Слой асфальта: Минимальная толщина укладки асфальта

Содержание

Минимальная толщина укладки асфальта

Учитывая то, что подавляющее большинство автомобильных дорог на территории нашей страны (если конкретнее, то около 80%) находятся не в самых оптимальных климатических условиях, соблюдение технологии укладки асфальта является одним из важнейших критериев, которые влияют на прочность и срок службы покрытия.

Далеко не последнее место в технологии асфальтирования играет толщина асфальтового слоя. От чего зависит данный показатель? Помимо прочего, есть 2 основных параметра, влияющих на толщину асфальта:

  • Предполагаемая нагрузка;
  • Материал основания.

Разумеется, данные показатели играют роль и в самостоятельном плане, и в тандеме. Другими словами, даже при прочном и качественном основании, если по дороге планируется передвижение большегрузного транспорта, одного слоя асфальта будет маловато. Впрочем, не будем забегать вперед, лучше расскажем обо всем по порядку.

Имеет ли смысл класть несколько слоев асфальтобетона для тропинки или тротуара? На всех ли автомобильных трассах укладывают равные слои асфальта? Такие вопросы однозначно важны, так как влияют не только на итоговое качество покрытия, но и на материальные и трудовые затраты при асфальтировке.

Как нагрузка на полотно влияет на толщину асфальта

Для начала давайте посмотрим, какие нагрузки могут быть оказаны на асфальтовое покрытие:

  • На пешеходные дорожки и тротуары не оказывается серьезного давления.
  • Если речь идет о подъездных путях или местах стоянки автомобильного транспорта, то здесь нагрузка возрастает.
  • Если по автомобильной дороге передвигаются преимущественно легковые машины, то нагрузку также нельзя назвать максимальной.
  • Если имеет место частый проезд грузовых автомобилей, то влияние на дорожное полотно заметно возрастает.
  • Если же по трассе двигаются преимущественно большегрузы, то нагрузку однозначно можно классифицировать как высокую.

Как вы понимаете, по каждому пункту рекомендуется различная толщина асфальтового слоя.

Если планируется устройство тропинки, дорожки или тротуара, асфальтирование площадки у дома (в общем, если по заасфальтированной территории не будут двигаться автомобили), то достаточно будет 1 слоя асфальта толщиной в 3 см.

Если же речь идет о подъездных автомобильных путях, стоянках легкового транспорта, пригаражной территории и других подобных мест, то рекомендуем увеличить слой вдвое – до 6 см.

Теперь переходим к автомобильным дорогам. Если на дорожное полотно предполагается средняя нагрузка, например, лишь движение легковых автомобилей, то можно укладывать трехслойных асфальт, общей толщиной в 12 см. Если же по дороге также будет проезжать и грузовой транспорт, то добавляем еще один слой – общая высота асфальта становится 18 см.

Однако существуют и такие трассы, по которым движется интенсивный поток грузовиков. Здесь и 3-х слоев может быть недостаточно для полноценного качества и длительного срока службы. В таком случае асфальт можно делать хоть в 4, хоть в 5 слоев, однако, как правило, 30 см вполне достаточно.

Как видите, расход материалов в различных случаях может изменяться в несколько раз. Кстати, с расценками на работы вы всегда можете ознакомиться на странице: «Укладка асфальта – цена за м2 в Москве».

Если вы решили, что вам нужно более 1-го слоя асфальта, то рекомендуется склеивать слои битумом, что повысит их сцепление. Основание также нужно пролить жидким битумом, примерно 0,5-0,8 литра на кв.м.

Основание и толщина асфальта

Мы уже знаем, что нужно учитывать не только материал основания, но и не забывать о нагрузке.

Так, если выполнить основание из бетона, то 6-ти сантиметрового слоя асфальта хватит для создания качественного дорожного полотна, которое рассчитано на малые и средние нагрузки.

Если использовать в качестве основания щебень или бой кирпича, то нижний порог высоты асфальтового слоя варьируется от 12 до 18 см: в зависимости от того, простая это дорога или же автомобильная трасса (в последнем случае основание должно быть не менее 30 см).

Слой асфальта, толщиной от 18 до 30 см способен выдержать нагрузку и на оживленных автомобильных трассах, в таком случае в качестве материала основания выступает бетон или щебень 4-5 разных фракций.

Учитывайте данные нормы при планировании строительства и бюджета, и тогда покрытие прослужит вам долго, а вы потратите на материал ровно столько, сколько требуется.

Как подобрать толщину асфальтового покрытия при асфальтировании



Асфальтирование дорог – сложный и трудоемкий процесс. Перед началом работ по укладке асфальта необходимо правильно определить условия эксплуатации этой поверхности в дальнейшем, и в зависимости от этого — определить оптимальную тольщину асфальтового покрытия. В нашей стране 80% автомобильных дорог находятся в зоне неблагоприятных климатических условий – резкие колебания температуры, повышенная влажность, глубокое промерзание грунта, все это отрицательно действует на асфальт и снижает срок его службы. Именно по этой причине, укладывая асфальт необходимо обеспечить правильную технологию, и в том числе – правильно подобрать его толщину.

Прежде всего, необходимо отметить, что укладка асфальта во дворах частных домов, на автостоянках и на дорогах общего пользования должна производится по разной технологии. Срок службы дорожного покрытия в первую очередь зависит от режима его эксплуатации: сколько автомобилей будут передвигаться по дороге ежедневно, каким будет скоростной режим, будут ли перемещаться по этому участку грузовые автомобили и автобусы. От всех этих факторов и зависит правильный выбор толщины асфальта.

  Асфальтирование площадки частного дома  

Покрытие возле частного дома не обязательно должно отличаться высокой толщиной, ведь эта территория не предназначена для перемещения большого количества транспорта и другой техники. В то же время, ГОСТ устанавливает минимальную толщину асфальта для пешеходных зон и дворовых территорий в 40мм (4см). Если пытаться чрезмерно сэкономить и проводить асфальтирование слишком тонким слоем, уже после первой же зимы эта поверхность под воздействием замерзшей грунтовой воды может треснуть и прийти в негодность.

Кроме того, укладка асфальта возле частного дома должна проводится с сохранением всей предусмотренной строительными нормами процедурой, с обязательным выравниванием участка, подсыпанием под основной слой песка и щебня.

  Асфальтирование автомобильных стоянок  

На месте автомобильных стоянок и паркомест укладка асфальта должна производится с толщиной не менее 60мм. Это важно, поскольку независимо от пропускного режима стоянки, на участки асфальта будет оказываться повышенная нагрузка даже от статически стоящих автомобилей. Особенно это актуально для стоянок возле торговых центров и других популярных мест, где ежедневный объем трафика может быть не намного меньшим, чем на оживленной дороге. Повышенные требования выдвигаются и к показателям выравнивания дороги, и к толщине песчаного и щебеночного слоя под твердой поверхностью.

  Укладка асфальта на автомобильных дорогах  

К асфальтированию проезжей части автомобильных дорог требования еще выше. Минимальная толщина асфальтного слоя здесь устанавливается по ГОСТу начиная от 80мм (8см), но в случае строительства оживленной автострады, с активным перемещением тяжелого транспорта, ее можно повысить и до 10см. Кроме того, асфальтирование дорог следует проводить в несколько слоев: поверх первого слоя асфальта толщиной в 4-8см, после его застывания наносят слой асфальта смешанного с гравием и мелким щебнем, толщиной еще 4-6см. Более того, для повышенной долговечности покрытия, некоторые компании применяют и добавление под асфальт специального цементного слоя, благодаря чему дорога сможет использоваться без ремонта на протяжении многих лет.

Таким образом, толщина асфальта должна быть:

  • для площадок частных домов — не менее 4см;
  • для автостоянок – не менее 6см;
  • для проезжей части дорог – не менее 8см.

Кроме этого, важно не только контролировать правильную толщину асфальтного слоя, но и соблюдение укладочной компанией всей технологии асфальтирования.

Когда рекомендуется укладка однослойного асфальта?

Асфальтовое полотно должно обеспечивать необходимую гладкость дороги.

В этой статье рассказывается, что такое асфальтовое полотно, и в каких случаях оправдано применение однослойного асфальта.

 

 

Что такое асфальт (асфальтобетонная смесь)?

Асфальт — это смесь различных смол и битумов – асфальтов с наполнителем – песком, гравием, щебнем и различными добавками, меняющими свойства готовой смеси. Благодаря большому количеству битумов, в нагретом состоянии асфальтобетон пластичен, хорошо утрамбовывается, после застывания приобретает крепость и износостойкость. Правильно сделанные асфальтовые дороги служат десятки лет.

Асфальтобетонная смесь — это смесь различных смол и битумов.

 

Как устроено асфальтовое дорожное покрытие?

Асфальт является верхней частью дорожного покрытия. Для того, чтобы асфальт служил долго, необходимо подготовить качественное основание. В качестве основания используют щебень разных фракций, кирпичный бой или бетон. Основание обеспечивает дренаж дождевых и грунтовых вод и распределение давления на покрытие по как можно большей площади. Основанием выравнивают неровности грунта, чтобы исключить образование бугров и ям. Толщина асфальтового покрытия напрямую зависит от основания и ожидаемых условий эксплуатации. Если основание из щебня или боя кирпича, то толщину асфальта придется увеличивать, потому что утрамбованный щебень не обладает необходимой жесткостью. Если же поверх основания из щебня залит бетон, обеспечивающий нужную жесткость покрытия, то слой асфальта можно сделать меньше.

Дорожное покрытие состоит из двух частей: нижней части — основания и верхней части — асфальта.

 

Работа с асфальтом

Работу с асфальтом можно разделить на три основные категории: строительство, ремонт и замена верхнего слоя.

Строительство

Во время строительства дороги закладывают основание, которое переделывают лишь во время капитального ремонта. Если основание сделано качественно, то текущий ремонт будет сводиться к обновлению асфальтового полотна путем ямочного ремонта и настила сверху тонкого слоя асфальта. Если же основание сделано с ошибками, то попытка исправить ситуацию заменой или увеличением слоя асфальта, ничего не даст. Придется полностью снимать слой асфальта, снимать верхние слои основания, и пытаться исправить нижние. Нередко строительство новой дороги обходится дешевле такого ремонта.

Ремонт

Целью ремонта является приведение дорожного покрытия в надлежащее состояние. В зависимости от повреждений покрытия применяют ямочный ремонт, настил нового полотна, или полную замену верхнего слоя дорожного покрытия.

