Износ покрытий и его причины. На износ покрытий наибольшее влияние оказывает движущиеся автомобили. Под нагрузкой шина деформируется, в зоне контакта с покрытием сжимается, а вне контакта расширяется (рис. 5.8).
рис. 5.8. Схема истирания покрытия шиной: А - зона сжатия; Б - зона растяжения
Путь точки на шине в плоскости контакта l 1 меньше, чем вне его l , точка перемещается с ускорением, большим по сравнению с движением до входа в контакт с покрытием. В то же время угловая скорость α в секторах практически одинаковая. Поэтому точка проходит по покрытию путь определенной длины с проскальзыванием вместо одного качения. Под воздействием этих усиленных касательных напряжений в плоскости следа истираются покрытие и шины. Наибольшие касательные усилия и наибольший износ возникают при торможении автомобиля. Износ от грузовых автомобилей примерно в 2 раза больше в сравнении с легковыми. Чем больше прочность, тем меньше и равномернее износ покрытия по ширине.
На покрытиях из малопрочных материалов интенсивность износа значительно выше, чаще образуются колеи и выбоины.
Средний износ по всей площади покрытия (мм)
h ср = Kh н, (5.2)
где К - коэффициент неравномерности износа (в среднем К = 0,6 ÷ 0,7); h н – износ в полосе наката, мм.
Износ усовершенствованных покрытий измеряют в миллиметрах, а покрытий переходного типа также и по объему потери материала.
Особенности износа шероховатых покрытий. Их износ проявляется в уменьшении высоты и шлифовании неровностей макрошероховатости.
Уменьшение макрошероховатости покрытий под действием колес автомобилей происходит в два этапа. На первом этапе сразу после окончания строительства шероховатость покрытия уменьшается за счет погружения щебня в нижележащий слой покрытия. Размер этого погружения зависит от интенсивности и состава движения, крупности щебня и твердости покрытия, которую оценивают глубиной погружения иглы твердомера; асфальтобетонные покрытия могут быть очень твердые – 0-2 мм, твердые – 2-5 мм, нормальные – 5-8 мм, мягкие – 8-12 мм, очень мягкие – 12-18 мм. Цементобетонные покрытия обладают абсолютной твердостью.
По данным канд. техн. наук М. В. Немчинова общее уменьшение макрощероховатости может быть описано уравнением
R ср = ae – b м + c , (5.3)
где м – число прошедших автомобилей; а , b, с – коэффициенты, зависящие соответственно от размера щебня, твердости покрытия и состава транспортного потока.
Определение износа покрытий расчетом. Среднее значение уменьшения толщины покрытий в год вследствие износа можно определить по формуле проф. М. Б. Корсунского
h = a + bB (5.4)
h = a + bN/1000, (5.5)
где а - параметр, зависящий в основном от погодоустойчивости покрытия и климатических условий; b – показатель, зависящий от качества (в основном прочности) материала покрытия, степени его увлажнения, состава и скорости движения; В- грузонапряженность движения, млн. т брутто в год; N -интенсивность движения, авт./сут (N ≈ 0,001 В).
Износ покрытия за Т лет с учетом изменения состава и интенсивности потока в перспективе по геометрической прогрессии
(5.6)
где N 1 -интенсивность движения в исходном году, авт./сут; К = 1,05 ÷ 1,07 - коэффициент, учитывающий изменения состава потока; q 1 – показатель ежегодного роста интенсивности движения
В последние годы для повышения устойчивости движения автомобилей стали применять шины с шипами и цепями. Асфальтобетонные покрытия при эксплуатации с цепями и шипами изнашиваются в 2-3 раза быстрее. Даже на покрытиях из высокопрочного литого асфальтобетона на автомобильных магистралях ФРГ, где используют шины с шипами, через одну - две зимы образуются колеи по полосам наката глубиной до 10 мм. Поэтому в условиях СССР использование шин с шипами и цепями противоскольжения на дорогах общего пользования должно быть строго ограничено.
В качестве критерия предельного состояния покрытия по износу можно принять размер допустимого износа Я и для покрытий: асфальтобетонных -10-20 мм; щебеночных (гравийных), обработанных органическим вяжущим,-30-40 мм; щебеночных из прочного щебня - 40-50 мм; гравийных - 50-60 мм.
Измерение износа. Ежегодный износ цементо-, асфальтобетонных и других монолитных покрытий измеряют при помощи реперов, закладываемых в толщу покрытия, и износомера . При этом способе измерения износа в покрытие предварительно закладывают реперы-стаканчики из латуни. Дно стаканчика служит поверхностью, от которой выполняют отсчет. Износ определяют также с помощью пластин (марок) трапецеидальной формы из известняка или мягкого металла, заделываемых в покрытие и истирающихся совместно с ним.
