Введение к работе
Актуальность темы. В условиях интенсивного движения на магистральных и межобластных дорогах, особое значение приобретает обеспечение высоких эксплуатационных качеств и деформационно -прочностных свойств нежестких дорожных одежд. В формировании эксплуатационных и прочностных характеристик дорожных одежд основная роль принадлежит покрытиям автомобильных дорог, которые обеспечивают ровность и шероховатость проезжей части, перераспределение действующих усилий на нижележащие слои, защиту конструкции дорожной одежды от непосредственного влияния воды и знакопеременных температур.
Многочисленные исследования асфальтобетонных покрытий направлены на обеспечение эксплуатационных качеств, на повышение надежности и долговечности конструкции дорожной одежды в целом. Особое внимание уделяется использованию местных материалов и побочных продуктов промышленности, а так же получению на их основе асфальтобетонов с высокими эксплуатационными и прочностными качествами покрытий.
В районах с развитой металлургической промышленностью наиболее распространенными местными материалами являются побочные продукты металлургического производства - шлаковые материалы. Исследованиями установлена возможность их применения для приготовления асфальтобетонных смесей. Однако существующими нормативными документами использование шлаковых асфальтобетонов ограничивается покрытиями автомобильных дорог от III технической категории и ниже. Это объясняется тем, что свойства шлаковых асфальтобетонов рассматривались в сравнении со свойствами асфальтобетонов на традиционных материалах и недостаточно уделялось внимание исследованию эксплуатационных и деформационно — прочностных свойств шлаковых асфальтобетонных покрытий, особенно на автомобильных дорогах высоких категорий. В ранее проведенных исследованиях не отражены вопросы формирования эксплуатационных свойств шлаковых асфальтобетонных покрытий в процессе строительства и при длительной эксплуатации, не установлены деформационно - прочностные (расчетные) характеристики слоев из шлаковых асфальтобетонов.
До ' настоящего времени в рамках существующего метода конструирования и расчета нежестких дорожных одежд во многом игнорируются индивидуальные особенности асфальтобетонов на нетрадиционных материалах, не предусмотрен учет их эксплуатационных и прочностных характеристик. Отсутствуют оперативные единые методы оценки прочностных и деформационных характеристик асфальтобетона, позволяющие получать адекватные показатели в лабораторных условиях и непосредственно в покрытиях автомобильных дорог.
Для обоснования применения шлаковых асфальтобетонов на автомобильных дорогах I и II технической категории, актуальным и необходимым является комплексное исследование эксплуатационных свойств и
деформационных характеристик шлаковых асфальтобетонных покрытий с использованием единого метода, позволяющего проводить испытания в лабораторных и производственных условиях. Применение шлаковых асфальтобетонов при устройстве покрытий и оснований на автомобильных дорогах высших категорий позволит в районах с развитой металлургической промышленностью получить значительную экономию средств при строительстве и эксплуатации дорог, что особенно важно в настоящее время. Это дополнительно подчеркивает актуальность рассматриваемой проблемы.
Целью работы является расширение области применения шлаковых асфальтобетонов на основе комплексной оценки эксплуатационных и деформационно - прочностных свойств покрытий, устроенных с их использованием.
Для достижения цели были поставлены задачи:
разработать модели формирования эксплуатационно - прочностных свойств асфальтобетонных покрытий с установлением основных факторов, определяющих получение необходимых эксплуатационных качеств, высоких деформационно - прочностных характеристик, долговечность и длительную работоспособность покрытий;
разработать и обосновать единый метод, позволяющий определять деформационно - прочностные характеристики в лабораторных и полевых условиях;
запроектировать и изготовить установки, отработать методику проведения испытаний и разработать программу обработки результатов для определения показателей деформационных и прочностных характеристик асфальтобетона;
в опытно производственных условиях разработать и обосновать технологические режимы приготовления шлаковых асфальтобетонных смесей, устройства оснований и покрытий на их основе с целью получения требуемых эксплуатационных и деформационно - прочностных характеристик;
на основе анализа физико — механических свойств и исследования эксплуатационно - прочностных показателей покрытий обосновать возможность применения шлаковых асфальтобетонов при строительстве автомобильных дорог I и II технических категорий.
Объектом исследования являются процессы формирования
эксплуатационных, деформационно - прочностных характеристик и свойств, характеризующих долговечность и длительную работоспособность шлаковых асфальтобетонных покрытий. Предметом диссертационной работы является исследование эксплуатационно - прочностных свойств шлаковых асфальтобетонных покрытий с использованием новых методов, позволяющих определять деформационно - прочностные свойства покрытий и обосновать расширение области применения шлаковых асфальтобетонов.
Научная новизна работы состоит в разработке моделей формирования эксплуатационных свойств асфальтобетонных покрытий, в теоретическом обосновании использования метода вдавливания шарового штампа для
определения прочностных и деформационных характеристик асфальтобетонных образцов и асфальтобетонных покрытий. На защиту выносятся:
модели формирования эксплуатационных, деформационно прочностных характеристик и свойств, характеризующих долговечность и длительную работоспособность асфальтобетонных покрытий;
теоретические обоснования использования метода вдавливания шарового штампа для оценки прочностных и деформационных характеристик в лабораторных и производственных условиях;
испытательные установки и методика определения деформационно -прочностных характеристик асфальтобетонов и асфальтобетонных покрытий;
результаты исследования эксплуатационно - прочностных свойств шлаковых асфальтобетонных покрытий, выполненные при строительстве опытно - экспериментального участка автомобильной дороги;
обоснование использования шлаковых асфальтобетонов для строительства покрытий автомобильных дорог I и II технических категорий.
Практическая ценность работы заключается в обосновании расчетных характеристик и разработке рекомендаций по технологии строительства для получения необходимых эксплуатационно - прочностных свойств шлаковых ісфальтобетошшх покрытий, в создании испытательных установок для зпределения деформационно - прочностных характеристик покрытий.
Реализация работы. Результаты диссертационных исследований іспользованьї при строительстве участка автомобильной дороги на обходе села Зоршш в Липецкой области, при строительстве и ремонте покрытий ттомобильных дорог в Тамбовской области.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и голучили одобрение на Первой международной научно - практической .онференции «Современные проблемы дорожно - транспортного комплекса», іроходившей в г. Ростове - на - Дону в сентябре 1998 г.; на научно -ісследовательских конференциях ВГАСА 1997, 1998, 1999, 2000 г., на II Международной научно - технической конференции. «Автомобильные дороги 'ибири», проходившей в г. Омске 1998 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять статей. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из ведения, пяти глав, заключения и приложений. Она содержит 220 страниц ашинописного текста, включая 24 рисунка, 13 таблиц и 6 приложений. Список спользуемой литературы содержит 124 наименования работ отечественных и фубежных авторов.
