Швы и трещины в слоях усиления

В 80-е годы при увеличении взлетной массы самолетов активно стали проявляться признаки старения и разрушения аэродромных покрытий, их износа, что ограничивало на ряде аэродромов базирование новой авиационной техники. Поэтому встал вопрос об усилении аэродромных покрытий. Усиление осуществлялось как монолитным железобетоном, так и с применением предварительно напряженных железобетонных плит ПАГ. Между слоями устраивалась прослойка, в результате чего конструкция покрытия превращалась в двухслойную. Возникла необходимость разработки методов расчета таких конструкций, определившая новый круг технических проблем. Кроме того, выяснилось, что принципы конструирования монолитных слоев усиления в ряде случаев не обеспечивали расчетного срока службы построенных покрытий. Так, например, на аэродромах Узин и Энгельс на слое усиления до расчетного срока появились отраженные трещины от швов плит усиленного слоя. Проблемным также оказался вопрос размещения слоя усиления из сборных плит ПАГ относительно [c.28]

Основной особенностью отечественного подхода к проектированию слоев усиления из монолитного бетона является то, что они устраиваются по разделительным прослойкам, обеспечивающим независимые температурные деформации слоев покрытия. Это дает возможность создания конструкций с несовмещенными швами (швы плит существующего слоя не совпадают в плане со швами плит слоя усиления). Такой подход был реализован в проектах ряда аэродромов гражданской и военной авиации. Первый опыт эксплуатации усиленных таким образом покрытий показал, что зачастую наличие разделительной прослойки все же не предотвращает появления в слое усиления отраженных трещин (трещин над швами плит нижнего слоя). Этот факт и потребовал проведения исследований по выявлению особенностей работы покрытий с несовмещенными швами при действии самолетной нагрузки, так как предполагалось, что отраженные трещины в силу конструктивных особенностей покрытий могли быть связаны только с этим видом воздействия. [c.50]

Сущность предлагаемой конструкции слоя усиления, получившей название железобетон с рациональным армированием , заключается в расположении рабочей арматуры в нижней части плиты не по всей площади, а лишь в местах концентрации изгибающих моментов, те. на краевых участках плит и над швами нижнего слоя. При помощи расчетов устанавливаются толщина бетонного слоя усиления, выполняемого с несовмещением швов (расчетное приложение нагрузки — центр плиты верхнего слоя над четырьмя углами плит существующего покрытия), и количество арматуры, воспринимающей изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий в расчетных сечениях за счет раскрытия в нижней зоне трещин в поперечном к рассматриваемому краю направлении. Ширина сеток определяется в зависимости от количества рабочей арматуры. Обычно процент краевого армирования железобетонного слоя усиления составляет от 0,4 до 0,5. Такой принцип армирования позволяет снизить расход металла в конструкции покрытия. Например, технико-экономическое обоснование на реконструкцию аэродрома Моздок, в котором рассматривались два варианта конструктивного решения слоя усиления (железобетон с рациональным армированием и традиционный армобетон), показало, что предлагаемое конструктивное решение в сравнении с традиционным позволяет получить экономию товарного бетона—0,04-0,06 м на 1 м покрытия арматурной стали — 4,0-6,0 кг на 1 м покрытия при армировании стержнями диаметром 10 мм. [c.50]

ШВЫ И ТРЕЩИНЫ В СЛОЯХ УСИЛЕНИЯ [c.60]

Швы и трещины всегда имеют место в цементобетонных и асфальтобетонных покрытиях. Они присущи также и слоям усиления и зачастую являются причиной локальных разрушений покрытий, проявляющихся в виде сколов, выкрашивания материала, обломов углов и пр. Поэтому важно понимать мотивы устройства швов и выбирать конструктивные меры для уменьшения их числа. [c.60]

Швы и трещины в слоях усиления [c.61]

Что касается трещин, особенно отраженных, возникающих в цементобетонных и асфальтобетонных слоях усиления, то они являются объектом наибольшего внимания со стороны проектировщиков и служб эксплуатации. [c.62]