Для определения износа покрытий можно использовать различного рода электрические приборы для измерения толщины слоев в слоистых полупространствах. Например, в ФРГ используют электромагнитный прибор стратотест, основанный на отражении электромагнитных волн. Подобный прибор разработан также в Ленинградском филиале Союздорнии.
Похожая информация.
Наибольшее влияние на износ покрытий оказывают движущиеся автомобили. Под нагрузкой, передаваемой на колесо, шина деформируется (рис. 6.7). При этом на участке входа шины в зону контакта с покрытием в шине происходит сжатие, а на выходе из контакта - расширение. Путь, проходимый точкой на шине в плоскости контакта l 1 , меньше, чем вне его l . Поэтому в плоскости контакта точка движется с ускорением, большим по сравнению с тем, как она двигалась до входа в контакт с покрытием. В то же время угловая скорость а в секторах практически одна и та же. Поэтому точка проходит по покрытию путь определённой длины с проскальзыванием вместо одного качения.
Рис. 6.7. Деформации шины колеса, способствующие износу покрытия:
А - зона сжатия, Б - зона растяжения
Под действием этих усиленных касательных напряжений в плоскости следа происходит истирание покрытия и шины автомобиля. Наибольшие касательные усилия и наибольший износ возникают при торможении автомобиля. Износ при движении грузовых автомобилей примерно в 2 раза больше, чем при движении легковых. Чем больше прочность материала покрытия, тем меньше и равномернее по ширине износ покрытия. На покрытиях из малопрочных материалов интенсивность износа значительно выше, чаще образуются колеи и выбоины. Применение изверженных пород для щебня взамен осадочных уменьшает износ на 60 %. Увеличение содержания битума с 5 до 7 % снижает износ на 50-80 %.
Износ покрытия в пределах проезжей части и толщины покрытий происходит неравномерно и на покрытии образуются колеи истирания по полосам наката, глубина которых может колебаться от нескольких миллиметров до 40-50 мм. В таких колеях во время дождя создается значительный слой воды, что проводит к снижению сцепных качеств покрытия и аквапланированию.
Средняя величина износа по всей площади покрытия h ср , мм, составляет:
h ср = k ×h н , мм, где (6.1)
k - коэффициент неравномерности износа, в среднем равен 0,6-0,7;
h н - величина износа в полосе наката, мм.
Для усовершенствованных покрытий износ измеряют в мм, а для покрытий переходного типа также и по объему потери материала в м 3 /км.
Особенности износа шероховатых дорожных покрытий . Износ шероховатой поверхности дорожных покрытий проявляется в уменьшении высоты и в шлифовании неровностей макрошероховатостей. Уменьшение макрошероховатости покрытий под действием колёс автомобилей происходит в два этапа (см. рис. 7.3). На первом этапе сразу после окончания строительства шероховатость покрытия уменьшается за счёт погружения зёрен щебня слоя износа в нижележащий слой покрытия. Величина этого погружения зависит от интенсивности и состава движения, размера щебня и твёрдости покрытия. Твердость покрытия оценивают глубиной погружения иглы твердометра и для асфальтобетонных покрытий делят на: очень твёрдые - 0-2 мм; твёрдые - 2-5 мм; нормальные - 5-8 мм; мягкие - 8-12 мм; очень мягкие - 12-18 мм. Цементобетонные покрытия обладают абсолютной твёрдостью.
Определение износа покрытий расчётом . Среднее значение уменьшения толщины дорожных покрытий в год вследствие износа может быть определено по формуле проф. М.Б. Корсунского (следует отметить, что указанные исследования выполнялись более 50 лет тому назад и количественные значения их результатов мало применимы к современным дорогам и автомобилям):
h = a + b ×B (6.2)
h - годовой износ покрытия, мм;
а - параметр, зависящий в основном от погодоустойчивости покрытия и климатических условий;
b - показатель, зависящий от качества (в основном прочности) материала покрытия, степени его увлажнения, состава и скорости движения;
В - грузонапряжённость движения, млн. брутто-тонн в год; N » 0,001×В (N - интенсивность движения, авт./сут).
Износ покрытия за Т лет с учётом изменения состава и интенсивности движения в перспективе по геометрической прогрессии можно определить по формуле
где (6.3)
h T - износ покрытия за Т лет, мм;
N 1 - интенсивность движения в исходном году, авт./сут;
К = 1,05-1,07 - коэффициент, учитывающий изменение в составе движения;
q 1 - показатель ежегодного роста интенсивности движения, q 1 > 1,0.
Значения параметров а и b приведены в табл. 6.6.
