Асфальтэнд геосеткийн тусламжтайгаар асфальт замын хоолойн эсэргүүцэл яаж сайжрах вэ

Асфальтэн замд үүсэх эвдрэлт трещинг ойлгох

Асфальтэн замд эвдрэлээс тэсвэрт чанар гэж юу вэ?

Бид замын хөдөлгөөний эсэргүүцлийн талаар ярих үед, бидний хэлж буй зүйл бол замын хөдөлгөөн тасралтгүй өдөр бүр урагдах, цоорхой үүсч, бүтцийн хувьд задрахгүйгээр хэр ихэнхийг даах чадвартайг илэрхийлдэг. Инженерүүд нь замын гадаргуу хэдэн удаа тээврийн хэрэгслийн жинийг дааж, задрахаас өмнө хэр их ачааллыг тэвчихийг судалдаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн дөрвөн цэгийн нугалах балкны шалгалтаар хэмждэг. Өнгөрсөн жилийн Frontiers in Materials-ийн судалгаагаар зам барилгын үед асфальтэн геосетийг нэмснээр лабораторийн нөхцөлд замын амьдралыг гурвуулж, магадгүй дөрвөлжүүлж болохыг харуулсан. Эдгээр сүлжээнүүд нь гадаргуун дээрх хүчдэлийг тарааж, эцэст нь том асуудалд хүргэдэг жижиг анхны трещиныг удаашруулдаг.

Нугаламтгай давхаргатай замын усталтын трещиний ердийн шалтгаанууд

Усталтын трещин үүсэхэд гурван үндсэн хүчин зүйл нөлөөлдөг:

• Загварчилсан хязгаараас хэтрэх хүнд тээврийн хэрэгслийн ачаалал
• Температурын хэлбэлзлээс үүсэх термокийн стресс
• Үндсэн давхаргийг сулруулдаг чийгшил нэвтрэх

2023 оны Понемоны институтын тайлангийн мэдээллээр 68% урьдчилан хугацаа хэтрэх гэмтэл нь их ачааны машин, замын түвшний муу шингэгдэлтэй холбоотой бөгөөд замын метр тутамд дунджаар 740,000 ам.долларын засварын зардал гардаг.

Нэг цикл дахь ачааллын нөлөө ба микро-трещиний тархах механизм

Давтамжийн тээврийн ачаалал нь асфальтын давхаргын доод талд микротресчинийг эхлүүлэх таталтын хүчийг үүсгэдэг. Эдгээр трещинүүд дээшээ гурван үед явагдана:

1. Эхлэл : Нийлүүлэгчийн жижиг хэсгүүдийн орчим дахь хүчдлийн концентраци
2. Тогтвортой өсөлт : Цаашдын ачаалал дор удаан өргөжих
3. Тогтворгүй хугарал : Хэрэглэсэн ачааллыг үлдсэн материал илүү ачаалал тэвчих боломжгүй болох үед хурдан гэмтэх

Судалгаа нь асфальтэнд геосеткээр хангаснаар хагарлын өсөлтийн хурдыг 40%-иар бууруулдаг бөгөөд жилд 10,000 болон түүнээс дээш эквивалент дан тэнхлэгийн ачаалал (ESAL)-д өртөмтгий замд ялангуяа үр дүнтэйг харуулсан. Геосетийг зөв хэрэглэх үед Баскины хэлбэр хугацаа ихсэхийг нарийвчлалтай таамаглаж чаддаг (R² > 0.90).

