Delist.ru

Снижение температурных напряжений в асфальтобетонных покрытиях жестких дорожных одежд за счет регулирования деформативных свойств материала основания (19.04.2010)

Автор: Гладких Александр Сергеевич

При жесткости смеси 20 секунд коэффициент уплотнения (Купл) для традиционного состава оказался равным 0.989, при жесткости 40 секунд ( 0.982, при жесткости 60 секунд ( 0.983. При аналогичных значениях жесткости коэффициенты уплотнения (Купл) состава с резиновой крошкой оказались равны 0.994; 0.983 и 0.982 соответственно.

Таблица 4.2

Составы цементобетонных смесей

Состав Состав, кг/м3 ( РАСЧ

,кг/м3 В/Ц Жесткость

смеси,с

Щ П Ц В РК

1 1150 740 170 185 - 2245 1,1 20

2 1150 810 150 165 - 2275 1,1 40

3 1150 870 135 150 - 2305 1,1 60

4 1150 610 185 205 37.5 2188 1,1 20

5 1150 710 160 175 37.5 2233 1,1 40

6 1150 790 145 160 37.5 2285 1,1 60

Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод, что введение в состав цементобетона гранул резиновой крошки в количестве 3% по объему практически не влияет на степень уплотнения смеси.

Производственная проверка полученных результатов была выполнена при строительстве участка Краснопресненской магистрали от ул.Живописная к центру города.

Приготовленная смесь (составы представлены в табл.4.1) к месту укладки транспортировалась автомобилями-самосвалами КамАЗ-6520. Разравнивание цементобетонной смеси и планирование поверхности основания производилась автогрейдером НВМ ВG 190 ТА-3. Уплотнение слоя основания производилось вибрационным катком Воmаg 170AD-2AM за 16 проходов по одному следу.

На заводе, сразу после выпуска смеси, была заформована серия контрольных образцов и образцов экспериментального состава (состояла из образцов-кубов размером 10*10*10см для испытания на морозостойкость и образцов-призм размером 10*10*40см).

На 7 сутки после устройства основания, для определения коэффициента уплотнения цементобетонной смеси и прочностных характеристик, из него были выбурены керны. Средний коэффициент уплотнения как для образцов контрольного состава, так и для образцов цементобетона с включением гранул резиновой крошки оказался равным 0,98.

После 28 суток твердения в нормальных условиях образцы, заформованные на заводе, были испытаны на морозостойкость согласно ГОСТ 10060.0-95. Испытания проводили по второму базовому методу.

Согласно проведенным испытаниям, образцы контрольного состава соответствуют марке по морозостойкости F25 (выдержали 4 цикла). Введение в состав цементобетонной смеси резиновой крошки в количестве 3% по объему способствовало увеличению марки по морозостойкости с F25 до F100 (выдержали 13 циклов).

Различие морозостойкости контрольного состава и состава с резиновой крошкой может объясняться различной поровой структурой. Результаты испытаний, проведенных согласно ГОСТ 12730.3-78 и ГОСТ 12730.4-78, позволяют говорить, что при одинаковой величине открытой пористости (По(17.5%), величина условно-замкнутой пористости (Пз) у образцов цементобетона с резиновой крошкой выше почти в 2 раза (9% против 5.2%). Кроме того, введение резиновой крошки способствовало более равномерному распределению пор по размеру, о чем косвенно можно судить, анализируя график отражающий кинетику водопоглощения воды образцами (рисунок 4.3).

Таким образом, введение гранул резиновой крошки в состав низкомарочных цементных бетонов при снижении статической прочности позволяет добиться повышения морозостойкости, что объясняется увеличением условно-замкнутой пористости и созданием более равномерно распределенной по размеру поровой структуры образцов.

Уложенный участок находится под непрерывным визуальным мониторингом. Обследования состояния покрытия после зим 2007 - 10 годов показало отсутствие каких-либо трещин.

Рисунок 4.3 Кинетика водопоглощения образцами цементобетона

В пятой главе представлены результаты расчетов экономической эффективности применения в качестве оснований низкомарочных цементобетонов.

Эффективность использования в качестве основания низкомарочного цементобетона достигается за счет снижения затрат на содержание покрытия автомобильной дороги. Переход к использованию конструкций, в качестве основания которых применяется низкомарочный цементобетон с включением в свой состав гранул резиновой крошки связано с некоторым (до 7%) увеличением строительной стоимости конструкции. Однако снижение величины действующих в асфальтобетоне покрытия температурных напряжений за счет сокращения вероятности образования и количества появившихся отраженных трещин в асфальтобетонном покрытии снижает требуемые затраты на содержание покрытия дорожной одежды.

Проведенное сравнение суммарных дисконтированных затрат на строительство и эксплуатацию дорожных одежд, устраиваемых при различной интенсивности движения, показало, что применение конструкций, включающих в себя основание из низкомарочного цементобетона, позволяет получить экономический эффект (относительно дорожных одежд с основаниями выполненными из цементобетона марки М150-200, требующих устройство температурных швов через 15 метров) на седьмой – восьмой год эксплуатации.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выполненные в работе исследования позволили количественно оценить влияние физико-механических свойств материала жесткого основания на величину температурных напряжений в асфальтобетонном покрытии, устраиваемом на таком основании.

2. Проведенный анализ показал, что одним из возможных путей повышения температурной трещиностойкости асфальтобетонных покрытий жестких дорожных одежд является использование в качестве основания низкомодульных материалов.

3. В целях снижения величины напряжений и вероятности отраженного трещинообразования асфальтобетонных покрытий в качестве материала жесткого основания целесообразно применять цементобетон марки М50, требуемая морозостойкость которого может достигаться за счет введения в его состав гранул резиновой крошки в количестве 3-5% по объему смеси и размером менее 0,63мм, которые обеспечивают создание дополнительного объема условно-замкнутой пористости материала. Введение гранул резиновой крошки в цементобетон снижает величину модуля упругости и коэффициента температурной деформации, что приводит к уменьшению величины возникающих температурных напряжений.

4. Выполненная производственная проверка показала, что практически никаких технологических осложнений при изготовлении и строительстве цементобетонных слоев с добавкой гранул резиновой крошки не возникает.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Гладких А.С., Кретов В.А. Влияние модуля упругости цементобетонного основания на величину напряжения в асфальтобетонных покрытиях // Наука и техника в дорожной отрасли. 2008. №1. С. 24-25.

2. Гладких А.С., Кретов В.А. Повышение долговечности «полужестких» дорожных одежд // Наука и техника в дорожной отрасли. 2008. №4. С. 30-32.

3. Гладких А.С., Кретов В.А. Повышение морозостойкости низкомарочных цементных бетонов, используемых для устройства оснований дорожных одежд // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2009. №4. С. 159-166.

4. Гладких А.С., Кретов В.А. Снижение величины температурных напряжений в асфальтобетонном покрытии жестких дорожных одежд за счет применения в основании низкомарочных цементобетонов, включающих в свой состав гранулы резиновой крошки // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. 2009. №4. С. 166-173.

загрузка...