Установка для исследования износостойкости нежестких дорожных одежд

УДК 625.855.3

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Н.Н. Кумейко, инженер, автомобильно-дорожный институт Донецкого национального технического университета

Аннотация. Представлена установка для моделирования износа асфальтобетона. Даны описание установки и ее фотографии. С помощью такой установки можно исследовать механизм износа при различных условиях испытаний.

Ключевые слова: асфальтобетон, износостойкость, моделирование износа, установка.

Введение

Автомобильные дороги с асфальтобетонными покрытиями являются важным элементом транспортной сети страны. Отличительной особенностью дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями являются значительные изменения их характеристик в течение срока службы вследствие воздействия автомобильного транспорта, влияния климатических факторов, процессов усталости и старения на свойства асфальтобетонов, что вызывает возникновение деформаций и разрушений покрытия. Износ является одной из причин преждевременного разрушения покрытия. По данным различных авторов величина износа колеблется в пределах от 0,18 до 2,5 мм в год. Определение сопротивляемости асфальтобетона истиранию не регламентируется стандартами. Отсутствуют простые и удобные в работе приборы, которые позволили бы проводить испытания в условиях, максимально приближенных к действительным.

Нами были внимательно изучены существовавшие лабораторные установки для определения износа асфальтобетона, которые в различной степени моделируют внешние и внутренние факторы [1-5]. Данные установки позволяли регулировать лишь основные механические и внутренние факторы, влияющие на износ асфальтобетона, а влияние климатического фактора оставалось неизученным.

Описание установки

Внимательно изучив опыт моделирования износа асфальтобетона в лабораторных условиях, мы смоделировали и изготовили лабораторную установку (рис. 1), в которой учтены механические и климатические факторы, влияющие на износ асфальтобетона.

Рис. 1. Установка для моделирования износа асфальтобетона

Установка состоит из нескольких узлов. На металлической пластине толщиной 12 мм (550^850 мм) смонтирован узел вращающегося колеса (Б = 450 мм). Вращение колеса осуществляется посредством асинхронного электродвигателя через переходную муфту, количество оборотов двигателя регулируется электрической схемой. Колесо вращает испытуемый образец цилиндрической формы, который закрепляется в узле держателя образца. Образец закрепляется винтами с обеих сторон и фиксируется контро-гайками. Нагрузка на образец осуществляется узлом подачи образца. С помощью силовой пружины и вилки образец может прижиматься к колесу с любым заданным давлением (до 0,8 МПа). Сжатие пружины регулируется динамометром. Контроль температуры в верхней камере конструкции осуществляется логометром Л-64, двумя

термометрами сопротивления, включенными дифференциально. Верхняя камера конструкции изолирована от внешней среды пенопластовым покрытием. Нижняя камера содержит панель управления, где установлены Логометр Л-64, пусковой автомат АП-6 (380В), сигнализация температуры, тумблер включения электродвигателя РД, тумблер включения освещения камеры и прибора Л-64 (логометра). Установка предусматривает подачу на образец абразива и воды. Продукты износа отводятся в специальный отстойник. Установка помещена в термокамеру , где с помощью тенов и холодильной установки можно создавать температуру от -30 °С до +60 °С. В верхней части предусматривается смотровое окно с подсветкой. Показателем износа будет принята величина потери массы образца, а также изменение его толщины (рис. 2).

Рис. 2. Установка

Заключение

С помощью разработанной установки можно в лабораторных условиях смоделировать различные внешние (удельное давление колеса на покрытие, скорость вращения колеса, вакуумирую-щее действие пневматических шин, которое проявляется в зоне их отрыва от поверхности дороги при быстром движении автомобиля; ударная нагрузка от колеса, климатические условия, степень

агрессивности окружающей среды) и внутренние факторы (тип асфальтобетона, вязкость вяжущего, его адгезию, модифицированные битумы, прочность минеральных материалов, образующих остов асфальтобетона, крупность, форму, гранулометрический состав, твердость, степень загрязнения, характер и свойства поверхностей минеральных зерен; морозостойкость минеральных материалов и др). Таким образом, можно исследовать механизм износа при различных условиях испытаний и разработать составы износостойких асфальтобетонов.

Литература

1. Гордеев С.О. Деформации и повреждения ас-

фальтобетонных покрытий. - М.: Изд-во Москва ком. хоз. РСФСР, 1963. - 132 с.

2. Гоглидзе В.М. Способ определения износа до-

рожных покрытий // Автомобильные дороги. - 1956. - №6. - С.28.

3. Почапский Н.Ф., Нефедов В.И. Исследование

износостойкости асфальтобетона. //Наука и техника в городском хозяйстве. Республиканский межведомственный сборник. Комплексное благоустройство городов. - К.: Будiвельник, 1977. - Выпуск XXXIV. -С. 38-42.

4. Баринов Е.Н. Оценка износостойкости и опре-

деление коэффициента сцепления асфальтобетона в лабораторных условиях. // Повышение качества и долговечности автомобильных дорог на северо-западе РСФСР. Межвузовский тематический сборник трудов. - Ленинград. - 1988. С.81 - 84.

5. Бонченко Г. А. Асфальтобетон. Сдвигоустойчи-

вость и технология модифицирования полимером. - М.: Машиностроение, 1994. -176 с.

Рецензент: В.К. Жданюк, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 14 января 2005 г.