Способ определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции мостового полотна

Изобретение предназначено для определения прочности сцепления на сдвиг между слоями мостового полотна мостового сооружения и слоем его гидроизоляции. Изготавливают, по крайней мере, два опытных образца - модели мостового полотна мостового сооружения. Каждая из моделей состоит из основания, имитирующего плиту проезжей части мостового полотна, на верхней плоской поверхности которого размещают слой гидроизоляции из испытуемого материала и сверху на этот слой укладывают покрытие, имитирующее покрытие дорожной одежды мостового полотна. Материалы всех слоев моделей аналогичны материалам реального мостового полотна, а зоны контактов между слоями моделей выполнены в соответствии с требованиями, установленными для строительства мостовых сооружений. Затем каждую из моделей помещают между плитами пресса под разными заданными углами наклона слоя гидроизоляции к вертикальной плоскости и устанавливают параметры испытаний. Потом обжимают плитами пресса каждую из моделей. После сдвига слоев гидроизоляции для каждой из моделей по зафиксированным усилиям обжима пресса определяют нагрузки, перпендикулярные к слоям гидроизоляции соответствующих моделей и имитирующие величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия, а также соответствующие им величины прочности сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции. После этого по выявленной зависимости полученных величин прочности сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции от величин давления на него определяют величину прочности сцепления на сдвиг испытуемого слоя гидроизоляции мостового полотна для расчетной величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия. Способ позволяет повысить точность определения прочности сцепления.

 

Изобретение предназначено для определения прочности сцепления между собой слоев мостового полотна относительно друг друга на сдвиг слоя гидроизоляции в результате разгона или торможения транспортных средств, а также движения транспортных средств на подъем или спуск по мостовому полотну мостового сооружения.

Известно, что дорожная одежда мостового полотна в общем случае включает в себя слой гидроизоляции, который наносят на плиту проезжей части и слои дорожного покрытия, которые укладывают поверх слоя гидроизоляции (см. «Свод правил СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-85*», 2011, с.18-22). Если прочность на сдвиг самого материала слоя гидроизоляции, а также прочность сцепления его с плитой проезжей части или с дорожным покрытием недостаточны, то целостность слоя гидроизоляции нарушается. Это приводит к разрушению слоев дорожного покрытия в результате возрастания в них напряжений и к разрушению самой плиты проезжей части мостового полотна под действием воды, проникающей через разрушенный слой гидроизоляции. Поэтому для устройства слоя гидроизоляции выбирают материалы, которые обеспечивают ее собственную прочность на сдвиг, а также прочность его сцепления с плитой проезжей части и с дорожным покрытием.

Известен способ определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции дорожной одежды (см. Европейские нормы EN 13653: 2004 «Flexible Sheets For Waterproofing Of Concrete Bridge Decks And Other Concrete Surfaces Trafficable By Vehicles - Determination Of Shear Strength*, 2004, c. 1-7), принимаемый нами за прототип. В соответствии с этим способом изготавливают опытный образец - модель мостового полотна мостового сооружения. Модель состоит из прямоугольного основания, изготовленного из материала плиты проезжей части мостового полотна, на котором закрепляют слой испытуемого гидроизоляционного материала того же размера. Затем сверху на этот слой укладывают слой битума, из которого должен быть приготовлен асфальтобетон дорожного покрытия. Испытуемую модель устанавливают между плитами пресса под углом 15° к вертикальной плоскости. Испытание проводят при температуре модели +23°C, постоянной скорости перемещения плиты пресса в 10 мм/мин и относительной влажности воздуха 50%. В ходе испытания регистрируют текущие величины усилия обжима пресса «Fверт.i» и величину получаемого при этом сдвига слоя гидроизоляции. Сдвиг может произойти по поверхности между основанием модели и слоем гидроизоляции или между слоем гидроизоляции и слоем битума или внутри слоя гидроизоляции. Фиксируют усилие обжима пресса «Fверт.сдв.», при котором сдвиг достигает допустимой (предельной) величины. Прочность сцепления на сдвиг определяют по формуле «Тпред.сц.сдв.=Fверт.сдв./(S×cos15°)», где «S» - площадь поверхности слоя гидроизоляции в модели мостового полотна, а «Fверт.сдв./cos15°» - это составляющая усилия «Fверт.сдв.», касательная к поверхности слоя гидроизоляции, сдвигающая его.

