Анализ причин образования дефектов на асфальтобетонных покрытиях

Введение…………………………………………………………………..…….....6
1. Характеристика района строительства…………………………………...8
1.1 Физико-географический очерк………………………………………..8
1.2 Рельеф местности………………………………………………………8
1.3 Гидрография района……………………………………………………8
1.4 Полезные ископаемые, местные грунты и дорожно-строительные материалы………………………………………………………………9
1.5 Характеристика дорожной сети района строительства……………9
1.6 Климатические характеристики района строительства…………10
1.6.1 Климат………………………………………………..…...10
1.6.2 Температура воздуха………………………………………11
1.6.3 Атмосферные осадки……………………………………...11
1.6.4 Высота снежного покрова………………………………...12
1.6.5 Промерзание грунта……………………………………….13
1.6.6 Ветер………………………………………………………..14
1.6.7 Распутица…………………………………………………..15
1.6.8 Определение сроков производства работ…………………18
2. Дефекты асфальтобетонного покрытия и причины их возникновения.21
2.1 Дефекты асфальтобетонного покрытия……………………………..21
2.2 Регистрация повреждений дорожного покрытия…………………..34
3. Теоретическое исследование образования температурных и отраженных трещин в асфальтобетонных покрытиях……………………………………37
3.1 Метод расчета асфальтобетонного покрытия на температурную трещеностойкость………………………………………………………...37
3.2 Об особенностях напряженно-деформированного состояния дорожных одежд с трещиновато-блочным основанием………………..48
3.3 Определение напряжений в покрытии как вязкоупругом слое при колебаниях температуры…………………………………………………57
3.4 Определение напряжений в покрытии на трещиноватом основании………………………………………………………………….67
3.5 Расчет асфальтобетонных покрытий на температурную трещиностойкость………………………………………………………...71
4. Коэффициент линейного температурного расширения асфальтобетона……………………………………………………………77
5. Подбор отряда и калькуляция трудовых затрат……………………...88
Заключение…………………………………………………...…………...99
Список использованных источников………………………………………….100

Весь текст будет доступен после покупки

Современная автомобильная дорога представляет собой комплекс сложных инженерных сооружений, обеспечивающий движение транспортного потока с высокими скоростями, необходимую безопасность и комфортабельность движения. Автомобильные дороги должны проектироваться и строиться таким образом, чтобы автомобили могли полностью реализовать свои динамические качества при нормальном режиме работы двигателей. В процессе эксплуатации автомобильные дороги подвергаются внешним воздействиям от природно-климатических факторов и движущихся автомобилей, что приводит к накоплению деформаций и ухудшению потребительских свойств дороги.

