تجربه کشورهای اسکاندیناوی

فرسودگی روسازی های بتنی آسفالت با لاستیک های میخ دار

هدف این مقاله تسهیل و تسریع انطباق با شرایط روسیه از تجربه خارجی، در درجه اول اسکاندیناوی، در طراحی، ساخت، نگهداری و بهره برداری از بزرگراه ها - با در نظر گرفتن سایش سطوح جاده با لاستیک های میخی است.

مشکل شیار شدن در کنار سایر «بیماری‌های جاده‌ای» که در سنین پیشرفته‌تر هستند، یکی از مهم‌ترین مشکلات است. این امر به ویژه برای طراحان، سازندگان، اپراتورها و صاحبان بزرگراه هایی که با شدت ترافیک بالا مشخص می شوند و/یا در مناطق جاده-اقلیمی I و II و در مناطق کوهستانی مرتفع واقع شده اند، مرتبط است.

تعمیم نتایج مطالعات انجام شده در کشورهای خارجی با آب و هوای سرد، و همچنین بررسی وضعیت عملیاتی و فنی سطوح جاده در سن پترزبورگ، نشان داد که دلیل مهمی برای تشکیل شیار در جاده های غیر صلب است. روسازی ها توسط لاستیک های میخ دار ساییده می شوند. لاستیک های میخ دار که در فصول سرد (و نه تنها) استفاده می شوند، از نظر اثر مشابه به آسیاب جاده ای هستند، اما تاثیر کمتری دارند.

سایش سالانه لایه بالایی روسازی بتنی آسفالت در جاده هایی با سطوح مختلف شدت ترافیک در محدوده نسبتاً گسترده ای متفاوت است - از 5 تا 10 میلی متر یا بیشتر.

متأسفانه، اسناد نظارتی فعلی در فدراسیون روسیه عملاً سایش سطوح جاده با لاستیک های میخ دار را در نظر نمی گیرند؛ هیچ روشی برای پیش بینی این سایش و همچنین الزامات مقاومت در برابر سایش سطوح جاده از دسته های فنی مختلف وجود ندارد.

در عین حال، در کشورهای اسکاندیناوی (به ویژه فنلاند و سوئد)، ایالات شمالی ایالات متحده آمریکا، کانادا و سایر کشورها، تحقیقات علمی زیادی در مورد این مشکل انجام شده است، روش هایی برای ارزیابی میزان سایش انجام شده است. توسعه یافته و روش هایی برای کاهش شیار شدن پیشنهاد شده است.

ارتباط و آمار

طبق تحقیقات Unhola (1997)، در فنلاند، یک خودروی سواری با چهار لاستیک میخ دار با سرعت 100 کیلومتر در ساعت، بیش از 100 کیلومتر در دهه 1960، 11 کیلوگرم مواد پوشش فرسوده شد، در دهه 1990 - فقط 2.5 کیلوگرم. . تحقیقات Lampinen (1993) نشان داد که شیار شدن با معرفی کاهش می یابد سیستم موثرمدیریت وضعیت روسازی جاده (سیستم مدیریت روسازی) و همچنین با تنظیم الزامات لاستیک های میخ دار، کاهش سرعت رانندگی در دوره زمستانیو استفاده از سنگدانه های مرغوب برای بتن آسفالت.

سایش پوشش در سوئد در سال 1975 100 گرم در هر کیلومتر خودرو بود، اما در سال 1995 تنها 20 گرم در هر کیلومتر خودرو بود (Jacobson, 1997). تحقیقات گوستافسون (1997) نشان داد که در طول دوره زمستان 1988-1989. سطوح جاده ها در سوئد 450000 تن مواد را از دست دادند. این برای سوئدی‌ها حدود 35 میلیون دلار هزینه داشت.اوبرگ (1997) همین ارقام را گزارش می‌کند و خاطرنشان می‌کند که هزینه‌های اضافی از بین بردن فرسودگی علامت‌گذاری جاده‌ها و تمیز کردن علائم جاده از آلودگی از 4-8 میلیون دلار به 2-4 میلیون دلار کاهش یافته است.

جاکوبسون و هورنوال در سال 1999 به این نتیجه رسیدند که 60 تا 90 درصد شیارها در جاده های شلوغ ناشی از لاستیک های میخی است.

آزمایشات روی یک شبیه‌ساز DD که توسط موسسه حمل‌ونقل جاده‌ای سوئد (VTI) انجام شد، نشان داد که لاستیک‌های با ناودانی سبک (1.0 گرم) نیمی از لاستیک‌های با ناودانی فولادی سنگین‌تر (1.8 گرم) سایش را ایجاد می‌کنند (Jacobson and Wågberg، 1998). حتی با افزایش استفاده از تایرهای میخ دار، سایش تایر به طور قابل توجهی کاهش یافته است (Jacobson and Hornwall, 1999). دولت سوئد اکنون تصمیم گرفته است که استفاده از لاستیک های میخ دار را در شرایط لغزنده زمستانی اجباری کند (Öberg, 2002).

طبق تحقیقات لوبرگ (1997)، تایرهای میخ دار سالانه 300000 تن مواد را در 63000 کیلومتر جاده آسفالته نروژ فرسوده می کنند.

در سال‌های اخیر، همه کشورهای اسکاندیناوی روندی ثابت به سمت کاهش ساییدگی لاستیک‌های میخی داشته‌اند. عوامل مؤثر در این امر در زیر با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار می گیرند.

مقررات نظارتی استفاده از تایرهای ناودانی در کشورهای اسکاندیناوی

استفاده از تایرهای میخ دار در زمستان (با برخی محدودیت های فصلی) در دانمارک، فنلاند، نروژ و سوئد مجاز است. در دانمارک و سوئد، دوره های مجاز استفاده از لاستیک های ناودانی یکسان است (از اول اکتبر تا پایان آوریل). در فنلاند و نروژ - از 1 نوامبر تا اولین دوشنبه پس از عید پاک (به استثنای شمال نروژ که این دوره کمی تمدید شده است). در فنلاند و سوئد تعداد گل میخ های نصب شده روی یک لاستیک، برآمدگی گل میخ و وزن آن تنظیم می شود. در نروژ این الزامات تا حدودی آرام است. جدول 1 خلاصه ای از مقررات لازم الاجرا در کشورهای اسکاندیناوی را ارائه می دهد ("مقررات اوردیک"، 2003)

Tab. 1.خلاصه ای از مقررات لاستیک میخ دار اسکاندیناوی

یک کشور	فصل مجاز برای استفاده از لاستیک های میخ دار	تعداد ناودانی روی یک لاستیک، عدد.	برآمدگی سنبله	نیروی/وزن سنبله
دانمارک	از 1 اکتبر تا 30 آوریل	بدون محدودیت	بدون محدودیت	بدون محدودیت
فنلاند	از اول نوامبر تا اولین دوشنبه پس از عید پاک	مقدار بستگی به اندازه لاستیک دارد: لاستیک 13 اینچ - حداکثر. 90 عدد لاستیک 14 - 15 اینچ - حداکثر. 110 عدد	کامپیوتر - 3.2 میلی‌متر CV - 3.5 میلی‌متر
نروژ	از اول نوامبر تا اولین دوشنبه پس از عید پاک. (در شمال نروژ از 16 اکتبر تا 30 آوریل)	لاستیک 14 - 15 اینچ - حداکثر. 110 عدد تایر 16 اینچ یا بیشتر - حداکثر. 150 عدد	کامپیوتر - 3.2 میلی‌متر CV - 3.7 میلی‌متر	PC 120N/3.1g C/LT 180N/2.3g.
سوئد	از 1 اکتبر تا 30 آوریل	مقدار بستگی به اندازه لاستیک دارد: لاستیک 13 اینچ - حداکثر. 90 عدد لاستیک 14 - 15 اینچ - حداکثر. 110 عدد تایر 16 اینچ یا بیشتر - حداکثر. 130 عدد	کامپیوتر - 3.2 میلی‌متر CV - 3.5 میلی‌متر	PC 120N/3.1g C/LT 180N/2.3g.
ایسلند	از 1 نوامبر تا 15 آوریل

در فنلاند از دهه 1960 تایرهای میخ دار استفاده می شود و در زمستان تقریباً بر روی 95 درصد خودروهای سواری نصب می شوند. درمان ضد یخ زدگی سطوح جاده در فنلاند با نمک جاده انجام می شود. استفاده ترکیبی از نمک و لاستیک های میخ دار باعث تعدادی عواقب منفی برای محیط زیست می شود. در اوایل دهه 1990، دولت فنلاند یک سری آزمایش را برای تعیین امکان سنجی کاهش تعداد خودروهای با لاستیک های میخ دار و کاهش مصرف نمک (یا هر دو در ترکیب های مختلف) انجام داد. تحقیقات نشان داده است که با در نظر گرفتن هزینه های اجتماعی-اقتصادی مرتبط با افزایش خطر تصادفات جاده ای، استفاده از لاستیک های ناودانی و مصرف نمک در سطوح فعلی بهینه است.

اگر در فنلاند تایرهای میخ دار به طور انبوه استفاده می شود، در نروژ در سال های اخیر سعی شده است این استفاده را محدود کنند، به ویژه در شهرک های شهری، جایی که جاده ها تقریباً در تمام زمستان از برف پاک هستند. مشخص شده است که تایرهای میخ دار تا 17 درصد از آلودگی گرد و غبار را در شهرها ایجاد می کنند (Krokeborg, 1998). در اسلو در سال 1999، به منظور کاهش 20 درصدی استفاده از لاستیک های میخ دار، حکمی برای اخذ مالیات 160 دلاری از آنها صادر شد. مقامات نروژی به طور فعال استفاده از تایرهای زمستانی بدون میخ و زنجیر برف را ترویج می کنند (فریدستروم، "لاستیک و زنجیر زمستانی"، 1998).

برخی از محققان تلاش ناموفقی را برای کاهش استفاده از تایرهای میخ دار در سوئد گزارش می دهند ("Studded Tires"، 2001). محدودیت‌های پیشنهادی نتیجه‌ای نداشت و در سال‌های اخیر استفاده از تایرهای میخ‌دار اندکی افزایش یافته است.

جایگزین تایرهای میخ دار

جایگزین های اصلی برای سنبله ها روش های سنتی نگهداری جاده ها در زمستان است. اینها شامل پراکندگی شن و ماسه روی سطح یخی (روش اصطکاک)، درمان پیشگیرانهتا زمانی که یک لایه یخ تشکیل شود یا لایه یخ یا برف-یخ را ذوب کنید، اگر قبلاً تشکیل شده باشد، با نمک جاده ( روش های شیمیایی). همه اینها تأثیر منفی می گذارد محیطو سلامت مردم

تجربه خارجی و داخلی در بهره برداری از جاده ها در زمستان نشان می دهد که اعمال ممنوعیت استفاده از لاستیک های ناودانی، حتی در صورت استفاده از روش های سنتی تعمیر و نگهداری زمستانی، منجر به افزایش تعداد تصادفات می شود.

روش اصطکاکجایگزین اصلی تایرهای میخ دار است. با این حال، افزایش مصرف شن و ماسه منجر به افزایش گرد و غبار در جاده ها می شود. مطالعه بیماری های تنفسی ناشی از گرد و غبار جاده ها نشان داد که افزایش مصرف شن و ماسه مزیتی در مقایسه با استفاده از لاستیک های میخی ندارد. علاوه بر این، هزینه های توزیع و حذف شن و ماسه باید در نظر گرفته شود.

مقامات فنلاند در کاهش مقدار کلی گرد و غبار تولید شده از ماسه اصطکاکی پیشرفت هایی داشته اند. برای این منظور الزاماتی برای کیفیت مواد شنی تعیین شده و از فناوری توزیع ماسه مرطوب استفاده شده است (والتونن، 2002). مشخص شده است که آسیب گرد و غبار را می توان با استفاده از شن و ماسه ساخته شده از مواد سنگی تیره با محتوای کم کوارتز کاهش داد که در جاده ها کمتر خرد می شود.

