Největší vliv na opotřebení povlaků mají jedoucí auta. Pod zatížením přenášeným na kolo dochází k deformaci pneumatiky (obr. 6.7). V tomto případě na vstupu pneumatiky do kontaktní zóny s povlakem v pneumatice dochází ke stlačení a na výstupu z kontaktu k expanzi. Cesta, prostupný bodem na sběrnici v kontaktní rovině l 1, méně než mimo něj l. Proto se bod v rovině kontaktu pohybuje se zrychlením větším, než jakým se pohyboval před kontaktem s povlakem. Přitom úhlová rychlost a v sektorech je prakticky stejná. Proto hrot prochází podél povlaku dráhou určité délky s klouzáním namísto pouhého odvalování.
Rýže. 6.7. Deformace pneumatik kol, které přispívají k opotřebení povlaku:
A - kompresní zóna, B - tahová zóna
Pod vlivem těchto zvýšených tangenciálních napětí v rovině dráhy dochází k otěru povlaku vozidla a pneumatiky. K největším tangenciálním silám a největšímu opotřebení dochází při brzdění vozidla. Řidičské oblečení nákladní automobily přibližně 2x více než při jízdě autem. Čím větší je pevnost potahového materiálu, tím menší a rovnoměrnější je opotřebení potahu po šířce. U povlaků vyrobených z materiálů s nízkou pevností je rychlost opotřebení mnohem vyšší a častěji se tvoří vyjeté koleje a výmoly. Použití vyvřelých hornin pro drcený kámen místo sedimentárních hornin snižuje opotřebení o 60 %. Zvýšení obsahu bitumenu z 5 na 7 % snižuje opotřebení o 50-80 %.
K opotřebení povlaku na vozovce a tloušťce povlaku dochází nerovnoměrně a na povlaku se podél odvalujících se pruhů tvoří otěrové vyjeté koleje, jejichž hloubka se může pohybovat od několika milimetrů do 40-50 mm. V takových vyjetých kolejích se při dešti vytváří výrazná vrstva vody, což vede ke snížení adhezních vlastností povrchu a aquaplaningu.
Průměrné opotřebení v celé oblasti pokrytí h prům, mm, je:
h prům = k× h n, mm, kde (6.1)
k- koeficient nerovnoměrnosti opotřebení je v průměru 0,6-0,7;
h n- velikost opotřebení ve válcovaném pásu, mm.
U pokročilých povlaků se opotřebení měří v mm, u přechodových povlaků také objemem ztráty materiálu v m 3 /km.
Vlastnosti opotřebení nerovných vozovek. Opotřebení hrubého povrchu vozovek se projevuje poklesem výšky a obroušením nerovností makrodrsnosti. Snížení makrodrsnosti povlaků vlivem kol automobilů probíhá ve dvou fázích (viz obr. 7.3). V první fázi, ihned po dokončení stavby, dochází ke snížení drsnosti povlaku v důsledku ponoření zrn drceného kamene nášlapné vrstvy do podkladové povlakové vrstvy. Velikost tohoto ponoru závisí na intenzitě a skladbě pohybu, velikosti drceného kamene a tvrdosti povlaku. Tvrdost nátěru se posuzuje hloubkou ponoření jehly tvrdoměru a u asfaltobetonových vozovek se dělí na: velmi tvrdé - 0-2 mm; tvrdé - 2-5 mm; normální - 5-8 mm; měkký - 8-12 mm; velmi měkký - 12-18 mm. Cementobetonové nátěry jsou absolutně tvrdé.
Stanovení opotřebení povlaku výpočtem. Průměrné snížení tloušťky vozovek za rok v důsledku opotřebení lze určit pomocí vzorce Prof. M.B. Korsunsky (je třeba poznamenat, že tyto studie byly provedeny před více než 50 lety a kvantitativní hodnoty jejich výsledků nejsou příliš použitelné pro moderní silnice a automobily):
h = A + b× B (6.2)
h- roční opotřebení povlaku, mm;
A- parametr, který závisí především na odolnosti nátěru vůči povětrnostním vlivům a klimatické podmínky;
b- indikátor v závislosti na kvalitě (hlavně pevnosti) nátěrového materiálu, stupni jeho vlhkosti, složení a rychlosti pohybu;
V- objem dopravy, miliony hrubých tun ročně; N» 0,001× V (N- intenzita dopravy, vozidla/den).
Opotřebení povlaku pro T let s přihlédnutím ke změnám ve skladbě a intenzitě dopravy v budoucnu geometrická progrese lze určit podle vzorce
kde (6.3)
h T- opotřebení povlaku pro T roky, mm;
N 1 - intenzita dopravy v referenčním roce, vozidla/den;
NA= 1,05-1,07 - koeficient zohledňující změny ve složení pohybu;
q 1 - ukazatel meziročního růstu intenzity dopravy, q 1 > 1,0.
Hodnoty parametrů A A b jsou uvedeny v tabulce. 6.6.
