3) Определение износа покрытия.

Износ является основным видом разрушения покрытия, по размеру ко­торого оценивают состояние покрытия и даже возмож­ный срок его службы. Поэтому необходимо ежегодно оп­ределять на характерных участках размеры износа до­рожного покрытия.

При конструировании и расчете дорожного покрытия учитывают его неравномерность и рассчитывают часть толщины покрытия (для двухслойных — только часть верхнего слоя) на износ. Во многих случаях более целесообразно укладывать «а готовое покрытие слой износа из более, прочных и нешлифующихся материалов, чтобы создать более устойчивую и шероховатую поверхность покрытия и защи­тить основное покрытие. Общеизвестно, что свежее ас­фальтобетонное покрытие из мелкозернистой смеси об­ладает повышенной скользкостью.

4) Характеристика асфальтобетонных покрытий.

Прочность и долговечность покрытий асфальтобетона.

Асфальтобетон – это материал, полученный в результате уплотнения специально рассчитанной и тщательно приготовленной при соответствующей температуре смеси щебня, дробленого песка, минерального порошка и битума.

Прочность, устойчивость и надежность асфальтобетонных покрытий, обладающих выраженными реологическими свойствами, отличаются по своему масштабу от соответствующих понятий для твердых тел (асфальтобетонных обладает пластичностью, изменяющиеся в зависимости от температуры и времени воздействия нагрузки). Для подобных материалов характерен ряд зависимостей: деформации от нагрузки при низких температурах и коротком времени воздействия нагрузки (силовая диаграмма для упругих тел); то же, от времени воздействия кратковременной нагрузки при температуре или длительной или более низкой (реологическая диаграмма характерна для вязких тел); прочность и деформируемостью от температуре при одинаковом времени воздействие нагрузки (теплоустойчивость); прочность при определенной температуре при разной скорости воздействия нагрузок (пластичность материала).

Первая зависимость характерна для упругого состояния асфальтобетона весной, когда покрытия еще холодное, а основания находится еще во влажном состоянии.

Вторая зависимость характерна для летнего времени при высоких летних температурах и повторных воздействиях нагрузок или зимой при пучении грунта земляного полотна.

Третья зависимость влияет интервал температур, при котором имеет место упругая или пластическая деформация.

Четвертая зависимость характеризует свойство асфальтобетона менять прочность при изменении времени воздействия или числа его повторений.

 

Сопротивление асфальтобетона изгибу.

Срок службы асфальтобетона – долговечность – определяется не только сдвигоустойчивостью в летнее время и температурной трещинастойкостью зимой, но и достаточной прочностью на изгиб весенний период. Прочность будет считаться достаточной в том случае, если напряжение в асфальтобетоне, вызываемой внешней нагрузкой, не будет превышать допускаемое.

Весной когда подстилающие грунты приобретают наибольшую влажность, прогибы от транспортных нагрузок могут привести к разрушению покрытия, если прочность асфальтобетона будет недостаточной. Причем прогибы происходят не единичные, а многократные и неритмичные, частота которых зависит от интенсивности движения. Такие многократные прогибы могут вызвать накопление микроразрушений отдельных элементов структуры асфальтобетона – усталостные разрушения, которые достигнув определенного уровня, вызывают образование трещины. Задача заключается в том, чтобы определить предел усталости и допускаемые напряжения на изгиб для разных эксплуатационных условий и разных видов и типов асфальтобетонов.

Усталостные разрушения зависят как от внешних факторов, так и от свойств материала. Если бы асфальтобетон был упругим, то после очередной нагрузки в нем не осталось бы никаких остаточных деформаций . Но так как асфальтобетон является упруго – вязко – пластичным материалом, то его поведение отличается от упругого.

Релаксация напряжения в асфальтобетоне.

 

Для правильного понимания работы асфальтобетонных покрытий необходимо более подробно рассмотреть вопрос о релаксации напряжений, поскольку среди дорожно – строительных материалов асфальтобетон является наиболее ярким представителем релаксирующих материалов.

Релаксация напряжения – процесс самопроизвольного уменьшения (рассасывания) напряжений, являющийся следствием внутреннего течения, и который, таким образом, может рассматриваться как одна из форм течения материала.