Весь текст будет доступен после покупки

Характеристика района строительства
Физико-географический очерк
Омская область находится в Российской Федерации.
Площадь области – 141 140 км2
Население области – 1 959 622 человек
Административный центр – город Омск
Крупные населенные пункты: Тара, Исилькуль, Калачинск, Называевск, Тюкалинск.
На западе, севере и востоке Омская область граничит с российскими регионами (Тюменская, Томская, Новосибирская области). Юго-западные, южные и юго-восточные районы области выходят на государственную границу с Республикой Казахстан. Вся территория области располагается в пределах Западно-Сибирской равнины [3].
Рельеф местности
Область расположена на Западно-Сибирской равнине, диктующей плоский рельеф. Высота поверхности над уровнем моря от 60 до 120 м. Региональный уклон всей территории образован с юга на север, что предопределило формирование на ней транзитной гидрографической сети прарек и основных ее водоразделов. Прадолина Иртыша приурочена к области тектонических опусканий и разломам осадочного чехла, а междуречные пространства – к положительным структурам.
В местах относительных опусканий северо-западной части Омской области основными рельефообразующими породами стали озерно-аллювиальные отложения [3].
Гидрография района
Общее количество рек в пределах области достигает 4240, из которых 11 имеют длину более 100 км, 303 –более 10 км, менее этой протяженности – 3926 рек. Общая длина речной сети в Омской области превышает 19 тыс. км, но распределены реки крайне неравномерно.
Главной водной магистралью области является река Иртыш. Ее длина с учетом Черного Иртыша достигает более 4370 км. Река Иртыш, как и почти все реки Омской области, имеет смешанное питание с преобладанием талой снеговой воды. Летом и осенью большое значение имеют воды из больших водораздельных болот, которые приносятся в Иртыш его правобережными притоками.
Также для области характерно большое распространение болот. Преобладающими являются низинные болота, чаще всего безлесные [3].
Полезные ископаемые, местные грунты и дорожно-строительные материалы
Огромная мощность покровных осадочных отложений, накопившихся на Западно-Сибирской равнине обуславливает наличие на территории Омской области больших запасов различных полезных ископаемых осадочной группы (глины и суглинки, строительные и стекольные пески, мергель и известково-мергелистые конкреции, минеральные соли и т.д.).
Дорожно-строительные материалы Омской области представлены в виде глины, суглинка, песка, известкового сырья.
Месторождения глин и суглинков встречаются во всех районах области. В Любинском районе в двух километров северо-западнее поселка Красный Яр, на левом берегу Иртыша находится месторождение алеврита. Месторождения песков в области многочисленны, но из-за невысокого качества не все они имеют промышленное значение.
Характеристика дорожной сети района строительства
По территории Омской области проходят автодороги федерального или регионального значения:
- Р254 «Иртыш» (бывшая М51) (часть европейского маршрута E 30 и азиатского маршрута АH6);
- А320 (бывшая М38) (часть европейского маршрута E 127 и азиатского маршрута АH60);
- Р402 (Тюмень — Ишим — Омск);
- Р390 (Омск — Русская Поляна);
- Р391 (Горьковское — Калачинск — Оконешниково);
- Р392 (Омск (а/д Р402) — Тара);
- Р393 (Омск — Одесское — граница с Казахстаном (на Кокшетау));
и другие территориальные и местные автомобильные дороги
Длина автомобильных дорог в Омской области составляет: 18568 км.
- в том числе общего пользования 16630 км.
- дороги с твердым покрытием 12763 км.
- из них - общего пользования 11315 км.
- в том числе федерального значения 729 км.
- в том числе регионального или межмуниципального значения 7288 км.
- в том числе местного значения 3298 км [3].
1.6 Климатические характеристики района строительства
1.6.1 Климат
Климат Омской области континентальный. В степи: средняя температура января – -19?-20 градусов, июля – +17-18 градусов. Климат характеризуется большой продолжительностью вегетационного и безморозного периодов, большими среднегодовыми и среднемесячными температурами большой сухостью. В среднем в год тут выпадает 250—300 мм осадков. Зимой температура достигает -35–-40 градусов, а снежный покров достигает 25-30 см. Весной дожди редки. Часты поздние весенние заморозки. Летом в ясные, солнечные дни температура воздуха поднимается до 30-35 градусов.
