быть причиной различных несчастных случаев.
Для организации и проведения работ, обеспечивающих хорошее эксплуатационное состояние дорог, необходимо знание природных условий каждого участка.
Вводно-тепловым режимом называют закономерные изменения во времени влажности и температуры в разных местах земляного полотна и дорожной одежды.
Чтобы обеспечить при эксплуатации дороги нормальные условия её службы, необходимо знание особенностей водно-теплового режима земляного полотна и дорожной одежды на каждом характерном участке дороги. В зависимости от влажности меняются физические и механические свойства грунтов земляного полотна и материалов дорожной одежды. При этом, как правило, с повышение влажности сверх определенных пределов снижаются механические показатели большинства грунтов и дорожных материалов. С повышение влажности грунты значительно изменяются как по своим свойствам, так и по видам, гранулометрическому составу и т.д.
Пучинообразование – это происходящее в зимний период, при переувлажнении грунтов земляного полотна, увеличение их в объёме за счёт замёрзшей воды, заполнившей поры и промежутки между частицами грунта, приводящие к подъёму дорожной одежды по сравнению с уровнем покрытия в летний период. Увеличение в объёме насыщенных водой грунтов происходит при переходе воды в лёд (как известно, при этом объём увеличивается на 1/11), который как бы раздвигает частицы грунта и вызывает увеличение объёма земляного полотна и поднятия дорожной одежды и покрытия. Пучинообразование, вызывающее поднятие дорожной одежды сверх допустимой для данной конструкции величины, приводит к значительным деформациям и даже разрушениям дорожной одежды.
В весенний период, при оттаивании и переувлажнении грунтов, дорожная одежда теряет свою несущую способность. При движении автомобилей (особенно тяжёлых грузовых ) по дорожной одежде со сниженной несущей способностью происходит её деформация, затем деформированная поверхность ещё больше взбугривается, прогибается, проламывается, растрескивается и интенсивно разрушается. В проломы и трещины проникает разжиженный грунт земляного полотна и при последующем движении дорожная одежда полностью разрушается, материал её перемешивается с грунтом земляного полотна и в результате дорожная одежда требует полной перестройки.
Для каждого участка назначают мероприятия, которые следует осуществлять в весенний период, чтобы сохранить дорожные одежды. Одновременно должны быть намечены(если необходимо) капитальные мероприятия по переустройству земляного полотна и дорожной одежды или их дополнительному обустройству (прокладка трубчатых воронок, укрепление обочин и т.д.), чтобы создать на этом участке благоприятный водно-тепловой режим дорожной одежды и земляного полотна.
Различают деформации разрушения д/о и покр. К первым относят пучины просадки проломы колеи разрушение кромок д/о. Ко вторым износ, шелушение выкрашивание сдвиги волны гребенки и трещины покрытия.
Шелушение – отделение чешуек и частиц материала и разрушение покрытия под действием колес автомобилей природных факторов с образованием микронеровностей до 5 мм.
Выкрашивание – отделение зерен мин мат из покр и образование пленки раковин от нескольких до 20 мм является началом поверхностного разрушения покрытия.
Выбоины – местные разрушения покрытия глубиной 20-100 и более мм с резко очерченными краями. Возникают из-за недостаточной связи м/у мин. и орг мат, недостаточное уплотнение, недоброкачественный материал особенно активно развивается в весенний период.
Сдвги – это неровности вызванные смещением материала покрытия при устойчивом основании. Чаще всего образуются в местах торможения а/м. Под действием касательных сил происходит сдвиг верхнего слоя, либо его сдвиг по поверхности нижнего слоя с образованием поперечных трещин по полосам наката.
Волны и гребенки – неровности в виде поперечных гребней и впадин с пологими краями. Образуются в местах торможения и разгона из-за излишней пластичности мат. Гребенки образуются на покрытиях переходного типа – это четко выраженные поперечные уступы, чередующиеся с углублениями.
Трещины поперечные, сквозные на всю ширину покрытия (температурные) возникают осенью или в начале зимы из-за резких колебаний температуры воздуха. Они расположены на пр.ч. на расстоянии 10-20 м.
Продольные трещины расположены ч/з 20-40 м. на полосах наката. В сочетании с поперечными трещинами ч/ 1-4 м на всю ширину пр.ч. образуются на покрытиях, содержащих орг. вяж. построенных на непрочных основаниях из грунтов или кам. мат. укрепленных минеральным вяжущим. Продольные трещины также возникают при плохом сопряжении двух полос покрытия.
Трещины продольные косые – возникают в результате недоуплотнения грунтов з/п или недостаточной прочности д/о.
Сетка трещин с мелкими ячейками на полосах наката с размером сторон 10-20 см. Бывают при слабом основании д/о. Главная причина – усталость д/о и их недостаточная прочность.
Трещины на ц/б покрытиях бывают поперечные сквозные продольные и косые сквозные, поверхностные и волосные усадочные.
Разрушение стыков – это обламывание кромок и выбивание заполняющей мастики.
Просадки – впадины глубиной 50-100 мм и более с пологой поверхностью, но без выпучивания образования трещин на прилегающих участках. Причины: неблагоприятные грунтово-гидрологические условия, недоуплотнение грунтов и слоев д/о, а также пропуск сверх нормативной нагрузки.
Проломы – разрушение д/о виде прорезей глубиной до 100 мм и более по полосам наката и выпучивание с боку проломов на высоту 50-100 мм
Мокрые проломы образуются вследствие переувлажнения и пластического течения материалов основания и грунта. Сухие образ. при недостаточной прочности д/о.
Колеи – деформации разрушения д/о виде небольших углублений по полосам наката. Колеи в дальнейшем превращаются в проломы.
Разрушение кромок – отдельные трещины и сетка трещины вдоль кромок, откол отдельных элементов, искажение поперечного профиля прикромочных полос.