Tabulka 6.6
| Nátěry | A, mm | b, mm/mil hrubé tuny | [h], mm, s přihlédnutím k nerovnoměrnému otěru |
| Asfaltový beton | 0,4-0,6 | 0,25-0,55 | |
| Drcený kámen a štěrk, ošetřený viskózními organickými pojivy, obnoven: | |||
| dvojitá povrchová úprava | 1,3-2,7 | 3,5-5,5 | |
| jediná povrchová úprava | 1,4-2,8 | 4,0-6,0 | |
| Rozbitý kámen: | |||
| z odolný kámen | 4,5-5,5 | 15,0-20,0 | |
| z nízké pevnosti kamenných materiálů | 5,5-6,5 | 19,0-25,0 | |
| Štěrk: | |||
| z odolného štěrku | 3,0-4,0 | 16,0-22,0 | |
| z nízkopevnostního štěrku | 4,0-6,0 | 20,0-30,0 |
Poznámky. 1. Průměrné hodnoty A A b přijato pro komunikace umístěné v zóně mírné vlhkosti (III. silniční klimatická zóna) a postavené z kamenných materiálů, které splňují požadavky norem. 2. Pro komunikace se zlepšenými vozovkami nacházející se v pásmu nadměrné vlhkosti (klimatické pásmo silnic II) jsou akceptovány horní limity a pro silnice umístěné v oblastech se suchým klimatem (klimatické pásma silnic IV a V) jsou akceptovány spodní limity hodnoty jsou přijímány. A A b. 3. Pro cesty s drceným kamenem a štěrkových plochách, který se nachází v zóně nadměrné vlhkosti, akceptujte spodní limity a v oblastech se suchým klimatem - horní limity A A b. 4. Pokud šířka vozovky přesahuje 7,0 m, pak hodnota b snížena o 15 %, a pokud je menší než 6,0 m, pak b zvýšit o 15 %.
V minulé roky Pro zvýšení stability vozidel se začaly používat pneumatiky s hroty nebo řetězy. Zkušenosti ukazují, že to dramaticky zvyšuje opotřebení povrchu vozovky.
V okamžiku kontaktu s povlakem narazí každý hrot vysokou rychlostí. Hrot má velmi malou hmotnost, ale opakované opakování těchto úderů na jednom místě pomáhá zeslabit vrchní vrstvu povlaku. Větší abrazivní účinek má hrot vycházející z kontaktní zóny, kde pneumatika spolu s hrotem klouže po povrchu povlaku a obrušuje jej.
Doba opotřebení asfaltobetonových vozovek při použití pneumatik s řetězy a hřeby se zkracuje 2-3krát. I na površích z vysokopevnostního litého asfaltového betonu na německých dálnicích, po kterých se pohybují vozidla vybavená pneumatikami s hroty, se po 1-2 letech tvoří vyjeté koleje podél válcovaných pásů až do hloubky 10 mm.
Proto v provozních podmínkách ruských silnic používání pneumatik s hřeby a sněhovými řetězy na silnicích běžné použití musí být přísně omezena.
Hodnotu dovoleného opotřebení lze brát jako kritérium pro mezní stav opotřebení povrchu vozovky N a: pro asfaltobetonové vozovky 10-20 mm; pro drcený kámen a štěrk ošetřený organickými pojivy - 30-40 mm; drcený kámen z odolného drceného kamene - 40-50 mm, štěrk - 50-60 mm.
Na základě toho musí organizace údržby komunikací při přejímání komunikací po výstavbě nebo opravě s výztuží vyžadovat od stavebníků, aby povlak měl tloušťku větší, než je vypočtena z pevnostního stavu o velikost dovoleného opotřebení, tzn.
h n = h np + N a, mm, kde (6,5)
h np- vypočtená tloušťka vozovky na základě pevnosti vozovky, mm.
Měření opotřebení. Roční opotřebení ve zlomcích mm cementového betonu, asfaltového betonu a dalších monolitické povlaky měřeno pomocí referenčních hodnot vložených do tloušťky povlaku a měřidla opotřebení. Při tomto způsobu měření opotřebení se nejprve do povlaku umístí referenční misky vyrobené z mosazi. Dno kelímku slouží jako povrch, ze kterého se vyrábí počítání.
Opotřebení se zjišťuje také pomocí desek (značek) lichoběžníkového tvaru z vápence nebo měkkého kovu, zapuštěných do povlaku a spolu s ním obroušených. Pro stanovení opotřebení povlaků lze použít různé typy elektrických nebo georadarových zařízení pro měření tloušťky vrstev ve vrstvených poloprostorech.
Na základě údajů o skutečném opotřebení povlaku a maximálním dovoleném opotřebení se určí koeficient opotřebení povlaku.
KAPITOLA 7. Vzorce změn základních dopravních a provozních charakteristik dálnice
Opotřebení povrchu vozovky - vážný problém pro Rusy. Nepohodlí při řízení, poruchy, nebezpečí - to vše s sebou nese opotřebení vozovky.
Žádný povlak není dokonalý. Tak či onak se musí čas od času vyměnit. I když životnost Ruské silnice mnohem méně než zahraniční, protože jejich kvalita je horší.
Existuje mnoho důvodů, proč dochází k opotřebení vozovky. Tím hlavním je neustálý pohyb vozidel, zejména velkých. Čím horší je kvalita povrchu vozovky, tím více počet projíždějících vozidel ovlivňuje míru opotřebení. Cesty pokryté bitumenové směsi, jako je asfalt, může v horkém počasí měknout. Výsledkem jsou vlny a rázy způsobené dopadem dopravy. V zimní období, vlivem chladu může povrch vozovky naopak popraskat.
Tam, kde se povrch vozovky setkává s krajnicemi, je možné poškození okraje vozovky; to platí pro případy, kdy nejsou osazeny výztužné pásy.
Betonové a kamenné konstrukce časem zvětrávají. Voda, která se dostane do pórů a prasklin kamene, může zmrznout a roztáhnout se a způsobit zborcení zdiva.