Замена верхнего слоя

Иногда требуется заменить верхний слой дорожного покрытия. К примеру, бетон плохо переносит перепады температур, потрескался и пылит. Или тротуарная плитка раздражает женщин на высоких каблуках-шпильках. В результате приходится менять верхний слой покрытия. В случае настила асфальта на старую бетонную дорогу, толстый слой не требуется. Разве что по дороге будут ездить тяжелые грузовые автомобили. В бетоне прорезают температурные швы, и застилают асфальтом. Если старое покрытие из тротуарной плитки, то плитку снимают, выравнивают основание песком, и застилают асфальтом.

От чего зависит необходимая толщина асфальта?

Необходимая толщина асфальта зависит от двух факторов – нагрузок на асфальт, и жесткости основания.

Асфальт в один слой

Такая толщина асфальта применима для пешеходных дорожек, куда изредка заезжают легковые автомобили, например, стоянки перед маленькими магазинами. Один слой асфальта применяется так же для дорог с основанием из бетона, по которым движется только легковой транспорт.

Асфальт в два слоя

Такая толщина асфальта применима для дорог, по которым движется легковой транспорт, и основание которой сделано из кирпичного боя или щебня. Парковки возле больших магазинов и на автостоянках чаще всего делают в два слоя асфальта. При настиле двухслойного асфальта на бетонное основание, прочность дорожного покрытия достаточна для движения легких грузовиков и автобусов.

Асфальт в три слоя

Дорожное покрытие с трехслойным асфальтом и основанием из кирпичного боя или щебня толщиной не менее тридцати сантиметров подходит для оживленных междугородных трасс, и движения по ним любых автомобилей кроме тяжелых грузовиков.

Асфальт в четыре слоя и больше

Подходит для дорог с интенсивным движением любых автомобилей. При такой толщине асфальта основание из бетона не имеет никаких преимуществ перед основанием из щебня 4-5 различных фракций.

Укладка толстого слоя асфальта подходит для дорог с интенсивным движением.

 

Когда рекомендуется укладка тонкого слоя асфальта

Укладка однослойного асфальта рекомендуется только в трех случаях:

  1. Для ремонта поврежденного многослойного асфальтового покрытия, не имеющего глубоких(более одного слоя асфальта) повреждений.
  2. Для настила поверх бетонного основания, это позволит использовать дорогу для движения легковых автомобилей.
  3. Для пешеходных дорожек.

Укладка тонкого слоя асфальта для пешеходных дорожек.

 Толщина асфальта напрямую зависит от условий эксплуатации дороги.

Верхний слой асфальта на улице Океанская планируют уложить до конца недели


Ремонт дороги ведется в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги».


«В рамках выполнения работ было выполнено укрепление основания методом холодного ресайклинга, укладка нижнего слоя щебеночно-мастичного асфальтобетона. Кроме того, на участке были установлены бортовые камни, заасфальтированы пешеходные дорожки и заменены плиты и решетки ливневых канализаций», — сказал заместитель министра транспорта и дорожного строительства региона Анатолий Банников.


Сейчас подрядчик приступил к укладке верхнего слоя асфальтобетонного покрытия. Также на участке для безопасности граждан будет установлено 40 метров барьерно-перильного ограждения.


«Сегодня работает техника на улице Океанской. Когда будет закончен ремонт здесь, вся техника отправится на Красную Сопку, а затем на Ленинградскую. Это связано с тем, что новые технологии требуют беспрерывного процесса укладки. Но это не влияет на сроки сдачи объектов. Осмотрели ход работ совместно с Минтрансом, замечаний не было. Подрядчик работает в хорошем темпе, и уже к следующей неделе здесь будет полностью уложен асфальт», — сказал Анатолий Кирносенко, заместитель председателя постоянного комитета по строительству, транспорту, энергетике и вопросам жилищно-коммунального хозяйства Законодательного собрания Камчатского края.


Напомним, в 2021 году в столице края планируется привести в порядок шесть дорожных объектов в районе улиц Ларина, Ленинградской, Океанской, Красная сопка и Приморской, а также на улицах Светлая – Попова, расположенных в районе Авачи.


На региональной сети дорог в рамках дорожного нацпроекта будет приведено в порядок в этом году более 27 километров. Подрядчики отремонтируют более 5,5 км автомобильной дороги Елизово – Паратунка, капитальные работы пройдут на 12 километрах автомобильной дороги Эссо – Крапивная, в рамках контракта жизненного цикла будет отремонтирована и в дальнейшем содержаться трасса Мильково — Ключи — Усть-Камчатск на участке протяженностью 10 км. Всего в этом году в рамках дорожного нацпроекта на Камчатке планируется привести в порядок 10 объектов общей протяженностью более 33 км.


Отметим, национальный проект «Безопасные качественные дороги» реализуется на Камчатке с 2019 года. Всего за два года было приведено в порядок более 83 км дорог.


 https://www.kamgov.ru/

На улице Свердлова сегодня укладывают второй слой асфальта — Новости — События

В эти часы на улице Свердлова укладывают второй, верхний слой асфальта. В работе задействованы асфальтоукладчик и катки, на объекте трудятся рабочие подрядной организации.

«На Свердлова подрядчик ранее завершил подготовительные работы и уложил выравнивающий слой асфальта. Сейчас ведутся работы по укладке верхнего слоя дорожной одежды. Эти работы займут несколько дней», – рассказали в городском управлении дорог и благоустройства.

К слову, вчера, 1 июля, район Садгорода с проверкой посетил и. о. главы города Константин Шестаков. Поводом для этого послужили многочисленные обращения жителей в социальных сетях о том, что порой на объекте по несколько дней не видно рабочих. Подрядчик заверил, что работы усилят и уже до 9 июля завершат основные из них.

Помимо улицы Свердлова в этом районе сейчас также ведут ремонт Садгородской. Вчера подрядчик приступил там к укладке первого слоя асфальта. Эта дорога, как и на Свердлова, до начала ремонта вызывала большие недовольства местных жителей и гостей района. Огромные ямы и местами вообще отсутствие асфальта существенно затрудняли проезд транпорту.

«На Садгородской основные работы должны быть выполнены до конца месяца. После этого дорожники приступят к ремонту 2-й Линейной. Уже с 16 июля здесь начнут ремонт моста, после чего восстановят дорогу и тротуары. В связи с ремонтом моста будут введены ограничения движения автотранспорта на участке от Воровского, 18 до 2-й Строительной, 5, стр. 2. Объехать можно будет по Солнечной, Главной, 1-й Линейной и Воровского», – добавили в управлении дорог и благоустройства.

Напомним, что сейчас ремонт дорог в краевом центре ведут также на Стрелковой, Тобольской, Ладыгина, Окатовой, Харьковской, Бородинской, Посьетской, Ватутина, проспекте Красного Знамени, Днепровской и других улицах. Список ремонта продолжают пополнять новые адреса.

Так, сейчас городское управление дорог и благоустройства ищет подрядчиков для проведения ремонта на Нейбута, Адмирала Кузнецова, Черняховского, Невельского, Владикавказской, Фадеева, Шепеткова, Дальзаводской, в районе поворота на Поспелово на Русском острове, Набережной, Семёновской, Батарейной, Пограничной. А накануне губернатор Олег Кожемяко и и. о. главы Владивостока Константин Шестаков во время рабочей поездки на Русский обсудили планы по благоустройству острова. Уже в этом году появится новая асфальтированная дорога от Университетского проспекта до Ворошиловской батареи. Будет обустроена автобусная остановка и сделано освещение. За зиму подготовят документацию на ремонт следующего участка — дороги к Экипажному. Затем одевать в асфальт будут дороги на Подножье и к Рынде.

Ольга Суходоева, panina@vlc. ru

Фото — управление дорог и благоустройства

На проспекте Дружбы укладывают первый слой асфальта

Быстро, качественно и надежно. В частном секторе проспекта Дружбы приступили к укладке первого слоя асфальта. Всего в работе задействовано более 20 человек и 30 единиц техники.

На участке используют самую современную технику. Владимир Кондратов 14 лет трудится в дорожной сфере. Этим высокотехнологичным асфальтоукладчиком управляет сравнительно недавно. Работать в таких условиях — одно удовольствие, утверждает машинист.

Владимир Кондратов, машинист асфальтоукладчика: «Тут много электроники. Все настроено. У нас сейчас стоит система 3D. Работаем по навигации. Здесь задается проект дороги, в эту систему, и она идет по проекту. Все уклоны, вся толщина, все как положено».

Задача — за 5 дней положить полтора км асфальта. Дорожники работают поэтапно.

Сергей Щербинин, прораб Суджанского ДРСУ №2: «Сейчас конкретно мы кладем полдороги, 2-я вот эта часть будет под разборку. Движение перепустим на ту, что положили, а потом будет разбираться и также делаться основание песчаное, щебеночное».

Большинство местных жителей довольны развернувшимися масштабными работами и с нетерпением ждут появления новой дороги.

«Здорово! Столько лет эту дорогу ждали. Просто замечательно. Я вообще в восторге»,

«У нас полтора км — мы пешком идем до первой остановки. Конечно, если здесь пустят маршрутки, это будет очень хорошо»,

«Я отношусь к этому положительно, потому что это действительно облегчит жизнь проживающим людям. Сможет скорая проехать, чего не было ранее, будет выезд на объездную, что снизит пробки и облегчит жизнь людям».

Верхний слой асфальта здесь планируют уложить в следующем году. Новая 4-полосная магистраль соединит Северо-запад Курска с районом КЗТЗ. Протяженность дороги составит более 3-х км.

Станислав Костиков

Уложен финишный слой асфальта еще на одной улице в Чебоксарах – ул. 50 лет Октября («Без формата»)

Улица 50 лет Октября в Чебоксарах, включенная в ремонтный план национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» , отремонтирована в предельно сжатые сроки. В ночь с 5 на 6 июля на 1 километре проезжей части уложен асфальт новой рецептуры, которая подобрана с учетом высокого автомобильного трафика и текущего состояния дорожной подушки.

Как и на улице Кривова, асфальт для улицы 50 лет Октября изготовлен по методу проектирования, используемому на дорогах федерального значения с повышенной интенсивностью движения: с точным подбором состава, параметров вяжущего и инертного материала, что в результате дает асфальтовое покрытие, стойкое к истиранию и образованию колеи. Гарантийный срок службы такого асфальта 5 лет. Специалисты считают, что дорога без трещин, ям и колейности способная прослужить в 2 раза дольше.

В процессе укладки асфальтобетонной смеси на объекте работал строительный контроль организации ООО «ДОРЭКСПЕРТ».

Сегодня, в субботу, 6 июля, работы ведутся на 8 дорожных объектах столицы Чувашской Республики.

