Оценка влияния конструктивных решений на трещиностойкость асфальтобетонных слоев усиления цементобетонных покрытий автомобильных дорог тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат технических наук Агеев, Виталий Сергеевич

• Агеев, Виталий Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Агеев, Виталий Сергеевич

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований.

1.1. Оценка состояния автомобильных дорог с цементобетонным покрытием отремонтированных асфальтобетонными слоями усиления.

1.2. Анализ основных причин появления отраженных трещин в слоях усиления дорожных одежд.

1.3. Методы борьбы с отраженным трещинообразованием.

1.4. Методы визуальной оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорожных покрытий.

1.5. Выводы по главе. Цель и задачи исследования.

Глава 2. Усовершенствование методики назначения ремонтных мероприятий цементобетонных покрытий на основе визуальной оценки их эксплуатационного состояния.

2.1. Выбор основных критериев для оценки состояния цементобетонных покрытий

2.2. Оценка влияния дефектов дорожного покрытия на скорость движения автомобиля.

2.3. Методика визуальной оценки эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий

2.4. Назначение ремонта цементобетонных покрытий на основе визуальной оценки их эксплуатационного состояния.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование влияния конструктивных решений на повышение трещиностойкости асфальтобетонных слоев при усилении цементобетонных покрытий

3.1. Оценка влияния воздействия транспортных нагрузок и температурных факторов на образование отраженных трещин в асфальтобетонных слоях усиления.

3.2. Исследование напряженно-деформированного состояния системы "дорожная одежда" методом конечных элементов с различными мероприятиями по замедлению процесса образования отраженных трещин.

3.3. Оценка влияния конструктивных решений на образование отраженных трещин в асфальтобетонных слоях усиления

3.3.1. Влияние регулирования расстояния между швами и трещинами в цементобетонном покрытии на величину растягивающих напряжений в асфальтобетонном слое усиления.

3.3.2. Влияние выравнивающего слоя на величину растягивающих напряжений в асфальтобетонном покрытии.

3.3.3. Влияние армирования геосетками на величину растягивающих напряжений в асфальтобетонном покрытии

3.4. Численный анализ влияния конструктивных решений на трещиностойкость асфальтобетонных слоев усиления

3.5. Выводы по главе 3.

Глава 4. Опытно-производственная проверка и экономическая эффективность результатов исследований.

4.1. Задачи опытно-производственных работ.

4.2. Визуальная оценка эксплуатационного состояния цементобетонного покрытия автомобильной дороги.

4.3. Ремонт цементобетонных покрытий на экспериментальных участках.

4.4. Исследование состояния экспериментальных участков.

4.5. Экономическая эффективность результатов исследований

4.6. Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка влияния конструктивных решений на трещиностойкость асфальтобетонных слоев усиления цементобетонных покрытий автомобильных дорог»

Актуальность темы.

Большинство автомобильных дорог в России с цементобетонным покрытием были построены 30 и более лет назад. Через 10-15 лет эксплуатации на покрытиях начали появляться различные виды деформаций: шелушение, продольные и поперечные трещины, просадки, пучение. Преждевременное деформирование и разрушение дорожных одежд, низкие межремонтные сроки службы вызваны наличием целого ряда причин, к числу которых, в первую очередь, следует отнести: низкое качество технологии строительства; отсутствие качественных цементов, химических добавок; чрезмерное воздействие солевых растворов на ранней стадии твердения; рост осевых нагрузок автомобильного транспорта и увеличение интенсивности движения; недоучет разнообразия природно-климатических, грунтово-геологических условий России.

По данным Росавтодора около 71% цементобетонных покрытий не отвечают нормативным требованиям по ровности. Значительная часть покрытий исчерпала свою несущую способность и требует усиления. При ремонте цементобетонных покрытий требуется предварительно выполнять оценку их эксплуатационного состояния.

Высокая трудоемкость технологии ремонта жестких покрытий автомобильных дорог, стоимость материалов и производственного оборудования, а также отсутствие методики по оценки эксплуатационного состояния покрытий привело к перекрытию цементобетонных покрытий асфальтобетонными слоями.

Применение асфальтобетона для ремонта цементобетонных покрытий связано с целым рядом положительных факторов: технологичность устройства дорожного покрытия; полная механизация процессов изготовления и укладки смеси; открытие движения по устроенным покрытиям сразу же после уплотнения; возможность обеспечения необходимого сцепления колеса с поверхностью покрытия.

Вместе с тем слоям усиления из асфальтобетона присущи и серьезные недостатки. Одним из главных - образование в асфальтобетонных слоях усилений отраженных трещин, копирующих имеющиеся в основании швы или трещины. С течением времени трещины прогрессируют и служат причиной образования более существенных дефектов, снижающих транспортно-эксплуатационные характеристики покрытия.

В связи с этим требуется уточнение и усовершенствование методики оценки эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог и исследование влияния конструктивных решений на повышение трещиностойкости асфальтобетонных слоев усиления.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью решения важной проблемы, заключающейся в увеличении срока службы асфальтобетонных покрытий, устраиваемых на цементобетонном основании, и снижении затрат на содержание за счет повышения устойчивости асфальтобетонных слоев усиления к отраженному трещинообразованию.

Цель диссертационной работы - научное обоснование конструктивных решений, направленных на повышение трещиностойкости асфальтобетонных слоев усиления жестких покрытий и усовершенствование методики визуальной оценки эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог.

Задачи исследований.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы следующие задачи:

- выполнить анализ основных причин появления отраженных трещин в слоях усиления дорожных одежд;

- уточнить и усовершенствовать методику для оценки эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог;

- исследовать и обосновать влияние конструктивных решений на повышение трещиностойкости асфальтобетонных слоев усиления цементобетонных покрытий автомобильных дорог;

- оценить экономическую эффективность результатов исследований.

Научная новизна работы заключается в том, что: выполнена оценка влияния различных конструктивных мероприятий, направленных на снижение растягивающих напряжений в асфальтобетонных слоях усиления цементобетонных покрытий; численно обоснованы конструктивные решения по замедлению отраженного трещинообразования в асфальтобетонных покрытиях; уточнена и усовершенствована методика оценки эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог по визуальному осмотру деформаций и разрушений, позволяющая назначить соответствующий вид ремонтных работ жестких покрытий.

Достоверность исследований, научных положений и выводов гарантирована необходимым объемом статистики, применением современных методов расчета и инженерного оборудования, обеспечивающих достаточный уровень надежности результатов математического моделирования и измерений физических величин.

Практическая ценность заключается в обосновании основных конструктивных решений по замедлению отраженного трещинообразования в асфальтобетонных слоях усиления цементобетонных покрытий, усовершенствовании методики визуальной оценки эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог, позволяющей назначать соответствующий вид ремонтных работ жестких покрытий автомобильных дорог.

Реализация работы осуществлена на предприятии ФГУДЭП-249. Выполнены экспериментальные работы по оценке эксплуатационного состояния цементобетонного покрытия автомобильной дороги «Колыма» Якутск-Магадан и усилению цементобетонного покрытия асфальтобетонными слоями с применением конструктивных решений, направленных на замедление отраженного трещинообразования.

Основные результаты проведенных исследований включены в "Методические рекомендации по восстановлению несущей способности цементобетонных покрытий автомобильных дорог".

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы были доложены и получили одобрение на 63, 64 и 65-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ(ГТУ), 2005, 2006 и 2007 г.г. (г. Москва).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в семи печатных работах, подана заявка на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографии из 112 наименований, в том числе 9 на иностранных языках, 4 приложений. В работе содержится 188 страница машинописного текста, в том числе 19 таблиц, 43 рисунка.