Замена слоев износа как инструмент повышения долговечности автомобильных дорог

Одним из основных требований, предъявляемых к автомобильным дорогам, является их долговечность. Она достигается целым комплексом различных методов, которые начинаются с момента проектирования и заканчиваются своевременным и качественным обслуживанием эксплуатируемой автодороги. Пользователей больше всего беспокоит долговечность верхнего слоя, т. к. именно по нему идет движение транспортных средств. Ямы, выбоины, колея и другие деформации, конечно, никого не радуют. Об одном из методов минимизации их возникновения на прошедшей в Туле 19 ежегодной конференции ассоциации «РАДОР» по современным технологиям ремонта и содержания автомобильных дорог рассказал профессор, проректор по научной работе МАДИ, заведующий кафедрой «Строительство и эксплуатация дорог» Виктор УШАКОВ.

Читайте также - Для того, чтобы поднять настроение и зарядиться положительной энергией на целый день рекомендуется смотреть красивые картинки, поделки, про интерьер и дачный дизайн в фотографиях, про животных, насекомых, рыб, разнообразие флоры, фауны и многое другое - чертеж комнаты в перспективе посмотреть.

Сегодня немалая часть автомобильных дорог работает в режиме нарастающей интенсивности движения. Отчего быстро накапливаются остаточные деформации и происходит интенсивное истирание дорожных покрытий, появляются различные виды повреждений. Это приводит к снижению срока службы дорожных одежд и покрытий. Оптимальным методом решения данной проблемы является замена защитного слоя и слоя износа. В комплексном решении задачи гарантированного обеспечения нормативных сроков службы дорожных одежд и покрытий роль слоёв износа и защитных слоёв весьма значительна. Отечественная и мировая практика подтверждает заметный экономический эффект от систематического восстановления верхнего слоя дорожного покрытия, отдаляя время дорогостоящего ремонта покрытий и дорожных одежд, в целом.

Тут возникает проблема, так как в РФ пока не сложилась методическая и нормативная база единого подхода к обоснованному назначению того или иного типа слоя износа или защитного слоя и периодичности проведения работ по их устройству. Более того эти два конструктивных элемента порой вызывают путаницу, иногда ошибочно считают, что защитный слой и слой износа это одно и тоже. Поэтому необходимо разъяснить разницу между ними.

Защитный слой — это слой толщиной не более 4 см, предназначенный для защиты нижележащего слоя дорожного 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.

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).

К шероховатым поверхностным обработкам (ШПО) относятся:

- одиночная поверхностная обработка, выполненная раздельным или

синхронным нанесением органического вяжущего и минерального материала;

- двойная поверхностная обработка.

Слой износа – в свою очередь представляет собой верхний замыкающий слой дорожной одежды, непосредственно воспринимающий воздействие колес автомобильного транспорта и погодно-климатических факторов. 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. 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.

Единого срока необходимости замены верхнего слоя не существует, он зависит от ряда факторов. На динамику износа дорожных покрытий влияет не только интенсивность движения, но и состав транспортного потока. Исследования специалистов МАДИ (московского автомобильно дорожного института) показали, что за счет относительно низких скоростей и разгонной динамики, неиспользования шипованной резины износ покрытий от грузового транспорта несколько ниже, чем легкового. Поэтому при учете влияния интенсивности движения на периодичность выполнения работ по устройству слоёв износа наиболее важно общее количество транспортных средств и доля легковых автомобилей, имеющих шины с шипами. И конечно продолжительность использования шипованной резины в зимний период.

Климатические условия эксплуатации автомобильных дорог являются одним из факторов, от которого зависит срок службы дорожных покрытий, дорожных одежд и периодичность проведения работ по устройству слоев износа и защитных слоев. Т.к основным виновником возникновения колеи является шипованная резина. Испытания, проведенные специалистами МАДИ, показали, что применение шипованной резины в 3-4 раза увеличивает износ покрытия. По сравнению с аналогичным количеством проездов на нешипованной резине. Также увеличение скорости движения с 80 до 100 км/час в два раза увеличивает износ покрытия. И далее, чем быстрее скорость движения, тем значительнее урон дороги от воздействия на нее шипов.

Но проблема не только в шипах. Длительность морозного периода определяет время эксплуатации транспортных средств (преимущественно легковых) с шипованной резиной. Нестабильность зимнего сезона: количество переходов температуры через 0 градусов Цельсия, степень увлажнения материала при атмосферных осадках и таянии снежно-ледяных образований, применение химических реагентов при борьбе с зимней скользкостью - всё это снижает способность покрытий сопротивляться воздействию автомобильного транспорта. Для каждой сети дорог должен быть разработан нормативный документ по назначению периодичности проведения работ по устройству слоёв износа и защитных слоев с учетом особенностей климатических условий и режимом эксплуатации.

Назначению работ по устройству слоёв износа и защитных слоев на эксплуатируемых участках автомобильных дорог должно предшествовать обследование состояния существующего дорожного покрытия. По результатам обследования должны быть назначены подготовительные (предварительные) дорожные работы. Подготовительные дорожные работы могут включать:

- Устранение мелких дефектов с малой частотой повторения (выбоин, трещин, волн, наплывов, вмятин и т.п.).

- Устройство выравнивающего слоя необходимо в случае снижения продольной ровности покрытия до предельно-допустимых значений.

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.

Для различных дорог следует применять различные материалы. 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.

Устройство защитных слоёв из ЛЭМС (литых эмульсионно-минеральных смесей) рекомендуется осуществлять при интенсивности транспортного потока по наиболее загруженной полосе не более:

10000 авт./сут. - для литых эмульсионно-минеральных смесей на основе битумной эмульсии типа «Сларри-Сил»;
15000 авт./сут. - для литых эмульсионно-минеральных смесей на основе полимермодифицированной битумной эмульсии типа «Микросюрфейсинг» .

Устройство защитных слоёв в виде тонкослойных износостойких покрытий из горячих битумоминеральных смесей на основе мембранной технологии рекомендуется выполнять при интенсивности движения транспортного потока по наиболее загруженной полосе более 1000 авт./сут. Примером эффективного применения инновационной технологии устройства слоя износа на основе мембранной технологии является экспериментальный участок автомобильной дороги М-4 «Дон» (км52-км71). В 2009 году он был реконструирован со строительством цементобетонного покрытия на трех полосах движения в каждом направлении. В 2017 г. на цементобетонном покрытии (на левой и средней полосах движения) был устроен слой износа из высокопрочного асфальтобетона ЩМА-12 толщиной 3,5 см с подгрунтовкой основания полимерно-битумной (латексной) эмульсией с расходом 0,8-1,2 л/м² (мембранная технология). Среднесуточная интенсивность движения на этом участке более 60 тыс. автомобилей.

На основании выполненных исследований сделан вывод, что устройство на цементобетонных покрытиях высокопрочного асфальтобетонного слоя износа из ЩМА толщиной 3,5 см с подгрунтовкой основания латексной эмульсией, является эффективной технологией для обеспечения повышенного срока службы дорожных одежд.

Широкое применение в России эффективных защитных слоев и слоев износа позволит в значительной степени увеличить межремонтные сроки службы дорожных одежд и покрытий и сократить эксплуатационные затраты в течении всего жизненного цикла автомобильных дорог.

Подготовил Станислав ДОНИН

(фото вверху использовано в иллюстративных целях)