Таблица 6.6
| Покрытия | а , мм | b , мм/млн. брутто-тонн | [h ], мм, с учётом неравномерности истирания |
| Асфальтобетонные | 0,4-0,6 | 0,25-0,55 | |
| Щебеночные и гравийные, обработанные вязкими органическими вяжущими, восстанавливаемые: | |||
| двойной поверхностной обработкой | 1,3-2,7 | 3,5-5,5 | |
| одиночной поверхностной обработкой | 1,4-2,8 | 4,0-6,0 | |
| Щебеночные: | |||
| из прочного камня | 4,5-5,5 | 15,0-20,0 | |
| из слабопрочных каменных материалов | 5,5-6,5 | 19,0-25,0 | |
| Гравийные: | |||
| из прочного гравия | 3,0-4,0 | 16,0-22,0 | |
| из слабопрочного гравия | 4,0-6,0 | 20,0-30,0 |
Примечания. 1. Средние значения а и b принимают для дорог, расположенных в зоне умеренного увлажнения (III дорожно-климатическая зона) и построенных из каменных материалов, удовлетворяющих требованиям стандартов. 2. Для дорог с усовершенствованными покрытиями, расположенных в зоне избыточного увлажнения (II дорожно-климатическая зона), принимают верхние пределы, а для дорог, расположенных в районах с сухим климатом (IV и V дорожно-климатические зоны), - нижние пределы значений а и b . 3. Для дорог с щебёночными и гравийными покрытиями, расположенных в зоне избыточного увлажнения, принимают нижние пределы, а в районах с сухим климатом - верхние пределы а и b . 4. Если ширина проезжей части превышает 7,0 м, то значение b уменьшают на 15 %, а если она меньше 6,0 м, то b увеличивают на 15 %.
В последние годы для повышения устойчивости движения автомобилей стали применять шины с шипами или цепями. Опыт показывает, что это резко увеличивает износ покрытий на дорогах.
В момент соприкосновения с покрытием каждый шип наносит удар с большой скоростью. Шип имеет очень маленькую массу, но многократное повторение этих ударов по одному месту способствует ослаблению верхнего слоя покрытия. Большее истирающее воздействие оказывает шип, выходящий из зоны контакта, где шина вместе с шипом проскальзывает по поверхности покрытия, истирая его.
Продолжительность износа асфальтобетонных покрытий при эксплуатации шин с цепями и шипами сокращается в 2-3 раза. Даже на покрытиях из высокопрочного литого асфальтобетона на автомагистралях ФРГ, по которым движутся автомобили, оснащённые шинами с шипами, через 1-2 года образуются колеи по полосам наката глубиной до 10 мм.
Поэтому в условиях эксплуатации дорог России использование шин с шипами и цепями противоскольжения на дорогах общего пользования должно быть строго ограничено.
В качестве критерия предельного состояния дорожного покрытия по износу может быть принята величина допустимого износа Н и : для асфальтобетонных покрытий 10-20 мм; для щебёночных и гравийных, обработанных органическими вяжущими - 30-40 мм; щебёночных из прочного щебня - 40-50 мм, гравийных - 50-60 мм.
Исходя из этого дорожно-эксплуатационные организации при приёмке дорог после строительства или ремонта с усилением должны требовать от строителей, чтобы покрытие имело толщину больше расчётной из условия прочности на величину допустимого износа, т.е.
h n = h np + Н и , мм, где (6.5)
h np - расчетная толщина покрытия из условия прочности дорожной одежды, мм.
Измерение износа . Ежегодный износ в долях мм цементобетонных, асфальтобетонных и других монолитных покрытий измеряют при помощи реперов, закладываемых в толщу покрытия, и износомера. При этом способе измерения износа в покрытие предварительно закладывают реперы-стаканчики из латуни. Дно стаканчика служит поверхностью, от которой выполняют отсчёт.
Износ определяют также с помощью пластин (марок) трапецеидальной формы из известняка или мягкого металла, заделываемых в покрытие и истирающихся совместно с ним. Для определения износа покрытий могут быть использованы различного рода электрические или георадарные приборы, применяемые для измерения толщины слоев в слоистых полупространствах.
Располагая данными о фактическом износе покрытия и предельно допустимом износе, определяют коэффициент изношенности покрытия.
ГЛАВА 7. Закономерности изменения основных транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог
ОДМ 218.3.082-2016
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Предисловие
1
РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным образовательным
учреждением высшего образования "Московский автомобильно-дорожный
государственный технический университет (МАДИ)".
Коллектив авторов: д-р
техн. наук В.В.Ушаков, канд. техн. наук М.Г.Горячев, канд. техн.
наук С.В.Лугов, инж. А.Кудрявцев.