Opotřebení se nelze vyhnout, bez ohledu na to, jak kvalitní je povlak. Pokud je konstruován bez použití pojiv, mohou být částice za suchého počasí vyraženy kolečky, nebo vymývány vodou za deštivého počasí. Ty krytiny, které se staví pomocí pojiv organická hmota, opotřebovává se povrchovým oděrem pohybujícími se vozidly.
Aby bylo možné správně a včas obnovit povrch vozovky, je nutné vypočítat stupeň jeho opotřebení. Například opotřebení vozovky za rok lze zjistit pomocí vzorce a + BT, kde a je opotřebení vlivem deště a jiných atmosférických jevů, B je parametr opotřebení a T je intenzita zatížení, měřená v milionech brutto tun za rok, kromě zimy.
Pokud je znám součinitel pevnosti, pak je možné jednoduše přiřadit stavební opatření vozovky v souladu s požadavky na provoz. Více vysoce kvalitní nátěr vydrží déle a je třeba jej méně často opravovat.
Jsou známy vady povrchu vozovky, jako jsou výmoly a praskliny. Často dochází k vlnobití, když se prudce mění hladina asfaltu, nebo k dlouhým hlubokým prohlubním tvořeným nákladními auty. Řidič je povinen pečlivě sledovat vozovku a pokud možno volit způsoby, jak se vyhnout problémovým oblastem.
Největší vliv na opotřebení povlaků mají jedoucí auta. Pod zatížením přenášeným na kolo dochází k deformaci pneumatiky (obr. 6.7). V tomto případě na vstupu pneumatiky do kontaktní zóny s povlakem v pneumatice dochází ke stlačení a na výstupu z kontaktu k expanzi. Dráha, kterou urazí bod na pneumatice v kontaktní rovině ℓ 1, je menší než mimo ni ℓ. Proto se bod v rovině kontaktu pohybuje se zrychlením větším, než jakým se pohyboval před kontaktem s povlakem. Přitom úhlová rychlost a v sektorech je prakticky stejná. Proto hrot prochází podél povlaku dráhou určité délky s klouzáním namísto pouhého odvalování.
Pod vlivem těchto zvýšených tangenciálních napětí v rovině dráhy dochází k otěru povlaku vozidla a pneumatiky. K největším tangenciálním silám a největšímu opotřebení dochází při brzdění vozidla. Opotřebení při řízení nákladních vozidel je přibližně 2x větší než při jízdě osobních automobilů. Čím větší je pevnost potahového materiálu, tím menší a rovnoměrnější je opotřebení potahu po šířce. U povlaků vyrobených z materiálů s nízkou pevností je rychlost opotřebení mnohem vyšší a častěji se tvoří vyjeté koleje a výmoly. Použití vyvřelých hornin pro drcený kámen místo sedimentárních hornin snižuje opotřebení o 60 %. Zvýšení obsahu bitumenu z 5 na 7 % snižuje opotřebení o 50-80 %.
Tabulka 6.5
Nejčastější deformace a destrukce cementobetonových vozovek dálnic
| Pohled | Charakteristika a povaha distribuce | Většina pravděpodobné důvody vznik |
| A. Deformace a destrukce povlaku | ||
| Trhliny | 1. Příčně přes: | |
| a) technologické | Předčasný a nekvalitní řez dilatační spáry | |
| b) provozní | Změna teploty povlaku, když je vzdálenost mezi kompresními a dilatačními spárami větší než přípustná; provoz vozidel s nákladem nad nosná kapacita nátěry; aplikace zatížení se slabým kontaktem povlaku s podkladem | |
| 2. Příčná plocha | Dopad Vozidlo když se desky deformují v důsledku nerovnoměrného rozložení teploty po tloušťce povlaku | |
| 3. Příčně na okrajových částech desek podél švů | Špatná kvalita řezání dilatačních spár; nesprávná instalace kolíkových spojů | |
| 4. Podélný průchozí | Vady v konstrukci podélných švů; heterogenní deformace podloží | |
| 5. Šikmé rohy desek | Nedostatečný kontakt desky s podkladem; zvýšené napětí v desce při průjezdu vozidel | |
| 6. Vlasy se zmenšují | Špatný výběr sestavy betonová směs; nedodržování pravidel pro péči o betonové povrchy; nedostatečná ochranná vrstva betonu přes výztuž | |
| Vertikální posuny desek | Tvorba nepravidelností (římsy, poklesy) | Špatné zhutnění podkladové půdy nebo základů; zvedání půdy v zimě; vymytí základního materiálu zpod nátěru |
| Zlomení okrajů desek | Lokální kolaps a kolaps povrchu hran v oblasti dilatačních spár. Vylamování okrajů desek | Žádné dilatační spáry; ucpání dilatačních spár; přítomnost říms mezi sousedními deskami |
| Zničení výplně spár | Odštípnutí těsnicího materiálu, jeho odstranění ze švu koly automobilů | Stárnutí těsnicího materiálu; špatná deformovatelnost při záporné teploty; nízká tepelná odolnost; výrazné vertikální a horizontální posuny okrajů desek |
| Deformování desek | Ztráta podélné stability povlakových desek | Nedostatek svobody pohybu desek při teplotním namáhání; špatná kvalita tupých spojů; velké roční výkyvy teploty vzduchu |
| B. Deformace a destrukce povrchu desek s dostatečnou pevností vozovky | ||