Отраженные трещины — это зеркальное отображение швов и трещин в подстилающем цементобетонном покрытии. Они проходят через всю толщину верхнего слоя. Отраженные трещины создаются вертикальными и горизонтальными перемещениями расположенной ниже плиты или ее фрагментов. Вертикальное перемещение возникает, когда колесо движется через трещину или шов, вызывая различную осадку плиты у трещины или шва, в результате чего появляются высокие сдвигающие напряжения в слое наращивания. Горизонтальные перемещения возникают из-за изменений температуры и/или влажности, они могут вызывать в слое усиления растягивающие напряжения, превышающие допустимые. [c.62]

Если же асфальтобетоном усиливается цементобетонное покрытие, имеющее разрушение конструкции, вызванное слабостью грунтового основания, его переувлажнением (наличие фонтанирования), вспучиванием, просадкой, то технология нарезки-заливки швов не сможет предотвратить случайные трещины в слое усиления. [c.63]

Как скоро эти отраженные трещины появятся и до какой степени они повлияют на качество покрытия, зависит от таких факторов, как стабильность и состояние существующих цементобетонных плит, толщина слоя усиления, качество подготовки к укладке верхнего слоя, уровень нагрузки и интенсивности движения воздушных судов, климатические условия. [c.65]

Далее следует отметить еще одно обстоятельство. Наличие продольных трещин (табл. 7.3) существенно снижает поперечные моменты. При этом, в отличие от однослойных конструкций, продольные изгибающие моменты увеличиваются незначительно. Это объясняется тем, что на характер перераспределения внутренних усилий влияет не только изменение соотношений жесткостей в плитах слоя усиления (при наличии трещин), но и изменение схемы опирания плиты. При этом прогибы нижнего слоя уменьшаются, а площадь контакта возрастает. [c.249]

Значительное докритическое подрастание трещины возможно только в том случае, если толщина образца достаточно мала по сравнению с его шириной, деформация но толщине не запрещена полностью и в процессе докритического разрушения происходит усиленная пластическая деформация приповерхностных слоев плоского образца. Интенсивность и область распространения этой деформации существенно меняются с толщиной материала, вследствие чего даже для данной среды и температуры величина Кс, определенная на образцах различной толщины, будет существенно различной. [c.131]

По-видимому, остаточные внутренние напряжения, возникающие при формировании покрытия, играют двоякую роль при возникновении и распространении усталостных трещин. Если в покрытии и приповерхностных слоях основного металла имеются сжимающие остаточные напряжения, то они увеличивают долговечность, задерживая зарождение и распространение усталостных трещин. При образовании напряжений растяжения (что происходит чаще), неблагоприятных с точки зрения конструктивной прочности, разрушение образца ускоряется вследствие усиления напряженности состояния и инициирования трещинообразования. [c.31]

Внешняя поверхность трубопровода может подвергаться коррозии даже при наличии противокоррозионной изоляции и катодной защиты например, когда катодная защита, остановив рост мелких поражений (при анализе мест разрушения наблюдались группы мелких трещин), способна ускорить рост более глубокой трещины, где защита не достигается вследствие усиления концентрации напряжений, т. е, запоздалое включение катодной защиты может оказаться даже вредным. Во многих случаях под слоем противокоррозионной изоляции при повышенной температуре могут возникнуть условия для карбонатного коррозионного растрескивания металла при катодной защите, как это наблюдалось на газопроводах США и Англии [167]. [c.228]

Описанные уравнения роста трещин многоцикловой усталости используют также и для оценки долговечности конструкционных элементов, работающих на циклические нагрузки в условиях воздействия агрессивных сред. При этом физико-химические свойства среды, а также условия нагружения, прежде всего такие, как частота и температура металла и среды, отражаются определенным образом на коэффициентах Вит. Имеющиеся в обширной литературе по коррозионной усталости экспериментальные данные о характере этого влияния достаточно разноречивы, причем в любом случае большую роль играют индивидуальные свойства металла и агрессивной среды. По некоторым данным рост трещин под воздействием агрессивной среды ускоряется, по иным данным, наоборот, замедляется, что объясняют образованием защитного слоя из продуктов коррозии, усиленным теплоотводом от зоны местных напряжений перед фронтом трещины в жидких средах и т. п. Однако в целом следует считать, что по мере углубления и расширения коррозионно-усталостных трещин влияние агрессивной среды (каким бы оно не было) должно ослабевать в сторону преобладания чисто механического фактора. Достаточно развитые трещины должны распространяться при прочих равных условиях в агрессивной среде примерно с той же скоростью, что и на воздухе. Это вытекает из тех очевидных соображений, что деструкция материала в зоне местных напряжений перед устьем трещины определяется в первую очередь местными пластическими деформациями, которые зависят в свою очередь от циклического напряженного состояния всего конструкционного элемента, а не от свойств агрессивной среды. Однако среда играет [c.135]

