АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПОЛОТНО ДОРОГИ

ANALYSIS OF THE EFFECT OF TEMPERATURE CHANGES ON THE ROADBED

Denis Khanygin

student, Department of General Scientific and General Technical Disciplines, Military Academy of Logistics named after General of the Army A.V. Khrulev,

Russia, St. Petersburg

Alexey Nikonorov

Scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Professor, Military Academy of Logistics named after General of the Army A.V. Khrulev,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

Представленная статья посвящена исследованию влияния температуры на полотно дороги, так как этот фактор влияет непосредственно на целостность дорожного покрытия.

ABSTRACT

The presented article is devoted to the study of the influence of temperature on the roadbed, since this factor directly affects the integrity of the road surface.

Ключевые слова: температура, полотно дороги, анализ, погодно-климатические.

Keywords: temperature, roadbed, analysis, weather and climatic.

В работе автомобильных дорог, и в частности на асфальтобетонном покрытии, большое влияние оказывают погодно-климатические условия местности, такие как температура воздуха, солнечная радиация и осадки. Их воздействие может вызвать сдвиговые деформации при высоких положительных температурах и возникновение трещин при низких отрицательных температурах.

Асфальтобетон проявляет вязко-пластичные свойства при положительных температурах и обладает упругим материалом при отрицательных температурах. В летний период, когда температура воздуха достигает максимума, поверхность асфальтобетонных покрытий нагревается до 50-60°С. Это приводит к размягчению асфальтобетона при повышении температуры покрытия выше температуры плавления битума и, в свою очередь, к образованию неровностей на поверхности.

В зимний период при охлаждении покрытия и расширении-сжатии возникают трещины температурного характера и отраженные трещины. Проявление этих явлений вызвано тем, что асфальтобетон при отрицательных температурах становится упругим материалом.

В связи с этим необходимо оценить реальные температурные условия работы асфальтобетонных покрытий с учетом многолетних наблюдений при разработке мер для борьбы с образованием дефектов дорожных покрытий. Оценка погодно-климатических условий может помочь улучшить качество дорог и повысить безопасность на дорогах.

Особенности эксплуатации автомобильных дорог по погодно-климатическим условиям

Влияние погодно-климатических условий на эксплуатацию автомобильных дорог является неотъемлемой частью технологии и организации производства дорожных работ. Дорожное покрытие подвергается воздействию различных факторов, таких как температура воздуха, солнечная радиация, атмосферные осадки, ветер, туман и гололедица, которые не всегда могут быть устранены человеком. В этом случае необходимы инженерные решения, которые могут обеспечить сооружениям необходимые технические и эксплуатационные качества. Также важно разработать рекомендации для дорожных работников, которые учитывают особенности погодно-климатических факторов.

В жаркий летний период высокая температура и солнечная радиация оказывают многократное воздействие на дорожное покрытие, вызывая сдвиговые дефекты в виде волн и колеи из-за расплавления свободного битума в размягченном асфальтобетонном слое. Повреждение покрытия образуется под воздействием нормальных и сдвигающих сил, которые создаются автомобилем. Однако, в большинстве случаев, взаимодействие дорожного покрытия и автомобиля можно контролировать. Для улучшения качества дорожного покрытия, необходимо предпринимать меры для уменьшения температуры дорожного покрытия, а также использовать более качественные материалы для асфальтобетона, которые могут выдерживать большие температуры.

С другой стороны, в холодную зимнюю погоду, на автомобильных дорогах образуется гололедица, что может привести к авариям. Для уменьшения риска таких ситуаций, необходимо проводить регулярную очистку и обработку дорожного покрытия подходящими устройствами. Также можно использовать дополнительные материалы, такие как соль и песок, которые помогут улучшить сцепление шин с дорогой.

Вывод: Погодно-климатические условия имеют большое значение для эксплуатации автомобильных дорог. Для обеспечения дорог с необходимыми техническими и эксплуатационными качествами необходимы инженерные решения и регулярные технические меры, которые принимаются в соответствии с типом и характером погодной обстановки в каждом конкретном случае. между коэффициентами линейного расширения асфальта и бетона

возможно также вызвать появление трещин в асфальтобетонных покрытиях.

Суточные колебания температур, воздействие погодно-климатических факторов и несвободное сжатие при охлаждении вызывают растяжение в асфальтобетонных покрытиях зимой. Изменение влажности асфальтобетона при частом переходе температуры через 0ºС и промерзание грунта земляного полотна приводят к их деформации.

Неравномерное поднятие покрытий при промерзании и пучении грунта также вызывает изгиб.

Разность температур вверху и внизу покрытия приводит к невозможности искривления монолитного покрытия, что также вызывает изгиб покрытий. Суточные колебания температур вызывают горизонтальное перемещение в цементобетонном слое, а также изгиб и коробление покрытий, что создает сдвиговые и растягивающие напряжения в нижней части асфальтобетонного слоя над швом или трещиной. Кроме того, эти факторы также могут привести к появлению температурных и отраженных трещин в покрытии.