| opotřebení (oděr) | Snížení tloušťky povlaku při vystavení vozidlům. Vyskytuje se v oblastech, kde auta brzdí, na svazích, před zatáčkami, na křižovatkách, v oblastech s intenzivním hustým provozem. | Nedostatečná odolnost povlaku proti opotřebení |
| Loupání a odlupování | Loupání vloček cementového kamene s následným štípáním kameniva do hloubky až 40 mm: Continuous Focal Podél švů | Porušení technologie přípravy a pokládky betonových směsí; nízká kvalita péče o tvrdnoucí beton; použití rozmrazovacích chemikálií, brzké zmrznutí nátěrového betonu; kombinace intenzivního zatížení kol (zejména u pneumatik s hroty) s častými cykly střídavého zmrazování a rozmrazování betonu |
| Výmoly | Lokální destrukce oválu a kulatý tvar o průměru 5-10 cm v půdorysu a hloubce do 10 cm | Nedostatečná odolnost povlaku vůči tangenciálním silám z vozidel; slabá přilnavost cementového kamene k kamenivu; přítomnost špinavého a mrazuvzdorného kameniva v betonu; špatná kvalita zhutnění jednotlivých oblastí povlaku |
| Dřezy | Místní zničení povlaku. Mají stejný tvar jako výmoly, ale jsou menší velikosti. | Použití nemrazuvzdorného hrubého kameniva; nekvalitní úprava povrchu nátěru a nedostatečné zhutnění betonové směsi |
| B. Destrukce vozovky | ||
| Přestávky | Úplná destrukce povrchu vozovky s prudkým zkreslením příčného profilu | Nízká pevnost vozovky ve srovnání s pevností vyžadovanou dopravními podmínkami |
| Prověšení a otoky | Ostré deformace profilu povlaku, doprovázené podélnými a šikmými protínajícími se trhlinami | Podmáčení podzemních půd; přítomnost nadměrných půd; hluboké promrzání podloží |
Rýže. 6.7. Deformace pneumatik kol, které přispívají k opotřebení povlaku:
A - kompresní zóna, B - tahová zóna
K opotřebení povlaku na vozovce a tloušťce povlaku dochází nerovnoměrně a na povlaku se podél odvalujících se pruhů tvoří otěrové vyjeté koleje, jejichž hloubka se může pohybovat od několika milimetrů do 40-50 mm. V takových vyjetých kolejích se při dešti vytváří výrazná vrstva vody, což vede ke snížení adhezních vlastností povrchu a aquaplaningu.
Průměrná hodnota opotřebení na celé ploše povlaku h CP, mm, je:
h CP = k×h N, mm, kde (6.1)
k je koeficient nerovnoměrného opotřebení, v průměru 0,6-0,7;
h N - velikost opotřebení ve válcovaném pásu, mm.
U pokročilých povlaků se opotřebení měří v mm, u přechodových povlaků také objemem ztráty materiálu v m 3 /km.
Vlastnosti opotřebení nerovných vozovek. Opotřebení hrubého povrchu vozovek se projevuje poklesem výšky a obroušením nerovností makrodrsnosti. Snížení makrodrsnosti povlaků vlivem kol automobilů probíhá ve dvou fázích (viz obr. 7.3). V první fázi, ihned po dokončení stavby, dochází ke snížení drsnosti povlaku v důsledku ponoření zrn drceného kamene nášlapné vrstvy do podkladové povlakové vrstvy. Velikost tohoto ponoru závisí na intenzitě a skladbě pohybu, velikosti drceného kamene a tvrdosti povlaku. Tvrdost nátěru se posuzuje hloubkou ponoření jehly tvrdoměru a u asfaltobetonových vozovek se dělí na: velmi tvrdé - 0-2 mm; tvrdé - 2-5 mm; normální - 5-8 mm; měkký - 8-12 mm; velmi měkký - 12-18 mm. Cementobetonové nátěry jsou absolutně tvrdé.
Stanovení opotřebení povlaku výpočtem. Průměrné snížení tloušťky vozovek za rok v důsledku opotřebení lze určit pomocí vzorce Prof. M.B. Korsunsky (je třeba poznamenat, že tyto studie byly provedeny před více než 50 lety a kvantitativní hodnoty jejich výsledků nejsou příliš použitelné pro moderní silnice a automobily):
h = a + b × B (6,2)
h = a + , kde (6.3)
h - roční opotřebení povlaku, mm;
a je parametr, který závisí především na odolnosti nátěru proti povětrnostním vlivům a klimatických podmínkách;
b je ukazatel závislý na kvalitě (hlavně pevnosti) nátěrového materiálu, stupni jeho vlhkosti, složení a rychlosti pohybu;
B - objem dopravy, miliony hrubých tun za rok; N»0,001×V (N - intenzita dopravy, vozidla/den).
Opotřebení vozovky za T let s přihlédnutím ke změnám skladby a intenzity dopravy v budoucnu v geometrickém postupu lze určit vzorcem
h Т = a×T + × , kde (6.4)
h T - opotřebení povlaku za T let, mm;
N 1 - intenzita dopravy v původním roce, vozidla/den;
K=1,05-1,07 - koeficient zohledňující změny ve složení pohybu;
q 1 je ukazatelem ročního nárůstu intenzity dopravy, q 1 >1,0.
Hodnoty parametrů aab jsou uvedeny v tabulce. 6.6.
V posledních letech se pro zlepšení stability vozidla začaly používat pneumatiky s hřeby nebo řetězy. Zkušenosti ukazují, že to dramaticky zvyšuje opotřebení povrchu vozovky.
