ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический

Министерство образования и науки Российской Федерации

университет им. И. И. Ползунова»

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Проект защищен с

оценкой __________

______________

«» _________ 2012 г.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА БЕТОНА ДЛЯ ДОРОЖНЫХ И АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Курсовая работа по курсу «Бетоноведение»

КП 270106. 06.000. ПЗ

Проект выполнил студент

группы ПСК-91 Cухорукова Н. И.

Руководитель проекта

доцент, к.т.н. Плотникова Л.Г.

Нормоконтролер

доцент, к.т.н. Плотникова Л.Г.

Барнаул 2012

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270106. 06. 000. ПЗ  

Разраб.

Сухорукова Н.

Провер.

Плотникова

Н. Контр.

Утверд.

Проектирование состава бетона для дорожных и аэродромных покрытий

Лит.

Листов

АлтГТУ, СТФ, гр. ПСК-91

Содержание

Введение..................................................................................................................4

1 Номенклатура изделий на основе проектируемого бетона...............................6

2 Исходные материалы для бетона и их характеристика.....................................10

3Структура бетона и физико-химические процессы, происходящие при ее

формировании.............................................................................................................16

4 Основные свойства проектируемого бетона.....................................................24

5 Расчет состава бетона.........................................................................................29

Выводы.....................................................................................................................31

Список используемой литературы............................................................................32

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Введение

Как дорожные, так и аэродромные покрытия по характеру сопротивления действию нагрузок от воздушных судов подразделяются на:

жесткие (бетонные, армобетонные, железобетонные, а также асфальтобетонные покрытия на цементобетонном основании);

нежесткие (из асфальтобетона; прочных каменных материалов подобранного состава, обработанных органическими вяжущими; из щебеночных и гравийных материалов, грунтов и местных материалов, обработанных неорганическими или органическими вяжущими; сборных металлических, пластмассовых или резиновых элементов).

Покрытия подразделяются по степени капитальности на:

- капитальные (с жестким и асфальтобетонным покрытиями);

- облегченные (с нежестким покрытием, кроме покрытия из асфальтобетона).

Асфальтобетонные покрытия получили наиболее широкое рас­пространение. Они обладают высокими транспортно-эксплуатационными качествами, прочны, долговечны, легко ремонтируются, до­пускают стадийное строительство, быстро освобождаются от льда и снега, их можно устраивать с любой шероховатостью.

Асфальтобетонные покрытия вместе с нижележащими слоями основания, образуя единый вязко-упругий массив, легко восприни­мают и поглощают динамические воздействия автомобилей без де­формаций и разрушений. Износ их даже при тяжелом и интенсив­ном движении не превышает 1 — 1,5 мм в год.

Дорожные одежды с покрытиями (рисунок -1) могут иметь, как правило, следующие конструктивные слои: покрытие, выравнивающий слой, основание и дополнительный слой основания. При строительстве покрытий машинами со скользящими формами и подвозе бетонной смеси и других материалов по обочине расстояние от одной из бровок земляного полотна до края основания должно быть не менее 3,3 м. При ширине обочин 3,75 м и крутизне откосов 1:2 не требуется уширять земляное полотно. В отдельных случаях на высоких насыпях при крутизне откосов менее 1:2 допускается уширять одну из обочин на 20 см за счет другой обочины.

Необходимость уширения земляного полотна должна быть установлена проектной организацией.

Рисунок- 1. Поперечные разрезы типовых дорожных одежд с цементобетонным покрытием, устраиваемых комплектами машин

а - со скользящими формами; б - с применением рельс-форм; 1 - покрытие;

2 - выравнивающий слой; 3 - основание; 4 - дополнительный слой основания;

5 - земляное полотно; в - укрепленная полоса

Покрытие непосредственно воспринимает нагрузки и обеспечивает безопасный проезд автомобилей с расчетной скоростью. Покрытие можно строить из неармированного или армированного цементобетона [2].

Большой опыт эксплуатации различных типов дорожных покры­тий показал, что асфальтобетон — наиболее совершенный материал для устройства покрытий на дорогах с интенсивным тяжелым и скоростным движением. Покрытие состоит из нескольких конструктивных слоев, выполняющих разное назначение. В покрытиях различают верхний и нижний слои – основания(искусственные и естественные).

Верхний слой покрытия непосредственно воспринимает нагрузки от колес воздушных судов, подвергается воздействию атмосферных факторов, тепловому и газодинамическому воздействию газовых струй реактивных двигателей. Он наиболее прочен и устойчив.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Основные материалы для жестких покрытий — бетон и арматура. Бетон является основой жестких покрытий, и свойства его в значительной мере опреде­ляют свойства и качества покрытий. Особенностями эксплуатации по­крытий аэродромов, которые необходимо учитывать при подборе со­става бетона, являются: многократно повторяющиеся интенсивные ди­намические нагрузки; воздействие струй выхлопных газов реактивных

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

двигателей и горюче-смазочных материалов; повышенные требования к качеству поверхности; значительные усилия, вызываемые теплофизическими процессами в грунте основания из-за большой площади кон­такта покрытий с поверхностью грунта. Сложные условия работы бето­на в покрытиях обусловливают ряд требований к нему. Бетон должен иметь высокую механическую прочность, большую плотность, обладать достаточной деформативной способностью, быть морозостойким, обес­печивать анкеровку арматуры в предварительно напряженных конструкциях[1].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

1 Номенклатура изделий на основе проектируемого бетона

В зависимости от конструкции верхнего слоя жесткие покрытия на основе проектируемого бетона подразделяются на бетонные, армобетонные, железобетонные, монолитные предварительно напряженные железобетонные, сборные из предварительно напряженных плит заводского изготовления.

