Трещины на дорожных покрытиях природа их образования

Трещины на покрытиях бывают различных размеров и формы (рис. 5.7). На асфальтобетонных и других покрытиях, построенных с применением органического вяжущего, трещины могут быть одиночные поперечные, продольные, косые и в виде сетки.

рис. 5.7. Трещины и разрушения покрытия:

1 - продольные по оси дороги; 2 - поперечные; 3 - косые; 4 - частые поперечные на всю ширину; 5 - продольные по полосам наката; 6 - сетка трещин по полосам наката; 7 - сетка трещин на пучинистых участках; 8 - обломы кромок

Трещины поперечные сквозные на всю ширину покрытия (температурные) возникают осенью и в начале зимы вследствие резких перепадов температуры воздуха и недостаточной сопротивляемости температурным напряжениям. Они располагаются по проезжей части на определенном расстоянии друг от друга (5-10м).

Продольные трещины, расположенные через 20-40 см друг от друга на полосах наката, в сочетании с поперечными трещинами через 1-4 м на всю ширину проезжей части бывают на покрытиях, содержащих органическое вяжущее, построенных на непрочных основаниях из грунтов или каменных материалов, укрепленных минеральным вяжущим (цемент, известь, золы уноса).

Продольные трещины на асфальтобетонных покрытиях часто появляются на стыке двух полос укладки покрытия при плохом сопряжении. Продольные трещины на полосах наката образуются под интенсивным движением автомобилей из-за недостаточной прочности отдельных слоев одежды и грунтового основания (недоуплотнение, переувлажнение), превышения нагрузок и интенсивности движения по сравнению с расчетными. Трещины продольно-косые возникают вследствие недостаточной прочности дорожной одежды, недоуплотнения грунтов полотна и их последующей осадки, особенно на высоких насыпях, а также над трубами.

Сетка трещин с мелкими ячейками на полосах наката размером сторон 10-20 см бывает на покрытии, как правило, при недостаточной прочности основания на участках оттаивания переувлажненного грунта в весенний период и период пучинообразования. Главная причина большинства трещин – усталость дорожных одежд, их недостаточная прочность.

Трещины на цементобетонных покрытиях бывают поперечные сквозные, продольные и косые сквозные, поверхностные и волосные усадочные. Поперечные сквозные трещины образуются при больших расстояниях между швами и в тех случаях, когда произошло сцепление бетонных плит с основанием, и они не могут перемещаться при температурных изменениях. Продольные сквозные трещины возникают при неоднородно уплотненном земляном полотне, когда края, уплотненные меньше, начинают давать осадку. Косые сквозные трещины появляются над пустотами, осадками земляного полотна и при недостаточно прочном покрытии. Наличие сквозных трещин в цементобетонных покрытиях обычно служит признаком недостаточной прочности и начала разрушения. Поверхностные, неглубокие трещины возникают из-за неравномерного распределения температуры по толщине плиты, вызывающего ее коробление.

Разрушение стыков - обламывание кромок и выбивание заполняющей мастики. Основными причинами являются удары колес автомобилей, недоброкачественная цементобетонная смесь, неудовлетворительная нарезка и отделка швов.

Просадки - впадины глубиной 50-100 мм и более с пологой поверхностью, но без выпучивания и образования трещин на прилегающих участках. Они возникают в местах пониженной прочности слоев одежды и грунта при увлажнении. Просадки могут быть в первые годы эксплуатации дороги при неблагоприятных грунтово-гидрогеологических условиях, вследствие недостаточного уплотнения грунтов земляного полотна и слоев одежды, а также при проявлении тяжелых автомобилей, на которые дорожная одежда не была рассчитана.

Проломы – разрушения одежды в виде более или менее длинных прорезей глубиной до 100 мм по полосам наката и выпучиваний сбоку проломов высотой 50-100 мм. Мокрые проломы образуются вследствие переувлажнения и пластического течения материала слоев основания и грунта, сухие – вследствие прорезания всех слоев одежды под действием вертикальной силы при недостаточной толщине конструкции и слабом уплотнении слоев и грунтов земляного полотна.

Колеи – деформации и разрушения дорожной одежды в виде небольших углублений по полосам наката. При интенсивном тяжелом движении колеи могут превратиться в проломы; Колеи образуются при накоплении пластических деформаций в слоях дорожной одежды, а также усиленном износе верхнего слоя покрытия. В реальных условиях оба процесса колееобразования суммируются.

Разрушение кромок - отдельные трещины и сетки трещин вдоль кромок, откол, искажение поперечного профиля прикромочных полос. Разрушение кромок происходит вследствие пониженной прочности прикромочных полос проезжей части (заниженная толщина слоев одежды у кромок, повышенная влажность грунта основания под кромкой) и отсутствия укрепленных полос со стороны обочин. Наличие деформаций и разрушений чаще всего свидетельствует о недостаточной прочности дорожной конструкции, о превышении фактической интенсивности движения над расчетной.

Рис. 5.6. Динамика развития выбоин на покрытии:

I, 2 – трещины или раковины при выкрашивании; 3 – расклинивающее действие воды и льда и образование трещины в зоне повторного удара; 4 - вторичный удар колеса; 5, 6 – развитие смежных выбоин и их объединение