2
ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и
информационного обеспечения Росавтодора
3
ПРИНЯТ распоряжением
Федерального дорожного агентства от 03.02.2017 г. N 142-р
5
ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1. Область применения
1. Область применения
Настоящие рекомендации
предназначены для выполнения работ по проектированию,
строительству, реконструкции, капитальному ремонту, ремонту и
содержанию участков автомобильных дорог федерального значения.
Методические рекомендации
направлены на установление периодичности проведения работ по
устройству слоёв износа и защитных слоёв, устраиваемых в процессе
строительства, реконструкции, капитального ремонта, ремонта и
содержания автомобильных дорог.
2. Нормативные ссылки
1. ГОСТ
33220-2015 . Дороги автомобильные общего пользования. Требования
к эксплуатационному состоянию.
2. ГОСТ
9128-2009 . Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и
асфальтобетон. Технические условия.
3. ГОСТ
31015-2002 . Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон
щебёночно-мастичные. Технические условия.
4. ГОСТ
33133-2014 . Дороги автомобильные общего пользования. Битумы
нефтяные дорожные вязкие. Технические требования.
5. ГОСТ Р
52128-2003 . Эмульсии битумные дорожные. Технические
условия.
6. ГОСТ
33078-2014 . Дороги автомобильные общего пользования. Методы
измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием.
3. Сокращения
В
настоящих рекомендациях применены следующие сокращения:
БМО:
Битумоминеральные открытые смеси.
ЛЭМС:
Литые
эмульсионно-минеральные смеси.
ШПО:
Шероховатая
поверхностная обработка.
ЩМА:
Щебёночно-мастичный асфальтобетон.
ЩМАС:
Щебёночно-мастичная асфальтобетонная смесь.
4. Термины и определения
4.1. Автомобильная
дорога
- объект транспортной инфраструктуры, предназначенный
для движения транспортных средств и включающий в себя земельные
участки в границах полосы отвода автомобильной дороги и
расположенные на них или под ними конструктивные элементы (дорожное
полотно, дорожное покрытие и подобные элементы) и дорожные
сооружения, являющиеся ее технологической частью, - защитные
дорожные сооружения, искусственные дорожные сооружения,
производственные объекты, элементы обустройства автомобильных
дорог.
4.2. Асфальтобетон
- уплотнённая асфальтобетонная смесь.
4.3. Асфальтобетонная
смесь
- рационально подобранная смесь минеральных материалов
[щебня (гравия) и песка с минеральным порошком или без него] с
битумом, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в
нагретом состоянии.
4.4. Битумоминеральные
открытые смеси (БМО)
- смеси с повышенным содержанием щебня
(55-85%), обеспечивающие каркасную структуру слоя и поверхность с
высокими параметрами шероховатости.
4.5. Верхний слой
покрытия
- конструктивный элемент верхней части дорожной
одежды, непосредственно воспринимающий усилия от колес транспортных
средств и подвергающийся прямому воздействию атмосферных факторов.
На поверхности покрытия для продления срока его службы и
восстановления транспортно-эксплуатационных качеств могут быть
устроены защитные слои.
4.6. Выравнивающий
слой
- слой, устраиваемый на основании или существующем
покрытии, в том числе после фрезерования, с целью приведения их в
соответствие с требованиями к ровности, для обеспечения
технологических и эксплуатационных параметров вновь устраиваемых
вышерасположенных слоёв.
4.7. Дорожная
одежда
- конструктивный элемент автомобильной дороги,
воспринимающий нагрузку от транспортных средств и передающий ее на
земляное полотно.
4.8. Защитный слой
- слой толщиной не более 4 см, предназначенный для защиты
нижележащего слоя асфальтобетонного покрытия от непосредственного
воздействия колес автомобильного транспорта и комплекса
погодно-климатических факторов. Защитный слой не учитывается при
расчете конструктивных слоёв дорожных одежд и подлежит
периодическому восстановлению в процессе эксплуатации.
4.9. Защитный слой по
технологии устройства тонких износостойких слоёв из горячих
битумоминеральных смесей
- слой толщиной 1,5-3,0 см с
повышенными фрикционными и гидроизоляционными свойствами из горячей
битумоминеральной смеси, уложенной по предварительно нанесенной
мембране из битумно-латексной катионной эмульсии.
4.11. Литая
эмульсионно-минеральная смесь (ЛЭМС)
- смесь литой
консистенции, состоящая из битумной эмульсии, каменного материала,
минерального наполнителя, воды и специальных добавок, подобранных в
определенных пропорциях, смешанных при помощи специализированного
оборудования.
4.12. Слой износа
- верхний замыкающий слой дорожной одежды, непосредственно
воспринимающий воздействие колес автомобильного транспорта и
погодно-климатических факторов. Подлежит периодическому
восстановлению в процессе эксплуатации.