مطالعه بیشتر توسط Tervahuttu (2004) نشان داد که ماسه اصطکاکی اعمال شده بر روی یک جاده مقدار قابل توجهی از مواد را از روسازی بتنی آسفالت حذف می کند و باعث سایش سطح جاده (اثر کاغذ سنباده) می شود و این سایش می تواند بسیار زیاد باشد. این مشکلدر حال حاضر در فنلاند در حال تحصیل است.

در مورد کاربرد نمک جاده یا ترکیب آن با ماسه(مخلوط ماسه و نمک)، سپس در فنلاند معمولاً از کلرید سدیم (NaCl) به عنوان ماده یخ زدایی استفاده می شود. مقامات فنلاند دریافته اند که در جاده های پرترافیک، کاهش مصرف نمک تعداد تصادفات را بین 5 تا 20 درصد افزایش می دهد. در جاده هایی با حجم کم تردد از شن و ماسه به جای نمک استفاده می شود.

استفاده از نمک یکسری مشکلات زیست محیطی ایجاد می کند: آلودگی منابع آب آشامیدنی، اثرات سمی روی گیاهان و جانوران و غیره. علاوه بر این نمک باعث خوردگی خودروها، سازه های فولادی و بتنی می شود. یک مطالعه نشان داد که آسیب ناشی از استفاده از نمک 15 برابر بیشتر از هزینه تهیه و توزیع آن است.

مطالعات سایش روسازی

فنلاند

در سال های 1982 - 1988 Lampinen داده‌های دما و بارش را مطالعه کرد و عمق شیارها را در 8000 تا 10000 کیلومتر از جاده‌های فنلاند اندازه‌گیری کرد. او با بررسی عوامل مؤثر بر شیاربندی، اهمیت نسبی آنها را مشخص کرد. همچنین مشخص شد که حجم اصلی شیار (70-80٪) به دلیل سایش توسط لاستیک های میخی شکل می گیرد. تغییر شکل پلاستیک مواد روسازی جاده در حین حرکت وسایل نقلیه سنگین 10-20٪ از حجم مسیر را ایجاد می کند. به طور معمول، یک وسیله نقلیه سنگین همان مسیری را ایجاد می کند که 3 تا 5 خودروی سواری با لاستیک های میخی دار هستند. در فنلاند، از دسامبر تا فوریه، 85 تا 90 درصد از خودروهای سواری و کمتر از 50 درصد از وسایل نقلیه سنگین مجهز به لاستیک‌های ناودانی هستند. بر اساس این داده ها، Lampinen به این نتیجه رسید که با تنظیم الزامات لاستیک های میخ دار و محدود کردن فصل استفاده مجاز از آنها، می توان تا حدی شیار زدگی را کاهش داد.

در بازه زمانی 1982 تا 1988 شیارها در جاده های فنلاند به طور پیوسته در حال کاهش است. بنابراین، در سال 1982 میانگین عمق شیار 9.5 میلی متر و در سال 1988 تنها 5.9 میلی متر بود. این کاهش به دلیل افزایش حجم رله لایه بالایی روسازی ها و همچنین معرفی یک سیستم مدیریت روسازی موثر (PMS) است. با توجه به الزامات PMS، بخش هایی از جاده ها با عمیق ترین شیارها باید به موقع با لایه بالایی روسازی جدید پوشانده شوند. نتایج اندازه گیری نشان داد که میانگین افزایش سالانه شیارگی (افزایش سطح مقطع) حدود 487 میلی متر مربع در هر 1000 خودرو SSID بود. میانگین افزایش سالانه عمق شیار حدود 0.36 میلی متر در هر 1000 وسیله نقلیه SSID بود. یک خودروی سواری حدود 24 گرم مواد پوششی در هر 1 کیلومتر فرسوده می شود و سایش یک گل میخ 100 میکروگرم است. هزینه های سالانه 35 میلیون دلار برآورد شده است.

مشخص شده است که شیار شدن به شدت تحت تأثیر نوع گل میخ است (لامپینن، 1993). ساییدگی ناشی از ضربه تنون و خراش دادن مواد به دلیل تماس تنون با پوشش (یادآور عملکرد یک آسیاب جاده) است. انرژی ضربه به جرم سنبله و سرعت عمودی بستگی دارد. سرعت عمودی 10 تا 15 درصد سرعت خودرو است و به نوع لاستیک و اندازه برآمدگی گل میخ بالای سطح آج بستگی دارد. نیروی ضربه به اندازه برآمدگی سنبله و طراحی آن بستگی دارد. اثر ساینده نیز تحت تأثیر سرعت و سبک رانندگی خودرو است، یعنی. حرکت در یک خط مستقیم یا منحنی، شتاب و ترمز.

تحقیقات بیشتر توسط Lampinen با هدف اصلاح اندازه برآمدگی و تعیین نیروی سنبله انجام می شود. از شکل 1.1. مشاهده می شود که هر چه گل میخ سبک تر باشد، سایش کمتری دارد. مشخص شد که سایش شدیداً تحت تأثیر نوع سنگدانه (سنگ خرد شده) است. تأثیر سرعت سفر بر سایش در شکل 1 نشان داده شده است. 1.2. اندازه برآمدگی تنون و نیروی ضربه آن تأثیر کمتری بر سایش نسبت به نوع سنگدانه، جرم تنون و سرعت وسیله نقلیه دارد (Sistonen and Alkio, 1986).

Unhola تحقیقات انجام شده توسط Sistonen و Alkio را با استفاده از روش آزمایشی مشابه (روش "دور زدن") ادامه داد. وی تأیید کرد که سایش پوشش عمدتاً با وزن تنون و نوع سنگدانه تعیین می شود. همچنین تأیید شد که اندازه برآمدگی و نیروی گل میخ تأثیر محسوسی بر سایش ندارد. مطالعات با سرعت خودرو 100 کیلومتر در ساعت انجام شد.

لامپینن خاطرنشان کرد که مقاومت به سایش پوشش با افزایش اندازه بخش سنگ خرد شده درشت و درصد کسری بزرگتر از 8 میلی متر به طور قابل توجهی افزایش می یابد. منطقه خاصپرکننده معدنی باید تا حد امکان کوچک باشد.

برنج. 1.1.تأثیر جرم گل میخ بر سایش پوشش در سرعت وسیله نقلیه 100 کیلومتر در ساعت،سیستوننوالکیو، 1986

برنج. 1.2.تاثیر سرعت سفر و وزن بر سایش پوششخار2.3 سال

سیستوننوالکیو، 1986

لامپینن با جمع‌بندی داده‌های حاصل از این مشاهدات در بررسی جاده‌های فنلاند در سال‌های 1982-1988، تأثیر شرایط آب و هوایی بر تشکیل شیارها را بررسی کرد. هنگامی که رطوبت پوشش افزایش می یابد و دما به زیر 0 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، فرآیند شیار شدن (در مقایسه با سطح خشک) تسریع می یابد. رطوبت سطحی نسبت به دمای پایین تأثیر بیشتری در شیار شدن دارد.

لامپینن معتقد است که شیارهای روی روسازی ها را می توان با کاهش تعداد ضربه های گل میخ کاهش داد (یعنی وسایل نقلیه کمتر با لاستیک های میخ دار و گل میخ های کمتری که در آج تعبیه شده اند). کاهش شیارهای اولیه به دلیل بهبود تکنولوژی پوشش؛ بهبود طراحی ناودانی ها برای کاهش خواص سایشی آنها (در عین حفظ ویژگی های کششی) و با توسعه انواع پوشش هایی که حساسیت کمتری به شیار شدن دارند.

گزارش نهایی، طراحی روسازی های بتنی آسفالتی، که توسط گروهی از محققین با همکاری شرکت ملی نفت فنلاند (Saarela، 1993) انجام شد، بیان می کند که مهمترین مشخصه روسازی که بر سایش تایرهای میخ دار تأثیر می گذارد، مقاومت به سایش بتن آسفالتی است. . از مهم ترین عوامل موثر بر سایش نیز می توان به شدت تردد خودرو و رطوبت سطح پوشش اشاره کرد. در برخی موارد، سرعت خودرو و آب و هوای سرد باید در طراحی در نظر گرفته شود.

برای تعیین مقاومت سایشی پوشش در برابر لاستیک های میخ دار، از آزمایشات آزمایشگاهی با استفاده از روش SRK (روش "SRK") استفاده می شود. هنگام آزمایش با روش SRK، سه لاستیک میخ دار مینیاتوری در دمای 5 درجه سانتیگراد به مدت دو ساعت بر روی سطح نمونه مرطوب بتن آسفالتی با قطر 100 میلی متر که در طراحی مخلوط بتن آسفالتی استفاده می شود، چرخانده می شوند. مارشال شاخص سایش ساینده با استفاده از روش SRK (SRK-value) با از دست دادن حجم نمونه بر حسب سانتی متر 3 برآورد می شود (استاندارد اروپایی، 2000).

با استفاده از نشانگر SRK، عمر سرویس روسازی را می توان با شدت ترافیک مشخص تعیین کرد. مهمترین عامل موثر بر سایش پوشش، کیفیت سنگدانه های مورد استفاده است (شکل 1.3). به عنوان مثال، استفاده از سنگ خرد شده با کیفیت بالا (با یکسان بودن همه عوامل دیگر) می تواند عمر مفید لایه پوشش را 5 سال، با کیفیت پایین - 2 سال تضمین کند.

انتخاب سنگ خرد شده بر اساس ترکیب کانی شناسی آن توصیه نمی شود، زیرا در این مورد، بسته به درصد کانی های مختلف، مناسب بودن سنگ خرد شده برای استفاده در پوشش بسیار متفاوت است. سنگ خرد شده باید بر اساس نتایج آزمایشات آزمایشگاهی انتخاب شود. چندین روش آزمایش برای سنگ خرد شده وجود دارد، اما روش اصلی آزمایش آزمایشگاهی که در حال حاضر در فنلاند مورد استفاده قرار می‌گیرد، آزمایش آسیاب گلوله‌ای است که به آن تست سایشی نوردیک در ایالات متحده آمریکا می‌گویند (Alkio، 2001). G.).

نمونه سنگدانه (سنگ خرد شده) به وزن 1000 گرم با سرعت 90 دور در دقیقه به مدت یک ساعت چرخانده می شود. در آسیاب استاندارد همراه با 7 کیلوگرم توپ فولادی به قطر 15 میلی متر در حضور تقریباً 2 لیتر آب. سنگ خرد شده کسری 11.2 - 16 میلی متر آزمایش شده است. نتیجه آزمایش (Ball Mill Value) با درصد ذرات کوچکتر از 2 میلی متر باقی مانده در پایان آزمایش ارزیابی می شود. شکل 1.4 رابطه بین نتایج تست آسیاب گلوله ای و نتایج تست SRK را نشان می دهد.

استانداردهای اعمال نتایج آزمایش آسیاب گلوله ای (مقدار آسیاب گلوله ای = ارزش سایشی نوردیک) که توسط اداره راه فنلاند ایجاد شده است در جداول 2.1 آورده شده است. و 2.2 (الکیو، 2001). سنگدانه سنگ (سنگ خرد شده) بسته به استحکام به چهار دسته تقسیم می شود. بادوام ترین سنگ خرد شده برای استفاده در جاده هایی با شدت ترافیک SSID > 5000 وسیله نقلیه در روز توصیه می شود. با سرعت بیش از 60 کیلومتر در ساعت و SSID > 10000 خودرو در روز. - با سرعت کمتر از 60 کیلومتر در ساعت

روش دیگری برای آزمایش سنگدانه معمولاً در فنلاند استفاده می شود (Saarela، 1993). یک هسته سنگی که بین دو سر هرمی (زاویه 60 0، شعاع 5 میلی‌متر) قرار گرفته است، نابود می‌شود. سرها از فولاد با سختی ویکرز بیشتر از 1200 ساخته شده اند. شاخص مقاومت بار نقطه ای از معادله 1.1 محاسبه می شود.

آزمایشات صحرایی نشان داده است که میزان شیار شدن با مقدار این شاخص همبستگی دارد. این آزمایش بخشی از مشخصات روسازی آسفالت فنلاند است.

PLI = (D/50) 0.45 F/D معادله 1.1

جایی که: PLI = شاخص قدرت بار نقطه ای، MPa.

B = قطر هسته؛

F = نیروی شکست، N.