Важно отметить, что в асфальтобетонных покрытиях могут появляться трещины в результате несоответствия между коэффициентами линейного расширения асфальта и бетона.

В настоящее время недостаточная трещиностойкость асфальтобетонных слоев при реальных температурных условиях работы покрытий является одной из актуальных проблем в области дорожного строительства. В связи с этим необходимо провести исследование влияния природных факторов на автомобильную дорогу в процессе эксплуатации, а также разработать рекомендации по усовершенствованию проектирования и строительства дорожных одежд для предотвращения повреждений покрытий под действием природно-климатических факторов.

Для достижения максимального срока службы асфальтобетонных покрытий необходима оптимизация их состава, учитывая два фактора – летнюю эксплуатацию и зимнее содержание. Под воздействием высоких температур материал теряет свои прочностные свойства, что порождает образование колеи, наплывов и сдвигов. В то же время, низкие температуры делают асфальтобетон очень прочным, но жестким, что вызывает появление трещин в покрытии. Для точного определения значений температур, при которых происходят эти явления, необходимо провести определенные исследования и выработать соответствующие рекомендации. При исследовании климатических условий необходимо рассчитать средние температуры за период не менее 20 лет, определить, как самые высокие, так и самые низкие значения температур в течение семи дней в году. Кроме того, следует учитывать максимальные температуры покрытия на глубине 20 мм от поверхности с помощью соответствующей формулы.

Таким образом, подводя итоги можем сделать вывод:

1. Следует учитывать, что высокие температуры в летнее время могут приводить к сдвиговым деформациям, а низкие отрицательные температуры зимой могут способствовать появлению трещин в поверхностном слое покрытия.
2. При проектировании состава асфальтобетонной смеси, в том числе при выборе вяжущего, необходимо учитывать температурные условия эксплуатации поверхности и применять экстремальный критерий температур (ЭКТ). Такой подход позволяет с высокой степенью вероятности предсказать долгосрочную работу вяжущего в покрытии без появления повреждений, особенно в летний период и зимой.

Список литературы:

1. Леонович, И. И., Мельникова, И. С. Погодно-климатические условия и их учет при выборе технологии и организации дорожных работ // Труды БГТУ. – 2011. – № 2: Лесная и деревообраб. пром-сть.
2. Бонченко, Г. А. Асфальтобетон: сдвигоустойчивость и технология модифицирования полимером / Г. А. Бонченко. – М. : Машиностроение, 1994. – 176 с.
3. Веренько, В.А. Деформации и разрушения дорожных покрытий: причины и пути устранения / В.А. Веренько. – Минск: Беларуская Энцыклапедыя iмя П. Броукi, 2008. – 304 с.
4. Васильев, А. П. Эксплуатация автомобильных дорог: В 2 т. – Т. 2: / А. П. Васильев. – М.: Издательский центр «Академия». 2010. – 320 с.
5. Телтаев, Б. Б. Учет климатических условий эксплуатации при выборе битума для асфальтобетонных смесей / Б. Б. Телтаев, Е. В. Калинович, Г. Г. Измайлова // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2008. – № 2. – С. 17-20.
6. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия: СТБ 1033-2004. – Введ. 01.01.2005. – Минск: Минстройархитектуры, 2005. – 40 с.
7. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия: ГОСТ 22245-90. – Введ. 01.01.1991. – Министерство нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР, 1991. – 12 с.
8. Битумы нефтяные для верхнего слоя дорожного покрытия: СТБ 1062-97. – Введ. 01.07.1997. – Минск: Минстройархитектуры, 1997. – 28 с.
9. Битумы модифицированные дорожные. Технические условия: СТБ 1220-2009. – Введ. 01.01.2010. – Минск: Минстройархитектуры, 2010. – 24 с. Юшков Б.С., Бурмистрова О.Н., Воронина М.А.
10. Лукьянов В.С. Расчёт глубины промерзания грунтов / В.С. Лукьянов, М.Д. Головко // Труды ЦНИС. – М.: Трансжелдориздат, 1957. – Вып. 23. – 164 с.
11. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги.
12. URL: http://www.mining-enc.ru/m/moroznoe-puchenie (дата обращения 22.05.2016). 1. Николенко М.А., Бессчетнов Б.В. Повышение длительной трещиностойкости асфальтобетонных дорожных покрытий // Инженерный вестник Дона. 2012. Том 20. Вып. № 2. С. 665–670.
13. Зубков А.Ф. О нестационарной теплопередаче в процессах строительства дорожных покрытий нежесткого типа // Вестник ТГТУ. 2007. Том 13. № 2Б. Transactions TSTU. С. 589–597.
14. Бируля А.К., Бируля В.И., Носич И.А. Устойчивость грунтов дорожного полотна в степных районах. Москва : Дориздат, 1951. 176 с.