Асфальтэнд геосеткийн механик үүрэг нь хоёрдогч эсэргүүцлийг сайжруулах

Асфальтэнд геосетк хэрхэн деформацийг тарааж, растяженийг багасгах нь

Асфальтэнд хэрэглэх геосетка нь тээврийн ачааллын стрессийг илүү том гадаргуу дээр тараахад тусалдаг 3 хэмжээст бэхэлгээний давхарга шиг үйлчилдэг. Эдгээр материалуудын руушилтын хатуулаг нь ерөнхийдөө метрд 50-200 кН хооронд байдаг бөгөөд инженерчидийн 'зурвасны нөлөө' гэж нэрлэдэг зүйлийг үүсгэдэг. Энэ нь трещиний үүсэлд голчлон шалтгаан болдог орон нутгийн руушилтын стрессыг хамаагүй бууруулдаг. 2024 оны сүүлийн үеийн судалгаа, вискоеластик төгсгөлөг элементийн загварчлал ашиглан өндөр модультай геосетк хэрэглэхэд температур өндөр үед дарах чанарын деформаци 28.1 хувийн, харин дангалах деформаци бараг хагасаар (ойролцоогоор 48.4%) буурахыг тогтоожээ. Ийм сүлжээг асфальтын давхаргын доороос ойролцоогоор гуравны нэгт нь орших түвшинд суурилуулахад хөндлөн чиглэлд чанарын деформаци 42% буурдаг. Энэ байршуулах тактик нь ихэнх замын хучилтыг гэмтээдэг доороос дээш тийш үүсэх трещиныг хойшлуулахад маш сайн үр дүнтэй байдаг.

Геосеткийн Баталгаат Системд Давхаргуудын Хоорондын Нягтлал ба Стрессын Шилжилт

Геосетки нь түүнийг тойрсон асфальттай хэрхэн нягт нийлж байгаа нь системийн нийт үйл ажиллагааны ойролцоогоор 70% -ийг бүрдүүлдэг. Харимхайн зузааны хүч 0.5 МПа-аас дээш болох үед энэ нь дээд давхаргаас доод үндсэн давхаргад стрессыг үр дүнтэй шилжүүлэхэд тусалдаг. Үүнийг механик бэхэлцэл гэж нэрлэдэг. Ерөнхийдөө халуун асфальт геосеткийн жижиг нүхнүүдэд орох үед даралтанд илүү сайн дэмжлэг үзүүлдэг. Туршилтууд энэ арга нь давхаргуудын хооронд явуулсан тусгай харимхайн туршилтанд хүчирхийлэл үзүүлэхгүй байгаа хэсгүүдтэй харьцуулахад стрессыг 30-50 хувийн илүү сайн шилжүүлдэгийг харуулсан.

Асфальтын Давхаргуудын Механик Хариу Үйлдэл Давтан Ачаалал Доор

Бид геосеткойгоор бэхэлсэн загварууд дээр цикл ачаалал шахах туршилт хийх үед энгийн хяналтын загвартай харьцуулахад гэмтэх хүртэлх хугацаа ойролцоогоор 2.5 дахин илүү урт байдаг. Энэ нь бэхэлгээ нь материал суналтын чанар алдах хурдыг удаашруулдагтай холбоотой юм. Эхний трещин гарсны дараа бүтэц илүү бүрэн бүтэн байдалтай хадгалагдаж, бэхэлгээгүй тохиолдолд 1000 цикл тутамд суналтын чанар 8.2%-иар буурахад бэхэлгээтэй тохиолдолд зөвхөн 3.1%-иар буурна. 4PBB суналтын туршилтын лабораторийн үр дүнг харвал өөр нэг сонирхолтой дүгнэлт гарч ирж байна. 10 ГН/м руу чангарлын хязгаартай геосеткуудыг 10 Гц давтамжтай ачаалал дор турших үед уг шинж чанарын хязгаарыг бараг 40 хувиар нэмэгдүүлж чаддаг.

Ажиллагааг харьцуулах: Зузаан давхаргатай наалтанд асфальт геосеткыг илүрхийлж үнэлж байна уу?

Замын давхарга дээр наахад геосеткүүд нь 50 мм-ээс дээш зузаан хэсгүүдэд бодитой нөлөө үзүүлдэг ч, харин цайвар давхаргуудад бараг нөлөөлдөггүй. 2023 оны сүүлийн үеийн судалгаа нь 30 мм-ийн давхаргад амьдралын хугацааг 12-15 хувийн бага сайжруулалттай байснаас 75 мм-ийн зузаан давхаргад 40-60 хувийн илүү сайн сайжруулалттай байсныг харуулсан. Энэ яагаад болдог юм бол? Ерөнхийдөө цайвар давхаргууд нь материалуудын хооронд тохиромжтой нийлмэл үйл ажиллагаа үүсгэхэд хангалтгүй гүн байдаг. Энэ нь давхаргуудын хооронд 0.7 МРа-аас дээш хүрч болох таталтын хүчний стрессийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ихэнх геосеткүүдийн стандарт шаардлагад тусгагдсан хязгаараас хэтрэх болно.