Tabulka 6.6
Poznámky. 1. Průměrné hodnoty aab se berou pro komunikace umístěné v zóně mírné vlhkosti (III. silniční klimatická zóna) a postavené z kamenných materiálů, které splňují požadavky norem. 2. Pro komunikace se zlepšenými vozovkami nacházející se v pásmu nadměrné vlhkosti (klimatické pásmo silnic II) jsou akceptovány horní limity a pro silnice umístěné v oblastech se suchým klimatem (klimatické pásma silnic IV a V) jsou akceptovány spodní limity hodnoty a a b. 3. Pro silnice s povrchem z drceného kamene a štěrku, které se nacházejí v oblasti s nadměrnou vlhkostí, jsou akceptovány spodní limity a v oblastech se suchým klimatem - horní limity a a b. 4. Pokud šířka vozovky přesáhne 7,0 m, pak se hodnota b sníží o 15 %, a pokud je menší než 6,0 m, pak se b zvýší o 15 %.
V okamžiku kontaktu s povlakem narazí každý hrot vysokou rychlostí. Hrot má velmi malou hmotnost, ale opakované opakování těchto úderů na jednom místě pomáhá zeslabit vrchní vrstvu povlaku. Větší abrazivní účinek má hrot vycházející z kontaktní zóny, kde pneumatika spolu s hrotem klouže po povrchu povlaku a obrušuje jej.
Doba opotřebení asfaltobetonových vozovek při použití pneumatik s řetězy a hřeby se zkracuje 2-3krát. I na površích z vysokopevnostního litého asfaltového betonu na německých dálnicích, po kterých se pohybují vozidla vybavená pneumatikami s hroty, se po 1-2 letech tvoří vyjeté koleje podél válcovaných pásů až do hloubky 10 mm.
Proto by za provozních podmínek ruských silnic mělo být používání pneumatik s hřeby a sněhovými řetězy na veřejných komunikacích přísně omezeno.
Jako kritérium pro mezní stav opotřebení povrchu vozovky lze vzít hodnotu dovoleného opotřebení NI: pro asfaltobetonové vozovky 10-20 mm; pro drcený kámen a štěrk ošetřený organickými pojivy - 30-40 mm; drcený kámen z odolného drceného kamene - 40-50 mm, štěrk - 50-60 mm.
Na základě toho musí organizace údržby komunikací při přejímání komunikací po výstavbě nebo opravě s výztuží vyžadovat od stavebníků, aby povlak měl tloušťku větší, než je vypočtena z pevnostního stavu o velikost dovoleného opotřebení, tzn.
h P = h PR + H I, mm, kde (6,5)
h PR - vypočtená tloušťka vozovky na základě pevnosti vozovky, mm.
Měření opotřebení. Roční opotřebení ve zlomcích mm cementového betonu, asfaltového betonu a jiných monolitických vozovek se měří pomocí měřítek vložených do tloušťky vozovky a měřidla opotřebení. Při tomto způsobu měření opotřebení se nejprve do povlaku umístí referenční misky vyrobené z mosazi. Dno kelímku slouží jako povrch, ze kterého se vyrábí počítání.
Opotřebení se zjišťuje také pomocí desek (značek) lichoběžníkového tvaru z vápence nebo měkkého kovu, zapuštěných do povlaku a spolu s ním obroušených. Pro stanovení opotřebení povlaků lze použít různé typy elektrických nebo georadarových zařízení pro měření tloušťky vrstev ve vrstvených poloprostorech.
Na základě údajů o skutečném opotřebení povlaku a maximálním dovoleném opotřebení se určí koeficient opotřebení povlaku.
ODM 218.3.082-2016
METODICKÝ DOKUMENT PRŮMYSLOVÉ SILNICE
Předmluva
1 VYVINUTO federální státní rozpočtovou vzdělávací institucí vysokoškolské vzdělání„Moskevský automobilový a dálniční stát Technická univerzita(MADI)".
Kolektiv autorů: Dr. Tech. vědy V.V.Ushakov, Ph.D. tech. vědy M.G Goryachev, Ph.D. tech. vědy S.V. Lugov, inženýr A. Kudrjavcev.
2 PŘEDSTAVENO Oddělením vědeckotechnického výzkumu a informační podpory Rosavtodoru
3 PŘIJATO nařízením Spolkové silniční agentury ze dne 02.03.2017 N 142-r
5 POPRVÉ PŘEDSTAVENO
1 oblast použití
1 oblast použití
Tato doporučení jsou určena k provádění prací na projektování, výstavbě, rekonstrukci, generálních opravách, opravách a údržbě úseků federálních dálnic.
Metodická doporučení jsou zaměřena na stanovení četnosti prací na montáži nášlapných vrstev a ochranných vrstev instalovaných při výstavbě, rekonstrukci, generální oprava, opravy a údržba dálnic.
2. Normativní odkazy
1. GOST 33220-2015. Veřejné silnice. Požadavky na provozní stav.
2. GOST 9128-2009. Asfaltové betonové směsi pro silniční, letištní a asfaltový beton. Technické podmínky.
3. GOST 31015-2002. Směsi asfaltového betonu a asfaltobetonové drtě-tmelu. Technické podmínky.
4. GOST 33133-2014. Veřejné komunikace. Viskózní ropné silniční bitumeny. Technické požadavky.
5. GOST R 52128-2003. Silniční asfaltové emulze. Technické podmínky.
6. GOST 33078-2014. Veřejné komunikace. Metody měření adheze kola automobilu k povrchu.
3. Zkratky
V těchto doporučeních se používají následující zkratky:
BMO: Bitumen-minerální otevřené směsi.