Способ усиления и ремонта аэродромных покрытий тонкими слоями, в том числе с использованием зарубежных материалов и технологий, активно предлагался эксплуатационным организациям аэропортов в начале 90-х годов. Однако он не нашел широкого применения прежде всего потому, что тонкий слой пригоден лишь для ремонта поверхности, а не для усиления конструкции. Такой способ существенно не повышает жесткость сечения, а следовательно, и несущую способность покрытия. Кроме того, в тонком слое, спаянном со старым покрытием, проявляется большинство неорганизованных трещин, которые на полную глубину пересекают старое покрытие. В этой связи предлагались [c.52]

При низкой огнеупорности футеровка размягчается под действием высокой температуры в печах, в ней возникают трещины, в результате чего сернистый газ получает доступ к кожуху печи, вызывая его усиленную коррозию. Камни должны иметь ровную поверхность без заметных на глаз трещин и без искривлений, нарушающих заданную форму изделий. Допускаются только отдельные посечки шириной до 1 мм, длиной до 15 лгл. Даже незначительные трещины в камнях в процессе работы печей увеличиваются, становятся сквозными и облегчают проникновение сернистого газа к стальному кожуху печей. В изломе камни не должны иметь раковин, пустот и трещин, а поверхность излома должна иметь однородное, зернистое строение, без крупных включений, нарушающих однородность строения. Внутренние раковины и трещины в дальнейшем, как правило, становятся сквозными. Допуски в размерах всех камней "берутся в пределах 2%. при большей величине приходится производить значительную теску камней, при которой снимается верхний, наиболее жаростойкий слой футеровки. Предел прочности камней при сжатии должен быть при нормальной температуре не ме нее 125 кг/см . [c.21]

Основные этапы коррозионного растрескивания обусловлены барьерным скачком потенциала, который возникает под воздействием механических напряжений в металле. Эти напряжения различно действуют на поверхностный слой и на более глубокие слои металла, создавая барьерный скачок потенциала в приповерхностном слое металла. Этот барьерный скачок потенциала приводит к усилению выделения водорода и к депассивации металла в вершине коррозионной трещины, а также к передаче активации с поверхности вглубь металла. Принимается, что именно в вершине коррозионной трещины развиваются основные этапы коррозионного растрескивания. Рассматривается характер взаимного влияния барьерного скачка потенциала, обусловленного механическими напряжениями, и барьерных скачков потенциала, возникающих при катодном выделении водорода и при пассивации металла. [c.147]

Контроль качества корневого слоя проверяется внешним осмотром на предмет определения трещин, пор и формирования валика. Допускается усиление или ослабление (утяжка) обратного валика величиной не более 2 жм при отсутствии резких переходов и острых углов. [c.658]

Особенностью работ по капитальному ремонту дорожных одежд является необходимость разборки старого дорожного покрытия, ремонта или усиления основания (а иногда и полной его замены) с устройством нового, с учетом использования материалов, полученных от разборки старой одежды. Усиление дорожной одежды путем только укладки новых слоев, например из асфальтобетона, на старое покрытие не является технически правильным решением, если основание снизило свою прочность. Кроме того, укладка нового слоя асфальтобетона, если он недостаточной толщины, приведет к воспроизводству на новом покрытии всех трещин и неровностей, которые были на покрытии одежды, требующей [c.163]

Имеющиеся в настоящее время технологии и конструктивные приемы, ограничивающие и контролирующие образование трещин, с разной степенью успеха решают проблему отраженных трещин. Среди них наиболее эффективными являются фрагментирование покрытия, подлежащего ремонту слоем усиления применение трещинонрерывающих слоев, располагаемых между старым покрытием и слоем усиления нарезка швов в слое усиления над швами и трещинами в цементобетонном покрытии. [c.62]