В лесостепи: годовое количество осадков здесь 350—400 мм, из них половина приходится на первые месяцы. Снежный покров тоже обильнее, чем на юге — его толщина доходит до 30-40 мм [3].
1.6.2 Температура воздуха
Температура воздуха – мера его теплового состояния, пропорционально энергии беспорядочных тепловых движений молекул воздуха [17].
Температура воздуха района строительства – это центрально климатический элемент, который оказывает принципиальное влияние на организацию строительства, методы производства работ, производительность машин и рабочих.
Среднемесячная температура воздуха за 12 месяцев требуется для построения дорожно – климатического графика (ДКГ), а дата перехода температуры по весне через ноль градусов и количество дней в году с положительной температурой учитывается при расчете даты весенней распутицы.
Значения температуры воздуха, среднее по месяцам, для Омской области приведены в таблице 1.1 [5].
Таблица 1.1 – Среднемесячная температура воздуха по месяцам
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Твозд С? -17,2 -15,9 -7,8 3,7 12,1 17,7 19,5 16,3 10,5 2,8 -7,3 -14,3
Данные таблицы 1.1 сведены в дорожно – климатический график (приложение В.1).
1.6.3 Атмосферные осадки
Атмосферные осадки - вода в жидком или твёрдом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность и какие-либо предметы [8].
Виды осадков:
- обложные (дождь, ледяной дождь, снег, снег с дождем);
- моросящие (морось, переохлажденная морось, снежные зерна);
- ливневые (ливневый дождь, ливневый снег, ливневый дождь со снегом, снежная крупа, ледяная крупа, град);
- неклассифицированные (ледяные иглы, роса, иней, гололед, гололедица, изморозь).
Среднемесячное выпадение атмосферных осадков за 12 месяцев требуется для построения ДКГ.
Значения атмосферных осадков по месяцам, для Омской области сведём в таблицу 1.2 [5].
Таблица 1.2 – Среднемесячное количество атмосферных осадков
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Атмосферные осадки, мм 5 4 6 18 32 60 79 48 36 21 13 12
Данные таблицы 1.2 сведены в дорожно – климатический график (приложение В1)
1.6.4 Высота снежного покрова
Нахождение величины снежного покрова необходимо для определения условий снегонезаносимости насыпи.
Высоту насыпи на участках дорог, проходящих по открытой местности, по условию снегонезаносимости во время метелей следует определять расчетом по формуле
h = hs + ?h, (1.1)
где h - высота незаносимой насыпи, м;
hs - расчетная высота снегового покрова в месте, где возводится насыпь, с вероятностью превышения 5 %, м. При отсутствии указанных данных допускается упрощенное определение hs с использованием метеорологических справочников;
?h - возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости, м. [17]
Для III технической категории, ?h=0,5 м [16], а максимальная высота снежного покрова в Омской области 23 см=0,23 м, тогда
h = 0,23+0,5=0,73 м
По исходным данным высота земляного полотна h=1,75 м, по расчету минимальная высота земляного полотна должная быть 0,73 м, т.е условие снегонезаносимости выполняется.
Значения высоты снежного покрова по месяцам, для Омской области сведём в таблицу 1.3 [5].
Таблица 1.3 - Среднемесячная высота снежного покрова
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Высота снежного покрова, см 33 41 39 5 0 0 0 0 0 1 8 22
Данные таблицы 1.3 сведены в дорожно – климатический график (приложение В1)
1.6.5 Промерзание грунта
Промерзание грунта – это процесс превращения грунтовой влаги в лед, при температуре ниже нуля градусов промерзания грунта.
Глубина промерзания грунта зависит от температуры воздуха, влажности грунта, замедляющий его промерзание вследствие выделения скрытой теплоты фазового перехода воды в лед, толщины снежного покрова, вида грунта. [16].
Значения глубины промерзания по месяцам, для Омской области сведём в таблицу 1.4 [4].
Месяц I II III IV V VI VII VII IX X XI XII
Глубина промерзания, см 60 100 120 100 - - - - - 4 31 65
