Деформації і руйнування зем. полотна, покриттів і дорожніх одягів
1. Деформації і руйнування зем. полотна, покриттів і дорожніх одягів
1. Поняття про деформації та руйнування
Під дією багаторазового прикладання навантаження від транспорту і природних факторів в земляному полотні та дорожньому одязі виникають великі напруження і деформації.
Деформація – це зміна розмірів, форми, конфігурації тіла в результаті дії зовнішніх і внутрішніх сил без порушення його цілісності.
При деформації відбувається переміщення або зміна геометричних розмірів елементів без їх руйнування.
Руйнування– це зміни розмірів з порушенням цілісності тіла.
2. Види деформацій
Пружні – після зняття навантаження розміри, форма, конфігурація тіла відновлюються повністю.
Пластичні – після зняття навантаження розміри, формата конфігурація тіла не відновлюються.
При нормальній експлуатації автомобільної дороги у дорожній конструкції повинні відбуватися лише пружні деформації.Виникнення пластичних деформацій призводить до їх накопичення, що викликає порушення рівності покриття.
З плином часу росте навантаження на покриття через збільшення вантажопідйомності автомобілей та збільшення допустимих навантажень на вісь з 10 т до 11,5 т.
Якщо переміщення під дією зовнішніх та внутрішніх сил будуть більші за допустимі, то в конструкції виникне зміна структури матеріалів, де виникають порушення зв'язків між частинками матеріалу. Потім руйнується елемент, що викликає тріщини.
Деформації і руйнування поєднуються одним поняттям –пошкодження. Наявність на проїзній частині деформацій і руйнувань негативно впливає на швидкість руху, безпеку руху та комфорт.
Деформації і руйнування земляного полотна в більшості різко погіршують стан дорожнього одягу.
Погіршення умов руху може бути пов'язане також з погіршенням стану водопропускних труб.
3. Деформації земляного полотна
В земляному полотні найхарактернішими є деформації:
1) Осідання насипу земляного полотна – виникає через нестійкі грунти, недостатнє їх ущільнення при зведенні земляного полотна або при перезволожені ґрунтів в процесі експлуатації дороги.
2) Просідання насипу земляного полотна – виникає на ділянках дороги із слабкими основами (болото, карст).
3) Деформації узбіч – колії (є найхарактернішими деформаціями узбіч) виникають на неукріплених або на недоущільнених узбіччях.
4. Руйнування земляного полотна
1) Сповзання укосів земляного полотна (а) –відбувається при інтенсивному зволоження грунтів атмосферними опадами, при використанні слабких ґрунтів, при неправильному закладенні укосів.
2) Розповзання насипу (б) –відбувається через використання слабких грунтів, недотримання режиму пошарового ущільнення, перезволоження грунту в процесі експлуатації.
3)Сповзання насипу –відбувається на косогірних ділянках доріг у випадку незадовільної підготовки основи або її перезволожені.Незадовільна підготовка основи може полягати у відсутності уступів, недостатньої якості грунтів і недостатнього їх ущільнення.
4) Розмив укосів і узбіч – відбувається внаслідок водної ерозії в разі відсутності або недостатньо ефективного їх укріплення.
5. Деформації покриттів та дорожнього одягу
До деформацій покриття відносяться:
- вм’ятини
- зсуви
- хвилі
Вм’ятини – це заглиблення в пластичних покриттях, що утворюються через навантаження від коліс транспорту на покриття.
Зсуви – нерівності спричинені зміщенням матеріалу покриття відносно основи під дією зусиль при гальмуванні або розгону автомобілей.
Хвилі – це нерівності у вигляді поперечних гребінів і понижень з пологими краями, що чергуються послідовно вздовж осі дороги і викликають зміщення верхнього шару. Часто виникають на спусках. Причиною появи є висока пластичність матеріалу та недостатнє ущільнення.
До деформацій дорожніх одягів відносять:
- колії
- просідання
Колія – пониження поверхні смуг накату проїзної частини через співпадання слідів від коліс автомобіля.
Просідання – деформація дорожнього одягу у вигляді западин з пологими краями без випинання та тріщин на прилеглих ділянках. Виникають через зниження міцності шарів дорожнього одягу або грунтів земляного полотна при зволоженні. Також з’являються через недостатнє ущільнення грунтів земляного полотна і шарів дорожнього одягу.
6. Руйнування покриттів та дорожнього одягу
До руйнувань покриттів відносять:
- знос
- лущення
- викришування
- вибоїни
- руйнування стиків
- тріщини
Знос – це втрата матеріалу покриття в процесі служби через комплексну дію факторів. Клімат спричиняє старіння матеріалу, що знижує його стійкість до стирання від коліс. При зносі зменшується товщина покриття.
Лущення – пошарове відокремлення частини матеріалу або плівок в’яжучого під дією транспорту та кліматичних факторів.
Викришування – це втрата окремих зерен мінерального матеріалу з утворенням дрібних раковин глибиною < 20 мм. Причино є втрата зчеплення мінеральних зерен з в’яжучим матеріалом.
Вибоїни – місцеві руйнування покриття глибиною 20-30 см з крутими краями.
Руйнування стиків – характерне для ц/б покриття і супроводжується обломами кромок стиків та втратою мастики, що заповнює шви. Причинами є удари коліс автомобілей, недостатня якість матеріалів, неправильна нарізка та герметизація швів.
До руйнувань дорожніх одягів відносять:
- тріщини
- проломи
- руйнування кромок
- пучини
Тріщини – це порушення суцільності матеріалу покриття внаслідок різких перепадів температури повітря, недостатньої міцності основи, багаторазової дії транспортного навантаження.
Проломи – це наскрізні руйнування на смугах накату, що виникають при появі у складі транспортного потоку вантажних автомобілей, на які дорожній одяг не був розрахований.
Руйнування кромок – це окремі тріщини, або їх сітка вздовж кромок покриття, відколювання кромок.
Пучини – це місцеві здимання проїзної частини, що викликається інтенсивним вологонакопиченням із послідуючим замерзанням вологи у земляному полотні та шарах дорожнього одягу.