Отраженные трещины в слое усиления, проявляющиеся над швами и трещинами подстилающего цементобетонного покрытия, уменьшают срок службы верхнего слоя. Со временем структура их становится нерегулярной, трещины заполняются попавшими в них материалами (грязью, песком, отколовшимися частицами материала верхнего слоя). Такие трещины почти невозможно плотно загерметизировать во время эксплуатационного содержания. [c.62]

Если не придерживаться этой технологии, то, в зависимости от толщины верхнего слоя, самолетных нагрузок и их интенсивности, климатических условий, процесс появления отраженных трещин может произойти в короткий промежуток времени. Отраженные трещины следуют общему узору нижележащих швов, хотя они могут менять направление и ширину. Вначале их проявление имеет вид волосяных трещин. Более заметными они обычно становятся во время второй зимы, когда покрытие испытывает полный годовой цикл расширения-сжатия. Однажды появившаяся отраженная трещина через некоторое время начнет разрушаться, затем она расширяется, что ускоряет процесс разрушения слоя усиления. И если их вовремя не разделывать и не заливать, то содержание таких неконтролируемых трещин становится дорогостоящим и не всегда дает удовлетворительные результаты. Так как заливка их неизбежна, логика подсказывает, что следует эту трещину разделать и загерметизировать в начальное время существования слоя усиления. Это предупредит дальнейшее разрушение поверхности покрытия. [c.63]

Другим способом снижения числа трещин и интенсивности их проявления в слое усиления является применение трещинопрерывающей прослойки между старым и новым покрытием (слоя, уменьшающего процесс трещинообразова-ния). Как следует из названия, уменьшение образования трещин означает рассеивание подвижек материала, создающих напряжения на поверхности нового верхнего слоя. [c.65]

Таким образом, влага, выпадающая в виде осадков, просачивается сквозь слои усиления через плохо загерметизированные швы и трещины, а в асфальтобетоне — через структуру материала, если она недостаточно плотная и если не обеспечен необходимый поперечный уклон покрытия. Далее влага попадает в разделительную прослойку, что повышает требования к выбору не только толщины, но и зернового состава разделительной прослойки (трещинопрерывающей прослойки), второй функцией которой, помимо поглощения рассеивания отраженных трещин, является отвод в направлении поперечного уклона влаги, проникающей сквозь слой усиления. В качестве такой прослойки рекомендуется применять асфальтобетон, в котором в качестве минерального заполнителя используется только щебень, обеспечивающий пустотность, как [c.70]

На второй стадии работы сборного покрытия под нагрузкой значения жесткости плит слоя усиления в зонах возможного появления продольных трещин принимаются различными [239] для преднапряженного сечения. [c.207]

Причины возникновения-, наличие водоносного слоя вблюи поверхности земли, где были разработаны откосы выемок или сооружены насыпи с плохо организованным сбором и отведением изливающдася на поверхность грунтовых вод (ключей, родников, трещинных вод) усиление выноса потоком изливающихся грунтовых вод, мелких частиц грунта вследствие изменения режима подземных потоков при проведении строительных или других земляных работ вблизи земляного полотна. [c.110]

Микрорельеф, показанный на рис. 131, в, отражает структурные изменения, происходящие в рассматриваемом биметалле в интервале температур 700—900° С. Эти изменения заключаются в усилении процессов межзе-ренного смещения, в результате которого образуются специфические складки в зернах стали СтЗ, в них выявляются субструктура и признаки рекристаллизации под напряжением. Образование данного микрорельефа связано с возникновением и ростом межкристаллических трещин в стали СтЗ, а также с протеканием сдвиговых процессов в науглероженной прослойке плакирующего слоя и развитием в ней микронадрывов, обусловленных охрупчиванием рассматриваемого структурного участка при интенсификации процессов реакционной диффузии, сопровождающихся образованием дисперсных частиц. [c.235]

