Вопрос 4

1. Влияние погодно-климатических факторов на работу дорожной одежды.

Дорожные одежды за время эксплуатации испытывают комплекс воздействий погодно-климатических факторов, которые влияют на структуру материала и свойства материалов конструктивных слоев и как следствие на состояние и работоспособность дорожных одежд.

К погодно-климатическим факторам можно отнести:

1. действие солнечной радиации;

2. влажность воздуха, грунта земляного полотна и дорожной одежды (конструктивных слоев);

3. понижение и повышение температуры воздуха и слоев дорожной одежды;

4. попеременное замораживание и оттаивание воды в порах материалов и грунте земляного полотна;

5. накопление влаги в грунтах, ее промерзание и увеличение в объеме (пучины).

Солнечная радиация обычно усиливает процессы полимеризации и поликонденсации вяжущих материалов. Это приводит к изменению свойств бетонов на их основе (старение). В результате снижается ресурс работы и долговечность материала.

Обычно с этими явлениями борются конструкционными методами, например, путем устройства защитных слоев (поверхностные обработки).

Более сложно влияет влажность и температура, связано это с ее колебаниями в течение года, месяца, суток.

Как видно из приведенных данных влажность и температура, а также прочность покрытий и грунтов не совпадает в своих экстремумах в течение года, например, наиболее высокая влажность и соответственно низкая прочность грунтов наблюдается весной, соответственно высокая температура покрытия и самая низкая его прочность летом.

Для более полного учета вышеуказанных особенностей оперируют понятием расчетного периода.

Расчетный период – это временной интервал, в течение которого наблюдается наиболее неблагоприятный режим работы дорожной одежды либо ее отдельных конструктивных слоев.

Продолжительность и сезон назначения расчетного периода зависят от принятых критериев и методик расчета дорожной одежды.

Понижение температуры воздуха ведет к охлаждению материалов конструктивных слоев. При охлаждении материал стремиться к сжатию (сокращению размеров), но в дорожной одежде конструктивные слои представляют собой защемленную ленту и свободное изменение размеров невозможно. Это приводит к появлению температурных напряжений и температурных трещин на покрытии.

Попеременное замораживание и оттаивание воды в порах грунта и слоев ведет к накоплению повреждаемости и деструкции материалов. В результате снижается прочность дорожной одежды, появляются коррозионные деформации (выбоины, ямы и др.).

Появление и развитие пучин ведет к снижению ровности покрытия и потере эксплуатационных качеств дорожной одежды.

Таким образом, дорожная одежда испытывает комплекс воздействий погодно-климатических факторов, которые необходимо учитывать при конструировании и расчете дорожных одежд.

Вопрос 5

5. Транспортные нагрузки, их характеристики и классификация.

По автомобильным дорогам обращаются транспортные средства различной конструкции, конфигурации, назначения и грузоподъемности, которые приводят к появлению напряжений и деформаций в конструктивных слоях, развитие повреждаемости в структуре и в последующем потери их прочности и несущей способности.

Каждое транспортное средство в виду особенностей его конструкции по разному влияет на напряженное состояние дорожной одежды, поэтому важно знать основные характеристики транспортных средств и их влияние на напряженное состояние.

К основным характеристикам транспортных средств относят:

1. грузоподъемность;

2. количество осей и колес на оси;

3. нагрузки на ось и колесо;

4. параметры и характеристики шин колеса.

Грузоподъемность автомобиль может достигать 60,0 тонн. Количество осей до 8-ми, нагрузка на ось – 13-15 тонн.

Очень важное значение имеет конструкция и характеристика шины автомобиля. При контакте с покрытием особое значение приобретает ширина и длина беговой дорожки шины.

Ширина беговой дорожки В мало зависит от грузоподъемности автомобиля и режима движения и определяется в основном конструкцией шины (В=20…30см).

Длина беговой дорожки L зависит как от конструкции шины, так и от нагрузки Qн. Связано это с тем, что в продольном направлении происходит деформация (смятие шины).

Таким образом, основными параметрами, характеризующими влияние транспортного средства на работу дорожного покрытия и дорожной одежды являются:

1. нагрузка на ось колеса расчетного автомобиля Q_о, Q_н;

2. эквивалентный диаметр и площадь круга D_э, F равновеликого отпечатку следа колеса;

3. удельное давление колеса на покрытие P.

На участках разгона и торможения, а также уклонах более 30‰ кроме вертикальной нагрузки Q_н может учитываться горизонтальная сила T_r.

Учет T_r способствует росту D_э и P. В расчетах принимается 0,75.