ООО «Воддорстрой» продолжает подготовку основания под бордюрные камни и монтаж бордюр на ул. Чернышевского .

ПАО «ДОРИСС» ведет устройство основания из щебня на тротуарах   вдоль местного проезда напр.Тракторостроителей (четная сторона). На нечетной стороне местного проезда вдоль пр. Тракторостроителей начато устройство верхнего слоя асфальтобетонного покрытия. Работы ведутся также на самом проспекте Тракторостроителей, где начато устройство основания под бортовые камни из асфальтогранулята.

ООО «Магистраль» завершил укладку асфальта sp19 на ул. 50 лет Октября и приступил к установке поребриков на тротуарах. На Эгерском бульваре начат демонтаж бортовых камней и подготовка под монтаж бортовых камней.

ООО «АВТОДОР» продолжает устройство тротуаров, установку бортовых камней на пр.М.Горького , устройство тротуаров ул. Эльменя , завершает уборку территории от строительного мусора на улицахЕрмолаева, Ильенко .

  Напомним, в рамках национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» в Чебоксарах до 15 августа планируется отремонтировать 16 дорожных участков общей протяженностью 18,4 км. По поручению главы администрации г.Чебоксары Алексея Ладыковаорганизован многоступенчатый контроль качества дорожно-ремонтных работ. Он начинается в лаборатории асфальтобетонного завода, затем подбирается в различных вариантах самый оптимальный состав для конкретной дороги. Непосредственно в месте укладки специалисты стройнадзора контролируют температуру и качество уплотнения. В процессе работ и на приемке всегда участвуют представители общественной комиссии по контролю за реализацией национального проекта.

Асфальтовый слой – обзор

4.4.1.2 Внутренний ревейлинг

Традиционные явления ревейлинга происходят на поверхности асфальтового слоя и затем продолжаются в направлении глубины, так что заполнители в асфальтовой смеси постепенно рассеиваются из-за потери сцепления между ними. Поверхность дорожного покрытия, на которой происходит разрыхление, становится рябой, даже сегрегированной поверхностью. Причины некоторого локального ревелинга заключаются в том, что полученная смесь имеет недостаточную водостойкость из-за плохой адгезии асфальта к заполнителю, а постепенная потеря частиц рыхлого заполнителя приводит к образованию больших и малых ямок, как показано на рис.4.9.

Revaling часто носит целостный характер. Особенно поверхностный слой асфальта, который длительное время подвергается воздействию окружающей среды и страдает от воздействия дождя и повторяющихся нагрузок от транспортных средств, может легко начать отслаиваться и терять асфальт. В последние годы при укладке слоя износа асфальта для предотвращения повреждения водой правильно добавляют противоотдирные агенты, но эти противоотдирные агенты имеют неравномерное действие, в том числе некоторые негативные побочные эффекты. Поэтому меры безопасности и улучшения водостойкости асфальтобетонных смесей требуют дальнейших исследований.

Упомянутые в книге явления внутреннего вскрытия были впервые обнаружены при бурении колонкового бурения на нефтяных пятнах на шоссе А, как показано на рис. 4.23. Это часто наблюдалось в других процессах бурения, и осыпание поверхности контакта между слоями асфальта особенно серьезно, как показано на рис. 4.24. Поверхность дорожного покрытия с внутренним ревелированием практически не повреждена; иногда нет очевидного явления отказа, кроме масляного пятна, а иногда даже масляные пятна не очевидны.

Рис. 4.23. Внутренний рыхлый под масляным пятном.

Рис. 4.24. Расслоение между подслоями.

Как показано на рис. 4.23, во время колонкового бурения на масляных пятнах на трассе А большая часть вяжущего слоя и верхняя часть нижнего слоя были отслоены, остался только слой износа вместе с небольшим количеством верхняя часть связующего слоя и конический нижний слой. Частицы заполнителя в рыхлом слое вяжущего и нижнем слое не имеют битумного покрытия и полностью открыты для воздуха; пустоты заполнены грязью, возможно, потому, что ил становится грязью из-за охлаждающей воды для бурения.

Как показано на рис. 4.24, это явление разъединения и рыхлости между подслоями очень распространено, а связь очень хрупкая независимо от типа смеси. По статистике 70 % образцов керна имеют явление отрыва, из которых 90 % контактной поверхности имеют следы отслаивания. На рис. 4.25 показан образец керна со значительными задирами на контактной поверхности. Хотя это явление разъединения между подслоями не вызывает повреждения слоя износа, оно разрушает структурную целостность слоя асфальта и ослабляет общее сопротивление слоя асфальта; с увеличением числа повторных нагрузок асфальтобетонный слой неизбежно приходит в негодность.

Рис. 4.25. Серьезный образец зачистки на контактной поверхности.

Независимо от структурного компонента асфальтового слоя, все керны, пробуренные в месте выхода нефтяного пятна, неизменно сопровождаются состоянием внутреннего рыхления. Хотя асфальтобетонная смесь на этом участке имеет внутренние рыхлости, кроме свечения масляных пятен, поверхность дорожного покрытия не имеет явных деформаций или других заболеваний. Можно сделать вывод, что, хотя смесь внутри асфальтового слоя испытывает сильную коррозию, даже частицы заполнителя полностью оголены, и поэтому они еще могут достаточно долго рассчитывать на взаимную сцепку.Таким образом, видно, что внутреннее выпадение является одним из основных распространенных явлений ранней порчи, весьма отличным от традиционного высыпания.

После вскрытия дорожного покрытия можно обнаружить, что явление отделения внутренней смеси весьма серьезно. Это может быть непосредственной причиной вновь обнаруженного состояния и открытия новых видов кровотечений и внутренних выделений. Существует множество причин отслоения асфальта, в том числе полярность и вязкость битума, чистота заполнителя и текстура поверхности заполнителя.Отслоение — процесс, обратный адгезии, но этот сложный процесс пока не может быть ясно объяснен. Первоначально считалось, что адгезия между асфальтом и кислотным заполнителем плохая, склонна к растрескиванию и имеет лучшую адгезию со щелочным заполнителем. Однако, судя по фактическим результатам исследования, как щелочной, так и кислотный агрегаты указывают на явление отслаивания. Хотя все заполнители обладают способностью отслаиваться и отслаиваться, обычно это происходит в разной степени в разных средах.

Чтобы не повредить керн охлаждающей водой во время отбора проб, мы использовали пневматический отбойный молоток, чтобы выкопать все дорожное покрытие. Рис. 4.26 представляет собой фотографию нижней поверхности асфальтового слоя шоссе F, а рис. 4.27 — нижнюю поверхность нижнего слоя шоссе C. В смеси нижних слоев двух дорог используется известняковый заполнитель; согласно прошлому опыту, смесь не должна отслаиваться, но это вид щелочного заполнителя, который имеет серьезное явление шелушения.В нижней части асфальтового слоя имеется некоторое количество разбросанных частиц заполнителя, и он очень влажный, несмотря на небольшое количество воды, что отражает проблемы с проницаемостью дорожных покрытий в текущем строительстве.

Рис. 4.26. Нижняя поверхность шоссе F.

Рис. 4.27. Нижняя поверхность шоссе C.

Отслаивание заполнителя на нижней поверхности асфальтового слоя иллюстрирует две проблемы: ① Даже в нижнем слое асфальтового слоя требования к адгезии асфальта к заполнителю не могут быть снижены произвольно.Особенно, когда в слое износа используется слой трения асфальта с открытой градацией (OGFC), проницаемость всего слоя асфальта значительно увеличивается; придонный слой длительное время подвергается водной эрозии, поэтому произвольно снижать устойчивость воды нельзя. ② Даже известняк, хорошо сцепляющийся с асфальтом, также не может долго сопротивляться водной эрозии. Необходимость зачистки была введена в разделе 4.2. Чем больше пористость, тем больше проницаемость, а к адгезии асфальта и заполнителя предъявляются более высокие требования; поэтому баланс между пористостью и адгезией должен быть важной задачей при разработке смеси.Отсутствие достаточной адгезии является основной причиной многих повреждений дорожного покрытия и требует достаточного внимания.

Из приведенных выше данных известно, что внутреннее рыхление и новый тип кровотечения имеют тесную связь; кровотечения типа масляных пятен должны сопровождаться внутренними выделениями, и должен существовать один и тот же механизм зарождения и развития. Это будет обсуждаться далее в одной из последующих глав.

Обследование в провинции Хэбэй выявило еще одно явление внутренней потери, как показано на рис.4.28 и 4.29. В этот момент поверхность дорожного покрытия не имеет феномена макулярного кровоизлияния, а дорожное покрытие является гладким, но с чистыми микротрещинами. Бурение показало, что нижняя часть изнашиваемого слоя и вяжущий слой имеют явление разрыхления, а разрыхляющийся материал не имеет ни следов длительного пропитывания водой, ни признаков миграции асфальта.

Рис. 4.28. Поверхность тротуара с внутренним рыхлением.

Рис. 4.29. Внутренний люфт в асфальте.

Внутренний вкладыш, показанный на рис.4.29 может быть вызвана сдвиговой усталостью, для подтверждения которой необходимы дополнительные исследования.

» Структура дорожного покрытия

Тротуары переменного тока представляют собой нежесткие покрытия. Гибкие покрытия названы так потому, что вся конструкция покрытия прогибается или изгибается под нагрузкой. Гибкая конструкция дорожного покрытия обычно состоит из нескольких слоев материала. Каждый слой получает нагрузки от вышележащего слоя, распределяет их, а затем передает эти нагрузки следующему слою ниже. Таким образом, чем ниже в конструкции дорожной одежды находится тот или иной слой, тем меньшую нагрузку (с точки зрения силы на единицу площади) он должен нести (рис. 1).

Рисунок 1: Распределение нагрузки на нежесткое дорожное покрытие

Основные элементы конструкции

Чтобы максимально использовать это свойство, слои материала обычно располагаются в порядке убывания несущей способности с материалом с самой высокой несущей способностью (и самым дорогим) на верх и материал с наименьшей несущей способностью (и наименее дорогой) на дне. Типичная конструкция гибкого покрытия (рис. 2) состоит из:

  • Поверхностного слоя .Слой, контактирующий с транспортными нагрузками. Он обеспечивает такие характеристики, как трение, гладкость, контроль шума, устойчивость к колееобразованию и дренаж. Кроме того, он предотвращает попадание поверхностных вод в нижележащее основание, подстилающее основание и земляное полотно. Этот верхний структурный слой материала иногда подразделяют на два слоя: слой износа (верхний) и слой промежуточного/связующего материала (нижний).
  • Базовый курс . Слой непосредственно под поверхностным слоем. Он обеспечивает дополнительное распределение нагрузки и способствует дренажу и морозостойкости.Базовые курсы обычно строятся из заполнителя или переменного тока.
  • Базовый слой . Слой между базовым слоем и земляным полотном. Он функционирует в первую очередь как структурная опора, но он также может (1) свести к минимуму проникновение мелких частиц из земляного полотна в структуру дорожного покрытия, (2) улучшить дренаж и (3) свести к минимуму ущерб от мороза. Основание обычно состоит из материалов более низкого качества, чем основной слой, но лучшего, чем грунт земляного полотна. Базовый курс не всегда необходим или используется.