Для получения плотных снимков без увеличения времени экспозиции применяют усиливающие экраны. Усиливающими экранами называют флуоресцирующие экраны и металлическую фольгу. Флуоресцирующие экраны, преобразующие ионизирующее излучение в видимый свет, представляют собой листы картона с нанесенным слоем флуоресцирующих веществ dW04, dS, ZnS. Эти вещества при флуоресценции дают почернение пленки более интенсивное, чем само ионизирующее излучение. Количественной характеристикой экранов служит коэффициент усиления — отношение экспозиций, необходимых для получения одинакового почернения с экранами и без них. В технике радиографии широко применяют экраны (табл. 4.11). Экраны должны иметь чистую гладкую поверхность. Наличие складок, царапин, трещин, надрывов и прочих дефектов, затрудняющих расшифровку снимков, не допускается. Качество снимков улучшается, если наряду с флуоресцирующими экранами применять экраны из металлической фольги, изготовленной из свинца и его сплавов, олова и меди. Наибольшим коэффициентом усиления обладает свинцовая фольга. Усиливающее действие свинцовой фольги, находящейся в непосредственном контакте с пленкой, связано с дополнительным действием на пленку частиц, выбитых из материала фольги под действием излучения. [c.98]

При длительном действии статических или циклических напряжений на сталь в коррозионной среде, вызывающем явление коррозионной усталости, может происходить макроскопически хрупкое разрушение стали без признаков пластической деформации, которая могла бы фиксироваться визуально. Кроме хрупкого разрушения, происходит также коррозионное поражение поверхности металла и появление на ней более или менее толстого слоя окислов. Окисленной может быть или вся поверхность металла, или только отдельные ее места, что будет зависеть от агрессивности среды и свойств стали. Опыты показали, что длительное статическое или циклическое нагружение практически не влияет на интенсивность общей коррозии, и потеря в весе от коррозии металла, который находился в коррозионной среде как под нагрузкой, так и без нее, почти равна. Напряженное состояние стали влияет не на увеличение потерь от общей коррозии, а на усиление избирательной коррозии коррозия, в этом случае, обычно развивается как ножевая коррозия. Под таким термином мы объединяем как межкристаллитную, так и транскристаллит-ную коррозию в виде трещин, обычно перпендикулярных к действующим нормальным напряжениям. [c.100]

Для обеспечения удовлетворительной работы усиленного асфальтобетоном аэродромного покрытия абсолютно необходим хороший дренаж. Скапливаясь в основании покрытия, излишки воды могут быть причиной разрушений поверхности в виде появления на ней аллигаторных трещин, пучения или местного поднятия покрытия из-за набухания основания. Специфически вредным влиянием воды на асфальтобетонное покрытие является разрушение самой структуры асфальтобетона, проявляющееся в отделении пленки битума от поверхности частиц инертного материала и нарушении связи между частицами. Такое явление может наблюдаться при длительном контакте асфальтобетона с насыщенным водой слоем, лежащим под асфальтобетоном. [c.67]

Кроме классических образцов в виде двойной консольной балки в работе [31] для изучения влияния геометрии образца на энергию разрушения была использована усиленная двойная консольная балка. Схема такого образца показана на рис. 4.30. Он представляет собой образец в виде двойной консольной балки, к наружным поверхностям которого после изготовления приклеивают алюминиевые пластины, используя связующее холодного отверждения. Чтобы избежать пластической деформации перед фронтом инициирующей трещины, которая обусловлена наличием полимерного кармана у обреза вкладыша, формирующего эту трещину, перед проведением испытания искусственно вызывают рост инициирующей трещины. На рис. 4.31 и 4.32 представлены результаты, полученные на образцах графито-эпоксидного (As-4/3502) и графито-полиэфирэфиркетонного (АРС-2/РЕЕК) однонаправленных композитов. Отметим наличие поведения типа кривой сопротивления, которое связано с возрастанием при увеличении длины трещины. Исследование поверхности разрушения обнаруживает, однако, наличие большого количества мостиков из волокон, которые и обусловливают рост G, . Данные, обозначенные зачерненными значками на рис. 4.31 и 4.32, получены с помощью эмпирического балочного подхода [уравнение (49)], тогда как обозначенные светлыми значками — методом измерения площади [уравнение (54)]. Хотя длина трещины, при которой G, перестает изменяться, зависит от геометрии образца, условие начала разрушения (величина G, , соответствующая началу роста трещины) не зависит от геометрии образца. Это пороговое значение и представляет, по-видимому, искомую характеристику материала. Как показано в разд. 4.4.7, полученные пороговые значения Gj оказываются равными величинам, измеренным на образцах с тонким адгезионным слоем из чистого связующего. [c.234]