LEMS: Lité emulzně-minerální směsi.
SHPO: Hrubá povrchová úprava.
SMA: Drcený kámen-litý asfaltový beton.
SMAS: Drcený kámen-tmel asfaltobetonová směs.
4. Termíny a definice
4.1. Dálnice- zařízení dopravní infrastruktury určené k pohybu vozidel včetně pozemků v hranicích přednosti dálnice a stavebních prvků na nich nebo pod nimi (podloží vozovky, povrch vozovky a podobné prvky) a pozemních staveb, které jsou jeho technologická část, - ochranné stavby vozovek, stavby umělé vozovky, výrobní objekty, prvky stavby vozovek.
4.2. Asfaltový beton- hutněná asfaltobetonová směs.
4.3. Asfaltová betonová směs- racionálně zvolená směs minerální materiály[drcený kámen (štěrk) a písek s nebo bez minerálního prášku] s bitumenem, odebrané v určitých poměrech a smíchané v zahřátém stavu.
4.4. Bitumen-minerální otevřené směsi (BMO)- směsi s vysokým obsahem drceného kamene (55-85%), poskytující rámovou strukturu vrstvy a povrch s vysokými parametry drsnosti.
4.5. Vrchní krycí vrstva - konstrukční prvek horní část vozovky, která přímo přijímá síly od kol vozidel a je přímo vystavena atmosférickým vlivům. Na povrch nátěru lze instalovat ochranné vrstvy pro prodloužení jeho životnosti a obnovení přepravních a provozních kvalit.
4.6. Vyrovnávací vrstva- vrstva nanesená na podklad nebo stávající nátěr včetně po frézování tak, aby byly v souladu s požadavky na rovinnost, aby byly zajištěny technologické a provozní parametry nově instalovaných nadložních vrstev.
4.7. Cestovní oblečení- konstrukční prvek dálnice, který pohlcuje zatížení od vozidel a přenáší je na vozovku.
4.8. Ochranná vrstva
- vrstva o tloušťce nejvýše 4 cm určená k ochraně podkladové vrstvy asfaltobetonové vozovky před přímým nárazem kol silniční doprava a komplex povětrnostních a klimatických faktorů. Ochranná vrstva se nebere v úvahu při výpočtu konstrukčních vrstev vozovek a během provozu podléhá periodické obnově.
4.9. Ochranná vrstva využívající technologii vytváření tenkých otěruvzdorných vrstev horkých bitumen-minerálních směsí- vrstva o tloušťce 1,5-3,0 cm se zvýšenými třecími a hydroizolačními vlastnostmi z horké bitumen-minerální směsi položené přes předem nanesenou membránu z bitumen-latexové kationtové emulze.
4.11. Lité emulzní a minerální směsi (LEMS)- směs lité konzistence sestávající z bitumenová emulze, kamenný materiál, minerální plnivo, voda a speciální přísady, vybrané v určitých poměrech, smíchané pomocí speciálního zařízení.
4.12. Nosná vrstva- vrchní uzavírací vrstva vozovky, která přímo absorbuje nárazy kol vozidla a povětrnostní a klimatické faktory. Za provozu vyhrazeno pravidelné obnově.
Při absenci ochranné vrstvy horní vrstva povlak působí jako nášlapná vrstva. V tomto případě je nášlapná vrstva zohledněna při výpočtu konstrukčních vrstev vozovek a její tloušťka musí být snížena o velikost maximální přípustné příčné nerovnosti podle platných předpisů. regulační dokumenty technický předpis.
4.13. Hrubá povrchová úprava (RST)- technologie pro vytváření ochranné vrstvy naléváním organických pojiv na povrch nátěru a distribucí odolných kamenných materiálů se zhutněním.
4.14.
Drcený kámen litý asfaltový beton (SMA)- hutněná drcená směs asfaltového tmelu.
4.15.
Drcený kámen-litý asfalt betonová směs (SCMAS)- racionálně zvolená směs minerálních materiálů (drcený kámen, písek z drcení shrabků a minerální prášek), silniční bitumen (s polymerem nebo jinými přísadami nebo bez nich) a stabilizační přísada, odebraná v určitých poměrech a smíchaná v zahřátém stavu.
5. Obecná ustanovení
5.2. Jako ochrannou vrstvu lze použít tenké otěruvzdorné nátěry vyrobené z horkých bitumen-minerálních směsí, litých emulzně-minerálních směsí, bitumen-minerálních otevřených směsí (BMO) a hrubých povrchových úprav (RST).
5.3 Hrubé povrchové úpravy (RST) zahrnují:
- jednorázová povrchová úprava prováděná oddělenou nebo současnou aplikací organického pojiva a minerálního materiálu;
- dvojitá povrchová úprava.
5.4 Rozhodnutí o instalaci ochranné vrstvy by mělo být učiněno na základě studie proveditelnosti bez ohledu na fázi životního cyklu komunikace.
5.5 Nášlapná vrstva by měla být obnovena během provozu dálnice jejím nahrazením novou vrstvou stejné tloušťky vyrobenou z materiálů, které nejsou horší ve své kvalitě. fyzikální a mechanické vlastnosti materiál restaurované vrstvy.
5.6. Zadání prací na montáži nášlapných a ochranných vrstev na exploatovaných úsecích dálnic musí předcházet prověření stavu stávajícího povrchu vozovky.