Рисунок 2: Базовая конструкция гибкого покрытия

Использование грунтовки – Ассоциация асфальтобетонных покрытий Нью-Мексико

Когда-то считалось, что грунтовка является важным элементом хорошего асфальтового покрытия. Тем не менее, основные материалы асфальта и градация заполнителей изменились с годами, и применение грунтовки больше не требуется для большинства асфальтовых покрытий. На самом деле, их использование может нанести ущерб характеристикам дорожного покрытия.Это привело к тому, что Департамент транспорта Вирджинии (VDOT), многие государственные и муниципальные DOT, а также другие инженеры исключили это требование из своих спецификаций. Согласно исследованиям, проведенным Институтом асфальта за последние 20 с лишним лет, очень немногие разрушения дорожного покрытия, если таковые имеются, могут быть связаны с отсутствием грунтовки.

Ниже приводится краткое объяснение того, что такое грунтовки, какие материалы обычно используются и почему их использование было прекращено Министерством транспорта штата Вирджиния и другими спецификаторами.

 

Что такое грунтовка?

Грунтовка представляет собой нанесение асфальта низкой вязкости на гранулированную основу при подготовке к начальному слою (или поверхностному слою) асфальта.

Для чего нужен грунтовочный слой?

Существует четыре основных цели нанесения грунтовки на основной слой заполнителя;

  1. Покройте и прикрепите частицы материала к поверхности основания.
  2. Укрепите или укрепите базовую поверхность, чтобы обеспечить рабочую платформу для строительного оборудования.
  3. Заглушите капиллярные пустоты на поверхности базового слоя, чтобы предотвратить миграцию влаги.
  4. Обеспечивает сцепление между основным слоем и последующим слоем асфальта.

Какие асфальтовые материалы следует использовать для грунтовки?

Чтобы грунтовка была эффективной, она должна проникать в базовый слой. Как правило, хорошо подойдет легкая степень разбавления средней степени отверждения, такая как MC-30 или MC-70. Однако это разбавленные битумы (асфальтовый вяжущий материал в сочетании с легкими нефтяными маслами), которые «отверждаются» или затвердевают, когда легкие масла испаряются в атмосферу.Когда легкие масла испаряются, они выделяют в воздух углеводороды, вызывая загрязнение воздуха. В результате Агентство по охране окружающей среды строго ограничило или отменило использование сокращений для большинства районов США. Министерство транспорта Вирджинии (VDOT) прекратило использование сокращений более 30 лет назад, когда Вирджиния согласилась строго ограничить использование сокращений в конце 1970-е годы в качестве компенсации за выбросы от предполагаемого нефтеперерабатывающего завода в Чесапикском заливе. Нефтеперерабатывающий завод так и не был построен, но VDOT с тех пор по-прежнему использует эмульгированные битумы (асфальтовый цемент, сжиженный путем суспендирования в воде) для обработки поверхности (герметизация стружки), герметизации шламом, приклеивания и грунтовки.

Нужен ли грунтовочный слой?

Когда-то считалось, что грунтовка является важным элементом хорошего дорожного покрытия. Материалы основания/подстилающего заполнителя были более «открытыми» или крупнозернистыми, чем сегодняшние материалы, поэтому было необходимо связать верхние 1-2 дюйма вместе путем распыления жидкого разбавленного битума на поверхность и позволить ему проникнуть в заполнитель до того, как «установка» или затвердевание. Это образовало твердую водонепроницаемую поверхность и послужило хорошей платформой для поезда по укладке асфальта.

Однако градация заполнителей изменилась с упором на достижение высокой плотности в подстилающем и подстилающем слоях. Эти новые, более тонкие градации содержат больше мелких частиц, а правильное уплотнение приводит к получению очень твердой и почти непроницаемой поверхности. В результате грунтовочные материалы больше не проникают в слой заполнителя, а вместо этого затвердевают в виде толстой пленки на поверхности основания/подстилающего слоя заполнителя. Это может нанести ущерб связи между асфальтобетоном и заполнителем и привести к проскальзыванию асфальта.Наличие толстого клейкого слоя асфальта на поверхности заполнителя также является проблемой для поезда по укладке дорожного покрытия, поскольку оно прилипает к шинам оборудования, особенно к асфальтовым самосвалам.

Департамент транспорта штата Вирджиния прекращает грунтовку агрегатного основания или основания

В 1990-х годах VDOT признал проблемы, связанные с использованием грунтовки, в течение многих лет, изменив свои спецификации в отношении использования грунтовки в первую очередь, чтобы требовать ее использования только тогда, когда общая толщина слоя асфальтового покрытия составляет менее 4 дюймов.В начале 2000-х VDOT пересмотрела использование грунтовки, оценив многочисленные проекты, где она использовалась или не использовалась. Было установлено, что не было никакой разницы в характеристиках дорожных покрытий с грунтовкой или без нее, и при ее использовании возникали проблемы с укладкой/нанесением. Не имея выявленной выгоды от затрат, VDOT приняло решение полностью отменить требование об использовании грунтовки, опубликовав следующую формулировку в Специальном положении к своим Спецификациям для дорог и мостов 2007 года:

.

«Грунтовка заполнителя или подстилающего слоя:  Если иное не указано в контрактных документах, не требуется грунтование битумным материалом подложки из заполнителя или основного материала перед укладкой асфальтового основания, промежуточных или поверхностных слоев.

DOT других штатов, окружные и муниципальные DOT, государственные агентства и инженеры пришли к тем же выводам, что и VDOT, больше не указывая грунтовку на несвязанных материалах основания и основания заполнителя.

Где я могу найти VDOT Language Eliminating Prime?

Формулировку, указанную выше, можно найти в Разделе 315. 05(b)1(a), или вы можете перейти по следующим ссылкам на веб-сайт VDOT.

Каковы различные типы поверхностных слоев асфальта?

Вы идете или едете по асфальтовому покрытию так много раз, чтобы завершить ежедневный курс. Но задумывались ли вы когда-нибудь, что скрывается за черным верхним слоем?

Гладкая черноватая поверхность, которую вы видите, имеет много разных слоев. Вместе они дают вам прочное и долговечное дорожное покрытие с отделкой превосходного класса.

Строительство дороги завершено после нескольких этапов мощения.От очистки необходимого участка до нанесения последнего слоя асфальта — есть еще много вещей, которые нужно знать об асфальтовом покрытии.

Поверхностное покрытие состоит из различных слоев, которые выдерживают вместе. Каждый слой состоит из уникальных ингредиентов дорожного покрытия. Они в целом обеспечивают прочные и упругие тротуары.

Возможно, вы не знали, что не верхний слой асфальта укрепляет все дорожное покрытие. Это идеальная конструкция мощения из различных листовых материалов, которая обеспечивает окончательную армированную дорогу.

Если вам в ближайшее время понадобятся какие-либо услуги по укладке асфальта, вам необходимо знать факты об асфальтовом покрытии . Здесь мы делимся адекватной информацией о различных типах слоев асфальта. Итак, в следующий раз, когда у вас возникнут какие-либо требования к дорожному покрытию, вы получите лучшую дорогу.

Строительство асфальтированных дорог может показаться вам не интересным. Тем не менее, асфальт предназначен для борьбы с погодными условиями, интенсивным движением и другими проблемами дорожного покрытия.

различных типов слоев асфальта для поверхностного покрытия

Прочтите нашу подробную информацию о различных слоях асфальта, которые в основном используются для различных видов ремонта дорог.

#1: Верхний слой асфальта [прибл. 4 см]

Верхний слой дорожного покрытия, разумеется, полностью асфальтирован. Идеальная рекомендуемая толщина верхнего слоя составляет ок. 4 см профессиональной компанией по укладке тротуарной плитки. Однако вы можете варьировать толщину в соответствии с вашими потребностями и бюджетом.

Верхний слой подвергается непосредственному воздействию дорожного движения и погодных условий. Таким образом, слой должен иметь стандартное качество для более длительного срока службы. Несмотря на интенсивное использование и климатические нагрузки, асфальт необходимо заменить через 12-15 лет .Иногда на него наносят лист износостойких заполнителей для повышения его прочности.

 

#2: Асфальтовый вяжущий слой [прибл. 8 см]

Это второй слой цельного асфальтового покрытия, который находится сразу под верхним асфальтовым листом. Как следует из названия, он действует как связующее звено между самой верхней и нижней поверхностями. Идеальная толщина этого дорожного покрытия срединной поверхности составляет примерно 90 053 мм. 8 см. Хотя вы можете изменить его в соответствии с вашими потребностями.

Основная функция заключается в быстром и эффективном переносе трафика, нагрузки и вибрации с верхней дороги на нижний слой покрытия. Таким образом, слой предотвращает искажения и любые проблемы с мощением.

 

#3: Базовый слой асфальта [прибл. 22 см]

Третий слой верхнего асфальтобетонного покрытия играет свою роль в укреплении дорожного покрытия. Он не только помогает распределять нагрузки и трафик на подложку, но и выполняет другие функции. Эта внутренняя поверхность дорожного покрытия обеспечивает однородный и стабильный слой для других последующих верхних слоев асфальтового полотна.

Эта самая нижняя подложка играет важную роль в дорожном покрытии. Это крупнозернистая каменная смесь, которая обеспечивает равномерное распределение нагрузки в результате подъема несущей способности дорожного покрытия. Если Asphalt Pavement Maintenance выполняется надлежащим образом, срок годности слоя составляет 50 лет.

 

#4: Слой защиты асфальта от замерзания [прибл. 34 см]

Внутренний слой асфальтового покрытия защищает от повреждений из-за мороза.Как следует из названия, этот внутренний слой применяется для защиты от мороза. Он имеет неограниченный гравий, щебень и песок, которые чрезвычайно термостойки. Базовый слой предотвращает проникновение инея на верхние слои и возникновение различных проблем с укладкой.

