все записи



Дата: 07.11.2010
«Вестник строительного комплекса» № 71
Рубрика: ***

Дорожная инфраструктура: движение по колее


Резкое увеличение количества автотранспорта и принципиальное изменение его состава поставили перед дорожным сообществом региона задачи, которые можно решить только совместными усилиями ученых-теоретиков, владельцев дорог и производственных предприятий. К сожалению, за последние 20 лет на Северо-Западе России утеряна возможность заниматься теоретическими задачами – утрачен людской потенциал, а задачи, стоящие перед производственниками, мало способствуют развитию теоретических наук.

Образование колейности на проезжей части дорог заказчиками не прогнозировалось. В предыдущие 10 лет вопрос сдвигоустойчивости асфальтобетона для верхних слоев покрытий решался посредством применения высококачественных асфальтобетонных смесей, изготовленных из прочных основных горных пород, обладающих высокой адгезией с битумами. Битумы для верхних слоев покрытий в Санкт-Петербурге изготавливались из высокосмолистой нефти и гарантировали 8-10 лет работы качественно выполненного покрытия.

В последние годы ситуация резко изменилась вследствие увеличения интенсивности движения транспорта до 10-16 тыс. автомобилей в сутки на полосу движения, как это наблюдается на Кольцевой дороге вокруг Санкт-Петербурга, а также на подходах к Санкт-Петербургу дорог «Россия», «Скандинавия», «Нарва», «Кола». Законы диалектики действуют – количество переходит в качество: меняются законы работы дорожного покрытия под воздействием большегрузных автомобилей массой до 70 тонн и интенсивного движения легковых автомобилей с шипами на колесах на высоких скоростях .

Как известно, колея может возникнуть от нескольких причин: от недостаточной несущей способности дорожной конструкции ( как в пос. Сертолово летом 2010 года), излишне пластичных асфальтобетонов (дорога «Скандинавия» км 66-68 км) и от естественного износа ( КАД).

Разрушение покрытия вследствие износа представляет собой сложное явление, зависящее от многих факторов – условий движения транспорта (состава, интенсивности и скорости движения), характеристик транспортных средств (размера отпечатка колеса, давления воздуха в шинах, рисунка протектора, наличия шипов), атмосферных условий, прочности материала покрытия на износ, прочности дорожной одежды.

Как известно, износ покрытия не одинаков по ширине проезжей части. Распределение проходов колес по ширине покрытия носит неравномерный характер, но, в особых условиях ( влияние разметки на распределение потока, загрузка дороги и др.) транспорт движется «след в след», что ускоряет износ покрытия.

Кроме того, скорость износа зависит от ровности и прочности покрытия. При движении по неровному покрытию (наличие впадин и возвышений) колеса автомобиля перемещаются с ударами и проскальзыванием, что способствует усилению их разрушающего воздействия. Интенсивность износа зависит также от скорости движения, поскольку увеличение скорости повышает динамический эффект, особенно на неровных покрытиях. В то же время износ верхнего слоя покрытия происходит тем равномернее, чем больше прочность дорожной одежды.

Вследствие большой сложности явления износа и влияния на него многочисленных факторов в настоящее время не имеется отечественного нормативного метода расчета величины износа. Действующий нормативный срок службы покрытия назначен и рассчитан на усредненную интенсивность движения транспорта без учета влияния шипованной резины. Однако абразивное разрушительное воздействие шипованных шин на дорожное покрытие во много раз превышает воздействие других видов воздействий. За зимний период в Санкт-Петербурге износ шипованными ши-нами по данным наблюдений на магистралях с интенсивным движением легкового транспорта составляет 14-18 мм.