По технической терминологии релаксацией напряжений именуется процесс последействия, выражающийся в изменении (падении) во времени напряжений деформированного тела в результате перехода упругой деформации, зафиксированной связями.

Хотя достигнутая деформация не меняется, но внутреннее течение пособляет напряжение таким образом, что со временем требуется все меньшее усилие для поддержания образца в деформированном состоянии.

Деформация, вызванная первоначальным напряжением после релаксации, превращается в остаточную, которая уже не требует такого напряжения для того, чтобы поддерживать эту деформацию. Основным для характеристики процесса релаксации является время, в течении которого напряжение спадает на определенную (значительную) величину. Падение во времени носит экспоненциальный характер.

Промежуток времени, за который напряжение уменьшится до своей первоначальной величины, называется временем релаксации (точнее, постоянной временирелаксации ).

Плотность асфальтобетона.

Плотность асфальтобетона является одним из важнейших показателей его структуры. От нее в большей степени зависят физика – механические свойства асфальтобетона, а также долговечность покрытия. При прочих равных условиях плотность корреспондируется с прочностью асфальтобетона.

Необходимая плотность обеспечивается подбором  гранулометрического состава минеральной смеси, оптимальным содержанием битума и надлежащим уплотнением асфальтобетонной смеси.

Большое влияние на плотность асфальтобетона оказывает пористость его минеральной части. Минеральный остов, компонентный и гранулометрический составы которого обеспечивают получение минимальной пористости, позволяет получить при оптимальном количестве битума наибольшую плотность асфальтобетона.

Плотность асфальтобетона в большой мере от количества и качества минерального порошка. При недостаточном (против требуемого) количестве минерального порошка не может быть достигнута необходимая плотность и обеспечена оптимальная структура асфальтобетона.

В асфальтобетоне должен быть определенный минимальный объем пор. Он служит резервным объемом для расширяющегося в летнее время битума. При отсутствии пор битум, содержащийся в асфальтобетоне (речь идет об обычном применяемых дорожных марках битумах), может выступать в летнее время на поверхность покрытия. Это явления (помимо того, что оно указывает на большое количество свободного битума, ухудшающего свойства асфальтобетона) снижает эксплуатационные свойства покрытия: увеличивается скользкость влажного покрытия, повышается сопротивление движению автомобилей в жаркое время. Избыток объем пор опасен с точки зрения снижения коррозионной устойчивости покрытия.

Поэтому количество битума подбирается с учетом получения определенной пористости или водонасыщения, пределы которых нормируются. Это количество битума обычно является оптимальным и по прочности асфальтобетона.

Плотность асфальтобетона, обеспечиваемая надлежащим подбором гранулометрического состава минеральной части и ее компонентов, может быть реализована лишь при надлежащим уплотнении асфальтобетонной смеси.

В связи с этим необходимо уделить большое внимание рациональному режиму уплотнения покрытия.

Деформации покрытий тротуаров и бортовых камней.

Деформации покрытий тротуаров аналогичны повреждениям проезжей части дорог. Сходны и причины, вызывающие их. В асфальтобетонных покрытиях тротуаров от температурных колебаний возникают поперечные трещины, а в результате пучения грунтов и просадки основания — мелкие сетки трещин. Вследствие недостаточного уплотнения смеси и большого водонасыщения асфальтобетон выкрашивается. Кроме того, тротуарные покрытия подвержены истиранию. Тротуары из бетонных плит могут деформироваться при недостаточно уплотненном основании или поступлении воды под одежду, а также при неравномерном опирании плит на основание. В этих случаях происходит просадка отдельных плит и даже их излом, если плиты изготовлены из бетона низкого качества. На тротуарах и садовых дорожках с покрытием из щебня под воздействием интенсивного пешеходного движения нередко образуются выбоины, причиной которых являются недостаточное уплотнение щебеночного слоя, плохо подобранная гранулометрия щебня.

Деформации бортовых камней происходят под воздействием ударов колес автомобилей, а также климатических факторов. Их характер зависит от конструкции основания, на котором установлен бортовой камень, свойств бетона, из которого он изготовлен, и т. д. Просадка отдельных камней, отклонение их от вертикали чаще всего происходят при наездах на линию борта и слабом основании (из щебня, без боковых упоров). Разрушение бортовых камней связано главным образом с недостаточной морозостойкостью бетона, а откалывание граней и углов — низкой его прочностью.