برنج. 1.3.اهمیت نسبی عوامل موثر بر سایش تایرهای میخ دارسارلا، 1993

برنج. 1.4.رابطه بین نتایج آزمایش آسیاب گلوله ای و نتایج آزمایشS.R.K.روش،سارلا، 1993

جدول 2.1.طبقه بندی کیفیت سنگدانه ها(سنگ خرد شده)،الکیو، 2001

جدول 2.2.انتخاب کیفیت پرکننده معدنی (سنگ خرد شده)الکیو، 2001

کلاس	من	II	III	IV
شدت (SSID، وسایل نقلیه در روز) در جاده های با سرعت بیش از 60 کیلومتر در ساعت	> 5000	2500-5000	1500-2500	500-1500
شدت (SSID، وسایل نقلیه/روز) در جاده ها با سرعت رانندگی< 60 км/ч	> 10000	5000-10000	2500-5000	500-2500

مهمترین عامل بعدی بعد از کیفیت سنگدانه های معدنی که بر سایش روسازی تأثیر می گذارد، ترکیب مخلوط بتن آسفالتی است. نتایج آزمایشات میدانی نشان داد که روسازی ساخته شده از بتن آسفالتی ریزدانه متراکم با حداکثر اندازه سنگ خرد شده 20 میلی متر (AB20) 10 درصد سریعتر از روسازی ساخته شده از SMA با اندازه سنگ خرد شده 16 میلی متر (SMA16) فرسوده می شود. ). به همین دلیل، در جاده هایی با حجم ترافیک بالا، وزارت راه فنلاند (FINRA) استفاده از SMA را توصیه می کند. مشخصات ترکیب مخلوط های AB16 و SMA16 طبق استاندارد فنلاند برای بتن آسفالت 2000 (مشخصات آسفالت فنلاند، 2000) در جدول آورده شده است. 3 و در شکل. 1.5. در شکل شکل 1.6 رابطه بین درصد ذرات بزرگتر از 8 میلی متر در سنگ خرد شده و شاخص سایش ساینده (SRK-value) را نشان می دهد که با روش SRK تعیین می شود. هر چه سنگ خرد شده در مخلوط بتن آسفالتی بزرگتر باشد، سایش کمتر می شود.

جدول 3.ویژگی های ترکیب مخلوط های AB16 وSMA16 (استانداردهای فنلاندیروی بتن آسفالت، 2000)

برنج. 1.5.ترکیب دانهAB20 وSMA16 (استانداردهای فنلاندی روشن استبتن آسفالت، 1995)

بایندر قیر تاثیر قابل توجهی در سایش ندارد. استفاده از قیر چسبناک تر مقاومت سایش را کمی افزایش می دهد. مقدار سایش مستقیماً تحت تأثیر وارد کردن مواد افزودنی به بایندر قیر قرار نمی گیرد. معمولاً از افزودنی ها برای بهبود سایر ویژگی ها استفاده می شود. با این حال، در برخی موارد (زمانی که سنگ خرد شده با کسر بزرگتر از مخلوط بتن آسفالتی متراکم معمولی استفاده می شود)، معرفی مواد افزودنی می تواند مقاومت به سایش را افزایش دهد. از الیاف، قیر طبیعی و پلیمرها می توان به عنوان افزودنی استفاده کرد. معرفی افزودنی های پلیمری مقاومت به سایش را در زمستان های بسیار سرد بهبود می بخشد (Saarela, 1993).

برنج. 1.6.تأثیر درصد کسر > 8 میلی متر بر سایش تعیین شده توسط روشS.R.K. (سارلا، 1993).

نتایج بررسی های میدانی 14 جاده آزمایشی توسط کورکی (1998) تجزیه و تحلیل شد. این راه های آزمایشی شامل مقاطع روسازی با ویژگی های مختلف: نوع سنگ خرد شده، ترکیب دانه، چسب قیر، افزودنی چسب، پودر معدنی، الیاف، گیلسونیت و قیر طبیعی بود. یک بخش کنترل در ابتدا و انتهای هر جاده آزمایشی راه اندازی شد. روسازی در مناطق کنترل از بتن آسفالت متراکم (AB20/IV) با حداکثر اندازه اسمی ذرات 20 میلی متر ساخته شده است. سنگ خرد شده از گرانودیاریت استفاده شد. قیر باقیمانده با نفوذ 120 که از تقطیر نفت سنگین عرب به دست می آید، به عنوان چسبنده قیر استفاده می شد. پروفیل عرضی روسازی و عمق شیارها با پروفیلومتر اندازه گیری شد. میزان سایش بر اساس مساحت (cm2) یا ضریب سایش ارزیابی شد.

نتایج آزمون نشان داد که در مقایسه با میانگین فرسودگی سه زمستان 91-90، 91-92 و 92-93. سایش پوشش ها در زمستان 96-1997 20 درصد کاهش یافته است. این به طور کامل به دلیل انتقال به سنبله های نور است. در سال 1997 روی 43 درصد خودروهای سواری لاستیک با ناودانی نور نصب شده بود در حالی که در سال 1990 اصلاً از گل میخ استفاده نمی شد. در زمستان های سرد، سایش تقریباً 10 درصد کمتر از زمستان های گرم بود. در داخل فنلاند، جایی که آب و هوا سردتر و خشک تر است، سایش کمتر از مناطق ساحلی بود.

رابطه بین سطح سایش و عمق شیار بستگی به عرض جاده دارد. عمق شیار، بسته به منطقه سایش و عرض جاده، می تواند از معادلات 1.2 - 1.5 تعیین شود.

برنج. 1.6. اثر درصد کسر > 8 میلی متر بر سایش تعیین شده با روش SRK (Saarela، 1993).
نتایج بررسی های میدانی 14 جاده آزمایشی توسط کورکی (1998) تجزیه و تحلیل شد. این راه های آزمایشی شامل مقاطع روسازی با ویژگی های مختلف: نوع سنگ خرد شده، ترکیب دانه، چسب قیر، افزودنی چسب، پودر معدنی، الیاف، گیلسونیت و قیر طبیعی بود. یک بخش کنترل در ابتدا و انتهای هر جاده آزمایشی راه اندازی شد. روسازی در مناطق کنترل از بتن آسفالت متراکم (AB20/IV) با حداکثر اندازه اسمی ذرات 20 میلی متر ساخته شده است. سنگ خرد شده از گرانودیاریت استفاده شد. قیر باقیمانده با نفوذ 120 که از تقطیر نفت سنگین عرب به دست می آید، به عنوان چسبنده قیر استفاده می شد. پروفیل عرضی روسازی و عمق شیارها با پروفیلومتر اندازه گیری شد. میزان سایش بر اساس مساحت (cm2) یا ضریب سایش ارزیابی شد.
نتایج آزمون نشان داد که در مقایسه با میانگین فرسودگی سه زمستان 91-90، 91-92 و 92-93. سایش پوشش ها در زمستان 96-1997 20 درصد کاهش یافته است. این به طور کامل به دلیل انتقال به سنبله های نور است. در سال 1997 روی 43 درصد خودروهای سواری لاستیک با ناودانی نور نصب شده بود در حالی که در سال 1990 اصلاً از گل میخ استفاده نمی شد. در زمستان های سرد، سایش تقریباً 10 درصد کمتر از زمستان های گرم بود. در داخل فنلاند، جایی که آب و هوا سردتر و خشک تر است، سایش کمتر از مناطق ساحلی بود.
رابطه بین سطح سایش و عمق شیار بستگی به عرض جاده دارد. عمق شیار، بسته به منطقه سایش و عرض جاده، می تواند از معادلات 1.2 - 1.5 تعیین شود.

عمق آج (mm) = 0.071 * سطح سایش (cm2) – 3 عرض<8 м – 1.2
عمق مسیر (میلی متر) = 0.089* سطح سایش (cm2) - 9 10 متر > عرض > 6.5 متر - 1.3
عمق مسیر (mm) = 0.077 * سطح سایش (cm2) - 8 عرض > 12 متر - 1.4
عمق آج (mm) = 0.071 * سطح سایش (cm2) - سومین خط راست
جاده چند بانده - 1.5

عمق شیار به خوبی با شاخص سایش تعیین شده توسط روش SRK همبستگی دارد. نتیجه این است که تشکیل شیار به شدت تحت تأثیر کیفیت سنگدانه است (کرکی، 1998). رابطه بین عمق شیار و SRK در معادله 4.1.6 نشان داده شده است

عمق مسیر (mm) = 3.31 SRK + 8.14 (R = 0.80) - 1.6

در جاده های آزمایشی، از معادله 1.6 برای تبدیل عمق شیار به SRK استفاده شد. سپس نتایج آزمایش سنگدانه های معدنی با SRK تبدیل شده مقایسه شد. نتایج مقایسه تأیید کرد که در جاده‌های آزمایشی، مقدار بال میل و شاخص بار نقطه‌ای با سایش همبستگی خوبی داشتند، در حالی که نتیجه آزمون سایش ساینده لس آنجلس همبستگی کمتری داشت (Kurki، 1998).

چسب قیری نسبت به سنگ خرد شده تأثیر بسیار کمتری بر ساییدگی پوشش دارد. این امر ارزیابی تأثیر بایندر بر سایش را دشوار می کند. با این حال، مشخص شده است که استفاده از چسب پلیمری-قیر، مقاومت به سایش را تقریباً 10٪ افزایش می دهد. پودر معدنی بر مقاومت سایش تأثیر نمی گذارد. افزودنی های چسب مقاومت به سایش را هنگام استفاده از انواع خاصی از سنگ خرد شده افزایش می دهند. توصیه می شود موضوع استفاده از افزودنی های چسب را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از طراحی (انتخاب) ترکیب مخلوط در نظر بگیرید (کرکی، 1998).

کورکی مدلی را برای پیش بینی SRK بر اساس خواص مواد ایجاد کرده است. مدل (توصیف شده توسط معادله 1.7) به خوبی با نتایج اندازه گیری در جاده های تجربی همبستگی دارد.

SRK = G * B* (1.15 BM - 1.25 * PLI + 33.01) - 1.7،

که در آن: BM شاخص آزمایش آسیاب گلوله ای، PLI شاخص بار نقطه ای، G ضریب تصحیح با در نظر گرفتن ترکیب دانه (معادله 1.8) و B ضریب تصحیح با در نظر گرفتن بایندر قیر است (B = 0.9 برای پلیمر. - کلاسورهای اصلاح شده و 1،0 - برای بقیه).

G = 0.0069 * A + 0.004 * B + 0.496 - 1.8،

جایی که: A = درصد عبور از الک 8 میلی متری، B = درصد عبور از الک 16 میلی متری.

تأثیر شدت ترافیک، سرعت و شرایط آب و هوایی در جاده های آزمایشی بر روی سایش مطالعه نشده است.
تأثیر روش‌های نگهداری جاده در زمستان بر فرسودگی توسط Leppänen (1995) مورد مطالعه قرار گرفت. بنابراین، درمان با نمک باعث تسریع سایش پوشش لاستیک میخی می شود، زیرا سطح یک پوشش تصفیه شده با نمک بیشتر از یک سطح تصفیه نشده مرطوب می ماند. بنابراین، یک پوشش مرطوب بیشتر از یک پوشش خشک فرسوده می شود. علاوه بر این، جلوگیری از لغزندگی زمستانی با استفاده از نمک، مشکلات خوردگی ایجاد می‌کند و بر کیفیت آب‌های زیرزمینی تأثیر منفی می‌گذارد. هزینه 3.5 میلیون دلاری برای یک برنامه تحقیقاتی در مورد اثر ترکیبی لاستیک های میخ دار و نمک در طول تعمیر و نگهداری جاده در زمستان می تواند موجه تلقی شود، زیرا تلفات ناشی از تصادفات جاده ای به طور قابل توجهی از این مقدار بیشتر است.