Большинство исследований, связанных с использованием шипов, проведено в Финляндии. В США так же изучали ситуацию с усиленным износом дорожного покрытия шипами. Результатом исследования является ограничение массы шипа. Так, расчеты и эксперименты показали, что при массе шипа не более 1,1 грамма потенциальное снижение срока службы покрытий уменьшается на 36% по сравнению с использованием традиционно применяемого обычного шипа. Водителям можно предложить множество вариантов обеспечения безопасного движения в зимний период (использование зимней шины без шипов, использование инновационных шин, шипы массой до 1,1 грамма, использование легковым транспортом цепей противоскольжения).

Другим способом снизить скорость образования колеи износа является применение модифицированных битумов для приготовления асфальтобетона. В лаборатории ОАО «АБЗ-1» уже 3 года ведутся работы по выбору наиболее экономически целесообразного состава вяжущего для приготовления асфальтобетона для магистралей с высокой интенсивностью движения транспорта.

В 2008 году ОАО «АБЗ-1» был приобретен комплект оборудования, состоящий из роликового уплотнителя и термокамеры с движущимся колесом, в соответствии с методом EN12697.22 -:2003. Данные испытания определяют восприимчивость асфальтобетонных материалов к деформации с помощью колеи, образуемой под действием повторяющихся проходов нагруженного колеса при температуре +60° С, поддерживающейся с помощью воздуха, в устройстве «Wheel Traker».

Испытания проводятся с образцами - пластинами асфальтобетона (300х300 х50 мм), приготовленными в лабораторных условиях при помощи роликового уплотнителя «Roller Compactor» и выдержанными в течение 48 часов, либо выпиленными из дорожного покрытия. Средние значения измеренной глубины колеи образцов, приготовленных в лабораторных условиях из мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа А марки I на габбро-амфиболитовом щебне с различными вяжущими, приведены в таблице 1.

Сравнение представленных смесей отчетливо показывает улучшение свойств устойчивости к деформации рассматриваемого верхнего слоя дорожного покрытия при введении различных модифицирующих добавок. Считаем целесообразным применение различных добавок для дорог с высокой интенсивностью движения и нагрузок. Вяжущие материалы для устройства верхних слоев дорожных покрытий должны подбираться с учетом интенсивности движения, нагрузки, температур покрытия в зимний и летний период и физико-механических свойств исходного битума.

В 2007- 2008 гг. на участках Свердловской и Арсенальной набережных Санкт-Петербурга, в рамках программы Комитета по благоустройству и дорожному хозяйству по изучению долговечности дорожных покрытий, ОАО «АБЗ-1» были построены участки проезжей части набережных из асфальтобетонных смесей, включающих в свой состав добавки полимеров типа эластопластов и термопластов, природных асфальтов и асфальтитов а так же резиновую крошку. Устройство опытных участков производилось с целью определения типа и состава оптимальной асфальтобетонной смеси для условий грузонапряженных магистралей Санкт-Петербурга. На участках ежегодно проводится мониторинг, позволяющий оценить влияние указанных добавок на эксплуатационную надежность дорожного покрытия.

На основании зарубежного опыта была разработана методика расчета износа дорожных покрытий по колее с учетом интенсивности движения и времени эксплуатации. Износ дорожных покрытий при применении обычных покрышек, согласно требованиям европейского стандарта EN 13801-4-2005, не должен превышать 5х10-7 мм за один оборот колеса (дороги высоких категорий); при проходе 1 млн. машин с шипованными покрышками - в интервале 2,54 – 3,81 мм (штат Аляска). Результаты износа по колее на опытных участках приведены в таблице 2.

Выполненные работы отчетливо показывают улучшение устойчивости к износу верхнего слоя дорожного покрытия при введении различных модифицирующих добавок. Исходя из всего вышесказанного следует отметить, что для повышения безопасности движения транспорта на улицах и дорогах Санкт-Петербурга и снижения затрат на ремонт дорожных покрытий целесообразно законодательно ограничить массу шипа и время использования шипованной резины, а для магистралей с высокой интенсивностью движения применять модифицированное вяжущее, наиболее целесообразное по техническим и экономическим параметрам.


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад