Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция №1
1. Понятие о реконструкции автомобильных дорог.
В переводе с латинского слово «реконструкция» означает коренное переустройство, перестройку по новым принципам, восстановление чего-либо по сохранившимся данным и описаниям.
Применительно к автомобильным дорогам этот термин означает перевод дороги в целом или ее участков в более высокую категорию с целью повышения ее транспортно-эксплуатационных показателей.
Реконструкция, как правило, обеспечивает возможность перевода дороги в более высокую категорию, но не приводит к увеличению протяженности дороги.
При реконструкции дороги все ее элементы должны быть доведены до значений, обеспечивающих возможность движения с расчетной скоростью для присвоенной дороге категории.
Однако выполнение этого формального требования часто бывает затруднено или даже нецелесообразно. Создать дорогу, которую автомобили проезжали бы с постоянной скоростью, невозможно. На крутых подъемах ни один современный автомобиль не может развить расчетной скорости из-за недостаточной мощности двигателя. На спусках водители вынуждены ограничивать скорости по соображениям безопасности движения.
Таким образом, расчетная скорость не является показателем транспортных качеств дороги. По сути, так называемая расчетная скорость – это верхний предел технически допустимой скорости движения на наиболее опасных участках вновь построенной дороги при благоприятных условиях погоды.
Однако в связи с ростом числа дорожно-транспортных происшествий требования обеспечения безопасности движения привели к тому, что почти во всех странах мира сейчас введены ограничения скоростей движения по дорогам.
Необходимость в реконструкции дороги возникает тогда, когда:
1. Рост интенсивности движения, приводит к снижению скоростей и возникновению заторов на отдельных участках дороги: коэффициент интенсивности движения >1
;
2. Растет число ДТП: коэффициент безопасности движения>1
Коэффициент безопасности движения – отношение допустимой скорости движения (для данной категории дороги) к максимально возможной скорости движения на данном участке.
На большинстве старых дорог имеются множество участков, движение по которым требует от водителя особой внимательности и должно осуществляется с пониженными скоростями. Такие дороги неоднородны по допускаемым скоростям, а, следовательно, и по пропускной способности, и не обеспечивают на всем протяжении одинаковую степень безопасности;
3. Выносится дорога из населенного пункта;
4. Устраняются пересечения в одном уровне;
5. Появляются в составе транспортного потока автомобили с большими габаритами, большими нагрузками на ось и т.д.
2. Работа существующего земляного полотна, его прочность и устойчивость.
Установлено, что в процессе службы дороги под влиянием природных факторов и воздействием транспортных нагрузок прочность земляного полотна снижается, и в нем начинают возникать деформа ции, нарушается устойчивость.
Изменение водно-теплового режима земляного полотна даже при благоприятных условиях увлажнения вызывает в грунте слож ные физико-химические процессы. Влажность и плотность грунтов в течение года претерпевают сущест венные изменения, которые отражаются на условиях работы дорожных одежд и сокращают срок их службы.
На многих старых дорогах неоднородные и неравномерно уплотненные грунты земляного полот на при промерзании подвергаются морозному пучению, вызывающему образование трещин на покрыти ях. Через трещины весной в верхнюю часть земляного полотна проникает поверхностная вода, способст вуя увлажнению грунтов.
Природа поверхностных деформаций выемок и высоких насыпей чаще всего связана с образова нием в грунте в течение зимы ледяных линз и прослоек, ориентированных параллельно откосам, то есть поверхностям, по которым происходит теплообмен. При оттаивании, особенно в дождливое время, когда грунт дополнительно насыщается влагой, верхняя часть откосов сползает. Плоскость сползания обычно совпадает с границей сезонного промерзания.
Сплывы чаще наблюдаются на южных, чем на северных откосах благодаря большей скорости оттаивания и потому большему содержанию в порах глинистых грунтов свободной воды.
Таким образом, деформации земляного полотна всегда связаны с морозным пучением, сплывами откосов и их размывом, а также с размывом канав и обочин. Чтобы вылечить подверженное деформациям «больное» земляное полотно, необходимо знать его водно-тепловой режим.
3. Процесс пучинообразования.
Места внешнего проявления деформаций на покрытии называют пучинами. Процесс пучинообразования является круглогодичным и проходит последовательно пять стадий увлажнения (рис. 1).