سوئد

طبق گزارشی (Jacobson، 1997)، فرسودگی روسازی در سوئد 100 گرم در هر کیلومتر خودرو در سال 1975 بود، اما تنها 20 گرم در هر کیلومتر خودرو در سال 1995 بود. تحقیقات نشان داده است که استفاده از پوشش‌هایی با مقاومت سایشی بالاتر، سایش را به میزان 20 گرم در هر کیلومتر خودرو کاهش می‌دهد، استفاده از SMA به میزان 20 گرم در کیلومتر خودرو، معرفی روش آزمایش آسیاب گلوله‌ای برای آزمایش سنگ خرد شده (Ball Mill تست) - با 10 گرم در خودرو-کیلومتر و ایجاد محدودیت در حداکثر وزن مجاز ناودانی - 30 گرم در خودرو-کیلومتر. استفاده از سنگ خرد شده مناسب تر، سایش کلی را تا 38 درصد کاهش داد. در رابطه با سنگ خرد شده، عوامل موثر بر سایش عبارتند از درصد سنگ خرد شده درشت و حداکثر اندازهسنگ خرد شده عوامل دیگری که بر فرسودگی روسازی ها تأثیر می گذارند عبارتند از: درجه تراکم بتن آسفالتی، شدت ترافیک و تعداد ناودانی روی لاستیک، سرعت وسایل نقلیه، عرض جاده، رطوبت سطح روسازی، نوع گل میخ، اندازه برآمدگی و نیروی گل میخ. سایش یک پوشش مرطوب به طور قابل توجهی از سایش پوشش خشک (بسته به نوع سنگ خرد شده) بیشتر است. ناودانی های سبک با وزن 0.7 - 1.0 گرم نیمی از ناودانی های فولادی با وزن 1.8 گرم سایش دارند (Jacobson، 1997 و Hornwall، 1999).

گوستافسون (1997) تایید کرد که در پوشش کاملبتن آسفالتی باید شامل سنگ خرد شده مقاوم در برابر سایش باشد که به طور محکم با چسب با بالاترین (ممکن) درصد کسر درشت چسبیده شده باشد. با این حال، چنین کسری باید به اندازه 16 میلی متر محدود شود، زیرا استفاده از کسری بزرگتر باعث افزایش مقاومت غلتشی و افزایش نویز می شود. در حال حاضر، اداره راه ملی سوئد (SNRA) مفهوم استفاده از مخلوط سنگ خرد شده و ماستیک ساخته شده از سنگ خرد شده با کیفیت بالا را برای نصب لایه بالایی پوشش در بزرگراه هایی با حجم ترافیک بالا در سرعت های 90 تا 110 کیلومتر اتخاذ کرده است. /h.

گوستافسون در مقاله خود با استناد به کار جاکوبسون بیان می کند که سایش سالانه پوشش های SMA تهیه شده بر روی سنگ خرد شده با کیفیت بالا در حال حاضر بین 0.2 تا 2 میلی متر است، در حالی که هنگام استفاده از سنگ خرد شده با کیفیت کمی پایین تر، سایش سالانه افزایش می یابد. به 3-4 میلی متر با شدت ترافیک بالا، سایش پوشش لاستیک میخی حدود 50 تا 70 درصد کل سایش است. گوستافسون همچنین به مطالعات انجام شده توسط کارلسون اشاره می کند که بر اساس آن سایش پوشش های ساخته شده از SMA با کیفیت بالا حدود 6 گرم در هر کیلومتر خودرو است و سایش پوشش های ساخته شده از بتن آسفالت متراکم معمولی بر روی سنگ های خرد شده محلی 37 گرم است. /خودرو-کیلومتر. گوستافسون بیان می‌کند که در اواخر دهه 1980، شیارهای عمیق به جای استثنا قاعده بودند و در اوایل دهه 1990 به دلیل استفاده از پوشش‌های مقاوم در برابر سایش، استفاده از ناودانی‌های کمتر آسیب‌دیده و معرفی آنها به طور عمده استثنا شدند. مقررات استفاده از لاستیک های میخ دار

مقاومت سایشی روسازی ها در الزامات عملکردی روسازی جاده ها در سوئد گنجانده شده است (Safwat and Sterjnberg، 2003).

در آزمایشات آزمایشگاهی مخلوط های بتن آسفالتی از آزمایش پرال استفاده می شود. مقدار مورد نیاز شاخص Prall به شدت ترافیک مشخص شده (SSID) - تب بستگی دارد. 4. SSID با معرفی روشن می شود عوامل اصلاحیبا در نظر گرفتن تعداد نسبی خودروهای با لاستیک میخ دار، سرعت رانندگی، توزیع جانبی خودروهای سواری (بر اساس لاین) و روش های نگهداری در زمستان.

Tab. 4.الزامات سوئدی برای مقدار شاخص پرال دربسته به شدت ترافیک (صفوت و استرنبرگ، 2003)

هنگام آزمایش با روش پرال، یک نمونه استوانه ای (شکل 1.7.) با قطر 1 ± 100 میلی متر، ضخامت 1 ± 30 میلی متر در دمای 2 ± 5 درجه سانتیگراد نگهداری می شود و سپس به مدت 15 دقیقه تحت درمان قرار می گیرد. توپ های فولادی (40 عدد) که با سرعت چرخش 950 دور در دقیقه از نمونه پرش می کنند. نمونه به طور مداوم با آب شسته می شود تا ذرات مواد فرسوده از محفظه آزمایش حذف شوند. شاخص پرال (شاخص سایش ساینده) کاهش حجم نمونه در سانتی متر 3 است. از نسبت تفاوت وزن خشک نمونه قبل و بعد از آزمایش به چگالی ظاهری نمونه تعیین می شود (استاندارد اروپایی 2000).

برنج. 1.7.نمونه استوانه ای بتن آسفالتی پس از آزمایشروش پرال

Jacobson و Hornwall (1999) اثر لاستیک‌های میخ‌دار را بر روی شیارها در پنج جاده آزمایشی با لایه‌های سایشی SMA یا آسفالت متخلخل و شش جاده کنترل با آسفالت متراکم یا دوره‌های سایش SMA بررسی کردند. سطح مقطعشیارها با پروفیلومتر لیزری اندازه گیری شد. برای بررسی جامع عیوب سطح، تجهیزات RST (تستر سطح جاده) نصب شده بر روی خودرو استفاده شد. هشت سال پایش (1990-1998) نشان داد که سایش سطوح تایرهای میخ دار در طی این سال ها به طور قابل توجهی کاهش یافته است. Jacobson و Hornwall این کاهش را به ساخت پوشش‌های مقاوم‌تر در برابر سایش، استفاده از سنگدانه‌های با کیفیت بالا و استفاده از لاستیک‌های میخ‌دار کمتر آسیب‌دیده نسبت می‌دهند. کیفیت سنگدانه بیشترین تأثیر را بر مقاومت در برابر سایش پوشش ها دارد. محتوای سنگ خرد شده درشت و استفاده از سنبله های سبک تا حدودی تأثیر کمتری دارد. نوع بایندر قیر (معمولی یا PBB) تأثیر محسوسی بر مقاومت در برابر سایش ندارد.

Jacobson و Wågberg (2004) مدل هایی را برای پیش بینی شیارهای ناشی از لاستیک های میخ دار توسعه دادند. این مدل ها بر اساس 10 سال کار انجام شده در دهه 1990 توسط موسسه تحقیقات راه ملی سوئد (VTI) ساخته شده اند. آنها از سه بخش تشکیل شده اند:

• مدلی برای محاسبه میزان سایش بسته به تعداد خودروهای با لاستیک های میخ دار.
• مدل برای محاسبه توزیع سایش در سراسر خط (پروفایل سایش).
• مدلی برای محاسبه هزینه های سالانه بر اساس هزینه های مواد و عمر خدمات.

مشخص شده است که میزان سایش به مقدار آزمایش آسیاب گلوله ای، اندازه حداکثر کسر سنگ خرد شده، ترکیب دانه و تخلخل نسبی بستگی دارد. چندین مدل توسعه داده شده است که دو مورد از آنها با معادله 1.9 نشان داده شده است. و 2.1.

S d = 2.179 + KV * 0.167 - HALT4 * 0.047 + HM * 0.287 (R 2 = 0.84) - 1.9

Ss = 1.547 + KV * 0.143 - MS * 0.087 (R 2 = 0.71) - 2. 1

Sd و Ss = سایش نسبی مخلوط بتن متراکم آسفالتی و SMA به ترتیب.
KV = مقدار آزمایش آسیاب گلوله ای.
HALT4 = محتوای سنگ خرد شده بزرگتر از 4 میلی متر.
HM = تخلخل نسبی مارشال.
MS = حداکثر اندازه سنگ خرد شده.

هنگام استفاده از مدل برای محاسبه عمر سرویس روسازی، اطلاعات مربوط به توزیع سایش در سراسر خط (پروفایل سایش) مهم است زیرا تاریخ شروع کار تعمیرات فعلیروسازی با عمق شیار تعیین می شود (Jacobson and Wågberg, 2004). مدل های توسعه یافته توزیع سایش در سراسر خط ترافیک بر اساس توزیع جریان خودروهای سواری در امتداد خطوط ترافیکی نزدیک به حالت عادی است. انحراف معیار توزیع جریان ترافیک در جهت عرضی در جاده ها با راه راه های پهنترافیک و در جاده های با شانه تقریباً 0.45 متر است، در جاده های با خطوط باریک و بزرگراه ها و بزرگراه های چند لاین - 0.25 متر. در جاده هایی با حجم ترافیک بسیار بالا، انحراف استاندارد به 0.20 متر نزدیک می شود.

ترکیب این دو مدل در یک نسخه کامپیوتری برای پیش‌بینی عمق شیار، عمر سرویس و هزینه‌های سالانه استفاده می‌شود. این برنامه حاوی داده های زیر است:

• خواص سنگ خرد شده: محتوای کسر > 4 میلی متر (%)، اندازه اسمی کسر درشت (mm)، مقدار آزمایش آسیاب گلوله ای برای کسر درشت.
• پارامترهای جاده و ترافیک
• داده های هزینه: سنگ خرد شده، چسب قیر، مواد افزودنی، تولید مخلوط، بسیج تجهیزات، حمل و نقل، تخمگذار مخلوط، سایر هزینه های ممکن (هزینه واحد / متر مربع).

محاسبه با استفاده از این مدل ها به ما امکان می دهد مشخصات سایش خروجی ساینده، عمر سرویس و هزینه های سالانه را بدست آوریم. مدل توسط داده های میدانی به دست آمده در 16 جاده آزمایشی در زمستان 1996-1997 تایید شد. جاده‌های آزمایشی در دسته‌های فنی مختلف با سرعت‌های مختلف با عمر مفید 1 تا 6 سال دارای لایه‌های سایش با انواع و کیفیت‌های مختلف بودند. اعتبار مدل با آزمایش آن توسط Jacobson و Wågberg (2004) تأیید شد.

داده های اولیه برای ساخت مدل ها بر اساس یک برنامه بزرگ از تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده بر روی شبیه ساز جاده VTI است. گزارش تحقیق شامل عوامل ذکر شده در جدول می باشد. 5.، و تأثیر آنها بر سایش پوشش ها. مدل ها دوام مواد پوشش را در نظر نمی گیرند.

جدول 5.عوامل مورد مطالعه در شبیه ساز جاده و تأثیر آنها (به جز حجم ترافیک، استفاده از ناودانی، توزیع جریان ترافیک در عرض جاده و شرایط سطحی (خشک / مرطوب یا پوشیده از برف)

مواد	کم اهمیت	گاهی بزرگ	بزرگ	خیلیبزرگ
سنگ خرد شده
کیفیت				ایکس
محتویات کسر بزرگ				ایکس
اندازه اسمی کسر درشت		ایکس
طراحی مخلوط (متراکم یا SMA)				ایکس
نوع چسب قیر	ایکس
تولید
شکنندگی (شکننده بودن)		ایکس
درجه تراکم		ایکس
عوامل خارجی
سرعت سفر			ایکس
شرایط آب و هوایی	ایکس
نوع ناودانی، نیروی ضربه گل میخ			ایکس

نروژ

طبق گزارش لوبرگ (1997)، در جاده‌های نروژ، عمق شیارهای تشکیل‌شده در باند به ترکیب طراحی، کیفیت ساخت روسازی، نوع وسایل نقلیه، سرعت رانندگی، شرایط آب‌وهوایی و پارامترهای روسازی بستگی دارد. سنگ خرد شده مهمترین آنهاست. اداره راه نروژ 63000 کیلومتر جاده را دو بار در سال اندازه گیری می کند. بر اساس نتایج این اندازه‌گیری‌ها، شاخص مقاومت به سایش هر بخش جاده تعیین می‌شود. به عنوان شاخص مقاومت در برابر سایش، وزن مواد پوشش (بر حسب گرم) فرسوده شده در هر 1 کیلومتر از یک خودروی سواری با چهار لاستیک ناودانی گرفته شده است. این مقدار به کیفیت سنگ خرد شده استفاده شده بستگی دارد.