5.7. Na základě výsledků průzkumu jsou předepsány přípravné (předběžné) silniční práce. Přípravné práce na silnici mohou zahrnovat:
Odstranění malých defektů s nízkou frekvencí opakování (výmoly, praskliny, vlny, prověšení, promáčkliny atd.). Podle ODN 218.0.006-2002 „Pravidla pro diagnostiku a hodnocení stavu dálnic“ je vážený průměr skóre takového pokrytí minimálně 3,5. V čem přípustné rozměry vady by neměly překročit rozměry stanovené GOST 33220-2015.
Montáž vyrovnávací vrstvy z asfaltobetonové směsi. Je předepsáno v případě snížení podélné rovnosti povlaku na maximální přípustné hodnoty v souladu s požadavky GOST 33220-2015 a.
Odstraňování vyjetých kolejí. Přiděleno v souladu s „Doporučeními pro identifikaci a odstranění vyjetých kolejí na netuhých vozovkách“. Kritéria pro jmenování podobná díla je snížit příčnou rovnost povlaku na maximálně přípustné hodnoty.
Frézování povrchu s následnou pokládkou asfaltobetonových vrstev. Frézování na tloušťku povlakové vrstvy lze provádět při instalaci nášlapné vrstvy asfaltového betonu. Toto opatření by mělo být použito v případě snížení podélné a/nebo příčné rovinnosti vozovky na maximálně přípustné hodnoty, avšak s požadavkem dodržení návrhových převýšení nebo nevyhovujícího stavu samotné vozovky (vážený průměr skóre menší než 3.5) - viz tabulka 1.
5.8. Četnost prací na montáži nášlapných vrstev a ochranných vrstev je stanovena na základě skutečné průměrné roční denní intenzity dopravy v fyzikální jednotky, založeno podle údajů automatizované body s přihlédnutím k intenzitě dopravy. V případě jejich nepřítomnosti by měl být záznam dopravy prováděn měsíčně, jednou ve všední dny a víkendy (svátky), po dobu 2 hodin nepřetržitého pozorování v intervalu od 10.00 do 18.00 hodin. Výsledek 2hodinového měření se převádí na denní intenzitu pomocí vzorce:
Kde je denní intenzita dopravy, vozidla;
- intenzita dopravy 2h měření, aut.
Průměrná měsíční denní intenzita dopravy se určí pomocí vzorce:
Kde je průměrná měsíční denní intenzita dopravy, vozidla;
a - denní intenzita dopravy ve všední dny a o víkendech (svátcích), resp.
a - počet pracovních dnů a víkendů (svátků) v daném účetním měsíci.
Průměrná roční denní intenzita dopravy se určuje podle vzorce:
Kde je průměrná roční denní intenzita dopravy, vozidla;
- součet průměrné měsíční denní intenzity dopravy za vykazovaný rok, autor
Je povoleno stanovit průměrnou roční denní intenzitu dopravy za neúplný ohlašovací rok, ale ne méně než na základě výsledků účtování za devět měsíců.
5.9. Stanovení intenzity dopravního proudu po nejfrekventovanějším jízdním pruhu se provádí na základě údajů ze systematického zaznamenávání provozu vozidel popř. oddělené pruhy provozu, nebo podle vzorce s přihlédnutím k počtu jízdních pruhů:
Kde je průměrná roční denní intenzita dopravy podél nejvytíženějšího jízdního pruhu, vozidla;
- koeficient pásma (tabulka 1).
Tabulka 1 - Hodnoty koeficientu šířky pásma
|
Počet jízdních pruhů |
||||||
|
Faktor šířky pásma |
5.10. Na základě údajů o skutečné průměrné roční denní intenzitě dopravy na nejvytíženějším jízdním pruhu je prováděn monitoring, aby byla zajištěna shoda skutečné životnosti nášlapné nebo ochranné vrstvy s požadavky předpisů. V případě nesouladu jsou identifikovány důvody neshody, aby bylo možné přijmout opatření ke splnění regulačních požadavků na období generálních oprav.
6. Četnost prací na montáži nášlapných vrstev a ochranných vrstev povrchu vozovky
6.1. Asfaltové betonové směsi musí splňovat požadavky GOST 9128-2009.
6.4. Četnost prací na instalaci nášlapných vrstev a ochranných vrstev je uvedena v tabulkách 2...12.
6.5. Práce na instalaci hrub povrchová úprava Doporučuje se provádět na silnicích III-V kategorie, kdy intenzita dopravního proudu v nejvytíženějším jízdním pruhu nepřesahuje 5000 aut/den.
Četnost práce je uvedena v tabulce 2.
Tabulka 2 - Četnost prací na instalaci hrubé povrchové úpravy
|
Skutečná intenzita dopravního proudu v nejvytíženějším jízdním pruhu, vozidla/den |
Četnost prací pro silniční klimatické zóny, roky |
||||
| prostředky NEBUDOU strženy z vašeho účtu a neobdržíme potvrzení o platbě. V tomto případě můžete nákup dokladu zopakovat pomocí tlačítka vpravo. Došlo k chybě Platba nebyla dokončena z důvodu technické chyby, hotovost z vašeho účtu | |||||
Opotřebení povlaků a jeho příčiny. Na opotřebení povlaků mají největší vliv jedoucí vozidla. Pneumatika se při zatížení deformuje, stlačuje v oblasti kontaktu s povlakem a roztahuje se mimo kontakt (obr. 5.8).
rýže. 5.8. Vzorek oděru pneumatiky: A- kompresní zóna; B - stretch zóna
Dráha bodu na pneumatice v kontaktní rovině l o 1 méně než mimo něj l se bod pohybuje se zrychlením větším než pohyb před kontaktem s povlakem. Přitom úhlová rychlost α v sektorech je téměř stejná. Proto hrot prochází podél povlaku dráhou určité délky s klouzáním namísto pouhého odvalování. Pod vlivem těchto zesílený tangenciální napětí v rovině dráhy opotřebovávají povlak a pneumatiky. K největším tangenciálním silám a největšímu opotřebení dochází při brzdění vozidla. Opotřebení nákladních vozidel je přibližně 2x větší než u osobních automobilů. Čím větší pevnost, tím menší a rovnoměrnější opotřebení povlaku po celé jeho šířce.