Таблица 1.4 - Среднемесячная глубина промерзания
Данные таблицы 1.4 сведены в дорожно – климатический график (приложение В1)
1.6.6 Ветер
Ветер – движение воздуха относительно земной поверхности, вызванное неравномерным распределением атмосферного давления и направленное от высокого давления к низкому. Ветер характеризуется скоростью и направлением.
Скорость выражается в м/c, км/ч, в узлах или приближенно в баллах по Бофорта шкале [6].
При каких обстоятельствах следует учитывать Направление и скорость ветра:
При определении местоположения производственных мероприятий, складских территорий, чтобы избежать загрязнения близь лежащих населенных пунктов, зон проживания и отдыха работающих.
При проектировании карьеров ДСМ.
При проектировании снегозадержания в местах грунтов карьеров, предназначенных для разработки в зимнее время.
В расчетах времени остывания материалов в период строительства, при их перевозке, укладки и твердения.
Для предупреждающих мероприятий в зимнее время (период метель, нанос снежных масс на автомобильных дорогах).
Роза ветров - диаграмма, показывающая повторяемость ветров различных направлений в данной местности, обычно по многолетним средним данным для месяца, сезона или года.
Значения скорости ветра и повторяемости направлений ветра для Омской области сведём в таблицу 1.5 [5].
Месяц Характеристика Румбы Штиль, %
С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ
Январь Повторяемость направлений ветра, % 4 6 10 8 27 33 7 5 10
Июль 24 25 11 8 8 8 11 15 15
Январь Скорость ветра м/с 2,8 2,8 4,4 4,4 4,7 5,1 4,5 4,1 5
Июль 3,7 3,6 3,7 3,5 3,5 3,5 3,6 3,9 7
Таблица 1.5 - Скорость ветра (м/с) и повторяемость направлений ветра
Данные таблицы 1.4 сведены в график розы ветров (приложение В1).
1.6.7 Распутица
Распутица – период времени, в течение которого из-за сильного переувлажнения грунтов, грунтовых дорог резко снижается их несущая способность, и движение транспорта становится затруднительным или практически невозможным. Различают осеннюю и весеннюю распутицу.
Осенняя распутица наступает в период, когда среднесуточная температура воздуха снижается до +5 С, что способствует уменьшению испарения влаги, а повторяемость обложных дождей возрастает, насыщая влагой верхний слой грунта. Прекращается распутица с наступлением устойчивых отрицательных температур воздуха, когда верхний слой грунта промерзает примерно на 15 см, обеспечивая нормальную проходимость груженых автомобилей.
Весной распутица наступает вслед за сходом снежного покрова, когда начинает оттаивать верхний слой грунта (примерно 20-30 см).
Средние даты начала ( ) и конца ( ) весенней распутицы можно рассчитать по формулам
(1.2)
где Т1 – дата перехода температуры воздуха через 0°C;
- скорость оттаивания грунта, см/сут;
Определяется по формуле:
, (1.3)
где Н – максимальная глубина промерзания, см;
Т2 – количество дней с положительной температурой;
Для III ДКЗ принято принимать ? = 5 см/сут
Конец весенней распутицы определяется по формуле
(1.4)
=6.04 + = 7.04
= 7.04 + = 6.05
Сроки весенней распутицы: с 7 апреля по 6 мая.
Сроки осенней распутиц: с 6 октября по 1 ноября.
Результатом рассмотрения климатических особенностей района строительства, в связи с производством дорожно-строительных работ, является его дорожно-климатический график (ДКГ), в верхней части которого приводятся основные климатические показатели района строительства, а в нижней – календарная продолжительность отдельных дорожно-строительных работ.

Весь текст будет доступен после покупки

1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/tipichnye-defekty-verhnego-dorozhnogo-pokrytiya-v-rossii/viewer
2. [Электроный ресурс]. Режим доступа: [http://pogodaomsk.ru/Priroda_Omskoi_oblasti/Poleznye_iskopaemye_Omskoi_oblasti/] 1.04.2018
3. География Омской области: учеб. Пособие / [С.А. Есипова и др.]; Минобрнауки России, ОмГТУ : Изд-во ОмГТУ, 2017
4. [Электроный ресурс] Сайт «Househand.ru»– Режим доступа: [http://househand.ru/?view=calc/depth_freezing#] 05.05.2023
5. [Электроный ресурс] Сайт «Погода и климат»– Режим доступа: [http://www.pogodaiklimat.ru/climate/28698.htm] 9.05.2023

Весь текст будет доступен после покупки