В настоящее время 52,3 % (22232 км) автомобильных дорог общего пользования Республики Узбекистан имеют асфальтобетонные покрытия. Для строительства и ремонта автомобильных дорог ежегодно вырабатывается 1500 тыс. тонн асфальтобетонной смеси [1]. Технология производства асфальтобетонной смеси проста, имеются возможности полной механизации строительства и ремонта. Следует отметить, что этот материал можно использовать повторно.
Асфальтобетонные покрытия очень удобны для движения транспортных средств. Несмотря на хорошие технологические и эксплуатационные свойства, такое покрытие чувствительно к изменениям температуры и влажности, вяжущийся материал, имеющийся в составе покрытия со временем устаревает, изменяется прочностные и деформационные свойства.
Работа автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием связана с физико-механическими свойствами его материалов и природными условиями местности. Эти факторы вместе, в процессе эксплуатации изменяют свойства покрытия. Изучение влияния каждого фактора в отдельности, не правильно, так как на работу покрытия эти факторы влияют одновременно.
Асфальтобетонные покрытия всегда находятся в напряженном состоянии, они не возвратятся в первоначальное состояние, т. е. не будет полной релаксации. Из-за того, что в покрытии существуют остаточные напряжения, оно постепенно будет разрушаться. Когда сумма таких напряжений превысит предел прочности покрытия, образуются трещины.
Многие исследователи пришли к мнению, что наиболее распространенный вид разрушения асфальтобетонных покрытий, это — трещины. Они непосредственно не влияют на безопасность движения транспорта, но увеличивают расходы на содержание и вызывают другие виды разрушений: выкрашивание, выбоины. Исследования показали, что 70–90 % выбоин начинаются именно с трещин.
Трещины бывают различной формы и размеров, наиболее часто встречаются одиночные, поперечные, продольные, наклонные трещины и сетки трещин.
Сквозь трещин на битум и минеральные компоненты влияют солнечная радиация и атмосферный кислород, вызывая их старение. Кроме того, через трещины поступают в полотно пыль, реагенты против скольжения и обледенения, смазочные материалы и топливо от транспортных средств, тем самым вызывают усиленное старение. Поперечные трещины на всю ширину дороги появляются из-за резкого перепада температуры и невыносливости материалов.
Продольные и косые трещины образуются от непрочности дорожной конструкции из-за недостаточного уплотнения или осадки дорожного полотна. Мелкие сетки трещин образуются вследствие высокой влажности грунта и недостаточной прочности основания.
Наблюдения показывают, что с течением времени шаг поперечных трещин уменьшается [2]. После 4–5 летней эксплуатации образуется сетка трещин и далее, эта сетка будет распространяться (рис.1).
Рис. 1. Зависимость срока службы асфальтобетонных покрытий от шага трещин и площади сетки трещин: 1 — шаг трещин, м; 2 — площадь сетки трещин, %
Из рисунка видно, что после эксплуатации 5–6 лет, шаг поперечных трещин сокращается до 12–14 м. Это предельное состояние асфальтобетонного покрытия до второго вида разрушений. После 13–15 лет эксплуатации шаг трещин сокращается до 4–5 м, что резко ухудшает состояние покрытия. Кроме того, после 10–11 лет эксплуатации площадь сеток трещин резко увеличивается, а в 15 лет, всё покрытие будет в трещинах.
Широкая трещина нарушает водно-тепловой режим земляного полотна, так как через трещины вода проникает внутрь и ослабляет грунт, в результате снижается грузоподъёмность.
Сокращения шага трещин и увеличение площади сеток трещин приведет к разрушению всей конструкции дорожной одежды. На основании изучения этого процесса была установлена закономерность прочности дорожной конструкции от влажности основания дороги (рис.2). Такие исследования проводились на различных грунтах и конструкциях дорог.
Рис. 2. Зависимость модуля упругости дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием от относительной влажности грунта земляного полотна (по месяцам): 1-общий модуль упругости (Еобщ), МПа; 2-относительная влажность (W), %
Из рис.2 видно, что на модуль упругости дорожной одежды сильное влияние оказывает влажность земляного полотна. В результате чего изменяются деформационные и прочностные характеристики земляного полотна. Изучение таких процессов в различных климатических зонах, геологических и гидрогеологических условиях, способствует повышению надежности расчётных параметров и вносить большую точность в расчёты дорожной одежды.
В заключение можно отметить, что в результате образования трещин на покрытиях, изменяется общий модуль упругости и степень деформированности дорожной одежды. Эти изменения необходимо учитывать в моделях по прогнозированию накоплений повреждений на покрытиях.
Литература:
- Шахидов А. Ф., Амиров Т. Ж. “Накопление повреждений дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием”. Вестник ТАДИ. Ташкент -2011. № 1. С. 57–63.
- Амиров Т.Ж, Қўчқоров Б.Н, Жамолов Х. Т. “Асфальтбетон қоплама ҳароратининг бузилишларнинг тўпланиш жараёнига таъсири”. Материалы Республиканской научно-технической конференции «Ресурсосбегающие технологии в строительстве». ТашИИТ. Ташкент-2010. С. 88–92.