نروژی ها مقاومت مکانیکی سنگدانه های خرد شده مخلوط بتن آسفالتی را مهمترین مشخصه می دانند. آنها از سه روش برای اندازه گیری استحکام مکانیکی، اندازه گیری استحکام ضربه، ساییدگی و نرخ سایش تایر EN studded (تست SRK) استفاده می کنند. آنها شاخص سایش ساینده را مهمترین مشخصه می دانند. بر اساس تعداد سانتی متر مکعب مواد سنگی (سنگ خرد شده) که تحت شرایط تعیین شده توسط روش آزمایش فرسوده می شود، تعیین می شود. نتایج آزمایشات آزمایشگاهی با نتایج اندازه گیری شیارهای واقعی در جاده ها مطابقت دارد. گزارش لوبرگ (1997) بیان می کند که حتی اگر از سنگ خرد شده با کیفیت بالا استفاده شود، اگر کار به درستی انجام نشود، پوشش طولانی مدت نخواهد بود.

مقررات تعمیر و نگهداری راه نروژی، اجرای یک لایه جدید روسازی در بخش‌های جاده‌ای با عمق شیار بیش از 25 میلی‌متر و سطح شیار بیش از 10 درصد را پیش‌بینی می‌کند. در جاده های شهری با سرعت مجاز کمتر از 60 کیلومتر در ساعت، مسیرهایی با عمق بیش از 35 میلی متر مجاز هستند.

روش های کاهش سایش پوشش

تحقیقات نشان داده است که شدت سایش روسازی توسط تعدادی از عوامل بسته به پارامترهای ترافیک، هندسه راه، ویژگی‌های روسازی، تعیین می‌شود. نفوذ خارجیو کیفیت ساخت روسازی برخی از این عوامل بیشتر از بقیه بر روی سایش تاثیر می گذارند. درجه نفوذ عوامل مختلفبستگی به شرایط محلی دارد در ادامه این عوامل و تأثیر آنها بر میزان سایش خلاصه می شود و توصیه هایی برای کاهش سایش پوشش ارائه می شود.

ترافیک

شکل گیری شیارها مستقیماً تحت تأثیر شدت ترافیک، سرعت رانندگی و درصد خودروهای با لاستیک های میخ دار است. با افزایش این پارامترها، روند شیار شدن تشدید می شود.

برای کاهش سایش پوشش ها بدون به خطر انداختن ایمنی ترافیک، اقدامات زیر پیشنهاد می شود:

• کاهش شدت ترافیک در بزرگراه ها (تغییر جهت گیری جریان ترافیک، ترانزیت و غیره)
• تنظیم دوره استفاده مجاز از لاستیک های ناودانی و محدود کردن تعداد ناودانی روی لاستیک.
• محدودیت سرعت در زمستان

مواد پوشش

تحقیقات نشان داده است که عوامل اصلی موثر بر میزان سایش روسازی تایرهای میخ دار شامل خواص مواد روسازی و نوع مخلوط بتن آسفالتی می باشد. مشخص شده است که مهمترین عوامل خواص سنگ خرد شده است. ویژگی های اصلی سنگ خرد شده شامل مقاومت در برابر سایش ساینده و محتوای یک کسری درشت است. توصیه می شود از سنگ خرد شده ای که تست های آزمایشگاهی را در آسیاب گلوله ای گذرانده اند (آزمایش گلوله ای) و بتن آسفالتی تست شده بر اساس پرال (تست پرال) استفاده شود. هر چه مقدار سنگ درشت خرد شده بیشتر باشد، سایش کمتر است. هنگام طراحی مخلوط بتن آسفالتی باید میزان چسبندگی سنگ خرد شده به بایندر قیر و نیاز به معرفی مواد افزودنی چسب تعیین شود.

مهمترین عامل بعدی بعد از سنگ خرد شده، ترکیب مخلوط بتن آسفالتی است. مطالعات نشان داده است که SMA مقاومت سایشی بیشتری نسبت به مخلوط های بتن آسفالتی متراکم دارد. چسب قیر نسبت به سنگ خرد شده و ترکیب مخلوط تأثیر کمتری بر سایش دارد. میزان این تأثیر را نمی توان کمی تعیین کرد. مشخص شده است که در برخی موارد استفاده از بایندر پلیمری- قیر اندکی سایش را کاهش می دهد.

عوامل خارجی

با کاهش دمای هوای بیرون به زیر 0 0 درجه سانتی گراد و افزایش رطوبت پوشش، شدت شیار شدن افزایش می یابد. شدت شیار شدن تحت تأثیر رطوبت پوشش بیش از دمای سرد. پوششی که با عوامل یخ زدا درمان شده است، مدت بیشتری نسبت به یک پوشش تصفیه نشده مرطوب می ماند. تأثیر اجتماعی و اقتصادی نگهداری جاده در زمستان باید در نظر گرفته شود.

مهم ترین عامل خارجیبرای کاهش سایش، استفاده از لاستیک‌های میخ‌دار را به آن ماه‌های زمستانی که سطوح با یخ یا لایه‌ای از برف پوشانده شده‌اند، محدود کنید.

هندسه راه

شدت سایش در مناطق شتاب و ترمز وسایل نقلیه افزایش می یابد. این بخش ها شامل منحنی ها، بالا و پایین ها و تقاطع ها می شود. عمق شیار تحت تأثیر عرض خط است. هرچه مسیر باریک تر باشد، شیار عمیق تر است.

شدت شیار شدن با لاستیک‌های میخ‌دار را می‌توان با قرار دادن منحنی‌ها، کاهش شیب‌های صعود و فرود، کاهش طول خطوط سریع انتقالی و گسترش خطوط ترافیک کاهش داد.

یک عامل مهم، مشخصات عرضی پوشش است که جریان آب را تسریع می کند، زیرا بتن آسفالت مرطوب با لاستیک های میخ دار به شدت فرسوده می شود. ساخت پایه روسازی از مواد غیر منسجم باعث تسریع جریان آب از سطح می شود.

ساخت و ساز

ثابت شده است که بسیار یک شرط مهمکاهش شیار در جاده ها کیفیت ساخت و ساز است. عوامل زیر بر کاهش پوسیدگی لاستیک های میخ دار تأثیر می گذارد:

• مشخصات و انطباق با تراکم مورد نیاز بتن آسفالتی.
• استفاده از تجهیزات مناسب برای تولید و نصب مخلوط های مناسب به عنوان مثال SMA.
• اجرای بتن آسفالت بر روی سطح خشک (بدون آب و پوسته یخ) و با مقدار کافی درجه حرارت بالاهوای بیرون
• اجرای فشرده فعالیت های کنترل کیفیت و تضمین کیفیت.

تجربه کشورهای اسکاندیناوی و سایر کشورها حاکی از امکان کاهش قابل توجه ساییدگی تایرهای میخ دار است.

میزان سایش لایه بالایی پوشش ناودانی بیشتر تحت تأثیر کیفیت سنگدانه بتن آسفالتی است. فرض بر این است که از بین مواد سنگی موجود در منطقه شمال غربی، سنگ پورفیریت خرد شده بیشترین مقاومت را در برابر اثرات لاستیک میخی دارد. این فرض باید با آزمایش تایید شود.

بسته به شدت پیش‌بینی‌شده ترافیک وسایل نقلیه، سنگ‌دانه‌های مورد استفاده در جاده در حال طراحی/تعمیر باید الزامات جداول 2.1، 2.2 - (تجربه فنلاندی) را برآورده کند.

در بخش هایی از جاده ها با شدت ترافیک بالا، استفاده از بتن آسفالتی متراکم و ریزدانه در لایه بالایی روسازی توصیه نمی شود؛ توصیه می شود از ShMA-20 (SMA 16 مطابق با استانداردهای آسفالت فنلاند 2011) استفاده شود. هنگام انتخاب ترکیب مخلوط، در صورت امکان، باید برای بیشترین درصد ذرات بزرگتر از 8 میلی متر تلاش کنید.

با توجه به تجربه فنلاند، مقاومت به سایش سنگ خرد شده باید به طور دوره ای با روش های آزمایشگاهی کنترل شود: آزمایش آسیاب توپ، آزمایش بار نقطه ای، و روش لس آنجلس (اختیاری).

توصیه می شود از روش کاربردی برای طراحی مخلوط های بتن آسفالتی استفاده شود که در اتحادیه اروپا، به ویژه در فنلاند اتخاذ شده است (استانداردهای آسفالت فنلاند 2011). به طور خاص، برای لایه رویی پوشش، خواص عملکردی مخلوط (SMA) لایه بالایی پوشش عبارتند از: مقاومت در برابر سایش، مقاومت برشی، مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر یخ زدگی، پیری بتن آسفالتی.

مقاومت به سایش بتن آسفالتی باید به طور دوره ای با روش های آزمایشگاهی کنترل شود: آزمایش SRK (تجربه فنلاندی) یا آزمایش پرال (تجربه سوئدی) یا EN 16697-16 (استانداردهای اروپایی).

اسناد طراحی همچنین باید شامل الزامات عملکردی برای مقاومت در برابر سایش لایه بالایی با در نظر گرفتن داده های جدول باشد. 4 یا طبق استاندارد آسفالت فنلاند 2011

- تنظیم فصل استفاده مجاز از لاستیک های میخ دار. مناسب نصب کنید علائم راه;

- امکان کاهش سرعت مجاز در زمستان (در بزرگراه ها به سرعت 90 تا 100 کیلومتر در ساعت) را در نظر بگیرید.

- امکان استفاده از فن آوری برای آب بندی شیارها بدون آسیاب سطحی را در نظر بگیرید پوشش موجود. به عنوان مثال، فناوری Microsurfacing (پر کردن مسیرها با مخلوط امولسیونی-مواد معدنی اصلاح شده توسط پلیمرها) یا فناوری مورد استفاده بر روی پل ها در سنت پترزبورگ توسط JSC Lemminkäinen Dor Stroy (پر کردن مسیرها با بتن آسفالت ریخته شده با سنگ خرد شده پورفیریت جاسازی شده).

- استفاده از یک برنامه کامپیوتری توسعه یافته در سوئد را برای پیش‌بینی هزینه‌های ساییدگی و شیار شدن تایرها در نظر بگیرید (Jacobson و Wågberg، 2004).

©A.G. اسپکتور، متخصص ارشد Dorservice LLC

هنگام استفاده از این مطالب تحلیلی به طور کامل یا جزئی، یک پیوند به سایت
GC "Dorservice" ضروری است!

ODM 218.3.082-2016

سند روش شناسی راه صنعت

پیشگفتار

1 توسط یک موسسه آموزشی بودجه ایالت فدرال توسعه یافته است آموزش عالی«ایالت اتومبیل و بزرگراه مسکو دانشگاه فنی(MADI)".

تیم نویسندگان: دکتر تک. علوم V.V.Ushakov, Ph.D. فن آوری علوم M.G. Goryachev, Ph.D. فن آوری علوم S.V. Lugov, Eng. A. Kudryavtsev.

2 معرفی شده توسط بخش تحقیقات علمی و فنی و پشتیبانی اطلاعات Rosavtodor

3 تصویب شده به دستور آژانس جاده فدرال مورخ 02/03/2017 N 142-r

5 برای اولین بار معرفی شد

1 منطقه استفاده

1 منطقه استفاده

این توصیه ها برای انجام کار در زمینه طراحی، ساخت، بازسازی، تعمیرات اساسی، تعمیر و نگهداری بخش هایی از بزرگراه های فدرال در نظر گرفته شده است.

توصیه های روش شناختی با هدف تعیین فراوانی کار بر روی نصب لایه های سایش و لایه های محافظ نصب شده در طول ساخت و ساز، بازسازی، تعمیرات اساسی، تعمیر و نگهداری بزرگراه ها.