Микрорельеф, изображенный на рис. 2, ж, отражает структурные изменения, происходящие в рассматриваемом биметалле в интервале температур 700—900° С и заключающиеся в усилении процессов межзеренного смещения, приводящего к образованию специфических складок в зернах стали Ст. 3, выявлению в них субструктуры и признаков рекристаллизации под напряжением. Этот тип микрорельефа связан с возникновением и ростом межкристаллических трещин в стали Ст. 3, а также с протеканием сдвиговых процессов в науглероженной прослойке плакирующего слоя и развитием в ней характерных микронадрывов, обусловив [c.138]

Последний тип микрорельефа (рис. 2, з), возникающего в биметалле, изготовленном по методу литого плакирования, характеризуется четко проявляющейся в слое основного металла при температуре 1000° С и более собирательной рекристаллизацией, приводящей к резкому росту зерен в обезуглероженной зоне и появлению в ней межкристаллитных трещин. Процессы деформации и разрушения плакирующего слоя сопровождаются развитием межзеренного проскальзывания и образованием микронесплошностей в наиболее слабых участках границ зерен. При температуре испытания 1200° С деформационный микрорельеф в плакирующем слое характеризуется усилением процессов рекристаллизации и развития микротрещин в зернах, примыкающих к границе раздела слоев. Последнее, как уже отмечалось, в значительной мере обусловлено растворением при данных условиях дисперсных частиц в науглероженной прослойке аустенитной стали и возможностью появления жидкой фазы в локальных участках межзеренных границ, содержащих эвтектические карбидные образования. [c.139]

В заключение следует отметить, что появлению трещин способствует сварка при низких температурах, сварка конструкцион11ых легированных сталей в жестко закрепленных конструкциях, использование сварочного тока повышенной плотности при наложении первого слоя многослойного шва толстостенных изделий, чрезмерное нагромождение швов (многочисленные накладки, ребра жесткости и т. п.) для усиления конструкции, высокая скорость охлаждения при сварке углеродистых сталей, склонных к закалке на воздухе. [c.239]

При сварке никеля зазор Л1ежду свариваемыми кромками должен быть 2—3 им. Листы следует жестко закреплять. Рекомендуется вести сварку по возможности за один ироход. При больших толщинах, где многопроходная сварка неизбежна, необходима хорошая очистка поверхностп промежуточых слоев от окислов шлака. Длинные швы лучше сваривать участками, оставляя небольшие разрывы, завариваемые после очистки от шлака. Шов выполняют с усилением, которое после сошлпфовывают. Проковка шва улучшает его качество, однако, если металл содержит сульфиды, оиа не должна быть слишком сильной во избежание трещин. [c.187]

При растрескивании его под прямым углом к нагреваемой поверхности, с которой он соединен, возможно сравнительно быстрое залечивание трещины с незначительным расходом основного металла. Если же происходит растрескивание магнетита параллельно поверхности стали, то зона расслоения заполняется раствором повышающейся концентрации. При этом образовапие нового магнетита внутри расслоя происходит с двукратным увеличением объема по 0Т 10шению к исходной стали,- возникают дополнительные напрян ения и развиваются в том же месте новые трещины. Процесс коррозии усиливается, выход водорода, выделяющегося иа поверхности стали, через лабиринт магиетнтовых слоев затруднен, что приводит к концентрированию водорода и усилению его диф- [c.70]

Только после полной заварки корневого слоя снаружи и изнутри трубы центратор перемещают к следующему стыку. Внутренний подварочный шов должен иметь усиление высотой не меиее 1 и ме более 3 мм, а ширину шва 8—10 мм. Любые видимые дефекты в подва-рочном шве не допускаются. При сборке секций или отдельны.ч труб в непрерывную нитку газопровода должны применяться спецнальиые инвентарные опоры. Нельзя использовать снежные и земляные холмики, так как вследствие их проседания в стыках, сваренных одним (первым) слоем, могут образоваться трещины и надрывы. [c.539]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...