Геосеткээр бэхэлсэн асфальтын гэмтэлд лабораторийн үнэлгээ

Нөхцөлдөх үед даамалдагч хугарлын шинжилгээний дөрвөн цэгийн нугалах балка

4PBB шалгалт нь геосеткаар бэхэлсэн асфальтын хугацаа хязгаарт тохирох давтамжийн стресст тэсвэрт чанарыг үнэлэх ердийн арга болдог. Энэ аргачлалаар судлаачид материалд дарагдах хүчний эгнээг үзүүлж, материалд хуримтлагдаж буй деформацийг хянах замаар трещинууд хаанаас үүсэж, дээжинд хэрхэн тархахыг ойлгоход тусалдаг. Materials and Structures сэтгүүлд 2023 онд хэвлэгдсэн сүүлийн үеийн судалгаа гайхамшигтай зүйлийг харуулсан. Хэмжилтийн үр дүнгээр деформацийн далайц анализ хийх үед геосеткойгоор бэхэлсэн дээжүүдийн микротрещины үүсэх хурд нь бэхэлгээгүй дээжүүдтэй харьцуулахад ойролцоогоор 41 хувийн хурдаар удаан байсан. Энэ нь замын барилгын материалд геосетк ашиглахын томоохон давуу талыг харуулж байна.

Хялбаршуулсан нугалах цэг (SFP) арга болон хэвийн шалгалтын аргууд

SFP нь эвдэрлийн талаарх эрт үед гарч буй шинж тэмдгийг илүү мэдрэг хандах чадвартай байх зэрэгцээ 50% хатуулагийн бууралтын эвдрэл гэх мэтээр тодорхойлогддог хуучин арга замаас давуу талтай. Энэхүү арга нь харьцангуй хялбар хувийн хэмжигдэхүүн дээр үндэслэхийн оронд деформацийн муруйн чиглэл өөрчлөгдөж эхлэх цэгийг судалдаг. Энэ аргын онцлог нь давхарласан материалтай ажиллах үед маш чухал болох эвдрэлийн анхны шинж тэмдгийг илүү мэдрэг хандах чадвар юм. Ялгаатай аргуудыг харьцуулсан судалгаанууд SFP-ийн арга нь стандарт туршилтын арга барилынхаас 18-22 хувийн хооронд потенциал эвдрэлийг илүү эрт илрүүлж чаддаг байна гэж зааж өгсөн. Энэ давуу тал нь 100 килоньютон/метр болон түүнээс дээш хүчтэй геосеткийн бүтээгдэхүүнтэй ажиллах үед илүү ихээр илэрдэг.

Асфальт геосеттэй хоёр давхар загварын туршилт: Тохируулга ба үр дүн

Дундаж давхаргатай балкийн загварчлал нь геосеткой хамт замын бүтцийн бодит үзэгдлийг илүү сайн тусгана. Сул тэнхлэгийн дээрх гүний 1/3 хэсэгт геосетк байршуулахад 10,000 ачааллын циклд хойно таталтын хүчдэлийг 29%-иар бууруулсан. Оновчтой тохиргооны үр дүнд дараахь үзүүлэлтүүд орно:

Гэмтлийг тодорхойлох: Харьцангуй суналтын зааг эсвэл хатуулагийн бууралтын шалгуур

Шинээр гарч буй судалгаанууд геосеткоор бэхэлсэн системд хатуулагийн хэмжигдэхүүнээс илүү ихэвчлэн харьцангуй суналтын суурь (ихэвчлэн 100-150 µm/m) дээр үндэслэсэн гэмтлийн заагийг дэмждэг. Эцсийн үлдэгдэл хатуулаг ч өндөр байж болох ч хэт их трещинтай болохын улмаас зөвхөн хатуулагийг үндэслэвэл үйлчилгээний насны үнэлгээг 12-18%-иар илүү үнэлж болно.