2. مراجع هنجاری

1. GOST 33220-2015. جاده های عمومی الزامات برای شرایط عملیاتی.

2. GOST 9128-2009. مخلوط آسفالت بتن جاده، فرودگاه و بتن آسفالت. شرایط فنی

3. GOST 31015-2002. مخلوط آسفالت بتن و آسفالت بتن خرد شده سنگ - ماستیک. شرایط فنی

4. GOST 33133-2014. جاده های عمومی قیرهای جاده ای ویسکوز نفتی. الزامات فنی

5. GOST R 52128-2003. امولسیون جاده قیر. شرایط فنی

6. GOST 33078-2014. جاده های عمومی روش های اندازه گیری چسبندگی چرخ ماشین به سطح

3. اختصارات

در این توصیه ها از اختصارات زیر استفاده می شود:

BMO:مخلوط های باز قیر و مواد معدنی.

LEMS:مخلوط های امولسیونی و مواد معدنی ریخته گری.

SHPO:درمان سطح ناهموار

SMA:بتن آسفالت سنگ خرد شده ماستیک.

پیامک:مخلوط بتن آسفالت سنگ خرد شده و ماستیک.

4. اصطلاحات و تعاریف

4.1. بزرگراه- یک شی زیرساخت حمل و نقل که برای حرکت در نظر گرفته شده است وسیله نقلیهو شامل قطعات زمین در محدوده حق تقدم بزرگراه و عناصر سازه ای واقع بر روی آنها یا زیر آنها (کف جاده، سطح جاده و عناصر مشابه) و سازه های جاده ای است که بخش فناورانه آن است - سازه های راه حفاظتی، سازه های جاده مصنوعی، اشیاء صنعتی. ، عناصر راهسازی.

4.2. بتن آسفالت- مخلوط بتن آسفالت فشرده.

4.3. مخلوط بتن آسفالت- مخلوطی منطقی از مواد معدنی [سنگ خرد شده (شن) و شن و ماسه با یا بدون پودر معدنی] با قیر که به نسبت های معین گرفته شده و در حالت گرم مخلوط شده است.

4.4. مخلوط های باز قیر و مواد معدنی (BMO)- مخلوط هایی با محتوای بالای سنگ خرد شده (55-85٪) که ساختار قاب لایه و سطحی با پارامترهای زبری بالا را فراهم می کند.

4.5. لایه پوشش بالایی- یک عنصر ساختاری قسمت بالایی روسازی جاده که مستقیماً نیروها را از چرخ های وسایل نقلیه دریافت می کند و مستقیماً در معرض عوامل جوی قرار می گیرد. لایه های محافظ را می توان بر روی سطح پوشش نصب کرد تا عمر مفید آن را افزایش دهد و کیفیت حمل و نقل و عملیاتی را بازیابی کند.

4.6. لایه تراز- یک لایه قرار داده شده بر روی پایه یا پوشش موجود، از جمله پس از آسیاب، به منظور انطباق آنها با الزامات یکنواختی، برای اطمینان از پارامترهای فنی و عملیاتی لایه های پوشاننده تازه نصب شده.

4.7. لباس مسافرتی- عنصر ساختاری بزرگراه که بار وسایل نقلیه را جذب کرده و به بستر جاده منتقل می کند.

4.8. لایه محافظ- لایه ای با ضخامت بیش از 4 سانتی متر که برای محافظت از لایه زیرین روسازی بتنی آسفالت در برابر ضربه مستقیم چرخ ها طراحی شده است. حمل و نقل جاده ایو مجموعه ای از عوامل آب و هوایی و آب و هوایی. لایه محافظ هنگام محاسبه لایه های ساختاری روسازی راه ها در نظر گرفته نمی شود و در حین بهره برداری مشمول ترمیم دوره ای می شود.

4.9. لایه محافظ با استفاده از فناوری ساخت لایه های نازک مقاوم در برابر سایش مخلوط های داغ قیر و مواد معدنی- لایه ای به ضخامت 1.5-3.0 سانتی متر با افزایش خواص اصطکاکی و ضد آب از یک مخلوط داغ قیر و مواد معدنی که روی یک غشای از پیش اعمال شده از امولسیون کاتیونی قیر-لاتکس گذاشته شده است.

4.11. مخلوط امولسیون و مواد معدنی ریخته گری (LEMS)- مخلوطی از قوام ریختگی، متشکل از امولسیون قیر، مواد سنگ، پرکننده معدنی، آب و افزودنی‌های ویژه، انتخاب شده در نسبت‌های معین، مخلوط با استفاده از تجهیزات تخصصی.

4.12. لایه سایش- لایه بسته کننده بالایی روسازی جاده که مستقیماً تأثیر چرخ های وسیله نقلیه و عوامل جوی و آب و هوایی را جذب می کند. مشروط به ترمیم دوره ای در طول عملیات.

در غیاب لایه محافظ، لایه بالایی پوشش به عنوان یک لایه سایش عمل می کند. در این حالت، در محاسبه لایه های سازه ای روسازی راه ها، لایه سایشی در نظر گرفته می شود و ضخامت آن باید به میزان حداکثر ناهمواری عرضی مجاز طبق مقررات جاری کاهش یابد. اسناد نظارتیمقررات فنی

4.13. عملیات سطح زبر (RST)- تکنولوژی ساخت یک لایه محافظ با ریختن مواد آلی پیوند دهنده بر روی سطح پوشش و توزیع مواد سنگی بادوام با تراکم.

4.14. بتن آسفالت ماستیک سنگ خرد شده (SMA)- مخلوط بتن آسفالتی سنگ خرد شده و ماستیک فشرده.

4.15. مخلوط بتن آسفالت سنگ خرد شده و ماستیک (SCMAS)- مخلوطی منطقی از مواد معدنی (سنگ خرد شده، شن و ماسه از غربالگری خرد کردن و پودر معدنی)، قیر جاده (با یا بدون پلیمر یا سایر مواد افزودنی) و یک افزودنی تثبیت کننده، که در نسبت های معین گرفته شده و در حالت گرم مخلوط می شوند.

5. مقررات عمومی

5.2. پوشش‌های مقاوم در برابر سایش نازک ساخته شده از مخلوط‌های داغ قیر و مواد معدنی، مخلوط‌های امولسیونی ریخته‌گری و مواد معدنی، مخلوط‌های باز قیر و مواد معدنی (BMO) و عملیات‌های سطح ناهموار (RST) می‌توانند به عنوان یک لایه محافظ استفاده شوند.

5.3 عملیات سطح ناهموار (RST) عبارتند از:

- عملیات تک سطحی که با استفاده جداگانه یا همزمان از چسب آلی و مواد معدنی انجام می شود.

- درمان دو سطحی

5.4 تصمیم برای نصب یک لایه محافظ باید بر اساس یک مطالعه امکان سنجی، بدون توجه به مرحله چرخه حیات جاده اتخاذ شود.

5.5 لایه سایش باید در حین بهره برداری از بزرگراه با جایگزینی آن با یک لایه جدید به همان ضخامت ساخته شده از موادی که از نظر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی کمتر از مواد لایه بازسازی شده نیستند، بازسازی شود.

5.6. انجام کار بر روی نصب لایه های سایش و لایه های محافظ در بخش های مورد بهره برداری بزرگراه ها باید با بررسی وضعیت سطح جاده موجود انجام شود.

5.7. بر اساس نتایج بررسی، کار مقدماتی (مقدماتی) جاده تجویز می شود. کارهای مقدماتی جاده ممکن است شامل موارد زیر باشد:

رفع عیوب کوچک با فرکانس کم تکرار (چاله، ترک، امواج، افتادگی، فرورفتگی و غیره). طبق ODN 218.0.006-2002 "قوانین تشخیص و ارزیابی وضعیت بزرگراه ها"، میانگین وزنی امتیاز چنین پوششی حداقل 3.5 است. در این مورد، اندازه های مجاز نقص نباید از اندازه های تعیین شده توسط GOST 33220-2015 تجاوز کند.

نصب لایه تسطیح مخلوط بتن آسفالتی. در صورت کاهش یکنواختی طولی پوشش به حداکثر مقادیر مجاز، مطابق با الزامات GOST 33220-2015 و.

از بین بردن شیارها. مطابق با "توصیه هایی برای شناسایی و از بین بردن شیارها در سطوح غیر صلب جاده" تعیین شده است. ملاک تخصیص چنین کاری کاهش یکنواختی عرضی پوشش به حداکثر مقادیر مجاز است.

آسیاب سطح و به دنبال آن لایه گذاری آسفالت بتن. در هنگام نصب لایه سایشی بتن آسفالتی می توان فرزکاری به ضخامت لایه پوششی انجام داد. این معیار باید در صورت کاهش یکنواختی طولی و/یا عرضی روسازی به حداکثر مقادیر مجاز، اما با الزام حفظ ارتفاعات طراحی یا وضعیت نامطلوب خود روسازی (متوسط ​​وزنی امتیاز کمتر از 3.5) - جدول 1 را ببینید.

5.8. فرکانس کار بر روی نصب لایه‌های سایش و لایه‌های محافظ بر اساس میانگین شدت ترافیک روزانه سالانه واقعی در واحدهای فیزیکی که بر اساس داده‌ها تعیین شده است، تعیین می‌شود. نقاط خودکاربا در نظر گرفتن شدت ترافیک در صورت عدم وجود آنها، ثبت ترافیک باید ماهانه یک بار در روزهای هفته و آخر هفته (تعطیلات) به مدت 2 ساعت مشاهده مداوم در فاصله زمانی 10:00 تا 18:00 انجام شود.نتیجه اندازه گیری 2 ساعته به شدت روزانه تبدیل می شود. با استفاده از فرمول:

شدت ترافیک روزانه کجاست، وسایل نقلیه؛

- شدت ترافیک اندازه گیری 2 ساعته، خودکار.

میانگین شدت ترافیک روزانه ماهانه با استفاده از فرمول تعیین می شود:

میانگین شدت ترافیک روزانه ماهانه، وسایل نقلیه کجاست.

و - شدت ترافیک روزانه به ترتیب در روزهای هفته و آخر هفته (تعطیلات)، نویسنده.

و - تعداد روزهای هفته و آخر هفته (تعطیلات) به ترتیب در یک ماه حسابداری معین.

میانگین شدت ترافیک روزانه سالانه با استفاده از فرمول تعیین می شود:

میانگین شدت ترافیک روزانه سالانه، وسایل نقلیه کجاست.

- مجموع میانگین شدت ترافیک روزانه ماهانه برای سال گزارش، خودکار.

مجاز است میانگین شدت ترافیک روزانه سالانه را برای یک سال گزارش ناقص تعیین کند، اما نه کمتر از نتایج حسابداری برای نه ماه.

5.9. تعیین شدت جریان ترافیک در شلوغ ترین خط بر اساس داده های ثبت سیستماتیک ترافیک وسیله نقلیه یا در خطوط جداگانه یا با استفاده از فرمولی با در نظر گرفتن تعداد خطوط انجام می شود:

میانگین شدت ترافیک روزانه سالانه در امتداد شلوغ ترین خط، وسایل نقلیه کجاست.

- ضریب باند (جدول 1).


جدول 1 - مقادیر ضریب پهنای باند

تعداد خطوط
فاکتور پهنای باند

5.10. بر اساس داده‌های میانگین شدت ترافیک روزانه سالانه واقعی در شلوغ‌ترین خط، نظارت برای اطمینان از انطباق عمر واقعی لایه سایش یا لایه محافظ با الزامات نظارتی انجام می‌شود. در صورت عدم انطباق، دلایل عدم انطباق شناسایی می شود تا اقدامات لازم برای مطابقت با الزامات نظارتی برای دوره های تعمیرات اساسی انجام شود.

6. فراوانی کار بر روی نصب لایه های سایش و لایه های محافظ سطح راه

6.1. مخلوط های بتن آسفالتی باید الزامات GOST 9128-2009 را برآورده کنند.

6.4. فرکانس کار بر روی نصب لایه های سایش و لایه های محافظ در جداول 2...12 نشان داده شده است.