Т, мес
Первая стадия — начальная, связанная с осенним периодом увлажнения. Влажность верхней части земляного полотна вследствие инфильтрации свободной воды повышается до WE≤(0,65-0,7) WT, где WT — нижняя граница текучести грунта. Стадия продолжается до установления среднесуточной температуры воздуха -5 °С. В это время пучение еще не наблюдается. Избыток свободной воды q в грунте отсутствует. Модуль упругости грунта при водонепроницаемых покрытиях и хорошем состоянии задернованных обочин всего на 10—15 % меньше, чем летом.
Вторая стадия — зимнее накопление влаги. С понижением температуры воздуха граница промерзания опускается, вызывая подтягивание влаги из талого слоя грунта в мерзлый. При сильных морозах (скорость промерзания не менее 4,5—5 см/сут) граница промерзания опускается быстро и влага из более глубоких теплых слоев грунта не успевает переместиться в верхнюю часть земляного полотна. При скорости vn≤ 2,5 см/сут в грунте происходит интенсивное льдообразование, сопровождающееся неравномерным морозным пучением покрытия, приводящим к ухудшению его транспортно-эксплуатационных качеств.
Третья стадия — вымерзание воды из песчаного подстилающего слоя дорожной одежды и уста новление равновесного состояния влаги в грунтах верхней части земляного полотна. При низкой зимней температуре глубина промерзания z почти достигает максимума. К концу третьей стадии пучение достигает максимума.
Четвертая стадия — насыщение земляного полотна влагой. По мере оттаивания влажность грунта резко повышается. Морозное пучение уменьшается. Одновременно снижается модуль упругости грунта Ео. Избыток свободной воды q, выделяющейся в земляном полотне, отжимается по трещинам и порам грунта в корыто под действием движущихся грузовых автомобилей.
Процесс изменения влажности земляного полотна зависит от скорости оттаивания. Чем продол жительнее затяжная весна (ночные заморозки сменяются теплыми солнечными днями без осадков), тем быстрее вследствие испарения днем и морозного вымерзания ночью уменьшается влажность грунта и, следовательно, меньше вероятность снижения модуля упругости грунта Ео. В годы с затяжной весной де формации на покрытиях почти не наблюдаются. При дружной весне, характеризуемой скоростью оттаи вания 7—8 см/сут, наоборот, увеличивается количество деформаций на покрытиях из-за снижения проч ности грунта и материала подстилающего слоя.
Пятая стадия — восстановление летнего водно-теплового режима земляного полотна при полном оттаивании. Уменьшение влажности и увеличение плотности грунта связаны с высокой испаряющей способностью земляного полотна, особенно в насыпях, и опусканием уровня подземных вод почти до летней отметки.
На влажность верхней части земляного полотна оказывают существенное влияние тип покрытия и общая толщина дорожной одежды. С ее увеличением уменьшаются пределы колебания влажности, а также модуль упругости грунтов.
4. Установление источников увлажнения грунта.
Для правильного установления источников увлажнения требуется определить на типичных участках в период третьей стадии увлажнения характер распределения влажности по глубине.
На сырых участках увеличение влажности с глубиной указывает на поступление влаги снизу, из залегающего поблизости уровня грунтовых вод или верховодки.
На сухих участках возникновение на покрытиях разрушений или образование трещин может быть связано лишь с инфильтрацией воды через са мо покрытие или обочины.
В других случаях, когда имеются сомнения в правильности установления источников увлажнения, рекоменду ется применять радиоактивные индикаторы. Как показали исследования В.И. Куканова (МАДИ), наиболее оправданным в таких случаях является использование изотопа водорода трития, который входит в состав мо лекулы тритиевой воды Т2О, физико-химические свойства которой не отличаются от свойств обычной воды.
Испытания проводят с меченой водой — обычной водой, в которую добавлена тритиевая.
Образцы грунта для определения влажности и путей поступления влаги берут в из сетки скважин, закладываемых в шахматном порядке через 0,5 м в глинистых грунтах и 1 м в супесчаных. По глубине образцы отбирают через 20 см до уровня грунтовых вод. Взятые образцы грунта помещают в обычную лабораторную центрифугу для выделения воды, которую в дальнейшем испытывают по общеизвестной методике на радиоактивность. По радиоактивности строят изолинии влажности на разных глубинах в плане и в разных поперечных сечениях дороги.
Анализ изолиний для последовательных интервалов времени с достаточной степенью надежности указывает, поступает ли влага сверху или сбоку с прилегающей к дороге полосы.