Взаимодействие дороги и подвижного состава

возвышения и впадины на покрытии - неровности, небольшие по глубине сравнительно с их площадью, образовавшиеся вследствие неравномерной осадки основания, неравномерного уплотнения слоя покрытия, неправильно выполненного ремонта и т. п.;

выбоины - местные разрушения на поверхности покрытия с более или менее крутыми краями; образуются вследствие выбивания материала колесами автомобиля;

волны - чередующиеся неровности в виде гребней и понижений с пологими краями; появление волн возможно вследствие дефектов укатки при строительстве покрытия, а также при воздействии одинаковых типов автомобилей, движущихся с одинаковой скоростью.

При движении по неровной дороге автомобильная шина испытывает значительную динамическую нагрузку от ударов, в этом случае динамическая нагрузка на беговую дорожку шины может в 6-7 раз превысить статическую. Частично энергия удара поглощается шиной вследствие ее эластичности. Способность поглощать энергию ударов зависит от жесткости шины. Более эластичны шины низкого давления, обеспечивающие большую мягкость хода по неровной дороге.

Для смягчения ударов предназначены и рессоры, при помощи которых кузов автомобиля упруго соединен с осями колес. При движении по неровной дороге возникающая дополнительная динамическая нагрузка вызывает колебание рессор. Вследствие конструктивных особенностей рессор и применения гидравлических амортизаторов колебания постепенно затухают.

3. Причины разрушения, работоспособность  и условия долговечности дорожной одежды

Воздействие колес автомобиля на поверхность дорожной одежды вызывает напряжения и деформации, вследствие чего происходит постепенное разрушение и изнашивание.

В зависимости от величины нагрузки, повторяемости и продолжительности ее действия может наступить предельное состояние дорожной одежды, при котором нарушается монолитность. Накопление деформаций происходит интенсивней в наиболее слабых слоях дорожной одежды и в грунтовом основании. В значительной степени прочность нежестких одежд зависит от влажности грунта основания. Вертикальные нагрузки на нежесткие одежды вызывают просадки, колеи, проломы, пластические деформации.

Просадки образуются вследствие переувлажнения грунта основания весной, что приводит к потере его несущей способности, или в результате недостаточного уплотнения материала одежды. Просадки могут быть вызваны проездом тяжелых автомобилей, на которые дорожная одежда не рассчитана.

Колеи возникают при систематическом движении колес по одному следу на грунтовых, гравийных, щебеночных покрытиях, а также мостовых на песчаном основании при ослаблении грунта основания в весенний период. Движение тяжелых автомобилей по колее может привести к проломам.

Проломы образуются вследствие срезывания всех слоев дорожной одежды под действием большой вертикальной нагрузки и при недостаточной толщине дорожной одежды, а также при недостаточной несущей способности грунта основания в случае его переувлажнения.

Действие вертикальных сил на жесткую одежду вызывает изгиб плиты, под которой находится грунтовое основание. При этом возникают упругие деформации. Если в плите возникают предельные напряжения для цементобетона на изгиб, превосходящие допустимые, то на покрытии появляются трещины и возможно его разрушение. При воздействии большой вертикальной нагрузки через плиту на грунт основания и недостаточной его несущей способности от переувлажнения может произойти просадка основания, а вместе с этим просадка плиты и изменение профиля покрытия.

Под действием движения автомобилей происходит истирание поверхности покрытия. Помимо этого, возможно раздавливание, разбивание, сдвиг материала одежды и вырывание пневматический шиной из одежды отдельных частиц. Увеличение скорости и интенсивности движения приводит к большему износу покрытия. Увеличение скорости движения на щебеночных и гравийных покрытиях особенно сильно отражается на увеличении их износа, поэтому их переводят в усовершенствованные путем обработки opганическими вяжущими материалами. Менее интенсивно износ происходит на асфальтобетонных и цементобетонных покрытиях.

Помимо указанных факторов, на разрушение дорожной одежды влияют природные условия. Вода, попадая в мелкие поры и трещины, при замерзании увеличивается в объеме и разрушает каменный материал, образуя новые трещины и способствует увеличению имеющихся.

Заключение

Из всех отраслей строительной индустрии дорожное и путевое строительство является наиболее зависимым от атмосферных и климатических условий, поэтому основным строительным периодом являются лето и часть весны и осени. Продолжительность такого периода для средней полосы России составляет 6—7 месяцев.

Дорожная одежда может быть различной прочности в зависимости от интенсивности и состава движения, грузонапряженности, расчетной скорости и должна отвечать следующим требованиям: прочность ее должна обеспечивать отсутствие просадок и высокое сопротивление износу; ровность поверхности должна обеспечивать возможность движения с высокими скоростями; шероховатость поверхности должна обеспечивать хорошее сцепление колес автомобиля с покрытием.

Одним из основных условий повышения безопасности движения является снижение скользкости покрытия проезжей части. Анализ дорожно-транспортных происшествий показывает, что летом аварий из-за скользкости покрытий происходит 4-16%, а осенью и весной 40-70%- Причиной повышения скользкости может явиться грязь, заносимая на проезжую часть с обочин, неукрепленных съездов или примыканий, что резко снижает сцепные качества покрытия. Для предупреждения заноса грязи на проезжую часть укрепляют обочины, съезды и примыкания.

Шероховатость поверхности покрытия проезжей части должна обеспечивать коэффициент сцепления автомобильной шины с поверхностью покрытия во влажном состоянии не менее 0,5. Для создания шероховатой поверхности устраивают поверхностную обработку.

Дорожная одежда может состоять из одного или нескольких конструктивных слоев. При наличии нескольких слоев дорожная одежда включает: покрытие - верхний слой дорожной одежды, который в свою очередь может состоять из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия; 
основание - несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на грунт земляного полотна. Основание, как правило, состоит из двух или более прочных слоев, из которых верхние часто укреплены вяжущим, с целью создания достаточно прочного слоя, под покрытием. Для нижних слоев можно применять менее прочные и менее морозостойкие материалы, но при этом водоустойчивые и неразмокаемые; 
дополнительный слой основания - нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозозащитного, дренирующего, выравнивающего и защиты от заиливания.

Главными факторами, от которых зависит выбор конструкции дорожной одежды, являются интенсивность и состав движения. Чем больше интенсивность движения автомобилей по дороге, тем быстрее изнашивается покрытие, следовательно, при большой интенсивности движения должно быть устроено более капитальное, прочное и совершенное покрытие. На дорогах с меньшей интенсивностью движения покрытие подвергается меньшему износу и поэтому оно может быть облегченного типа. В тех случаях, когда интенсивность движения в данный период небольшая, но через 5-10 лет предполагается увеличение ее, устраивают покрытия переходного типа, которые после усиления могут быть отнесены к усовершенствованным. При малой интенсивности движения устраивают покрытия низшего типа.

Список литературы

1. Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1990.
2. Гельфер Г.А. Строительство и эксплуатация городских дорог. М.: Стройиздат, 1989.
3. Горбанев Р.В., Красников А.Н. Городские улицы и дороги с многополосной частью. М.: Стройиздат, 1984.
4. Дубровин Е.Н. Городские улицы и дороги. М.: Высшая школа, 1981.
5. Каменецкий Б.И., Кошкин И.Г. Автомобильные дороги. М.: Транспорт, 1979.
6. Тулаев А.Я., Некрасов В.К. Эксплуатация городских улиц и дорог. М.: Стройиздат, 1979.