При отсутствии защитного
слоя, верхний слой покрытия, выполняет функции слоя износа. В этом
случае слой износа учитывается при расчете конструктивных слоёв
дорожных одежд и его толщина должна быть уменьшена на величину
максимально допустимой поперечной неровности по требованию
действующих нормативных документов технического регулирования.
4.13. Шероховатая
поверхностная обработка (ШПО)
- технология устройства защитного
слоя путём розлива по поверхности покрытия органических вяжущих
материалов и распределения прочных каменных материалов с
уплотнением.
4.14.
Щебёночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА)
- уплотнённая
щебёночно-мастичная асфальтобетонная смесь.
4.15.
Щебёночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС)
-
рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка
из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с
полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей
добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом
состоянии.
5. Общие положения
5.2. В качестве защитного
слоя могут быть использованы тонкие износостойкие покрытия из
горячих битумоминеральных смесей, литые эмульсионно-минеральные
смеси, битумоминеральные открытые смеси (БМО) и шероховатые
поверхностные обработки (ШПО).
5.3 К шероховатым
поверхностным обработкам (ШПО) относятся:
-
одиночная поверхностная обработка, выполненная раздельным или
синхронным нанесением органического вяжущего и минерального
материала;
-
двойная поверхностная обработка.
5.4 Решение об устройстве
защитного слоя должно приниматься на основе технико-экономического
обоснования вне зависимости от стадии жизненного цикла
автомобильной дороги.
5.5 Слой износа следует
восстанавливать в процессе эксплуатации автомобильной дороги путем
его замены на новый слой той же толщины из материалов, не
уступающих по своим физико-механическим характеристикам материалу
восстанавливаемого слоя.
5.6. Назначению работ по
устройству слоёв износа и защитных слоев на эксплуатируемых
участках автомобильных дорог должно предшествовать обследование
состояния существующего дорожного покрытия.
5.7. По результатам
обследования назначают подготовительные (предварительные) дорожные
работы. Подготовительные дорожные работы могут включать:
Устранение мелких дефектов с малой частотой
повторения (выбоин, трещин, волн, наплывов, вмятин и т.п.).
Согласно ОДН
218.0.006-2002 "Правила диагностики и оценки состояния
автомобильных дорог" средневзвешенный балл такого покрытия не менее
3,5 .
При этом допустимые размеры дефектов не должны превышать размеров,
установленных ГОСТ
33220-2015 .
Устройство выравнивающего слоя из
асфальтобетонной смеси. Назначается в случае снижения продольной
ровности покрытия до предельно-допустимых значений, в соответствии
с требованием ГОСТ
33220-2015 и .
Устранение колеи. Назначается согласно
"Рекомендациям
по выявлению и устранению колей на нежёстких дорожных одеждах"
. Критерием для назначения подобных работ является снижение
поперечной ровности покрытия до предельно-допустимых значений.
Фрезерование покрытия с последующей
укладкой асфальтобетонных слоёв. Фрезерование на толщину слоя
покрытия может выполняться при устройстве слоя износа из
асфальтобетона. Такое мероприятие следует применять в случае
снижения продольной и/или поперечной ровности покрытия до
предельно-допустимых значений, но при требовании сохранения
проектных отметок или неудовлетворительном состоянии самого
покрытия (средневзвешенном балле менее 3,5) - см. табл.1.
5.8. Периодичность
проведения работ по устройству слоёв износа и защитных слоёв
назначают исходя из фактической среднегодовой суточной
интенсивности движения в физических единицах, устанавливаемой по
данным автоматизированных пунктов учёта интенсивности дорожного
движения. В случае их отсутствия учёт движения следует выполнять
ежемесячно по разу в будние и выходные (праздничные) дни по 2 часа
непрерывного наблюдения в интервале с 10.00 до 18.00 ч. Результат
2-часового замера переводят в суточную интенсивность по
формуле:
Где - суточная интенсивность движения,
авт.;
- интенсивность движения 2-часового замера,
авт.
Определение
среднемесячной суточной интенсивности движения проводят по
формуле:
Где - среднемесячная суточная интенсивность
движения, авт.;
и - суточные интенсивности движения в будний
и выходной (праздничный) дни соответственно, авт.;
и - количество будних и выходных (праздничных
дней) в данный месяц учёта соответственно.
Определение среднегодовой
суточной интенсивности движения проводят по формуле:
Где - среднегодовая суточная интенсивность
движения, авт.;
- сумма среднемесячных суточных
интенсивностей движения за отчётный год, авт.
Допускается устанавливать
среднегодовую суточную интенсивность движения за неполный отчётный
год, но не менее чем по результатам учёта за девять месяцев.