6.5. توصیه می شود در زمانی که شدت جریان ترافیک در شلوغ ترین خط بیش از 5000 وسیله نقلیه در روز نباشد، کار بر روی نصب تصفیه سطح ناهموار در جاده های دسته III-V انجام شود.

فرکانس کار در جدول 2 نشان داده شده است.


جدول 2 - فرکانس کار بر روی نصب عملیات سطح ناهموار

شدت واقعی جریان ترافیک در شلوغ ترین خط، وسایل نقلیه/روز	فرکانس کار برای مناطق آب و هوایی جاده، سال
					وجوه از حساب شما کسر نخواهد شد و ما تایید پرداخت را دریافت نخواهیم کرد. در این صورت می توانید با استفاده از دکمه سمت راست خرید سند را تکرار کنید. خطایی رخ داده است پرداخت به دلیل خطای فنی انجام نشد، وجوه از حساب شما وجود دارد نوشته نشدند. سعی کنید چند دقیقه صبر کنید و دوباره پرداخت را تکرار کنید.

ماشین های متحرک بیشترین تاثیر را در سایش روکش ها دارند. تحت بار منتقل شده به چرخ، تایر تغییر شکل می دهد (شکل 6.7). در این حالت در ورودی تایر به ناحیه تماس با پوشش موجود در لاستیک، فشرده سازی و در خروجی از کنتاکت، انبساط رخ می دهد. مسیری که توسط یک نقطه روی لاستیک در صفحه تماس طی شده است ل 1، کمتر از خارج از آن ل. بنابراین، در صفحه تماس، نقطه با شتابی بیشتر از نحوه حرکت آن قبل از تماس با پوشش حرکت می کند. در عین حال، سرعت زاویه ای a در بخش ها عملاً یکسان است. بنابراین، نقطه در امتداد پوشش از مسیری به طول مشخص با لغزش به جای غلتیدن عبور می کند.

برنج. 6.7. تغییر شکل تایر چرخ که به سایش پوشش کمک می کند:
A - منطقه فشرده سازی، B - منطقه تنش

تحت تأثیر این افزایش تنش های مماسی در صفحه مسیر، ساییدگی پوشش و لاستیک خودرو رخ می دهد. بیشترین نیروهای مماسی و بیشترین سایش زمانی اتفاق می افتد که وسیله نقلیه در حال ترمزگیری است. فرسودگی در هنگام رانندگی کامیون تقریباً 2 برابر بیشتر از هنگام رانندگی با اتومبیل است. هر چه استحکام مواد پوشش بیشتر باشد، سایش پوشش در عرض کمتر و یکنواخت تر می شود. در پوشش های ساخته شده از مواد کم استحکام، میزان سایش بسیار بیشتر است و شیارها و چاله ها بیشتر ایجاد می شوند. استفاده از سنگ های آذرین برای سنگ های خرد شده به جای سنگ های رسوبی باعث کاهش ۶۰ درصدی سایش می شود. افزایش محتوای قیر از 5 به 7٪ باعث کاهش 50-80٪ سایش می شود.

سایش پوشش در داخل جاده و ضخامت پوشش به طور ناهموار رخ می دهد و شیارهای سایشی روی پوشش در امتداد نوارهای نورد ایجاد می شود که عمق آن می تواند از چند میلی متر تا 40-50 میلی متر متغیر باشد. در چنین شیارهایی در هنگام بارندگی، لایه قابل توجهی از آب ایجاد می شود که منجر به کاهش کیفیت چسبندگی سطح و آبکشی می شود.

سایش متوسط ​​در کل منطقه تحت پوشش میانگین hمیلی متر است:

میانگین h = ک× h n، میلی متر، جایی که (6.1)

ک- ضریب ناهمواری سایش به طور متوسط ​​0.6-0.7 است.

h n- مقدار سایش در نوار نورد، میلی متر.

برای پوشش‌های پیشرفته، سایش بر حسب میلی‌متر و برای پوشش‌های انتقالی نیز با حجم از دست دادن مواد بر حسب متر 3 بر کیلومتر اندازه‌گیری می‌شود.

ویژگی های سایش سطوح ناهموار جاده. سایش سطح ناهموار سطوح جاده به صورت کاهش ارتفاع و در ساییدگی ناهمواری های ماکرو خود را نشان می دهد. کاهش زبری ماکرو پوشش ها تحت تأثیر چرخ های اتومبیل در دو مرحله رخ می دهد (شکل 7.3 را ببینید). در مرحله اول بلافاصله پس از اتمام ساخت، زبری پوشش به دلیل غوطه ور شدن دانه های سنگ خرد شده لایه سایش در لایه پوشش زیرین کاهش می یابد. بزرگی این غوطه وری به شدت و ترکیب حرکت، اندازه سنگ خرد شده و سختی پوشش بستگی دارد. سختی پوشش با عمق غوطه ور شدن سوزن سختی سنج ارزیابی می شود و برای روسازی های بتن آسفالت به موارد زیر تقسیم می شود: بسیار سخت - 0-2 میلی متر. سخت - 2-5 میلی متر؛ معمولی - 5-8 میلی متر؛ نرم - 8-12 میلی متر؛ بسیار نرم - 12-18 میلی متر. پوشش های بتن سیمانی کاملاً سخت هستند.

تعیین سایش پوشش با محاسبه. میانگین کاهش ضخامت سطوح جاده در سال به دلیل سایش را می توان با استفاده از فرمول Prof. MB. Korsunsky (لازم به ذکر است که این مطالعات بیش از 50 سال پیش انجام شده است و مقادیر کمی نتایج آنها برای جاده ها و اتومبیل های مدرن چندان قابل استفاده نیست):

ساعت = آ + ب× ب (6.2)

ساعت- سایش سالانه پوشش، میلی متر؛

آ- پارامتری که عمدتاً به مقاومت آب و هوای پوشش و شرایط آب و هوایی بستگی دارد.

ب- یک شاخص بسته به کیفیت (عمدتاً استحکام) مواد پوشش، درجه رطوبت، ترکیب و سرعت حرکت آن.

که در- حجم ترافیک، میلیون تن ناخالص در سال؛ ن» 0.001× که در (ن- شدت ترافیک، وسایل نقلیه / روز).

سایش پوشش برای تیسال، با در نظر گرفتن تغییرات در ترکیب و شدت ترافیک در آینده در پیشرفت هندسی را می توان با فرمول تعیین کرد.

جایی که (6.3)

h T- سایش پوشش برای تیسال، میلی متر؛

ن 1 - شدت ترافیک در سال مرجع، وسایل نقلیه/روز؛

به= 1.05-1.07 - ضریب با در نظر گرفتن تغییرات در ترکیب حرکت.

q 1 - شاخص رشد سالانه در شدت ترافیک، q 1 > 1,0.

مقادیر پارامتر آو بدر جدول آورده شده است. 6.6.

جدول 6.6

پوشش ها	آ، میلی متر	بمیلی متر/میلیون تن ناخالص	[ساعت]، میلی متر، با در نظر گرفتن سایش ناهموار
بتن آسفالت	0,4-0,6	0,25-0,55
سنگ و شن خرد شده، با چسب آلی چسبناک، ترمیم شده:
درمان دو سطحی	1,3-2,7	3,5-5,5
درمان تک سطحی	1,4-2,8	4,0-6,0
سنگ خرد شده:
ساخته شده از سنگ بادوام	4,5-5,5	15,0-20,0
از مصالح سنگی کم استحکام	5,5-6,5	19,0-25,0
سنگ ریزه:
ساخته شده از شن بادوام	3,0-4,0	16,0-22,0
از شن کم استحکام	4,0-6,0	20,0-30,0

یادداشت 1. مقادیر متوسط آو بپذیرفته شده برای جاده های واقع در یک منطقه با رطوبت متوسط ​​(منطقه III جاده-اقلیمی) و ساخته شده از مصالح سنگی که الزامات استانداردها را برآورده می کند. 2. برای جاده هایی با روسازی بهبود یافته واقع در ناحیه رطوبت بیش از حد (منطقه آب و هوایی جاده II)، حدود بالا پذیرفته می شود و برای جاده های واقع در مناطق با آب و هوای خشک (مناطق آب و هوایی جاده IV و V)، حدود پایین تر ارزش ها پذیرفته می شود آو ب. 3. برای جاده هایی با سطوح سنگ خرد شده و سنگ ریزه واقع در منطقه با رطوبت بیش از حد، محدودیت های پایینی پذیرفته می شود و در مناطق با آب و هوای خشک - حدود بالایی. آو ب. 4. اگر عرض جاده از 7.0 متر تجاوز کند، مقدار ب 15٪ کاهش می یابد و اگر کمتر از 6.0 متر باشد، پس ب 15 درصد افزایش یابد.

در سال های اخیر، استفاده از لاستیک های دارای ناودانی یا زنجیر برای بهبود پایداری خودرو آغاز شده است. تجربه نشان می دهد که این امر به طور چشمگیری سایش سطوح جاده را افزایش می دهد.

در لحظه تماس با پوشش، هر سنبله با سرعت بالایی برخورد می کند. سنبله جرم بسیار کمی دارد اما تکرار مکرر این ضربات در یک مکان به ضعیف شدن لایه رویی پوشش کمک می کند. اثر سایشی بیشتر توسط سنبله ای که از ناحیه تماس خارج می شود، اعمال می شود، جایی که تایر همراه با سنبله در امتداد سطح پوشش می لغزد و آن را ساییده می کند.

مدت زمان سایش روسازی های بتنی آسفالتی هنگام کار با لاستیک ها با زنجیر و ناودانی 2-3 برابر کاهش می یابد. حتی روی سطوح ساخته شده از بتن آسفالتی با مقاومت بالا در بزرگراه های آلمان، که وسایل نقلیه مجهز به لاستیک های میخ دار روی آن ها حرکت می کنند، پس از 1-2 سال شیارهایی در امتداد نوارهای نورد تا عمق 10 میلی متر ایجاد می شود.

بنابراین، تحت شرایط عملیاتی جاده های روسیه، استفاده از لاستیک های با ناودانی و زنجیر برف در جاده های عمومی باید به شدت محدود شود.

مقدار سایش مجاز را می توان به عنوان معیاری برای وضعیت محدود سطح جاده برای سایش در نظر گرفت. N و: برای روسازی های بتنی آسفالت 10-20 میلی متر; برای سنگ خرد شده و شن درمان شده با چسب های آلی - 30-40 میلی متر. سنگ خرد شده از سنگ خرد شده بادوام - 40-50 میلی متر، شن - 50-60 میلی متر.

بر این اساس، سازمان های نگهداری راه ها هنگام پذیرش راه ها پس از ساخت یا تعمیر با آرماتور، باید از سازندگان بخواهند که ضخامت پوشش بیشتر از ضخامت محاسبه شده از شرایط استحکام با میزان سایش مجاز باشد، یعنی.

h n = h np + N و، میلی متر، جایی که (6.5)

h np- محاسبه ضخامت روسازی بر اساس مقاومت روسازی راه، میلی متر.

اندازه گیری سایش. سایش سالانه در کسری از میلی متر بتن سیمانی، بتن آسفالت و غیره پوشش های یکپارچهبا استفاده از معیارهای تعبیه شده در ضخامت پوشش و سایش سنج اندازه گیری می شود. با این روش اندازه گیری سایش، ابتدا فنجان های مرجع ساخته شده از برنج در روکش قرار می گیرند. کف فنجان به عنوان سطحی است که شمارش از آن انجام می شود.

سایش همچنین با استفاده از صفحات ذوزنقه ای شکل (علامت) ساخته شده از سنگ آهک یا فلز نرم که در پوشش تعبیه شده و همراه با آن ساییده می شود، تعیین می شود. برای تعیین سایش پوشش ها می توان استفاده کرد انواع مختلفابزارهای راداری الکتریکی یا زمینی که برای اندازه‌گیری ضخامت لایه‌ها در نیم‌فضاهای لایه‌ای استفاده می‌شوند.

با داشتن اطلاعاتی در مورد سایش واقعی پوشش و حداکثر سایش مجاز، ضریب سایش پوشش تعیین می شود.

