Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями

 

Дорожная одежда во всех странах выгладит идентично – это конструкция, состоящая из нескольких слоев: покрытие, основание, подстилающий слой.

Покрытие состоит из одного или двух слоев асфальтобетона: верхний слой из плотного мелкозернистого асфальтобетона (горячего, теплого или холодного); нижний слой – из крупнозернистого пористого горячего или теплого асфальтобетона.

Основание состоит одного или двух слоев: верхний слой из связных материалов, нижний – из дискретных.

Связные материалы обычно представлены высокопористым асфальтобетоном, битумоминеральными материалами, либо каменными материалами или грунтами, укрепленными вяжущими.

Дискретные материалы: щебень, гравий, отходы промышленности.

Если материалы для покрытий во всех странах идентифицированы (одинаковы), то для слоев оснований используются часто местные материалы, отличающиеся большим разнообразием.

Поэтому прочность всей дорожной одежды зависит не только от свойств материалов в слоях, но и от сочетания слоев и их толщины.

Обычно возможные и рекомендуемые конструкции дорожных одежд представлены в альбомах типовых конструкций, являющихся ориентацией для расчетов в конкретных условиях.

Анализ воздействия транспортных нагрузок и погодно-климатических факторов на дорожную одежду сформировал комплекс показателей, которым должна соответствовать ее прочность и надежность.

Для характеристики качества асфальтобетона такими характеристиками являются:

- сопротивление растяжению при изгибе от транспортных нагрузок;

- сопротивление осевому растяжению при морозных деформациях;

- сопротивление сдвигу от касательных комплексных нагрузок (особенно при высоких температурах, когда появление пластических деформаций в виде волн и колей наиболее вероятно).

При выборе материалов для устройства слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием необходимо учитывать следующие положения:

1) покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным нагрузкам и быть водо- и морозостойкими;

2) вид, марку и тип асфальтобетона для покрытия назначают в соответствии с СТБ 1033-2004 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия», а также с ТКП 45-3.03-19 «Автомобильные дороги. Нормы проектирования».

Основная задача при конструировании асфальтобетонного покрытия – уменьшить толщину верхнего (наиболее дорогого) слоя и сократить число слоев.

На сроки службы асфальтобетонных покрытий влияют не только его прочностные свойства, но и теплофизическая совместимость материалов покрытия и основания.

Не должно быть резкого различия в показателях теплоемкости, теплопроводности и температурного расширения материалов покрытия и основания, в противном случае нельзя гарантировать высокую надежность их совместной работы при понижении температуры, когда возникает опасность развития морозных трещин в покрытии.

Коэффициенты линейного температурного расширения асфальтобетонного покрытия и основания из цементного бетона или материала, укрепленного минеральными вяжущими, отличаются друг от друга почти в 10 раз. Поэтому на покрытии в такой конструкции трещины практически неизбежны.

Опыт показал, что асфальтобетонные покрытия на битумоминеральном основании почти никогда не образуют трещин, поскольку их температурные деформации одинаковы.

 

Структура асфальтобетона

 

Общие положения

 

Все однородные строительные материалы можно подразделить по структурному признаку, исходя из фазового состава их строения:

- твердые (кристаллические или аморфные);

- жидкие;

- газообразные.

Композиционные материалы (все бетоны) представляют собой уплотненные комплексы, состоящие из твердых включений, связанных квазижидкими вяжущими веществами («клеем») в единый структурированный монолит. Таким образом, изначально предполагается наличие в них четкого раздела фаз.

Структура – одно из фундаментальных понятий в науке и технике. Это совокупность устойчивых связей компонентов объекта, обеспечивающих его целостность в различных внешних и внутренних изменениях.

Исходя из этого определения можно сформулировать понятие «структура асфальтобетона».

Структура асфальтобетона (внутреннее строение) – это пространственное расположение в единице объема кристаллических минеральных частиц различной формы и степени дисперсности, связанных энергетически между собой аморфным вяжущим веществом (рис. 8.5).

При этом вид структуры асфальтобетоны предопределяется: структурой минерального остова, структурой битума (или асфальтовяжущего) и структурой контактного слоя на границе раздела фаз (рис. 8.6).