Недостатком способа-прототипа является то, что при проведении испытаний не в полной мере учитывается влияние прижатия слоев мостового полотна друг к другу на прочность их сцепления на сдвиг со слоем гидроизоляции. Известно (см. И.М.Руденская, А.В.Руденский «Органические вяжущие для дорожного строительства», М., ИНФРА-М, 2010, с.69), что при повышении давления на гидроизоляционный материал (например, нефтяной битум), его способность сопротивляться деформациям (в том числе сдвигу) значительно возрастает. При давлении сверх атмосферного от 0 до 0,7 МПа и более, соответствующем давлению на слой гидроизоляции от колеса грузового автомобиля и веса вышележащих слоев дорожного покрытия, сопротивляемость материала гидроизоляции деформациям может возрастать на 15-30%. В то же время в реальных условиях эксплуатации величина сдвигающего напряжения в слоях дорожных покрытий также может изменяться в широком диапазоне и достигать 0,75 МПа (см. ОДМ «Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежестких дорожных одеждах» - М., РОСАВТОДОР, 2002, с.139). Таким образом, соотношение между напряжениями сдвига и прижатия в реальных слоях гидроизоляции может изменяться в широком диапазоне, в том числе достигать соотношения 1:1. При заданном угле наклона к вертикали испытуемой модели в 15° сдвигающая сила составляет около 95% от силы обжима пресса, а сила прижатия составляет примерно 25% от силы обжима пресса. То есть сила прижатия в этом случае составляет всего ¼ часть от величины сдвигающей силы. Кроме того, поскольку давление прижатия для гидроизоляции определяется по формуле «Тдавл.=Fверт.сдв./(S×sin15°)», где «S» - площадь поверхности слоя гидроизоляции в модели мостового полотна, а «Fверт.сдв./sin15°» - это составляющая усилия «Fверт.сдв.», нормальная к поверхности слоя гидроизоляции при угле наклона этого слоя к вертикальной плоскости в 15°, то при данной схеме испытания образцы различных гидроизоляционных материалов (имеющих разную прочность на сдвиг) окажутся испытанными при различных давлениях прижатия. Все это делает результаты испытаний несопоставимыми. Кроме того, известно (см. И.М.Руденская, А.В.Руденский. «Органические вяжущие для дорожного строительства» - М. ИНФРА-М, 2010, с.69 и с.90), что модуль деформации, а следовательно, и прочность асфальтобетона в десятки раз выше, чем у битума. Отсюда следует, что при испытании по способу-прототипу может иметь место разрушения образца - модели не по слою гидроизоляции, а по вышерасположенному и менее прочному слою битума. Испытание по способу-прототипу не соответствует реальным условиям работы мостового полотна и не позволяет объективно оценить фактическую прочность слоя гидроизоляции. А использование в способе-прототипе в модели мостового полотна слоя битума в качестве дорожного покрытия вместо слоя покрытия из асфальтобетона также существенно искажает результаты испытания по сравнению с фактическими условиями работы слоя гидроизоляции. В целом, определение прочности сцепления между собой слоев мостового полотна относительно друг друга на сдвиг слоя гидроизоляции по способу-прототипу не обеспечивает приемлемой точности результатов испытаний.

Целью создания предлагаемого изобретения является повышение точности определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции с остальными слоями мостового полотна.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции мостового полотна в отличие от способа-прототипа, где с каждым вариантом материала слоя гидроизоляции испытывают только одну модель мостового полотна, в которой используют слой битума в качестве дорожного покрытия, испытывают, по крайней мере, две модели мостового полотна, в которых материалы всех слоев аналогичны материалам реального мостового полотна, а зоны контактов между слоями моделей выполнены в соответствии с требованиями, установленными для строительства мостовых сооружений. При этом последовательно выполняют следующие действия.

Изготавливают, по крайней мере, два опытных образца - модели мостового полотна мостового сооружения. Каждая из моделей состоит из основания, имитирующего плиту проезжей части мостового полотна, на верхней плоской поверхности которого размещают слой гидроизоляции из испытуемого материала и сверху на этот слой укладывают покрытие, имитирующее покрытие дорожной одежды мостового полотна. Затем каждую из моделей помещают между плитами пресса и устанавливают параметры испытаний, в том числе температуру, влажность, скорость деформирования моделей, предельную величину сдвига слоя гидроизоляции или соответствующую ей допустимую величину снижения усилия обжима пресса. При этом модели помещают между плитами пресса под разными заданными углами наклона слоя гидроизоляции к вертикали. Потом обжимают плитами пресса каждую из моделей и фиксируют при этом вертикальные усилия обжима, при которых одна часть модели сдвигается относительно ее другой части до допустимой величины смещения или допустимой величины снижения усилия пресса. Затем, после сдвига слоев гидроизоляции, для каждой из моделей по зафиксированным усилиям обжима пресса определяют нагрузки, перпендикулярные к слоям гидроизоляции соответствующих моделей и имитирующие величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия, а также соответствующие им величины прочности сцепления при сдвиге слоев гидроизоляции. После этого по выявленной зависимости полученных величин прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции от величин давления на слой гидроизоляции определяют величину прочности сцепления на сдвиг испытуемого слоя гидроизоляции мостового полотна для расчетной величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия. Отметим, что при испытании только двух моделей принимается линейная зависимость величин прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции от величин давления на слой гидроизоляции.

