Задать вопрос
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Фактическое увеличение всех видов межремонтных сроков дорожных одежд (для капитальных ремонтов, ремонтов и работ по содержанию автомобильных дорог) является важной задачей, решение которой направлено на повышение экономической эффективности автодорожного хозяйства.

С учетом того, что более 70% автотрасс России имеют дорожные одежды с асфальтобетонными покрытиями (на федеральной сети — более 80%), особую важность приобретает увеличение межремонтных сроков именно таких дорог.

Основными дефектами, появление которых на асфальтобетонном покрытии требует проведения тех или иных ремонтных работ, являются:

    1. Трещины различного генезиса (усталостные, низкотемпературные, отраженные). Этот вид дефектов наиболее распространен на дорожной сети Российской Федерации. Сквозная трещина в монолитном слое может значительно снижать прочность дорожной одежды. В зоне действия этого дефекта быстро образуется выбоина в асфальтобетонном покрытии. Кроме того, через трещины в нижележащие слои проникает вода, что еще больше ослабляет дорожную одежду.
    2. Нарушение продольной ровности в результате накопления деформаций формоизменения в основании дорожной одежды и рабочем слое земляного полот-на, образования выбоин и выкрашиваний, сдвигов в асфальтобетонном покрытии и т. п.
    3. Нарушение поперечной ровности (образование пластической колеи в асфальтобетонном покрытии и нижележащих слоях дорожной конструкции, а также образование колеи износа).
    4. Ухудшение сцепных качеств дорожного покрытия в результате износа материала дорожного покрытия.

Поэтому актуальными являются технологии дорожных работ, предотвращающие или замедляющие развитие вышеперечисленных дефектов.

Общеизвестно, что фундаментальное влияние на состояние верхнего слоя покрытия оказывают не только свойства самого этого слоя, но и прочность всей дорожной одежды и каждого из ее нижележащих конструктивных слоев. если дорожная одежда в целом запроектирована или построена недостаточно прочной для восприятия эксплуатационной нагрузки, то произойдет неизбежный отказ (разрыв монолитного слоя, сдвиги в слоях из дискретных материалов и т. п.) не только верхнего слоя покрытия, но и всех нижележащих слоев. В этих условиях ремонт только верхнего слоя, без капитального ремонта нижележащих или без соответствующего усиления дорожной одежды, очевидно не может обеспечить длительный срок службы дороги.

Поэтому стратегия увеличения межремонтных сро-ков должна базироваться, прежде всего, на эффективных технологиях капитального ремонта, призван-ного заложить базис долговечности всей дорожной одежды на любой нормативно установленный срок. Например, на расчетный срок службы 12 или более лет. При этом после такого капремонта должны проводиться, в рамках содержания автомобильной дороги, максимально эффективные работы по периодическому возобновлению слоя износа дорожной одежды, поскольку, даже в случае его достаточной прочности, данный процесс является естественным и неизбежным.

В широком смысле, под износом верхнего слоя дорожной одежды следует понимать не только уменьшение объема его материала под действием колес автомобилей, но и нарушение сплошности (растрескивание), продольной и поперечной ровности (даже если оно вызвано деформациями нижележащих слоев), снижение сцепных качеств покрытия и т. п. Эти проблемы не могут быть устранены без периодической замены верхнего слоя.

С учетом важной роли капитального ремонта дорожной одежды и долговечности слоя износа в обеспечении длительных (не менее 12 лет) межремонтных сроков, предлагается рассмотреть две сравнительно новые для российского рынка технологии: армирование асфальтобетонного покрытия стальной сеткой и его пропитка специальными составами.

Конечно, наиболее радикальным методом капремонта дорожных одежд, с точки зрения увеличения их последующего срока службы, является полная замена всех изношенных (прежде всего — растрескавшихся) монолитных слоев с одновременной заменой дискретных материалов в слоях основания, характеристики которых также ухудшаются в процессе эксплуатации автомобильной дороги. Однако стоимость такого решения достаточно высока и может достигать 25 млн рублей за 1 км дороги I-II технической категории в расчете на одну полосу движения.