На рисунке 2 приведены усовершенствованные капитальные, облегченные покрытия, а также покрытия переходных типов

Рисунок2-Виды дорожных покрытий

Армобетонные покрытия обладают рядом преимуществ по сравне­нию с бетонными, основные из которых следующие: повышенная деформативная способность предотвращает образование трещин в плитах от многократно повторяющихся подвижных нагрузок и температурно-влажностных изменений окружающей среды; наличие арматуры пре­пятствует раскрытию случайно

образовавшихся трещин, позволяет уве­личить размеры плит и соответственно уменьшить число поперечных швов, что существенно улучшает

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

эксплуатационные показатели и дол­говечность покрытий.[1]

Армобетонные покрытия членят на отдельные прямоугольные плиты продольными и поперечными швами сжатия.

Плиты подразделяют на типы в зависимости:

от назначения:

1 - для постоянных дорог,

2 - для временных дорог;

от конфигурации:

П - прямоугольная,

ПБ - прямоугольная с одним совмещенным бортом,

ПББ - прямоугольная с двумя совмещенными бортами,

ПТ - трапецеидальная,

ПШ - шестиугольная,

ПШД - шестиугольная осевая диагональная,

ПШП - шестиугольная осевая поперечная,

Наибольшее распространение получили плиты первых четырех типов[3]

Тип П Тип ПБ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Тип ПББ Тип ПТ

Рисунок 3- Виды плит для дорожных покрытий

ГОСТ 2519.0 – 91 предусматривает предварительно напряженные железобетонные плиты ПАГ (плита аэродромная гладкая) размерами 6х2 м, изготовляемые из тяжелого бетона и предназначенные для устройства сборных аэродромных покрытий.

В зависимости от толщины плиты подразделяют на ПАГ-14, ПАГ-18 и ПАГ-20.

Плита ПАГ – 14 Плиты ПАГ – 18 и ПАГ - 20

Рисунок 4- Плиты железобетонные для сборных элементов аэродромных покрытий

Сборные покрытия из типовых плит ПАГ-14 следует применять для нагрузок на колесо не более 100 кН для многоколесной опоры и не более 170 кН для одноколесной опоры, ПАГ-18 - не более 140 кН для многоколесной опоры и не

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

более 200 кН для одноколесной опоры, ПАГ-20 - не более 180 кН и 250 кН соответственно.

Сборные покрытия, как правило, устраивают на прочном искусственном основании[4].

Одним из перспективных конструкционных материалов являются дисперсно-

армированные бетоны. Такие бетоны представляют собой одну из разновидностей обширного класса композиционных (композитных) материалов, которые в настоя-щее время все более широко применяются в различных отраслях промышленности. Дисперсное армирование осуществляется волокнами-фибрами, равномерно рассредоточиваемыми в объеме бетонной матрицы. Для этого используются различные виды металлических и неметаллических волокон минерального или органичекого происхождения. Отсюда следует широко распространенное в технической литературе название — фиброармированный бетон или в зависимости от вида используемых волокон — сталефибробетон,

стеклофибробетон и т. д.

Для изготовления сталефибробетоновых дорожных плит в качестве аналога принята номенклатура сборных железобетонных плит прямоугольной формы в плане с ненапрягаемой арматурой, предназначаемых для устройства покрытий постоянных и временных городских дорог под автомобильную нагрузку Н-30 и Н-10 в соответствии с ГОСТ 21924.2.

Рассмотрены плиты с номинальными опалубочными размерами в плане 3,5x2,8м; 3,0x1,8м; 1,8x1,5м. Для анализа приняты плиты, выполняемые полностью из сталефибробетона, при этом в расходе стали учтены расход фибр на каждую плиту и на монтажные петли. Предполагалось, что плиты другой геометрической формы, в том числе с комби­нированным армированием, а также многослойной конструкции могут быть рассмот­рены по мере освоения и внедрения в практику ротационной технологии. Область применения и условия эксплуатации для рассматриваемых сталефиб­робетонных плит приняты аналогичными для железобетонных плит по указанному ГОСТ 21924,2. При этом толщина сталефибробетонных плит меньше, чем железобетонных.

Высокие технические характеристики сталефибробетона (прочность, трещиностойкость, сопротивление пульсирующим и ударным нагрузкам), а также эффективность его применения в конструкциях, под­вергаемых большим механическим воздействиям, впервые были замечены при ис­пользовании этого материала на аэродромах — в покрытиях взлетных полос, вос­принимающих высокое силовое давление и динамические нагрузки, особенно при взлете и посадке тяжелых транспортных самолетов. Обычно после каждых пример­но сорока посадок таких самолетов покрытия из традиционного железобетона при­ходилось ремонтировать.Применение сталефибробетона привело к увеличению срока безремонтной службы взлетных полос почти в 10 раз. Это эквивалентно увеличению количества работы, которую необходимо затратить на разрушение сталефибробетона по сравнению с железобетоном [8].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 270.106.06 000.ПЗ  

Дата добавления: 2015-10-21