По результатам испытаний на прочность сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции из испытанных материалов нескольких спроектированных для конкретного мостового сооружения вариантов дорожной одежды выбирают из них вариант, соответствующий установленным требованиям.

Предлагаемый в качестве изобретения способ определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции мостового полотна позволяет повысить точность определения прочности сцепления, что в свою очередь позволяет повысить надежность выбора материала слоя гидроизоляции дорожной одежды мостового полотна мостового сооружения и увеличить срок его службы.

Проведенные в соответствии с предлагаемым способом испытания подтвердили его работоспособность, эффективность и готовность к практическому применению и ЗАО «Институт «Стройпроект»» принял решение в дальнейшем использовать при проектировании мостовых сооружений предлагаемый способ определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции мостового полотна.

Способ определения прочности сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции мостового полотна, в соответствии с которым изготавливают модель мостового полотна мостового сооружения, состоящую из основания, на верхней плоской поверхности которого размещают испытуемый слой гидроизоляции и сверху на этот слой укладывают покрытие, затем помещают модель между плитами пресса так, чтобы слой гидроизоляции модели был расположен под углом к вертикали, устанавливают параметры испытаний, потом перемещают плиты пресса в вертикальном направлении и фиксируют при этом усилия обжима, при которых происходит сдвиг слоя гидроизоляции, после этого определяют прочность сцепления на сдвиг слоя гидроизоляции с учетом площади поверхности слоя гидроизоляции в модели мостового полотна и составляющей вертикального усилия обжима, касательной к поверхности слоя гидроизоляции, сдвигающей его, отличающийся тем, что испытывают по крайней мере две модели, в которых слои гидроизоляции располагают под разными заданными углами к вертикали, при этом материалы слоев моделей выполняют из материалов, аналогичных материалам мостового полотна, а зоны контактов между слоями моделей выполняют в соответствии с требованиями, установленными для строительства мостовых сооружений, затем после сдвига слоев гидроизоляции для каждой из моделей по зафиксированным усилиям обжима пресса определяют нагрузки, перпендикулярные к слоям гидроизоляции соответствующих моделей и имитирующие величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия, а также соответствующие им величины прочности сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции, после этого по выявленной зависимости полученных величин прочности сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции от величин давления на эти слои определяют величину прочности сцепления на сдвиг испытуемого слоя гидроизоляции мостового полотна для расчетной величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу исследования загрязнений поверхности линейных сооружений и предназначено, в частности, для исследования загрязненной территории на поверхности железнодорожного пути.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к оборудованию для испытаний материалов, в частности асфальтобетона, на усталость при циклических динамических воздействиях, и может быть использовано в автодорожном хозяйстве, строительстве аэродромов, строительной индустрии.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения характеристик механических свойств дорожностроительных материалов. .

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения характеристик механических свойств дорожно-строительных материалов. .

Изобретение относится к контролю содержания битума в дорожных эмульсиях. .

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии строительных конгломератных материалов и изделий на их основе.

Изобретение относится к испытаниям и определению свойств материалов и может быть использовано в технологии абразивных изделий, огнеупоров, композиционных и строительных материалов, а также в других производствах, где существует необходимость оптимизации состава сыпучих смесей и регулирования плотности их упаковки.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны, определяют фазовый сдвиг между падающими и отраженными волнами или изменение амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к их значениям для падающих волн, предварительно определяют, соответственно, основной фазовый сдвиг этих волн или основное изменение амплитуды (мощности) этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами по нормали к ней, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны.