Поэтому в настоящее время достаточно широко применяются более дешевые технологии.


Рис. 1. Образцы для испытания на износ шипами по методике АШМ, покрытые пропиточным составом ASP со всех сторон.
Рис. 2. Образцы для испытания на истираемость резиновыми шинами на круге ЛКИ-3, обработанные пропиткой ASP с торцевой стороны.
Рис. 3. Общий вид образцов (пропитка ASP) после испытания на износ в шаровой мельнице.
Рис. 4. Общий вид образцов, обработанных пропиткой ASP, после испытания на истираемость на круге ЛКИ-3.

В АО «Институт «Стройпроект» совместно с ООО «Автодорис» были проведены специальные исследования образцов асфальтобетона, обработанных двумя комбинированными пропиточными составами: отечественным материалом «Дорсан» по СТО 99907291-005-2015 с расходом 0,8 кг/м2 и мате-риалом ASP производства ChemCrete Europe, s.r.o. (Словакия) с расходом 0,4 кг/м2. Испытаниям подвер-гались лабораторные образцы мелкозернистого горя-чего плотного асфальтобетона тип А м1 по ГОСТ 9128 на щебне гранитном м1400, И1, фр. 5-20 и битуме БНД 60/90 с адгезионной добавкой.

В рамках данной работы проведена экспериментальная (лабораторная) оценка образцов асфальтобетона из каждой партии. Устойчивость к износу шипованными шинами определялась по методике асфальтовой шаровой мельницы (АШм), разработанной в АО «Институт «Стройпроект» в рамках НИР по заданию Федерального дорожного агентства (показатель АШм). Оценка устойчивости к истиранию резиновыми шинами выполнена на круге истирания ЛКИ-3 по методике ГОСТ 13087-81, которая с учетом имеющихся в технической литературе рекомендаций адаптирована в Стройпроекте к испытаниям асфальтобетона (Ист).

В качестве примера на рис. 1 и 2 представлены образцы с пропиткой ASP, подготовленные для испытания, на рис. 3 и 4 — их общий вид после испытания.

В ходе лабораторных исследований установлено, что устойчивость образцов асфальтобетона с пропиткой к износу шипованными шинами по показателю Ашм превышает износостойкость непропитанных образцов на 21–29%, к истиранию нешипованными шинами по показателю истираемости Ист — на 26–33%. Техническая эффективность исследованных пропиточных материалов оказалась практически одинаковой. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты определения показателей износа

Характеристики
образцов асфальтобетона

      Показатель износа шимованными шинами Ашм, %

Показатель истираемости нешипованными шинами Ист, г/см2


Без пропитки 

28.45

0.99


С пропиткой «Дорсан»

20.22

0.73


С пропиткой ASP

22.54

0.66


Выполнена также прогнозная оценка глубины колеи, которая может образоваться в асфальтобетон-ном покрытии автомобильной дороги в результате износа шипованными и истирания нешипованными шинами. Использовалась методика АО «Институт «Стройпроект», разработанная на основе сопоставления результатов лабораторных испытаний образцов асфальтобетонов с данными многолетнего мониторинга интенсивности движения и развития колеи износа в дорожных покрытиях из тех же асфальтобетонов на более чем 20 опытных участках эксплуатируемых автомобильных дорог.

В качестве примера для расчета приняты типичные для средней полосы России исходные параметры:

  • район расположения участка автомобильной дороги — Тульская область, III дорожно-климатическая зона, на расстоянии 40 км от Тулы (в зоне тяготения крупного города);
  • характеристика автомобильной дороги — категория IВ, 4 полосы движения в одном направлении; разрешенная скорость движения легковых и легких грузовых автомобилей Vразр = 110 км/час (п. 10.3 ПДД); прямой и горизонтальный участок на земляном полотне без пересечений в одном уровне, без съездов и въездов; тип применяемого противогололедного материала — хлористый кальций;
  • средняя суточная интенсивность движения в первый год эксплуатации — 40 тыс. авт./сут.;
  • показатель ежегодного увеличения интенсивности движения (общий для всех категорий автомобилей) q = 1,05.