فصل 7. الگوهای تغییرات در حمل و نقل اصلی و ویژگی های عملیاتی بزرگراه ها

سایش (ساییدگی)- نوع اصلی تخریب سطح جاده، شرایط و شرایط خدمات آن را تعیین می کند. سایش کاهش ضخامت پوشش به دلیل از بین رفتن مواد در حین کار تحت تأثیر چرخ های اتومبیل و عوامل طبیعی است.

سایش روکش تحت تأثیر نیروهای مماسی که در صفحه مسیر چرخ‌های خودرو اعمال می‌شود و در اثر کار تایرها برای غلبه بر نیروهای اصطکاک ایجاد می‌شود، رخ می‌دهد. تنش های مماسی در صفحه مسیر باعث ساییدگی سطح جاده و لاستیک خودرو در کل مسیر می شود. چنین تنش‌هایی از مجموعه‌ای از تأثیرات افزایش می‌یابد که باعث می‌شود تایر چرخ در سطح مسیر در شرایط نورد معمولی بلغزد. علاوه بر این، عوامل طبیعی به افزایش سایش کمک می کنند، زیرا مواد پوشش هنگام اشباع با آب و در زمستان به دلیل یخ زدن آن ضعیف می شود.

سایش پوشش در سراسر عرض جاده اتفاق می افتد، اما بیشتر از همه در نوارهای نورد، جایی که چرخ های اتومبیل اغلب در یک مسیر عبور می کنند. در مطالعات، مقدار سایش به طور معمول به طور یکنواخت در کل منطقه پوشش توزیع می شود. در این مورد، مقدار متوسط ​​سایش h av mm h av =kh n است. که در آن k ضریب سایش ناهموار است، به طور متوسط ​​0.6-0.7؛ h" مقدار مشخصی از سایش در نوار نورد، میلی متر است.

برای پوشش‌های پیشرفته، سایش بر حسب میلی‌متر و برای پوشش‌های نوع انتقالی و ساده نیز با حجم از دست دادن مواد، m3/km اندازه‌گیری می‌شود.

سطوح جاده ها علاوه بر سایش، در معرض تغییر شکل و تخریب هستند که در زیر توضیح داده شده و در شکل نشان داده شده است. 25 و 26.

لایه برداری- قرار گرفتن در معرض سطح پوشش، جداسازی لایه های سطح نازک و ورقه های مواد پوشش، تغییر شکل یافته تحت تأثیر آب و یخ زدگی، و همچنین چرخ های اتومبیل. این فرآیند به ویژه در بهار که لایه های بالایی پوشش اغلب در طول روز تحت نور خورشید گرم می شوند و در شب منجمد می شوند، شدید است. لایه برداری هر چه شدیدتر باشد، تخلخل بیشتر و استحکام مواد پوشش کمتر باشد. فرآیند لایه برداری نیز از اثر کلریدهای مورد استفاده در مبارزه با یخ ایجاد می شود. آنها به ویژه برای روسازی های بتنی سیمانی با محتوای بالای منافذ سطحی مضر هستند. کلریدها به طور غیرمستقیم لایه برداری پوشش ها را افزایش می دهند و مقاومت بتن در برابر سرما را کاهش می دهند. این اثرات به انتشار گرمای نهان ذوب یخ روی پوشش کمک می کند که در نتیجه آن ذوب شده و دوباره یخ می زند. برای جلوگیری از لایه برداری، لازم است تخلخل قسمت بالایی پوشش را با عمل آوری در تابستان با قیر با پراکندگی مواد معدنی ریز کاهش داد.

براده برداری- فرآیند تخریب پوشش که پس از لایه برداری دنبال می شود و طی آن دانه های بزرگتری از مواد معدنی از پوشش جدا می شود. نه تنها پوشش های نوع انتقالی، بلکه همه انواع پیشرفته نیز به دلیل از بین رفتن اتصال بین دانه های مواد. مواد حاصل از پوشش های متخلخل بتن سیمانی در نتیجه افزایش فرآیندهای لایه برداری متلاشی می شوند. دانه های سنگ خرد شده که به خوبی به قیر چسبیده اند (دانه های سیلیکون) از روسازی های بتنی آسفالت می ریزند. دلایل براده برداری پوشش نیز کیفیت پایین مخلوط ها به دلیل حمل و نقل آنها در کمپرسی (بقایای ماسه به داخل پوشش)، زیر نورد شدن پوشش در هوای سرد و بارانی و ... می باشد. لایه محافظ

لبه شکستن- تخریب پوشش‌ها در مکان‌هایی که با کنار جاده‌ها تداخل دارند، که اغلب در موارد رانندگی کامیون‌های سنگین روی لبه‌های پوشش‌ها اتفاق می‌افتد. علاوه بر این، در روسازی های بتنی سیمانی، هنگامی که کیفیت بتن پایین است یا زمانی که اتصالی بین دال ها وجود ندارد، لبه ها در امتداد درزهای انبساط شکسته می شوند. هنگامی که خودرو از میان درز حرکت می کند، دال خم می شود و اگر اتصال خوبی بین دال ها وجود نداشته باشد، چرخ به لبه دال بعدی برخورد می کند. هنگام ساخت جاده، لبه های روسازی باید از شکستگی محافظت شود، برای این منظور نوارهای تقویت کننده (لبه) در کنار جاده ها نصب می شود. در جاده هایی که چنین نوارهایی وجود ندارد، باید در حین کار تعمیر ساخته شوند.

امواج- اینها تغییر شکل هایی هستند که روی پوشش هایی با پلاستیسیته بیش از حد ایجاد می شوند. لایه رویی روسازی های بتنی آسفالتی، تحت تأثیر نیروهای مماسی به ویژه در هنگام ترمزگیری، در شیب ها و مکان هایی که حمل و نقل عمومی متوقف می شود، جابجا می شود. امواج یا چین‌خوردگی‌ها عمدتاً در هوای گرم آفتابی، زمانی که پوشش تا 60 درجه یا بیشتر گرم می‌شود، تشکیل می‌شود. روی سطوح بسیار انعطاف‌پذیر خاک و شن که با چسب‌های آلی درمان شده‌اند، امواج می‌توانند به اندازه‌ای برسد که رانندگی در جاده غیرممکن می‌شود و باعث می‌شود وسایل نقلیه به کنار جاده حرکت کنند. تشکیل امواج را می توان با پراکندگی مواد معدنی ریز با زاویه حاد و سپس غلتش آن با غلتک های سنگین بر روی غلتک های فلزی متوقف کرد. نوعی از موج افتادگی است که در آن مواد در جهت عرضی حرکت می کنند. به عنوان مثال، در مکان‌هایی که حمل‌ونقل عمومی متوقف می‌شود، مواد به حاشیه‌ها منتقل می‌شوند.

شانه- نوع تخریب پوشش‌های نوع انتقالی، عمدتاً سنگ‌ریزه‌ای و بعضاً سبک‌های سبک پیشرفته. شانه ظاهری برآمدگی های عرضی منظم و کمابیش واضح دارد که با فرورفتگی متناوب است. برای رفع این عیب، باید ترشی روکش انجام شود و به دنبال آن پروفیل جاده با استفاده از موتور گریدر و نورد اصلاح شود.

شیفت می کند- تغییر شکل پوشش که تحت تأثیر نیروهای مماس از چرخ های اتومبیل، به ویژه در مکان هایی که آنها در حال ترمز هستند، رخ می دهد. جابجایی ها عمدتاً در صورت عدم اتصال مناسب پوشش با پایه یا لایه بالایی پوشش با لایه پایین ایجاد می شود. جابجایی ها با ترک همراه است. در مکان های برش، به ویژه در ترک ها، پوشش شروع به ریزش می کند.

فرورفتگی- فرورفتگی در پوشش‌های پلاستیکی به شکل نقش‌هایی از الگوی لاستیک‌های خودرو یا مسیرهای وسایل نقلیه ردیابی شده که در هوای گرم ایجاد می‌شوند.

ترک هاتشکیل شده بر روی روسازی های بتنی سیمانی، معمولاً نشانه ای از مقاومت ناکافی و شروع تخریب است. ترک های دمایی عرضی در فواصل زیاد بین درزها و در مواردی که چسبندگی رخ داده است ایجاد می شود صفحات بتنیبا پایه و با تغییرات دما توانایی حرکت را از دست دادند.

ترک های طولیزمانی اتفاق می‌افتد که بستر به طور یکنواخت متراکم نشده باشد - زمانی که لبه‌های آن، کمتر از وسط فشرده شده‌اند، شروع به تولید بارش می‌کنند. ترک های مایل در بالای حفره های محلی - رسوبات زیرین و با پوشش های ناکافی قوی ظاهر می شوند.

دمای عرضیترک هایی روی پوشش ها ایجاد می شود که سطح آن با چسب های آلی درمان می شود، با کاهش شدید دمای هوا در پاییز و با تغییرات دمای زیاد در زمستان. آنها به طور منظم در فواصل معینی از یکدیگر (6-10 متر) توزیع می شوند. آنها به دلیل مقاومت ناکافی مواد پوشش در برابر تنش های دما تشکیل می شوند.

ترک های محوریروی روسازی های بتن آسفالتی به دلیل اتصال ضعیف مخلوط بتن آسفالتی دو نوار مجاور، زمانی که مخلوط داغ در مجاورت یک نوار سرد قبلی قرار دارد، ظاهر می شود. ترک های مایل ایجاد ترک های عرضی و طولی با مقاومت پوشش ناکافی است.

شبکه ترک هاروی سطح جاده اتفاق می افتد، معمولاً زمانی که استحکام پایه کافی نیست. به خصوص اغلب، شبکه ای از ترک ها در بهار تشکیل می شود، زمانی که خاک غرقابی باعث انحراف زیاد پایه تحت بار می شود. یک ماده پوشش سفت تر نمی تواند چنین انحرافی را تحمل کند، در نتیجه ترک هایی ظاهر می شود. تمام انواع ترک های ذکر شده در بالا در زیر نشان داده شده است.

فرسودگی سطوح جاده و علل آن [افزودن. V. 29]

ماشین های متحرک بیشترین تاثیر را در سایش روکش ها دارند. تحت باری که به چرخ منتقل می شود، تایر تغییر شکل می دهد (شکل). در این حالت در ورودی تایر به ناحیه تماس با پوشش موجود در لاستیک، فشرده سازی و در خروجی از کنتاکت، انبساط رخ می دهد. مسیر طی شده توسط یک نقطه از اتوبوس در صفحه تماس؟1 کمتر از خارج از آن است. بنابراین، در صفحه تماس، نقطه با شتابی بیشتر از نحوه حرکت آن قبل از تماس با پوشش حرکت می کند. در عین حال، سرعت زاویه ای a در بخش ها عملاً یکسان است. بنابراین، نقطه در امتداد پوشش از مسیری به طول مشخص با لغزش به جای غلتیدن عبور می کند.

تحت تأثیر این افزایش تنش های مماسی در صفحه مسیر، ساییدگی پوشش و لاستیک خودرو رخ می دهد. بیشترین نیروهای مماسی و بیشترین سایش زمانی اتفاق می افتد که وسیله نقلیه در حال ترمزگیری است. فرسودگی در هنگام رانندگی کامیون تقریباً 2 برابر بیشتر از هنگام رانندگی با اتومبیل است. هر چه استحکام مواد پوشش بیشتر باشد، سایش پوشش در عرض کمتر و یکنواخت تر می شود. در پوشش های ساخته شده از مواد کم استحکام، میزان سایش بسیار بیشتر است و شیارها و چاله ها بیشتر ایجاد می شوند. استفاده از سنگ های آذرین برای سنگ های خرد شده به جای سنگ های رسوبی باعث کاهش ۶۰ درصدی سایش می شود. افزایش محتوای قیر از 5 به 7٪ باعث کاهش 50-80٪ سایش می شود.

سایش پوشش در داخل جاده و ضخامت پوشش به طور ناهموار رخ می دهد و شیارهای سایشی روی پوشش در امتداد نوارهای نورد ایجاد می شود که عمق آن می تواند از چند میلی متر تا 40-50 میلی متر متغیر باشد. در چنین شیارهایی در هنگام بارندگی، لایه قابل توجهی از آب ایجاد می شود که منجر به کاهش کیفیت چسبندگی سطح و آبکشی می شود.

میانگین میزان سایش در کل منطقه تحت پوشش است.