5.9. Определение
интенсивности транспортного потока по наиболее загруженной полосе
движения осуществляется на основе данных систематического учёта
движения транспортных средств или по отдельным полосам движения,
или по формуле с учётом количества полос движения:
Где - среднегодовая суточная интенсивность
движения по наиболее загруженной полосе, авт.;
- коэффициент полосности (таблица 1).
Таблица 1 - Значения коэффициента полосности
|
Количество полос
движения |
||||||
|
Коэффициент полосности |
5.10. По данным о
фактической среднегодовой суточной интенсивности движения по
наиболее загруженной полосе производят контроль за соответствием
фактического срока службы слоя износа или защитного слоя
нормативным требованиям. В случае не соответствия, выявляют причины
несоответствия для принятия мер по выполнению нормативных
требований к межремонтным периодам.
6. Периодичность проведения работ по устройству слоёв износа и защитных слоёв дорожного покрытия
6.1. Асфальтобетонные
смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ
9128-2009 .
6.4. Периодичность
проведения работ по устройству слоёв износа и защитных слоев
указана в табл.2…12.
6.5. Работы по устройству
шероховатой поверхностной обработки рекомендуется выполнять на
дорогах III-V категорий при интенсивности транспортного потока по
наиболее загруженной полосе не более 5000 авт./сут.
Периодичность проведения
работ приведена в таблице 2.
Таблица 2 - Периодичность проведения работ по устройству
шероховатой поверхностной обработки
|
Фактическая интенсивность транспортного потока по наиболее загруженной полосе движения, авт./сут |
Периодичность
проведения работ для дорожно-климатических зон, годы |
||||
|
средства с вашего счета списаны НЕ будут и подтверждения оплаты мы не получим. В этом случае вы можете повторить покупку документа с помощью кнопки справа. Произошла ошибка Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета | |||||
Даже самое качественное дорожное покрытие рано или поздно приходит в негодность. Причин этому множество. Среди них в виде основных можно выделить следующие: атмосферные осадки, водонасыщение , большие перепады температур, высокие транспортные нагрузки и многие другие факторы. А что говорить, когда приготовление асфальтобетонной смеси было проведено с нарушениями или в технологии самого строительства автодороги были допущены ошибки. Естественно в этих случаях качество дорожного покрытия будет невысоким, что станет основной причиной различных деформаций и разрушений автодороги.
Основными видами деформации автодорог являются следующие.
1. Износ или истирание. Представляет собой уменьшение толщины всего дорожного покрытия из-за потери материала вследствие усиленной эксплуатации, а также различных природных факторов. Для снижения износа автодорог применяют новые технологии асфальта , используют различные пластификаторы, замедляющие старение битума , повышающие плотность битума и его устойчивость к истиранию.
2. Шелушение - отделение мелких частиц от верхних дорожных слоёв под действием водонасыщения с последующим замерзанием. При этом слои износа значительно увеличиваются и процесс становится неуправляемым. Кроме того, шелушение автодороги усиливается под действием хлоридов, которые входят в состав специальных смесей для борьбы с гололёдом. Для того чтобы прекратить шелушение проводится обработка поверхности автодороги битумом с подсыпкой минерального материала мелких фракций.
3. Выкрашивание - отделение от дорожного покрытия крупных фракций щебня, которые недостаточно сцеплены с битумом. Причинами это явления являются некачественные смеси, которые перевозятся самосвалами и имеют остатки песка, попадающие в смесь, плохое уплотнение асфальтобетонной смеси особенно в дождь или холод. Замедлить шелушение можно только путём укладки специального защищающего слоя.
4. Обламывание кромок - происходит в местах сопряжения дороги с обочинами. Этот вид деформации чаще всего появляется в местах выезда на обочину тяжёлых грузовиков. Для предотвращения обламывания кромок во время строительства дороги на обочине устраивается специальная укрепительная или, как её ещё называют, краевая полоса.
5. Волны и колеобразование - вид деформации автодороги, возникающий на покрытиях с высокой пластичностью. Причинами могут служить высокое сцепление при сдвиге особенно на уклонах, в местах остановок и стоянок общественного транспорта, при торможении. Часто скорость образования колеи или волн увеличивается в летнее время, когда температура дорожного покрытия достигает 60°С и выше. Повысить сдвигоустойчивость можно только во время строительства путём применения соответствующих асфальтобетонных смесей.
К видам деформации автодорог можно также отнести различные трещины, сдвиги, вмятины, выбоины, гребёнку.
Постоянное воздействие колес приводит к постепенному накоплению различных дефектов, а затем и к разрушению дорожных одежд или верхнего слоя.