Асфальтанд геосеткоор хийсэн бэхэлгээний ношин тэсвэрт чадлын сайжруулалтыг хэмжих

Хоолойн амьдарлыг сайжруулах коэффициент: Тодорхойлолт ба тооцооны аргачлал

Замын гадаргууг ярих үед, хоолойн амьдарлыг сайжруулах коэффициент нь тухайн замын доор геосетка байршуулахад замын хучилт хэдий хэмжээ урт хугацаагаар тэсвэртэй байх боломжтойг харуулдаг бөгөөд ялангуяа өдөр бүр олон удаа тээврийн хэрэгслүүд дээрээ авирч байх үед илүү чухал. Энэ коэффициентийг тодорхойлохын тулд инженерүүд трещинууд үүсдэг чухал хүчдэлийн цэгүүдийг судалж, хүчирхийлэлтэй ба хүчирхийлэлтгүй хэсгүүдийг харьцуулдаг. Ийм тооцоонд ихэвчлэн Хялбаршуулсан нугалах цэгийн аргыг ашигладаг. 2024 онд Springer-ийн хэвлэлд нийтлэгдсэн сүүлийн үеийн судалгаагаар харахад, геосетктэй замууд энгийн асфльттай замуудтай харьцуулахад хэтрэх зүйл үзүүлэхээс өмнө ойролцоогоор 2-3 дахин илүү их тээврийн хэрэгслийн нэвтрэлтийг даах чадвартай байдаг. Гэсэн хэдий ч жинхэнэ тоонууд зам дээрх тээврийн ачааллаас хамааран ихэд хэлбэлзэх бөгөөд ихэвчлэн 1.8-3.2 хооронд байна.

Талбайн ажиллагаа: Хүчирхийлэгдсэн ба хүчирхийлэлтгүй асфльтын замын харьцуулалт

23 хотын хооронд болон 12 жилийн турш замын хэсгүүдийг ажигласан үзүүлэлт нь геосеткойн бэхэлгээтэй замын давуу талыг илтгэж байна:

• 500,000 ESAL-д 57% бага хорхицол үүссэн
• хатуулагийн бууралт 35% удаан байсан
• жилдэх үйлчилгээний зардал 42% бага байсан

Өндөр хүч чадалтай геосеткойн загварууд (100—200 кН/м) энгийн замын 40% хаягдал зэвсгийн давхаргатай адил үзүүлэлттэй байгаа нь их уналтын нөхцөлд өртөгийн үр дүнтэйг баталж байна.

Туршилтын тохиолдол: Асфальт геосеткой ашиглан замын сайжруулалт хийхэд үйлчилгээний хугацаа уртсах

9 миль урттай замын сэргээн босголтын төслөд шинэ асфальт болон шуурхай авсан давхаргийн хооронд полиэстер суурьтай асфальт геосеткойг ашигласан. Найман жилийн ажиглалтаас хойш:

• Харьцуулахад хамгаалаагүй хэсгүүдтэй харьцуулахад ойртол гарах трещины тоо 83% буурсан
• Олон улсын тэгш бус байдлын индекс (IRI) 72% бага байсан
• Төсөллөсөн үйлчилгээний хугацаа 10-оос 18 жил болон нэмэгдсэн

Энэ шийдэл нь материал ашиглалт, засвар үйлчилгээний давтамжийг бууруулсанаар амьдралын мөчлөгийн нийт нүүрстөрөгчийн ялгаралтыг 28%-иар бууруулсан бөгөөд тогтвортой дэд бүтцийн стратегийн талаарх 2024 оны замын бүтцийн үр ашгийн тайлангийн дүгнэлттэй тохирч байна.