Таким образом, значение этой внутренней поверхности совершенно необходимо, чтобы избежать каких-либо будущих повреждений. Однако минимальная рекомендуемая мощность этого слоя составляет 34 см.

Это были разные слои асфальтобетонного покрытия, которые имеют свои особенности в прочности и долговечности дорог.Это была краткая информация о Асфальтовых Ингредиентах и его различных слоях.

Преимущества и недостатки асфальта будут меняться в зависимости от выбранного вами типа дорожного покрытия. Теперь вы поняли важность толщины различных слоев асфальта.

Однако, наняв лучшую компанию по укладке асфальта , Торонто , вы сможете получить лучшие услуги по укладке асфальта по разумной цене.

 

Вам нужны специалисты по обслуживанию дорожного покрытия?

Main Infrastructure — это специализированная компания по ремонту выбоин, которая предоставляет услуги по укладке асфальта на регулярной основе.Мы позаботимся о ваших слоях асфальта и отремонтируем их заранее, прежде чем трещины станут большими и потребуют замены поверхности.

Наши потенциальные опытные бригады очень активны и могут проанализировать любую нестандартную поверхность до того, как она превратится в трещину или выбоину. Мы являемся универсальным решением для всех видов ремонта асфальтовых дорог.

Так что не раздумывайте, посетите нас или позвоните, чтобы узнать больше о ремонте асфальтированных дорог. Будем рады ответить на ваши вопросы и порекомендовать оптимальную стратегию ухода за вашим покрытием.

Никогда не рано и не поздно запросить бесплатную смету укладки . Обратитесь за помощью в авторитетную компанию по укладке асфальта!

 

 

Измерения жесткости и толщины асфальтобетонного слоя дорожного покрытия с использованием метода расширенного резонансного поиска

Расширенный резонансный поиск (ERS) — это метод неразрушающего контроля, который был создан для оценки качества дорожного покрытия с помощью специального прибора, называемого сканером целостности дорожного покрытия (PiScanner).Этот метод можно использовать для оценки толщины конструкции дорожного покрытия и профиля скорости поперечной волны, используя принцип распространения поверхностных и объемных волн. В данном исследовании метод ДЗЗ использовался для определения фактической толщины поверхностного слоя асфальтобетонного покрытия, а полученные скорости поперечной волны использовались для определения его динамического модуля упругости. Всего было определено пятнадцать местоположений, после чего результаты были сопоставлены со спецификациями малазийских PWD, MDD UKM и IKRAM.Установлено, что значение модуля упругости материалов находится в пределах от 3929 МПа до 17726 МПа. Сравнение средней толщины образцов с расчетной толщиной МДД УКМ показало разницу от 20 до 60 %. Толщина поверхностного слоя асфальта соответствовала спецификациям малайзийских PWD и MDD UKM, а некоторые полученные значения жесткости превышают стандартные.

1. Введение

Нежесткое дорожное покрытие представляет собой композитный материал, состоящий из смеси заполнителя, песка, битума и наполнителя, который обеспечивает дорожному покрытию достаточное сопротивление скольжению и функцию распределения нагрузки от транспортного средства на земляное полотно и в то же время время имеет длительный срок службы без необходимости частого обслуживания.Дорожное покрытие проектируется с учетом основных аспектов, а именно толщины, прочности, устойчивости к поверхностным водам и текстуры поверхности, чтобы обеспечить его правильную работу. Цели проектирования дорожного покрытия обычно включают выбор строительных материалов и обеспечение правильной толщины каждого слоя, чтобы гарантировать, что гибкий слой дорожного покрытия способен защитить грунтовое основание от воздействия транспортной нагрузки [1].

Однако качество гибкого покрытия со временем снижается и зависит от качества используемых материалов, условий окружающей среды и транспортной нагрузки.Увеличение транспортной нагрузки на старую дорожную инфраструктуру приведет к уменьшению толщины нежесткого покрытия, что сократит срок его службы [2]. Поэтому следует также подчеркивать точную толщину каждого слоя, чтобы избежать повреждения покрытия в результате дорожной нагрузки и окружающей среды. Основными аспектами, которые необходимо учитывать в системах управления дорожным покрытием, являются оценка текущей жесткости и прогнозируемая прочность покрытия в будущем [3].Прочность нежесткого покрытия можно определить по параметру модуля упругости; этот параметр важен для прогнозирования и оценки характеристик нежесткого дорожного покрытия при воздействии статических и повторяющихся транспортных нагрузок [4].

Обычно дефлектометр падающего груза (FWD) является широко используемым оборудованием или инструментом для определения жесткости системы дорожного покрытия. FWD представляет собой экспериментальный метод неразрушающего контроля (НК), при котором на поверхность дорожного покрытия воздействует импульсная нагрузка через круглую стальную пластину, при этом жесткость системы слоев дорожного покрытия оценивалась путем измерения максимальных динамических перемещений.Данные FWD содержат данные об окружающей среде, толщину слоя, функции отклика материала и информацию о транспортной нагрузке. Этот инструмент тестирования широко используется, поскольку он легко выполняется с хорошими и эффективными результатами. Между тем, георадар (GPR) — еще один инструмент, который можно использовать для измерения толщины дорожного покрытия. Для захвата систем слоев дорожного покрытия на съемочной машине была размещена антенна, которая принимала короткие импульсы электромагнитной энергии от дорожного покрытия. Серия импульсов сформирует сигнал радара, который содержит запись свойств и толщины системы слоев дорожного покрытия.Этот инструмент является точным и неразрушающим методом оценки системы слоев дорожного покрытия.

Недавно Joh et al. [5] разработали новый инструмент, известный как сканер целостности дорожного покрытия (PiScanner), для оценки жесткости системы слоев дорожного покрытия и, в то же время, для определения толщины дорожного покрытия. В этом исследовании для определения толщины и жесткости поверхностного слоя асфальта с помощью PiScanner использовался метод расширенного поиска резонанса (ERS). PiScanner, основанный на методе ERS, был испытан ранее на конструкциях жесткого дорожного покрытия; однако применимость этого оборудования для нежесткого дорожного покрытия еще предстоит изучить.Поэтому данное исследование проводится для определения эффективности PiScanner на нежестком дорожном покрытии при определении толщины существующей системы дорожного покрытия. Жесткость гибкого покрытия также будет определяться на основе теории упругости. Тем не менее, оценка гибкой конструкции дорожного покрытия будет сосредоточена только на поверхностном слое асфальта, который представляет собой комбинацию слоев износа и вяжущего.

2. Метод расширенного поиска резонанса (ERS)

Толщина асфальтового слоя определялась методом ERS.Этот метод представляет собой комбинацию SASW и резонансного метода, при котором SASW определяет профиль скорости поперечной волны, а толщину асфальта определяют с помощью резонансного поиска [5, 6]. Из-за неадекватности измерения толщины слоя дорожного покрытия с помощью SASW используется резонансный поиск слоя дорожного покрытия, чтобы обеспечить точное определение толщины слоя дорожного покрытия. SASW используется для оценки прочности системы дорожного покрытия и бетонной конструкции с использованием скорости поверхностных волн для определения упругих свойств материала [7].Этот метод также позволяет определять модуль упругости и толщину слоистой системы, полностью используя преимущества поверхностных волн [8].

Алгоритм автоматизации был разработан Joh et al. [5], для которого этот новый алгоритм был использован для облегчения вертикального профилирования модуля бетона в жестком дорожном покрытии, поскольку обычные вычисления требуют от 15 до 30 минут для расчета теоретического моделирования распространения волн. При использовании этого алгоритма на время анализа уходило примерно от 3 до 5 минут.Этот алгоритм автоматизации использовался в двух процессах, а именно, в вычислении фазовой скорости и поиске резонанса. При автоматическом вычислении фазовой скорости группа фундаментальных волн извлекается из распространяющейся поверхностной волны. Группа волн в спектре Габора будет исследована для извлечения. В то время как автоматический поиск резонанса использовал итеративное сравнение полевых измерений и результатов теоретической модели, чтобы найти точную толщину, резонансная частота из кривой частотной характеристики была определена с помощью теоретического моделирования.

Использование частотной области во временной области и волнового числа анализа преобразования волны имеет несколько преимуществ, в том числе простоту решения уравнения распространения волны в доступной частотной области и анализа частоты и волнового числа. полученный. Это связано с тем, что анализ во временной области с использованием численного интегрирования более сложен [9]. Вся информация о распространении волн получается путем анализа частоты и волнового числа [10].С помощью анализа частот и волновых чисел Нолет и Панца [11] показали, что получение спектра очень убедительно. Кроме того, было разработано использование преобразования Фурье для анализа спектра с помощью численных методов, которые могут выполнять вычисления в цифровом виде, известного как быстрое преобразование Фурье (БПФ). Этот метод позволяет измерять и анализировать динамические системы в частотной области.

Измерение объемных волн – это измерение резонансным методом, основанное на многообразии отражений в ограниченных средах.Этот метод устойчив при определении доминирующей частоты многократных отражений волн. Одним из резонансных методов является метод ударного эха (ИЭ). ИЭ заключается в воздействии на поверхность конструкции в течение короткого промежутка времени для создания низкочастотных волн. Генерируемая волна будет распространяться внутрь конструкции, а затем отражаться при наличии дефекта внутри конструкции или внешних границ [12].

3. Определение жесткости

Согласно теории распространения волн жесткость или максимальный модуль сдвига материала ниже 0.0003% деформации можно определить по скорости распространения волны или поперечной волны [13]:

На основе теории упругости, предложенной Йодером и Витчаком [14], модуль упругости материала можно описать как

где – модуль сдвига, – модуль упругости, – плотность, – скорость волны, – коэффициент Пуассона.

4. Методология
4.1. Оборудование
4.1.1. Зонд PiScan

Зонд PiScan (рис. 1(a)) состоит из сенсорного блока, в котором используется акселерометр для распространения сенсорной волны, и эта волна создается молотком с инструментами (рис. 1(c)), который функционирует как генератор импульсов. .Этот аппарат оснащен двумя акселерометрами. Расстояние между двумя акселерометрами было отрегулировано на 0,15 и 0,30 м, и на каждом из акселерометров есть груз. Это утяжеление должно гарантировать идеальный контакт между акселерометром и поверхностью дорожного покрытия [5]. Поэтому любое возмущение и временной интервал детектора можно исключить. Джо и др. [5] объясняют, что хотя акселерометр в PiScan Probe имеет специальную рамку, измеренный сигнал почти равен сигналу, измеренному голым акселерометром.