Результаты прогнозных расчетов на образование колеи износа за 6 лет для различных эксплуатационных условий представлены в табл. 2.

Таблица 2. Результаты расчетов образования колеи износа

Параметр

4-я (крайняя левая) полоса движения

3-я полоса движения

2-я полоса движения

1-я (крайняя правая) полоса движения


1. Интенсивность движения грузовых автомобилей в первый год эксплуатации, авт./сут.

300

600

3300

1800


2. Интенсивность движения легковых автомобилей в первый год эксплуатации, авт./сут.

5 100

6 000

1 700

1 200


3. Общая интенсивность движения в первый год эксплуатации, авт./сут.

5 400

6 600

5 000

3 000


4. Доля легковых автомобилей, использующих зимой шипованные шины, доля ед.

0,65

0,65

0,65

0,65


5. Средняя скорость движения легковых автомобилей, км/час

110

99

88

76


6. Максимальная глубина колеи, образующейся в результате износа асфальтобетона шипованными шинами и истирания нешипованными шинами за срок службы дорожного покрытия 6 лет, без пропитки асфальтобетона, мм.

13,9

15,6

11,0

5,6


7. Максимальная глубина колеи, образующейся в результате износа асфальтобетона шипованными шинами и истирания нешипованными шинами за срок службы дорожного покрытия 6 лет, с пропиткой асфальтобетона материалом «Дорсан», мм.

10,9

11,8

7,5

4,2


8. Максимальная глубина колеи, образующейся в результате износа асфальтобетона шипованными шинами и истирания нешипованными шинами за срок службы дорожного покрытия 6 лет, с пропиткой асфальтобетона материалом ASP, мм

10,7

11,6

6,8

3,7

В рассмотренных эксплуатационных условиях, характерных для средней полосы России, средний ежегодный прирост глубины колеи в дорожном покрытии из стандартного асфальтобетона, образующейся в результате износа шипованными и истирания нешипованными шинами, может быть принят (из расчета на интенсивность 1000 авт./сут на рассматриваемой полосе движения) равным:

  • 0,35 мм/1000 авт./сут для случая смешанного легкового и грузового транспортного потока (двухполосные автомобильные дороги IV–II категории и правые полосы движения на многополосных автомобильных дорогах I категории);
  • 0,4 мм/1 000 авт./сут для случая транспортного потока с преобладанием легкового движения (левые полосы движения на многополосных автомобильных дорогах I категории).

При этом, для рассмотренных исходных данных, пропитка стандартного асфальтобетона составами типа «Дорсан» или ASP может уменьшать глубину колеи, образующейся в результате износа и истирания дорожного покрытия, в 1,33–1,62 (в среднем в 1,5) раза в условиях смешанного грузового и легкового движения и в 1,28– 1,34 (в среднем в 1,3) раза в условиях транспортного потока с преобладанием легкового движения.

Расчет экономического эффекта за счет уменьшения износа асфальтобетона при использовании пропиточных составов выполнен с использованием программного комплекса Effect v.1.03, являющегося дополнением к действующему ОДМ «Руководство по оценке экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса». Результаты на примере двухполосной дороги II технической категории. С интенсивностью 6000 авт./сут показали, что чистый дисконтированный доход за период 12 лет может со-ставить около 7,9 млн рублей на 1 км (в ценах 2015 года), или не менее 0,3 млн рублей в год на 1 км автомобильной дороги с асфальтобетонным покрытием в однополосном исчислении в природно-климатических условиях средней полосы России.

Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют рекомендовать применение технологии пропитки в составе работ по содержанию автомобильных дорог с целью повышения срока службы асфальтобетонных слоев износа дорожных покрытий.

Автор: Н. Н. БЕЛЯЕВ, начальник отдела научно-технического сопровождения АО «Институт «Стройпроект»

Заказать услугу
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.
Вернуться к списку