U povlaků vyrobených z materiálů s nízkou pevností je rychlost opotřebení mnohem vyšší a častěji se tvoří vyjeté koleje a výmoly.
Průměrné opotřebení po celé ploše pokrytí (mm)
h průměr = Kh n, (5,2)
Kde NA- koeficient nerovnoměrného opotřebení (průměr NA= 0,6 ÷ 0,7); h n – opotřebení ve válcovaném pásu, mm.
Opotřebení pokročilých povlaků se měří v milimetrech a přechodových povlaků také množstvím ztraceného materiálu.
Vlastnosti opotřebení hrubých povlaků. Jejich opotřebení se projevuje poklesem výšky a obroušením nerovností makrodrsnosti.
Snížení makrodrsnosti povlaků vlivem kol automobilů probíhá ve dvou fázích. V první fázi, ihned po dokončení stavby, dochází ke snížení drsnosti nátěru v důsledku ponoření drceného kamene do podkladní vrstvy nátěru. Velikost tohoto ponoru závisí na intenzitě a složení pohybu, velikosti drceného kamene a tvrdosti povlaku, která se posuzuje podle hloubky ponoru jehly tvrdoměru; asfaltobetonové vozovky mohou být velmi tvrdé - 0-2 mm, tvrdé - 2-5 mm, normální - 5-8 mm, měkké - 8-12 mm, velmi měkké - 12-18 mm. Cementobetonové nátěry jsou absolutně tvrdé.
Podle Ph.D. tech. Sciences M.V. Nemchinov, obecný pokles makrodrsnosti lze popsat rovnicí
R průměr = ae–b m+ C, (5.3)
kde m je počet projíždějících aut; A,před naším letopočtem– koeficienty v závislosti na velikosti drceného kamene, tvrdosti povlaku a složení dopravního proudu.
Stanovení opotřebení povlaku výpočtem. Průměrné snížení tloušťky povlaku za rok v důsledku opotřebení lze určit pomocí vzorce Prof. M. B. Korsunský
h = a + bB(5.4)
h = a + bN/1000, (5.5)
Kde A - parametr, který závisí především na odolnosti nátěru proti povětrnostním vlivům a klimatických podmínkách; b – indikátor, který závisí na kvalitě (hlavně pevnosti) nátěrového materiálu, stupni jeho vlhkosti, složení a rychlosti pohybu; V- objem dopravy, miliony tun hrubého ročně; N- intenzita dopravy, vozidla/den ( N ≈ 0,001 V).
Opotřebení povlaku pro T let se zohledněním změn ve složení a intenzitě toku v budoucnu v geometrickém postupu
(5.6)
Kde N 1-intenzita dopravy v referenčním roce, vozidla/den; NA= 1,05 ÷ 1,07 - koeficient zohledňující změny ve složení toku; q 1– ukazatel meziročního růstu intenzity dopravy
V posledních letech se pro zlepšení stability vozidla používají pneumatiky s hřeby a řetězy. Při použití s řetězy a hroty se asfaltobetonové povrchy opotřebovávají 2-3krát rychleji. I na površích z vysokopevnostního litého asfaltového betonu na dálnicích v Německu, kde se používají pneumatiky s hřeby, se po jedné až dvou zimách tvoří podél valivých pásů vyjeté koleje až do hloubky 10 mm. Proto by v podmínkách SSSR mělo být používání pneumatik s hřeby a sněhovými řetězy na veřejných komunikacích přísně omezeno.
Jako kritérium pro mezní stav nátěru z hlediska opotřebení můžeme vzít velikost dovoleného opotřebení R pro nátěry: asfaltový beton - 10-20 mm; drcený kámen (štěrk), ošetřený organickým pojivem, -30-40 mm; drcený kámen z odolného drceného kamene - 40-50 mm; štěrk - 50-60 mm.
Měření opotřebení. Roční opotřebení cementových, asfaltobetonových a jiných monolitických vozovek se měří pomocí měřítek umístěných v tloušťce vozovky a měřidla opotřebení. Při tomto způsobu měření opotřebení se nejprve do povlaku umístí referenční misky vyrobené z mosazi. Dno kelímku slouží jako povrch, ze kterého se vyrábí počítání. Opotřebení se zjišťuje také pomocí desek (značek) lichoběžníkového tvaru z vápence nebo měkkého kovu, zapuštěných do povlaku a spolu s ním obroušených.
Pro stanovení opotřebení povlaků se používají různé typy elektrických zařízení pro měření tloušťky vrstev ve vrstvených poloprostorech. Například v Německu používají elektromagnetické zařízení stratotest, založené na odrazu elektromagnetické vlny. Podobné zařízení bylo vyvinuto také v leningradské pobočce Sojuzdornia.
Související informace.
