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
Износ дорожного покрытия - серьезная проблема для россиян. Дискомфорт во время езды, поломки, опасность – все это влечет за собой износ дорожной одежды.
Любое покрытие не идеально. Так или иначе, его приходится время от времени заменять. Хотя срок службы российских дорог намного меньше, чем заграничных, поскольку их качество хуже.
Есть много причин возникновения дорожного износа. Основная из них - постоянное движение транспорта, особенно крупногабаритного. Чем хуже по качеству дорожное покрытие, тем больше количество проехавшего транспорта влияет на степень износа. Дороги, покрытые битумными смесями, например асфальтом, могут размягчаться в жаркую погоду. Как результат - волны и наплывы от воздействия транспорта. В зимний период, из-за холода, дорожное покрытие может наоборот потрескаться.
Там, где дорожное полотно сопрягается с обочинами, возможны повреждения кромки проежджей части; это касается тех случаев, когда не установлены укрепительные полосы.
Бетонные и каменные сооружения со временем выветриваются. Попавшая в поры и трещины камня воды может замерзнуть и расширяться, вследствие чем каменная кладка может разрушиться.
Нельзя избежать износа, каким бы качественным ни было покрытие. Если оно устроена без применения вяжущих веществ, частицы могут выбиваться колесами в сухую погоду, или вымываться водой в дождливую. Те покрытия, которые построены с использованием вяжущих органических веществ, изнашиваются в ходе истирания поверхности движущимся транспортом.
Для того, чтобы правильно и своевременно восстановить дорожное покрытие, необходимо рассчитать степень его износа. Например, износ покрытия за год можно найти на формуле a+BT, где а - это износ под влиянием дождя и других атмосферных явлений, B-параметр износа, а T - грузонапряженностью, измеряется в миллионах тонн брутто за год, за исключением зимы.
Если известен коэффициент прочности, то можно без проблем назначить дорожно-строительные мероприятия в соответствии с требованиями, которые выдвигаются к движению. Более качественное покрытие служит дольше, и ремонтировать его надо реже.
Известны такие дефекты дорожного покрытия, как ямы, трещины. Часто встречаются наплывы, когда уровень асфальта резко меняется, или длинные глубокие западины, образованные фурами. От водителя требуется внимательно следить за дорогой, и при возможно выбирать пути объезда проблемных мест.
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 a в секторах практически одна и та же. Поэтому точка проходит по покрытию путь определённой длины с проскальзыванием вместо одного качения.
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 %.
Таблица 6.5
Наиболее распространенные деформации и разрушения цементобетонных покрытий автомобильных дорог
| Вид | Характеристика и характер распространения | Наиболее вероятные причины возникновения |
| А. Деформации и разрушения покрытия | ||
| Трещины | 1. Поперечные сквозные: | |
| а) технологические | Несвоевременная и некачественная нарезка деформационных швов | |
| б) эксплуатационные | Изменение температуры покрытия при большем, чем допустимо, расстоянии между швами сжатия и расширения; эксплуатация транспортными средствами с нагрузками, превышающими несущую способность покрытия; приложение нагрузки при слабом контакте покрытия с основанием | |
| 2. Поперечные поверхностные | Воздействие транспортных средств при короблении плит от неравномерного распределения температуры по толщине покрытия | |
| 3. Поперечные на краевых участках плит вдоль швов | Некачественная нарезка деформационных швов; неправильная установка штыревых соединений | |
| 4. Продольные сквозные | Дефекты в устройстве продольных швов; неоднородные деформации земляного полотна | |
| 5. Косые на угловых участках плит | Недостаточный контакт плиты с основанием; повышенные напряжения в плите при проезде транспортных средств | |
| 6. Волосные усадочные | Неудовлетворительный подбор состава бетонной смеси; несоблюдение правил ухода за бетоном покрытия; недостаточный защитный слой бетона над арматурой | |
| Вертикальные смещения плит | Образование неровностей (уступы, просадки) | Некачественное уплотнение подстилающего грунта или основания; пучение грунта зимой; вымывания материала основания из-под покрытия |
| Разрушение кромок плит | Местное смятие и обрушение поверхности кромок в зоне деформационных швов. Скалывание краевых участков плит | Отсутствие швов расширения; засорение деформационных швов; наличие уступов между соседними плитами |
| Разрушение заполнителя швов | Выкрашивание герметизирующего материала, удаление его из шва колесами автомобилей | Старение герметизирующего материала; плохая деформативность при отрицательных температурах; низкая термоустойчивость; значительные вертикальные и горизонтальные смещения кромок плит |
| Коробление плит | Потеря продольной устойчивости плит покрытия | Отсутствие свободы перемещения плит при температурных напряжениях; некачественное выполнение стыковых соединений; высокие годовые колебания температуры воздуха |
| Б. Деформации и разрушения поверхности плит при достаточной прочности дорожной одежды | ||
| Износ (истирание) | Уменьшение толщины покрытия при воздействии транспортных средств. Возникает на участках торможения автомобилей, на спусках, перед кривыми, на перекрёстках, на участках с интенсивным тяжёлым движением | Недостаточная износостойкость покрытия |
| Шелушение и выкрашивание | Отслоение чешуй цементного камня с последующим выкрашиванием заполнителя на глубину до 40 мм: Сплошное Очаговое Вдоль швов | Нарушение технологии приготовления и укладки бетонных смесей; низкое качество ухода за твердеющим бетоном; использование противогололёдных химических реагентов, раннее замораживание бетона покрытия; сочетание интенсивного приложения колесных нагрузок (особенно с шипованными шинами) с частыми циклами попеременного замораживания и оттаивания бетона |
| Выбоины | Местные разрушения покрытия овальной и круглой формы диаметром 5-10 см в плане и глубиной до 10 см | Недостаточное сопротивление покрытия касательным усилиям от транспортных средств; непрочное сцепление цементного камня с заполнителем; наличие грязного и неморозостойкого заполнителя в бетоне; низкое качество уплотнения отдельных участков покрытия |
| Раковины | Местные разрушения покрытия. Имеют такую же форму, как и выбоины, но меньших размеров | Применение неморозостойких крупных заполнителей; некачественная отделка поверхности покрытия и недоуплотнение бетонной смеси |
| В. Разрушение дорожной одежды | ||
| Проломы | Полное разрушение дорожной одежды с резким искажением поперечного профиля | Низкая прочность дорожной одежды в сравнении с требуемой по условиям движения |
| Просадки и вспучивание | Резкие искажения профиля покрытия, сопровождающиеся продольными и косыми пересекающимися трещинами | Переувлажение грунтов земляного полотна; наличие пучинистых грунтов; глубокое промерзание земляного полотна |
Рис. 6.7. Деформации шины колеса, способствующие износу покрытия:
А - зона сжатия, Б - зона растяжения
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 = a + , где (6.3)
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
h Т = a×T + × , где (6.4)
h Т - 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 a и b приведены в табл. 6.6.
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.
Таблица 6.6
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 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 П = h ПР + H И, мм, где (6.5)
h ПР - 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 слоёв в слоистых полупространствах.
Располагая данными о фактическом износе покрытия и предельно допустимом износе, определяют коэффициент изношенности покрытия.
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 | |||||
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.