Асфальт георешеткийн системийг зохион байгуулах, хэрэгжүүлэх ажлын шилдэг арга зүй

Замын огтлолд асфальт георешеткийг оновчтой байрлуулах

Сүүлийн 2023 оны төгс элементийн судалгааны үр дүнгээр харахад, геосеткийг асфальтын давхаргын гүнд ойролцоогоор гурваас нэгт нь оруулах нь гадаргуу дээр байрлуулахтай харьцуулахад хөндлөн чангийн хэмжээг ойролцоогоор 42 хувиар бууруулдаг. Байршил нь жин хүндийг замын хучилт даяар илүү жигд тараах, давхаргуудын хоорондох шүргэлтийн хүчний улмаас үүсэх давхаргатай болох асуудлыг багасгахад хамгийн сайн үр дүнтэй байдаг. Замын төслүүдэд ажиллаж буй инженерүүд энэ геосеткийг суурилуулах гүнийг орон нутгийн тээврийн нөхцөл, доод үндсэн материал байдлаас хамааран тохируулах нь логик юм. Энэ зүйлийг зөв хийх нь цацраг трещинийг урьдчилан сэргийлэх, замын хучилтын амьдралыг илүү их сунгахад тусална.

Геосетк ба асфальтын хольц хоорондын материал нийцэлтийг хангах

Асфальттай холбогчийн термийн тэлэлтийн хурдтай нь тохирсон (±0.5%-иас бага) полимерийн найрлагатай георешеткүүдийг сонгоно уу. Харилцан тохирохгүй нөхцөл нь цикл хэмийн өөрчлөлттэй бүс нутгуудад трещинуудыг хурдасгах хүчний концентрацыг үүсгэдэг. ASTM D6638-ийн дагуу холбоосын хүч нь давхаргын хооронд гулсах үзэгдлийг сааруулахын тулд 1.8 МПа-аас илүү байх ёстой.

Георешетээр бэхэлсэн замын ажиллагааг урт хугацаанд хянах

Бэхэлсэн зам нь тусгаарлагдаагүй хэсгүүдийн 68%-той харьцуулахад аравдугаар жилийн дараа бүтцийн бүрэн байдлыг 92% хадгалж чаддаг. Гол үзүүлэлтүүд бол:

• Давхаргын хоорондын холбоосын хүчний хадгалалт (анхны утгын ¥85%)
• Георешетийн нөхцөлд өртөх хурд (<гадаргуугийн 3%)
• Трещины өргөх хурд (0.8 мм/жил)

2024 оны судалгаагаар георешетийн бэхэлгээтэй хамт энгийн засвар үйлчилгээг хослуулах нь үйлчилгээний хугацааг 50%-иар сунгасан бөгөөд урт хугацааны зардал, ажиллагааны ач холбогдолыг тодорхойлсон.

Түгээмэл асуултууд

Асфальт замд ядарч хагарах гэж юу вэ?

Хугарлын ядаргаа гэдэг нь цаг хугацааны туршид дахин давтагдах тээврийн ачаалалын улмаас асфальт замын бүтэц задрах, зохих аргаар засварлаагүй тохиолдолд бүтцийн эвдрэл үүсэхийг хэлнэ.

Асфальт геосеткээр хугарлын ядаргааг хэрхэн саатуулдаг вэ?

Асфальт геосет нь хүчний ачааллыг тарааж, руунах хүчийг бууруулж, жижиг трещинууд үүсэх, томрохийг саатуулснаар замын бүтцийг бэхжүүлж, амьдралыг нь уртасгадаг.

Асфальт геосетийг замын бүтцэд хаана байрлуулах ёстой вэ?

Асфальт геосетийг асфальтын давхаргын гүний ойролцоогоор гуравны нэгт байрлуулах нь ачааллыг үр дүнтэй тараах, хүчний ачааллыг багасгах, замын амьдралыг уртасгахад тусалдаг.

Нимгэн давхаргатай асфальтанд асфальт геосет үр дүнтэй ажилладаг уу?

Асфальт геосет нь 50 мм ба түүнээс дээш зузаан давхаргатай тохиолдолд илүү үр дүнтэй байдаг боловч, материал хоорондын харилцан үйлчлэлд хангалттай гүн байхгүй тул нимгэн давхаргад хязгаарлагдмал үр дүнтэй байдаг.

Асфальт геосет ашигласнаар гарах зардал-ашиг хэмнэлт юу вэ?

Асфальтэнд геосетку хэрэглэх нь засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулах, засварын давтамжийг багасгах, замын хэрэглээний хугацааг уртасгахад хүргэх бөгөөд их эргэлтийн бүхий л хэсэгт зардал хэмнэлт болон үр ашгийг дээшлүүлнэ.