4.1.2. POLCCA

POLCCA (рис. 1(b)) служит в качестве анализатора спектра, который принимает волновые сигналы от зонда PiScan. Регистрируется волновой сигнал в виде амплитуды и времени распространения волны, регистрируемый акселерометрами. POLCCA состоит из анализатора PiScan (рис. 1(d)), который функционирует как анализатор данных, оснащенный динамическим анализом сигналов (DSA) или анализом БПФ. Анализатор выполняет измерение ERS и автоматически анализирует измеренные данные [5].Он также оснащен связью AC/DC, четырьмя аналоговыми каналами, антимаскирующими фильтрами и аналоговым триггером.

4.2. Настройка метода ERS

Метод ERS представляет собой комбинацию методов SASW и резонансного метода. Таким образом, есть два варианта расположения акселерометров и генератора импульсов (рис. 2). Для измерения SASW или поверхностных волн измерение волнового сигнала включает инструментальный молоток и два акселерометра. Расстояние между МР1 и МР2 составляет 0,30 м, а расстояние инструментированного молотка от МР1 равно расстоянию между МР1 и МР2.Расстояние между молотком с инструментами и MP1 представляет собой предполагаемую максимальную глубину. Резонансный метод включает инструментальный молоток и акселерометр, где расстояние между молотком и МР1 составляет 0,075 м.

4.3. Местоположение площадки

Исследование было сосредоточено на конструкции нежесткого дорожного покрытия в главном кампусе Университета Кебангсаан Малайзия (UKM), Банги, Селангор. Область исследования можно разделить на две части, а именно, первую петлю и вторую петлю, показанные на рисунке 3.Всего для измерения было определено восемь местоположений в первом контуре и семь местоположений во втором контуре.

5. Анализ и обсуждение
5.1. Процедура анализа ДЗЗ

При анализе полевых данных ДЗЗ включает комбинацию двух методов. Таким образом, этот метод состоит из двух основных этапов анализа данных. На первом этапе определяется профиль скорости поперечной волны с помощью SASW; второй этап включает определение толщины слоя асфальта.Анализ поверхностных волн выполняется заранее, чтобы построить график зависимости скорости поперечной волны от глубины, чтобы можно было получить более точное измерение толщины слоя асфальта на основе анализа объемных волн. На рис. 4 показаны подробности задействованных процедур.

5.2. Сбор сейсмических данных

Сбор сейсмических данных включает четыре основных этапа. Во-первых, это размещение акселерометра и генератора импульсов для создания волн. Второй шаг — настроить PiScanner Analyzer для выполнения измерения.Третий и четвертый этапы заключаются в измерении резонансной объемной волны и поверхностной волны. Измерение ERS начинается с двух акселерометров, размещенных на поверхности тротуара. Эти акселерометры должны касаться поверхности дорожного покрытия без каких-либо отверстий, чтобы гарантировать, что полученные данные являются удовлетворительными. Затем молоток используется для создания переходного эффекта на дорожном покрытии в двух положениях, а именно на расстоянии 300 мм и 75 мм от первого акселерометра. Второй шаг — определить настройки анализатора PiScanner.Третий этап включает сбор данных сигнала резонанса объемных волн с помощью молотка, установленного на расстоянии 75 мм от первого акселерометра. Наносят десять ударов молотком и записывают среднее значение полученного сигнала, как показано на рисунке 5(а). Последним этапом сбора сейсмических данных является регистрация поверхностной волны. При расстоянии между источником удара и первым приемником, установленном на 300 мм, наносят десять ударов молотком и записывают среднее значение полученного сигнала, как показано на рисунке 5(b).

5.3. Анализ данных

Данные, полученные в полевых условиях, были проанализированы с использованием автоматизированных алгоритмов анализа. Анализ был разделен на два этапа: первый этап представляет собой этап поиска скорости, а второй этап включает поиск резонансной частоты для определения толщины поверхностного слоя асфальта. При поиске фазовой скорости анализ начинается с получения спектра Габора (рис. 6) импульсной характеристики. Он состоит из группы результирующих волн, и частота группы волн используется при фильтрации импульсной характеристики (ИК-фильтрация, IRF) для получения фазового спектра.Спектр Габора представляет собой спектр, отображающий концентрацию энергии, которая может быть получена при распространении волновых групп, и используется для четкого разделения частотного диапазона волновых групп, распространяющихся в высоких и низких модах. Таким образом, можно определить приход группы волн на слои дорожного покрытия и частотные составляющие, принадлежащие группе волны.

Дисперсионные кривые для фазовой скорости затем получаются из расширенного спектра, как показано на рисунке 7.Скорость поперечной волны может быть определена из кривых дисперсии скоростей после проведения инверсионного анализа. Параметры, используемые в этом анализе, показаны в таблице 1. Данные подвергаются процессу расслоения, а затем еще раз выполняется обратный анализ для определения толщины каждого слоя дорожного покрытия на основе скорости поперечной волны (волны), при условии, что толщина слоя структура слоя дорожной одежды равна резонансной длине волны. В этом анализе используется кривая дисперсии фазовой скорости с наименьшим среднеквадратичным значением, полученным в результате процесса расслоения.Сравнение дисперсионной кривой, полученной теоретически и экспериментально, изображена на рисунке 8.



слой Соотношение Пуассона

1 2200 0,4
2 2130 0,35
3 1900 0,33


для того, чтобы определить толщину тротуара более именно, второй анализ, включающий поиск резонансной частоты, сделан. По умолчанию этот метод поиска предназначен для определения толщины конструкции слоя дорожного покрытия, где толщина резонансной частоты равна измеренной резонансной частоте. Этот анализ включает в себя нахождение резонансной частоты фазового спектра передаточной функции, создаваемой поверхностными волнами (рис. 9). Эта частота используется в качестве опорной для нахождения пиковой частоты спектра мощности на первом приемнике, как показано на рисунке 10, а затем применяется для определения резонансной частоты создаваемых объемных волн.


Как объяснил Joh et al. [5], кривая частотной характеристики состоит из более чем 400 частот для определения резонансной частоты и занимает около 15 минут для анализа. Для анализа частоты были созданы специальные алгоритмы, в соответствии с которыми она делится на два аналитических анализа: грубую и точную развертку. Затем были настроены от четырех до пяти различных систем слоев, и результаты этого анализа формируют график спектральных смещений для предположений о толщине, где синяя линия представляет частоту грубого охвата, а красная линия представляет частоту тонкого охвата ( Рисунок 11(а)). Затем график толщины и соответствующей частоты строится в логарифмическом масштабе, и зависимость оказывается линейной (рис. 11(b)). Используя резонансную частоту (обозначенную красной точкой), определенную в ходе начального анализа, можно определить толщину структуры слоя дорожного покрытия.

5.4. Модуль упругости материала

Из полученных данных сигнала кривая дисперсии фазовой скорости может быть получена с помощью обратного анализа для получения профиля скорости поперечной волны.Модуль упругости материала поверхностного слоя асфальта можно определить, используя значение скорости этой поперечной волны с помощью (2). В табл. 2 приведены среднее значение скорости поперечной волны и среднее значение модуля упругости материала, полученные в данном исследовании. Был рассчитан коэффициент Пуассона, и массовая плотность материала коэффициента Пуассона, используемого для смеси асфальта и заполнителя, составляет 0,4 [15], а удельный вес материала составляет 2200 кг/м 3 [16]. Сравнение между теоретической дисперсионной кривой и экспериментальной дисперсионной кривой, дающей наименьшую среднеквадратичную (RMS) ошибку, используется при обработке и анализе данных для получения значений поперечной волны.

Gelanggang роуд

915.607

9999.285

9

6 8

3

98634


Номера Местоположение Местоположение Местоположение Средние значения сдвига волны скорости
(м / с)
Средние значения эластичных модулей
(MPA)
1 1099,071 7705,032
2 Lebuh Ilmu роуд 767,788 3928,877
3 Бунга Райя-роуд тысяча триста девяносто четыре. 263 12263,678
4 Сайед Насир-роуд 1224,650 9634,834
5 Lingkungan Йохан 1065,338 8020,023
6 Вира Роуд (Колей Керис Мас) 1615.607 16999.285
7 Road Wira (UKM Транспортная единица) 1643.212 17726.012
Nik Ahmed Kamil Road 1460.126 +13341,513
9 Temuan роуд 897,858 5867,526
10 Тана Абдулла Мод Салла зал 1173,139 8927,070
11 Тун Исмаил Али-роуд (ворота № 3) 1567. 664 15641.718
12 9 Tun Ismail Ali Road (факультет закона) 846.050 4863.557
13 Факультет Административные здания 1266.959 14719.172
14 Факультет академических зданий инжиниринг 1263,280 13435.592
15 Факультет науки и техники в новых зданиях 1160,235 8643.595

Используя данные о средней скорости поперечной волны, можно определить значение модуля упругости поверхностного слоя асфальта.В диапазоне температур, которые могут возникать в дорожных покрытиях в Малайзии, значения модуля упругости будут варьироваться от нескольких сотен МПа при высоких температурах покрытия до примерно 3000 МПа при низких температурах покрытия [15]. Однако в этом исследовании не рассматривается среда с низкой температурой, поскольку температура в Малайзии редко опускается ниже 30°C в дневное время и обычно находится в диапазоне от 35 до 45°C. Из расчета (таблица 2) было установлено, что диапазон значений модуля упругости находится между 3929 МПа и 17726 МПа.Полученный средний модуль упругости был выше стандарта, установленного IKRAM Group Sdn. Bhd., что составляет 2500–3200 МПа. Тем не менее, некоторые значения эластичности зарегистрированы в рамках стандарта Департамента общественных работ Малайзии (PWD) (1200 МПа для слоя износа и 1600 МПа для связующего слоя) [15]. Это может произойти из-за того, что качество материала в каждом месте различается в зависимости от того, когда было построено дорожное покрытие.

Измерения показали высокие средние значения модуля упругости из-за влияния транспортной нагрузки и возраста дорожной одежды [1].Места с высоким средним модулем упругости, а именно: Бунга Рая Роуд, Вира Роуд (колледж Керис Мас), Вира Роуд (транспортное подразделение UKM), Ник Ахмед Камил Роуд, Тун Исмаил Али Роуд (выход № 3) и Факультет Учебный корпус инженерного факультета имеет низкую транспортную нагрузку, а административное здание инженерного факультета построено недавно. Росиди и др. [17] и Rosyidi [16] изучали жесткость нового дорожного покрытия и обнаружили, что среднее значение модуля упругости на новых дорогах высокое.Таким образом, можно сделать вывод, что значение модуля упругости нового покрытия выше, чем у старого покрытия; высокий модуль упругости представляет собой высокую прочность слоев конструкции дорожного покрытия. Однако качество дорожной одежды со временем ухудшается, и скорость снижения зависит от транспортной нагрузки, качества материалов и воздействия окружающей среды.

