Виды и причины деформаций и разрушений дорожных одежд

Виды и причины деформаций и разрушений дорожных одежд под воздействием автомобилей

Деформация - изменение размеров или формы тела без уменьшения его массы и без потери сплошности. 
Разрушение - это изменение размеров и формы тела с изменением (уменьшением) массы тела или потерей сплошности.

Причиной возникающих деформаций могут быть:
проектные ошибки и строительные недостатки
недостатки в содержании и ремонте, условия эксплуатации дорог
природно-климатические факторы.

Чаше всего причиной возникновения деформаций является сочетание нескольких из перечисленных факторов, действующих одновременно.

Основные факторы, являющиеся причинами образования и накопления деформаций и появления разрушений конструктивных элементов автомобильных дорог в процессе эксплуатации, можно разделить на внешние, не зависящие от дороги, и внутренние, непосредственно зависящие от дороги.

Главными из них являются внешние факторы:
- нагрузки на ось автомобиля и большое давление в автомобильных шинах;
- число повторных приложений тяжелой нагрузки при высокой интенсивности движения и короткие интервалы между этими приложениями, особенно при проходе многоосных автомобилей;
- продолжительность приложения каждой нагрузки и суммарная продолжительность, которая зависит от скорости движения автомобилей на сложных участках дороги (кривые малого радиуса, крутые подъемы, пересечения, сужения проезжей части и др.), а также при высокой плотности транспортных потоков, задержках и заторах;
- температура воздуха и солнечная радиация, под воздействием которых повышается или понижается температура покрытия и изменяются физико-механические свойства асфальтобетона, битума и битумоминеральных смесей;
- тип грунта земляного полотна и условия его увлажнения грунтовыми и поверхностными водами, поскольку при повышении влажности грунтов выше оптимального уровня значительно снижается вязкость и увеличивается пластичность грунтов, что способствует накоплению остаточных деформаций в земляном полотне и во всей дорожной одежде.

К внутренним факторам относят физико-механические характеристики дорожной конструкции и материалов ее слоев, включая слои дорожной одежды и грунты активной зоны земляного полотна, а также показатели напряженно-деформированного состояния этих слоев и материалов под действием нагрузки от колес автомобилей и изменения ВТР.

К наиболее важным внутренним факторам можно отнести:
- недоуплотнение или неравномерное уплотнение в поперечном направлении слоев нежестких дорожных одежд и земляного полотна;
- неравномерный износ (истирание) покрытия под действием колес автомобилей;
- образование пластических деформаций в асфальтобетонных покрытиях и слоях из битумоминеральных смесей, особенно в периоды нагревания этих покрытий до высокой температуры, при которой значительно снижается вязкость битума, прочность на сдвиг и деформативные характеристики асфальтобетона и может произойти боковое выпирание материала слоя. В холодный период, наоборот, вязкость битума возрастает, увеличивается прочность и жесткость асфальтобетона, происходит образование температурных трещин;
- появление структурных разрушений и накопление остаточных деформаций в покрытии и других слоях дорожной одежды, когда вертикальные или горизонтальные напряжения, возникающие от воздействия колес тяжелых автомобилей, превысят допустимые значения и начнется нарушение сплошности или структуры материала одного или нескольких слоев;
- накопление остаточных деформаций в грунте земляного полотна под действием нагрузки от тяжелых грузовых автомобилей, особенно в период наибольшего увлажнения грунта, когда их несущая способность снижается до минимальных значений.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДЕФОРМАЦИЙ И РАЗРУШЕНИЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Деформации и разрушения, вызванные пучинами, происходящими в весенний период при оттаивании грунта земляного полотна на участках с неблагоприятными условиями водоотвода и защиты земляного полотна от температурных воздействий. Причинами таких разрушений могут быть ошибки в оценке перспективной интенсивности движения и нагрузок, некачественные материалы и их неоднородность, плохое уплотнение земляного полотна и дорожной одежды, а также переувлажнение земляного полотна;

потери прочности дорожной одежды, вызванные непрерывным воздействием колес автомобилей и природно-климатических факторов. На потерю прочности большое влияние оказывают ошибки, допущенные при проектировании, строительстве и эксплуатации дорожной одежды, а также температурные деформации;

Истирание (износ) покрытия

Усиленное и чаще всего неравномерное истирание наблюдается: на участках торможения автомобилей, на спусках, перед кривыми, в населенных пунктах, перед перекрестками и на участках с интенсивным тяжелым движением

Шелушение

Поверхностное и послойное разрушение покрытия и отслаивание вяжущего от минерального материала. Наблюдается на покрытиях, содержащих вяжущее материалы.

Выбоины

Местные разрушения покрытия, имеющие вид углубления с резко очерченными краями. Наблюдаются на всех видах покрытий.

Волны

Закономерное чередование (через 0,4-2,0 м) на покрытии гребней и впадин вдоль дороги. Наблюдаются на покрытиях, содержащих органическое вяжущее, а также на гравийных покрытиях, не обработанных вяжущим, - чаще всего в местах остановок транспортных средств, вблизи пересечений в одном уровне, на крутых спусках.

Сдвиги

Смещения покрытия по основанию, сопровождающиеся часто наплывом слоя по слою. Наблюдаются на покрытиях, содержащих органическое вяжущее, на крутых спусках, в местах остановок и торможения автомобилей

Трещины на цементобетонных покрытиях

Просадки

Резкие искажения профиля покрытия, имеющие вид впадин с округлой поверхностью. На покрытиях, содержащих органическое вяжущее, нередко сопровождаются сеткой трещин.

Колейность

Плавное искажение поперечного профиля покрытия на полосах наката. Наблюдается на всех типах покрытия

Пролом

Полное разрушение дорожной одежды с резким искажением поперечного профиля. Наблюдаются на всех типах покрытий.