CHARAKTERYSTYKA CZYNNIKÓW ODDZIAŁYWUJĄCYCH NA NAWIERZCHNIE DROGOWE I ICH WPŁYW NA PRACE NAWIERZCHNI
Czynniki oddziaływujące na nawierzchnie drogową:
Grupa I - obciążenia statyczne i dynamiczne
Obciążenia pionowe statyczne, przekazywane przez koła pojazdów.
Obciążenia pionowe dynamiczne wywołane nierównościami jezdni i drganiami układu zawieszenia pojazdu (zmęczenie nawierzchni).
Siły poziome powstające przy zmianie momentu obrotowego na kołach napędowych (przy hamowania i przyspieszaniu) - powodują ścieranie i wyślizgiwanie się nawierzchni ścieralnej.
Siły ssące powstające w wyniku podciśnienia powstającego za obracającymi się kołami pojazdu, powodują wyrywanie ziaren i części kruszywa z nawierzchni - szczególnie dotyczy to nawierzchni żwirowej i tłuczniowej)
Grupa II - Czynniki środowiskowe
Woda gruntowa dostająca się do konstrukcji nawierzchni w skutek podciągania kapilarnego w gruncie podłoża.
Woda opadowa, która przedostaje się w głąb konstrukcji poprzez nieszczelne warstwy wierzchnie, a także dostająca się od strony pobocza
Zmienna temperatura otoczenia (dobowa, roczna), oraz zmiana temperatura na głębokości warstw.
W okresie letnim pod działaniem naprężeń pionowych powstają w nawierachni bitumicznej odkształcenia w postaci kolein. W okresie zimowym natomiast powstają spękania mrozowe:
- mikrospęknia skurczowe na powierzchni (T<0OC)
- spękania odbite - od naprężeń skurczowych, gdy ujemna temperatura przenika przez całą głębokość konstrukcji nawierzchni.
Grupa III - Środki chemiczne stosowane w utrzymaniu zimowym powodują:
Korozję betonu (przy nawierzchniach z betonu cementowego)
W nawierzchniach bitumicznych szkodliwość ich wpływu polega na utrzymaniu jezdni w stałej wilgotności, co ułatwia penetracje w głąb konstrukcji
Kształtowanie się pola temperaturowego w nawierzchni. W procesie topnienia śniegu pod wpływem chlorków podawana jest z otoczenia określona ilość ciepła. Ciepło to pobierane jest również z nawierzchni, w której temperatura w związku z tym obniża się nawet o kilka stopni. Powoduje to powstawanie dodatkowych naprężeń termicznych, co także może sprzyjać powstawaniu spękań w warstwie ścieralnej.
Woda z topniejącego śniegu penetruje do ochłodzonych części konstrukcji nawierzchni w skutek czego zamarza powodując naruszenie struktury nawierzchni.
Dodatkowe informacje:
Deformacja strukturalna nawierzchni jest to trwałe odkształcenie nawierzchni spowodowane pionowym odkształceniem podłoża gruntowego. Deformacja strukturalna nawierzchni jest objawem wad konstrukcji nawierzchni i osłabienia jej nośności.
Deformacja lepkoplastyczna nawierzchni jest to trwałe odkształcenie warstw asfaltowych nawierzchni. Jest ona objawem wad materiałowych warstw asfaltowych nawierzchni.
Rodzaje uszkodzeń nawierzchni i powiązanie uch z charakterem odkształceń i typem konstrukcji nawierzchni (podatne, półsztywne i sztywne):
nawierzchnie sztywne - powstają spękania , nie ma odkształceń lepkoplastycznych
koleina strukturalna - wiąże się głównie z nawierzchniami półsztywnymi, w pewnych przypadkach także z podatnymi
koleina lepkoplastyczna - związana głównie z nawierzchniami półsztywnymi , w pewnych przypadkach także z podatnymi
spękania zmęczeniowe - związane z nawierzchniami podatnymi , w pewnych przypadkach z półsztywnymi a także ze sztywnymi
spękania odbite - związane głównie z nawierzchniami półsztywnymi
spękania termiczne - związane z nawierzchniami asfaltowymi - w warstwach bitumicznych usztywniających się w niskich temperaturach