5.5. Толщина поверхностного слоя асфальта

Фактическая толщина поверхностного слоя асфальта определяется путем анализа модели распространения волны, которая требует поиска резонансной частоты.Затем полученную толщину сравнивали с проектной толщиной, указанной Департаментом развития менеджмента, UKM (MDD UKM) и малазийскими стандартами PWD. В таблице 3 показано сравнение между средней толщиной поверхностного слоя асфальта, измеренной в этом исследовании, и расчетной толщиной MDD UKM.

9038 Средний уровень асфальтового слоя (M)

7

49.80

49.54


Номера Местоположение Местоположение Местоположение Дизайн MDD UKM (M)

1 Геланган Роуд 0.+05638 0.100 43,62
2 Lebuh Ilmu роуд 0,04413 55,87
3 Бунга Райя роуд 0,05681 43,19
4 Сайед Насир-роуд 0.05557
44. 43
5 Lingkungan johan 0.05020 0.05020 49.80
6 Road Road (Kolej Keris Mas) 0.04556 54,44
7 Вира-роуд (транспорт Unit УКМ) 0,07400 26,00
8 Nik Ахмед Камиль Дорога 0,06409 35,91
9 Temuan Дорога 0.04480

0.04480 55.20333

55.033333
10 Tun Abdullah Mohd Salleh Hall 0.05046 49. 54
11 TUN Ismail Ali Road (ворота № 3) 0.06062 39,38
12 Тун Исмаил Али-роуд (юридический факультет) 0,05786 42,14
13 факультет административных зданий инжиниринг 0,04940 50,60
14 Учебные корпуса инженерного факультета 0,05467 45,33
15 Новые корпуса инженерного факультета 0.04700 53,00

Результаты исследований показывают, что средняя толщина поверхностного слоя асфальта находится в диапазоне от 0,04 до 0,08 м. Между тем, толщина поверхностного слоя асфальта, указанная малайзийским PWD, делится на два слоя, а именно, слой износа и слой связующего, и диапазон каждого слоя составляет от 0,04 до 0,05 м и от 0,04 до 0,1 м соответственно. Принимая во внимание эти два слоя как поверхностный слой асфальта, полученный диапазон равен 0.04 до 0,14 м. Разница между средней измеренной толщиной и расчетной толщиной МДД УКМ составляет от 20 до 60 %; самая низкая разница в 26% была отмечена для дороги Вира (транспортная единица UKM), а самая высокая разница в 55,87% была зафиксирована для дороги Лебух Илму. Средняя толщина поверхностного слоя асфальта составляет 0,04413 м. Исследования SASW и скважины, проведенные Rosyidi [16] на дороге Лебух Ильму, показали, что средняя толщина поверхностного слоя асфальта составляет 0,059 м и 0,0666 м соответственно.

Rosyidi [16] также провел исследование с использованием SASW и скважинного метода на Lebuh Ilmu Road. Результаты данного исследования показывают, что средняя толщина поверхностного слоя асфальта составляет 0,059 м для метода SASW и 0,067 м для скважинного метода. Разница в толщине поверхностного слоя связана с тем, что дорога не была построена должным образом в соответствии со стандартом и различиями в волне, обнаруженными на спектре Габора при проведении ИК-фильтрации. Это связано с тем, что для облегчения процесса фильтрации необходим опыт анализа спектра волновых данных.Таким образом, можно сделать вывод, что средняя толщина слоя асфальта в этом исследовании все еще находится в пределах допустимого диапазона стандартов, установленных малайзийским PWD, а расчетная толщина почти аналогична расчетной толщине MDD UKM.

6. Выводы

В результате исследования были сделаны следующие выводы. (i) Диапазон значений модуля упругости материалов асфальтового покрытия, полученных в этом исследовании, который находится между 3929 МПа и 17726 МПа, выше, чем диапазон модуля упругости, установленный IKRAM Group Sdn.Bhd. Тем не менее, некоторые из полученных значений эластичности зарегистрированы в рамках малазийского стандарта PWD. Это произошло потому, что качество материала в каждом месте различается в зависимости от того, когда было построено дорожное покрытие. (ii) Средняя толщина поверхностного слоя асфальта, измеренная методом ERS, составляет от 0,04 до 0,08 м. Это все еще находится в диапазоне стандартов, установленных малайзийским PWD, который составляет от 0,04 до 0,14 м. При этом разница между толщиной поверхностного слоя асфальтобетона, полученной в данном исследовании, и расчетной толщиной, установленной МДД УКМ, не превышает 60 %.(iii) Исследование показывает, что метод ERS с использованием PiScanner позволяет измерять жесткость и толщину поверхностного слоя асфальта в соответствии с установленными стандартами. Таким образом, можно сделать вывод, что этот метод можно использовать не только для жестких покрытий, но и для определения толщины и жесткости нежестких покрытий.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Авторы выражают благодарность University Kebangsaan Malaysia (UKM) за финансовую поддержку данной работы (GUP-2013-014 и DLP-2013-028).

Услуги по проектированию асфальтового покрытия | Города-побратимы, Миннесота

Транспортная нагрузка и прочность грунтового основания имеют решающее значение для определения расчетной толщины покрытия

Расчет покрытия
Следуя нескольким основным принципам проектирования покрытия, можно гарантировать, что покрытие будет прочный и построенный на века. Асфальтовые покрытия состоят из основного слоя заполнителя и слоя асфальтового покрытия. Толщина каждого слоя имеет решающее значение для сопротивления ожидаемым транспортным нагрузкам и защиты земляного полотна.Таким образом, проектирование асфальтового покрытия представляет собой процесс определения надлежащей толщины заполнителя и слоев асфальтового покрытия путем определения ожидаемой транспортной нагрузки и прочности материалов земляного полотна.

Транспортная нагрузка
Поскольку транспортные средства используют дорожное покрытие, вес транспортного средства заставляет асфальтовое покрытие прогибаться под колесами. Каждый раз, когда тротуар изгибается, наносится очень небольшой ущерб. Более тяжелые автомобили немного больше изгибаются и, следовательно, больше повреждают дорожное покрытие.При выборе категории транспортной нагрузки следует учитывать размер и частоту движения транспортных средств по проектируемому покрытию.

Категории:
Трассы – Пешеходные пешеходные дорожки
Автостоянки – Автостоянки с некоторыми легкими грузовиками
Среднетоннажные – Некоторые большие грузовики (например, Зона погрузочных площадок)
Тяжелые грузовые автомобили – Часто встречающиеся большие грузовики (например, Центр распределения)

Прочность грунтового основания
Прочность грунтового основания можно измерить или оценить по типу материала грунтового основания.DCP — это инструмент, используемый для измерения прочности земляного полотна путем вбивания металлического стержня в землю и измерения глубины, которая показывает сопротивление и может использоваться для определения прочности.

Типы:

  • Мягкие – глины (DCP: < 1 удара/дюйм)
  • Средние – пылеватые суглинки (DCP: 1-2 удара/дюйм)
  • Твердые – пылеватые пески (DCP: 3-4 удара/дюйм) /дюйм)

Эквивалент гранулированного материала
Эквивалент гранулированного материала (GE) — это концепция соотношения прочности различных материалов.1 дюйм агрегата класса 5 равен 1 GE. Тем не менее, 1 дюйм асфальтового покрытия (который намного прочнее, чем заполнитель класса 5) равен 2,25 GE. Таким образом, чтобы спроектировать дорожное покрытие, вы должны выбрать и изменить толщину слоев асфальта и заполнителя класса 5 до тех пор, пока общая GE вашего проекта покрытия не превысит минимальное значение GE из таблицы ниже.

Пример конструкции дорожного покрытия
Зона погрузочной платформы ( Средняя нагрузка ) с глиняным основанием ( Мягкое основание ).

Используя приведенный выше график, с категорией средней нагрузки от транспортных средств и мягким грунтовым основанием, минимальный Эквивалент гранулированного покрытия для этого примера дорожного покрытия будет равен 23,0.

Пример № 1
4 дюйма асфальта = 4 x 2,25 = 9,0 GE
8 дюймов класса 5 = 8,0 GE
Конструкция GE = 9,0 + 8,0 = 17,0 GE Пример № 2
5 дюймов асфальта = 5 x 5 дюймов 2,25 = 11,25 GE
12 дюймов класса 5 = 12,0 GE
Конструкция GE = 11,25 + 12,0 = 23,25 GE > 23 Требуется GE

Конструкция дорожного покрытия № 2 выдержит транспортную нагрузку!

Свойства асфальтового покрытия — Руководство LTPP по прогнозированию и коррекции температуры асфальта,

С точки зрения общественности, наиболее важной основной целью дорожного покрытия является обеспечение плавного и безопасного движения.Для того чтобы дорожное покрытие выполняло эту задачу, оно должно быть прочным, и инженеры по дорожному покрытию несут ответственность за то, чтобы дорожное покрытие было спроектировано и построено таким образом, чтобы обеспечить эту долговечность. Исследователи дорожных покрытий постоянно ищут способы, которые позволят инженерам проектировать и строить тротуары, обеспечивающие плавную безопасную езду в течение максимально длительного времени и с наименьшими затратами.

Исторически тротуары строились из комбинации местных природных материалов, включая естественные почвы, избранные почвы, такие как природный гравий, и обработанные материалы, такие как добытый камень.Тротуары строятся слоями: более слабые или наименее прочные материалы находятся внизу, а более прочные или самые долговечные материалы — вверху. Верхние слои

обычно связаны каким-либо связующим. Обычно используемые связующие включают гидравлические цементы и битумные цементы. Из битумных вяжущих наиболее широко используется асфальт, нефтепродукт, получаемый из сырой нефти. Что делает асфальт желательным для строительства дорожных покрытий, так это его способность прилипать к гранулированному материалу, используемому в верхних слоях дорожного покрытия, и, таким образом, удерживать этот материал на месте.Кроме того, когда асфальт нагревается, он становится очень жидким и может смешиваться с гравием или камнем, что делает его легко обрабатываемым материалом в массовых количествах, необходимых для строительства дорожного покрытия.