По мере износа толщина дорожных одежд может оказаться меньше требуемой. В этом случае на поверхности покрытия образуются просадки, впадины, колеи, проломы. Гравийные лесохозяйственные дороги изнашиваются, на 2-7 мм в год в зависимости от прочности гравия, щебеночные - на 5-8 мм. Износ крупноскелетного покрытия из средних известняков и однородных горелых пород такой же, как на гравийных дорогах. При использовании котельного шлака, ракушки, неоднородных горелых пород износ значительно выше и для кирпичного щебня доходит до 25 и котельного - до 50-60 мм. При 1 мм износа потеря дорожного материала на 1 км составляет столько кубометров, сколько метров ширины имеет дорога.
Просадки и впадины образуются из-за местного снижения прочности грунта основания обычно вследствие переувлажнения весной и образования пучин в зимнее время. Причинами образования просадок являются недостаточное уплотнение земляного полотна при строительстве и движение тяжелых автопоездов, на воздействие которых дорога при проектировании не рассчитывалась. Колеи образуются на плохо укатанных дорожных одеждах от местного уплотнения, вызванного систематическим движением колес по одному следу. Под воздействием движения колес с колеблющимся на рессорах грузом на покрытии возникают выбоины и волнистости. На развитие неровностей оказывают влияние и климатические факторы, которые способствуют ослаблению связанности и прочности дорожных одежд. Так, вследствие насыщения влагой осенью и замерзания в начале зимы камни слабых пород разрушаются, что приводит к ослаблению дорожных одежд. При воздействии колес на проезжую часть наблюдаются истирание, раздавливание, разбивание, сдвиг частиц и даже вырывание отдельных частиц и разуплотнение покрытия. В результате воздействия всех факторов дорога постепенно разрушается, если не проводят своевременно ремонты.
Проезжая часть неулучшенной грунтовой дороги состоит из того же грунта, что и земляное полотно, но более уплотненного под действием движения. В сухую погоду такое полотно изнашивается с интенсивным образованием пыли, а во время дождя размывается водой, под действием автотранспорта на поверхности образуются колеи. Дороги с проезжей частью из грунта, укрепленного какими-либо добавками, также имеют недостаточную износостойкость, поскольку и на них образуются колеи и выбоины, хотя и в меньшей степени.
Выравнивают поверхность грунтовой дороги грейдерами, а при их отсутствии - металлическими утюгами в виде двух металлических ребер, буксируемых за машиной. При частых и своевременных утюжках летом грунтовую дорогу можно поддерживать в ровном состоянии. Утюжку следует производить в тот момент, когда грунт после увлажнения (дождя) начинает просыхать, но еще свободно срезается и передвигается утюгом, не прилипая к нему. Этот способ позволяет устранить только небольшие неровности. Восстановить поперечный профиль и уничтожить глубокие колеи, ямы и выбоины можно только грейдером. Планировку и профилировку, грейдером выполняют при более сухом состоянии грунта, но влажность должна быть достаточной для свободного срезания и перемещения его по ножу грейдера. При углублении колеи до 3-4 см планировку поверхности дороги целесообразно осуществлять грейдером.
Высокая запыленность воздуха снижает скорость движения и вызывает износ двигателей, трансмиссии и ходовых частей автомобилей. Пыльность дорог в летнее время можно устранить или значительно снизить обработкой грунтовой поверхности различными материалами. Наиболее эффективным и часто применяющимся является хлористый кальций, который разливают в виде 20-30%-ного раствора или распределяют в виде порошка. Расход соли составляет 0,5-1 кг/м 2 при первичной обработке и 0,2-0,5 кг/м 2 при последующих. Срок действия обеспыливания составляет 2-2,5 месяца. Хороший обеспыливающий эффект дает обработка грунтовой поверхности сульфитно-спиртовой бардой к сульфитно-целлюлозными щелочами.
Щелок предварительно нейтрализуют добавкой 0,6% (по весу) извести и разливают в норме 2- 3 л/м 2 . Обработанная поверхность становится более твердой и блестящей. При небольших дождях сульфитный щелок растворяется, но по мере просыхания дороги вновь затвердевает. Он полностью вымывается только при продолжительных дождях. Сульфитноспиртовую барду применяют в виде жидкого 30%-ного концентрата и при первом розливе расходуют в количестве 1,5 л/м 2 (при последующих 1 л/м 2). В порошкообразном виде барду рассыпают из расчета 0,5 л/м 2 . Как и щелок, барда постепенно растворяется в воде, и обеспыливающий эффект снижается. Для обеспыливания можно использовать также сырую нефть. Рекомендуемая норма розлива нефти 2 л/м 2 ; срок обеспыливающего действия 30-60 сут.