Изобретение относится к системе для определения объема фрезерованного материала или площади поверхности, фрезерованной строительной машиной, имеющей фрезерный барабан.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при расчетах дорожных одежд на прочность. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения прочности слоя дорожной одежды нежесткого типа на автомобильных дорогах предусматривает измерение толщины слоя дорожной одежды в двух разных точках, определение общих модулей упругости в этих точках, например, с помощью прогибомера.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению показателей ровности поверхности дорожного покрытия. В отличие от известных способов контроля неровностей профиля дорожного покрытия, в предлагаемом изобретении качество дорожного покрытия определяют по вибрационным характеристикам движущегося автомобильного средства.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению показателей ровности поверхности дорожного покрытия. В отличие от известных способов контроля неровностей профиля дорожного покрытия, основанных на измерении отклонений профиля каким-либо способом, в предлагаемом изобретении качество дорожного покрытия определяют по вибрационным характеристикам движущегося автомобильного средства, в частности мобильного виброизмерительного комплекса на базе автомобиля.

Изобретение относится к технике непрерывного контроля качества уплотнения грунтовых материалов. Устройство содержит дорожный каток с рабочим органом.

Изобретение относится к технике для укладки дорожного покрытия, в частности к системам автоматического цифрового управления, и может быть использовано в процессе уплотнения асфальтобетонной смеси.

Изобретение относится к способам измерения и используется для оценки состояния поверхности взлетно-посадочной полосы аэродрома. В способе определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия, включающем измерение динамических характеристик колес самолета при его движении по аэродромному покрытию, осуществляют формирование ведущего (переднего) и ведомого (заднего) колес шасси, ведомое (заднее) колесо формируют путем создания постоянного динамического торможения колесу шасси, колесо без динамического торможения считается ведущим, при этом динамическое торможение формируется с помощью тормозной системы колеса шасси, которое может отключаться при разбеге самолета, измеряют частоты вращения ведущего (переднего) и ведомого (заднего) колес шасси, устанавливают зависимость разницы вращения ведущего (переднего) и ведомого (заднего) колес от сцепных качеств аэродромного покрытия, а сцепные качества аэродромного покрытия определяют по установленной зависимости после проезда по нему самолета и измерения частот вращения ведущего (переднего) и ведомого (заднего) колес шасси. Устройство определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия содержит переднее (ведущее) 1 и заднее (ведомое) 2 колеса шасси самолета, датчик 3 числа оборотов переднего (ведущего) колеса, датчик 4 числа оборотов заднего (ведомого) колеса, тормозную систему 10 заднего (ведомого) колеса и блок 6 оценки, содержащий первый 7 ключ, вход которого соединен с выходом датчика 3 числа оборотов переднего (ведущего) колеса, а выход - с входом сдвига «вправо» сдвигового регистра 5, второй 8 ключ, вход которого соединен с выходом датчика 4 числа оборотов заднего (ведомого) колеса, а выход - с входом сдвига «влево» сдвигового регистра 5, третий и большие выходы сдвигового регистра 5 соединены со входами элемента 9 ИЛИ, выход которого является выходом блока 6 оценки, управляющие входы первого 7 и второго 8 ключей и вход тормозной системы 10 заднего (ведомого) колеса, соединены с выходом датчика нагрузки. Технический результат - создание способа и устройства позволяющего осуществлять измерение коэффициента сцепления непосредственно на борту самолета при его посадке. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для определения прочности сцепления на сдвиг между слоями мостового полотна мостового сооружения и слоем его гидроизоляции. Изготавливают, по крайней мере, два опытных образца - модели мостового полотна мостового сооружения. Каждая из моделей состоит из основания, имитирующего плиту проезжей части мостового полотна, на верхней плоской поверхности которого размещают слой гидроизоляции из испытуемого материала и сверху на этот слой укладывают покрытие, имитирующее покрытие дорожной одежды мостового полотна. Материалы всех слоев моделей аналогичны материалам реального мостового полотна, а зоны контактов между слоями моделей выполнены в соответствии с требованиями, установленными для строительства мостовых сооружений. Затем каждую из моделей помещают между плитами пресса под разными заданными углами наклона слоя гидроизоляции к вертикальной плоскости и устанавливают параметры испытаний. Потом обжимают плитами пресса каждую из моделей. После сдвига слоев гидроизоляции для каждой из моделей по зафиксированным усилиям обжима пресса определяют нагрузки, перпендикулярные к слоям гидроизоляции соответствующих моделей и имитирующие величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия, а также соответствующие им величины прочности сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции. После этого по выявленной зависимости полученных величин прочности сцепления на сдвиг слоев гидроизоляции от величин давления на него определяют величину прочности сцепления на сдвиг испытуемого слоя гидроизоляции мостового полотна для расчетной величины давления на слой гидроизоляции от веса транспортных средств вместе с весом дорожного покрытия. Способ позволяет повысить точность определения прочности сцепления.

Наверх