Если слой связанного асфальтом гравия или камня достаточно толстый, он приобретает собственные структурные характеристики и способствует общей долговечности дорожного покрытия. Инженеры и исследователи дорожных покрытий давно обнаружили, что долговечность дорожного покрытия зависит от того, как оно используется.Большие колесные нагрузки, многочисленные колесные нагрузки или их комбинация сокращают срок службы дорожного покрытия. Было обнаружено, что более толстые слои дорожного покрытия противодействуют воздействию более тяжелых или более многочисленных колесных нагрузок. Исследователи дорожных покрытий разработали математические соотношения для расчета толщины, необходимой для конкретных накоплений ожидаемых колесных нагрузок. Недавно разработанные взаимосвязи, как правило, относятся к конкретным механическим свойствам материалов, используемых в конструкции дорожного покрытия, и к тому, какую нагрузку эти материалы могут выдержать, оставаясь неповрежденными.

Асфальт обладает некоторыми уникальными свойствами, которые относятся к механическим свойствам слоя гравия или камня, связанного асфальтом. Асфальт представляет собой жидкость, хотя и очень густую при нормальной температуре окружающей среды. Когда асфальтовый материал деформируется незначительно и в течение очень короткого периода времени, он имеет тенденцию возвращаться к своей первоначальной форме. Если деформация больше или если она происходит в течение

более длительный период времени асфальт не полностью возвращается к своей первоначальной форме.Сила, необходимая для деформации асфальта, увеличивается, когда асфальт охлаждается, и уменьшается, когда он нагревается. Короче говоря, у нас есть материал, который деформируется при чрезмерной или слишком долгой нагрузке, и то, сколько или сколько времени требуется для деформации, зависит от его температуры. Еще одним свойством асфальта является то, что, хотя он и является жидкостью, он может растрескиваться, если нагружать его слишком сильно, слишком быстро или слишком много раз. Кроме того, при тех же обстоятельствах он может потерять связь с гравием или камнем. Все эти факторы делают асфальт сложным материалом для моделирования.

Жесткость асфальтового покрытия

Одним из механических свойств смеси асфальта и гравия является ее модуль или жесткость. Конкретный модуль, который больше всего интересует инженеров по дорожному покрытию, — это величина восстанавливаемой деформации, возникающей из-за нагрузки. Иногда его называют модулем упругости. Еще одним свойством является величина невосстановленной (пластической) деформации из-за той же нагрузки. Особым случаем модуля упругости является динамический модуль, мера деформации из-за приложенной нагрузки, а также мера временной задержки между приложением нагрузки и деформацией.Асфальт также не деформируется одновременно с приложенной нагрузкой — эффект, известный как гистерезис. Скорее, он начинает деформироваться при приложении нагрузки и продолжает деформироваться в течение некоторого периода времени, хотя обычно довольно короткого промежутка времени. Все эти свойства жесткости асфальта очень зависят от температуры. Жесткость слоя асфальта, в свою очередь, определяет величину изгиба или прогиба, который будет происходить в дорожном покрытии при приложении нагрузки.

Существует два типа прогибов, которые имеют отношение к анализу дорожного покрытия:

  • Прогибы, измеренные с помощью дефлектометра с падающим грузом (FWD) — прибора, специально разработанного для приложения нагрузки к дорожному покрытию и измерения полученного прогиба
  • Отклонения, вызванные нагрузкой на ось грузовика

Инженер по дорожному покрытию или исследователь измерит прогиб с помощью FWD, проанализирует данные об прогибе, обычно путем обратного расчета, чтобы определить модуль упругости для связанных слоев асфальта, а затем использует этот результат, чтобы предсказать, какой прогиб вызовет нагрузка на ось грузовика. .Температура

в обоих случаях необходимо учитывать асфальт, чтобы при необходимости можно было отрегулировать прогиб или модуль упругости.

Температурные эффекты

В связи с тенденцией к механистически-эмпирическим методам проектирования необходимы методы регулирования реакции дорожного покрытия на температуру. Один из таких методов был разработан в рамках программы Long Term Pavement Performance (LTPP). В рамках LTPP была инициирована программа сезонного мониторинга (SMP) для измерения прогибов дорожного покрытия и соответствующих температур дорожного покрытия на более чем 40 испытательных участках дорожного покрытия в США и Канаде.Тестирование проводится на половине секций в течение одного года, затем на другой половине в следующем году. Секции также оснащены приборами для измерения температуры и содержания влаги в дорожном покрытии. Испытания FWD проводились с двухлетними интервалами в одних и тех же точках на тестовых участках, чтобы свести к минимуму пространственные эффекты (изменение результатов испытаний, вызванное изменением дорожного покрытия как в продольном, так и в поперечном направлениях). SMP предоставляет самый большой набор данных о прогибах и связанных с ними температурах дорожного покрытия, доступный в настоящее время исследователям.

Чтобы проиллюстрировать влияние температуры дорожного покрытия на прогибы, на рис. 1 и рис. 2 показано изменение реакции прогиба на температуру внутри дорожного покрытия, измеренную на тестовых площадках в Небраске и Колорадо. На рис. 1 показано изменение, происходящее в течение нескольких часов в одном и том же месте в течение одного и того же дня. Обратите внимание, что температуры влияют на отклонения вблизи нагрузки, а не от нее. Это связано с тем, что верхний слой асфальта чувствителен к температуре, а нижележащие несвязанные материалы, такие как заполнитель и грунт земляного полотна, — нет.Можно возразить, что отклонения, наиболее удаленные от нагрузочной пластины, не меняются, потому что температуры в этих нижних слоях не изменяются так сильно или так быстро, но из независимых измерений известно, что эти материалы не чувствительны к температуре. Обратите внимание, что на графике показан симметричный отклоняющийся бассейн только для иллюстрации. Измерения производились только справа от ординаты. Если бы датчики прогиба были размещены по обеим сторонам нагрузочной плиты, чаша оказалась бы асимметричной, поскольку дорожное покрытие не совсем однородно во всех направлениях.


Рис. 1. Изменение отклонения в зависимости от температуры в штате Небраска

.


На рис. 2 показано изменение отклонений в одном месте на испытательном полигоне в Колорадо в течение года. Прогиб наносится в зависимости от температуры, измеренной на средней глубине асфальтового покрытия. Хотя это показывает сильную связь между температурой и отклонением, на этом графике также отражаются другие сезонные эффекты. Можно видеть, что только температура объясняет 88% вариаций отклонений.Остальные 12 процентов вариации обусловлены сезонными эффектами и случайной ошибкой. Сезонные эффекты в других местах или на других покрытиях будут аналогичными.


Рис. 2. Изменения прогиба в зависимости от температуры в одном месте в штате Колорадо

.


На рис. 3 показано комбинированное влияние температуры и времени года на испытательном полигоне в Небраске. Отклонения теперь показывают, что только измерение внешнего датчика осталось неизменным, что указывает на то, что сезонный эффект не был очевиден в этом датчике, но проявлялся на промежуточных датчиках. Тем не менее очевидно, что температура была ответственна за большинство наблюдаемых изменений отклонения.


Рисунок 3. Температурные и сезонные эффекты в штате Небраска

.


На Рисунке 4 показаны обратно рассчитанные модули для слоя асфальта толщиной 160 мм в том же месте, что и на Рисунке 3. Линия тренда показывает, что изменения температуры объясняют почти 98% вариаций обратно рассчитанных модулей. Обратно рассчитанные модули основаны на 18 различных измерениях, проведенных в этой конкретной точке в течение года.Если модули асфальта преобразовать в логарифмы и нанести на график в зависимости от температуры, график станет линейным, как показано на рисунке 5.


Рис. 4. Изменение обратно рассчитанных модулей в одном из местоположений в штате Небраска, штат

.


Рисунок 5. Изменения в логарифме обратно вычисленных модулей в местоположении в штате Небраска

.


Прогнозирование температуры и регулировка отклонения

SMP, описанный в предыдущем разделе, предоставил большой объем данных, которые были использованы Lukanen, Stubstad и Briggs 1 для разработки эмпирических регрессионных моделей для прогнозирования температуры дорожного покрытия на глубине по температуре поверхности, времени суток, когда производился замер температуры поверхности и средней температуры воздуха накануне. Используя те же данные, Луканен и др. разработали эмпирические регрессионные модели, которые связывали измеренные прогибы, коэффициенты формы деформационных бассейнов или обратно рассчитанные модули с температурой асфальта на средней глубине. Эти модели могут быть использованы для корректировки измеренных прогибов, коэффициентов деформационного бассейна или обратно рассчитанных модулей в соответствии со значениями, ожидаемыми при различных температурах.

Модель BELLS используется для повышения производительности и (возможно) точности.

во время испытаний в полевых условиях.FWD, оснащенный инфракрасными (ИК) датчиками, регистрирует температуру поверхности в каждом испытательном месте, учитывая влияние различных уровней затемнения и цвета на поверхность дорожного покрытия. Измерения температуры, проведенные на глубине в фиксированном месте на испытательном полигоне, не могут объяснить такие изменения. Поверхностные температуры могут быть введены в соответствующую модель BELLS для расчета глубинной температуры для каждого испытания.

После того, как глубинные температуры рассчитаны, прогибы, форма бассейна

фактор или обратно рассчитанный модуль при любой другой температуре можно предсказать с помощью моделей, разработанных и представленных в отчете Lukanen et al.

Возможность измерения прогибов при любой температуре и последующей корректировки

результаты для всех других температур значительно повышают полезность испытаний на прогиб. Без этой возможности производительность испытаний на прогиб была бы крайне ограниченной, поскольку их всегда нужно было бы проводить при определенной интересующей температуре дорожного покрытия.

Оценка несущей способности асфальтового покрытия обычно включает измерение прогибов покрытия под нагрузкой с помощью FWD.В то же время, когда измеряются прогибы, температура поверхности асфальта обычно измеряется с помощью инфракрасного термометра, установленного на FWD. Если у FWD нет такого термометра, температуру поверхности можно измерить вручную с помощью ручного прибора или с помощью поверхностного контакта.

термометр. В качестве альтернативы можно просверлить небольшое отверстие для непосредственного измерения температуры асфальта на желаемой глубине. Описанная здесь процедура имеет дело с использованием измерений температуры поверхности для оценки температуры на некоторой глубине асфальта с использованием уравнений БЕЛЛСА.

Как только температура на глубине оценена, измерения прогиба или обратно рассчитанные модули асфальта могут быть скорректированы в соответствии с прогибом или модулями, ожидаемыми при любой другой температуре. Ниже приводится подробное описание использования BELLS для оценки температуры на средней глубине и для корректировки реакции отклонения на влияние температуры.

Артикул

1. Прогнозы температуры и поправочные коэффициенты для асфальтового покрытия , отчет Федерального управления автомобильных дорог FHWA-RD-98-085, Эрланд О.Луканен, Ричард Стубстад и Роберт Бриггс, июнь 2000 г.

Содержание | Далее

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*