Содержание и ремонт гравийных покрытий во многом аналогичны содержанию и ремонту грунтовых дорог. Под действием движения на гравийных дорогах возникают волны, гребенки, колеи, выбоины. Следовательно, и в этом случае основные работы заключаются в восстановлении ровности покрытия. Первую профилировку и планировку гравийных дорог осуществляют весной, как только дорожные одежды оттаивают на 15-20 см, затем рассыпают гравий для возмещения износа; особенно это необходимо при недостаточной толщине дорожных одежд. Тщательную профилировку осуществляют перед окончательным высыханием покрытия для устранения всех колей и неровностей. В течение лета профиль покрытия искажается; для его восстановления гравийную кору вскирковывают, а затем грейдером профилируют.
Ниже приведены некоторые характерные неисправности и способы их устранения.
Зачастую появляются катающиеся на поверхности или выступающие из покрытия крупные камни щебня или гравия. Такое явление наблюдается в тех случаях, когда в верхнем слое гравийного материала имеются крупные частицы - более 25-30 мм. В целях борьбы с катуном сверху укладывают дополнительный тонкий слой одежды из мелкого гравия, желательно из оптимальной смеси.
Расстройство поверхности в сухую погоду свидетельствует о недостатке в гравии связующего материала, т. е. глинистых частиц. Для борьбы с таким явлением лучше всего полить поверхность гравийного материала 3%-ным раствором хлористого кальция, который увеличивает связность и уменьшает пылеобразование. Можно также вскирковать верхний слой и внести в него небольшую добавку (5-7% веса слоя) суглинистого грунта, а затем гравийные одежды снова укатать во влажном состоянии.
Накатка мелкой волнистости на поверхности обычно свидетельствует об избытке мелких частиц или округлого материала в гравийном слое. Для борьбы с таким явлением следует вскирковать слой и добавить в гравий более крупные (10-20 мм) частицы угловатой неокатанной формы или срезать гребни и сделать профилировку поверхности.
Если во время дождя поверхность гравийной дороги затягивается тонкой пленкой глинистого раствора, то это указывает на избыток в гравийном материале мелких грунтовых частиц - пылеватых и глинистых. В этом случае лучше всего вскирковать верхний слой и добавить свежегашеную или негашеную известь в количестве 3% веса обрабатываемого слоя.
Сухие проломы коры свидетельствуют обычно о недостаточной для автопоездов толщине покрытия. Следовательно, необходимо увеличить толщину гравийного слоя. Крупные просадки и волны при достаточной толщине покрытия свидетельствуют о плохом уплотнении насыпи или о наличии в теле насыпи грязевых мешков. В этом случае необходимо проверить достаточность высоты насыпи над уровнем грунтовых вод и обеспеченность водоотвода, а также доуплотнить покрытие укаткой тяжелыми катками на пневматиках. Если крупные просадки и волны появляются вновь, то необходимо сделать в насыпи поперечные прорези для ее просушивания, заложить внутрь прорезей фашины и закрыть их сухим грунтом, восстановить покрытие.
Местные разрушения покрытия с образованием ям свидетельствуют о плохом перемешивании смеси, а на щебеночных дорогах - о плохом расклинивании щебня. В этом случае выполняют ямочный ремонт: из ям удаляют грязь и осуществляют раскирковку гравия или щебня, причем яме придают отвесные стенки. Полученный при раскирковке материал укладывают на дно, а сверху добавляют завезенный гравий требуемого состава. Слой уплотненного материала в яме должен быть на 1-2 см выше покрытия с учетом последующего доуплотнения.
Обеспыливание гравийных дорожных одежд проводят теми же материалами, что и грунтовых дорог. Ремонт дорожных покрытий из укрепленного и стабилизированного грунта большей частью сводится к ремонту поверхностной обработки. В распоряжении ремонтной бригады должен быть передвижной (прицепной) битумный котел для разогрева битума до рабочей температуры. Разрушенный слой поверхностной обработки раскирковывают, удаляют пыль и грязь; выбоину смазывают горячим битумом по норме 0,5-0,8 л/м 2 . После высыхания слоя контакта повторно разливают битум и рассыпают на него мелкий каменный материал для образования слоя поверхностной обработки; технология та же, что и при устройстве новых слоев.
При разрушении слоя грунтоцемента или грунтобитума раскирковывают участок дорожных одежд и придают ямам в плане прямоугольную форму, дно и стенки очищают от пыли и мелочи и заполняют новой грунтоцементной или грунтобитумной смесью. Если в покрытии присутствует грунтоцемент или грунтоизвесть, то необходима передвижная, смонтированная на автомашине бетономешалка для приготовления смеси грунта с цементом или известью; смесью заполняют образовавшиеся ямы и выбоины. При наличии грунтобитума смесь можно приготовлять на месте, но в этом случае требуется передвижной котел для разогрева битума.