Rseapgc.org

Автомобильная дорога‚ как любое другое инженерное сооружение‚ рассчитана на определенный срок службы‚ в течение которого она подвергается различного рода и количества воздействиям транспорта и погодно-климатических факторов (влага‚ температура). Самым первым и наиболее незащищенным ее элементом‚ испытывающим такие воздействия‚ является асфальтобетонное (в большинстве своем) покрытие.

В результате многих сотен и тысяч нагружений‚ а порой и перегрузок покрытия‚ износа и старения его материалов‚ а иногда и не очень высокого изначального их качества или неполноценного и неравномерного выполнения отдельных дорожно-строительных операций‚ особенно уплотнения‚ на нем с течением времени возникают всевозможные хорошо известные дорожникам и автомобилистам дефекты‚ деформации и разрушения (шелушения‚ выкрашивания‚ неровности‚ трещины‚ сколы‚ выбоины‚ ямы‚ скользкость и т. п.).

Дорожные службы всего мира ежегодно выполняют значительные объемы работ по ликвидации появившихся дефектов и разрушений. Практикой установлено‚ что поверхность покрытия‚ нуждающаяся в локальном текущем ремонте‚ ежегодно может составлять до 2–3% от общей площади покрытия дороги или ее участка. Когда серьезные повреждения и дефекты достигают 12–15%‚ общепринято ставить на ремонт все 100% этой площади.

Подобное систематическое «лечение» дорожного покрытия осуществляется различными методами‚ средствами и материалами‚ в совокупности определяющими качество‚ срок службы и стоимость‚ т. е. эффективность таких ремонтных работ. Главная цель этих работ – обеспечить на эксплуатируемой дороге безопасное движение автомобильного транспорта со скоростью‚ разрешенной «Правилами дорожного движения».

В широком смысле, контроль качества строительства начинается в США задолго до собственно строительства. Во-первых, существующая система лицензирования инженеров автоматически допускает к инженерному руководству проектированием и строительством только людей, имеющих необходимую подготовку и осведомленных о мере ответственности за свою работу.

Во-вторых, система аккредитации лабораторий, сертификации их персонала и калибровки оборудования обеспечивает наличие специалистов, осуществляющих контроль качества, и нужных для этого приборов.

Наконец, для контроля одного и того же показателя, как правило, используют несколько методов и приборов, обеспечивая конкуренцию между разработчиками, а тем самым – постоянное совершенствование этих приборов и методов.

В США насыпи начали уплотнять послойно с 1925 г., чтобы повысить прочность, уменьшить водопроницаемость и последующую осадку грунта. Однако требования к степени уплотнения грунта к этому времени не были сформулированы. Поэтому когда вблизи Лос-Анджелеса наводнение размыло земляную дамбу, предъявить претензии к низкому качеству работ было некому – отсутствовали критерии качества уплотнения. Под влиянием этих обстоятельств полевой инженер бюро водоснабжения г. Лос-Анджелеса Ральф Проктор (R. R. Proctor) в 1933 г. предложил метод оценки степени уплотнения и опубликовал несколько статей на эту тему в журнале «Engineering News Record». Основные положения этого метода сохранились в современных нормативных методах оценки степени уплотнения грунтов, принятых в разных странах, в том числе в России.

Перечень технологических процессов, входящих в понятие «круглогодичное содержание» проезжей части, земляного полотна и полосы отвода автомобильных дорог, улиц и аэродромов, очень широк, и обычно его делят на две группы:

1. В весенне-летне-осенний период – это мойка, подметание и обеспыливание покрытия, автобусных остановок и павильонов; очистка и мойка дорожных (барьерных и парапетных) ограждений; мойка знаков, очистка и промывка канав, кюветов, лотков, водопропускных труб, опорных частей мостов и путепроводов; очистка полосы отвода, разделительной полосы, обочин и откосов от мусора; скашивание травы, срезка кустарника и мелколесья, и на разделительной полосе, обочинах, откосах, и в полосе отвода; переработка срезанного кустарника и мелколесья, распределение средств химической борьбы с нежелательной растительностью.

2. В зимний период – это очистка проезжей части, обочин, стоянок, автобусных остановок, тротуаров и проходов от снега; удаление снежных заносов и завалов; уборка валов сметенного снега перед и за ограждениями; распределение противогололедных твердых и жидких материалов; устройство снежных валов и траншей на придорожной полосе для защиты от снежных заносов; срезка уплотненного снежного слоя на полосе наката.

На эффективное выполнение именно этих работ направлена одна из основных тенденций развития дорожной техники – широкое развитие многоцелевых (многофункциональных) машин, получивших в ХХ веке название комбинированных, или универсальных. Это машины состоят из базового шасси и нескольких видов сменного (навесного или подвесного) оборудования.

В качестве базового шасси с самого начала появления этих машин использовались:

• автошасси с установкой на них рабочего оборудования, которое требует передвижения со средней и большой скоростью – 20 км/ч и более;
• пневмоколесные трактора (ПКТ) с установкой на них рабочего оборудования, которое требует передвижения с малой скоростью (5–10 км/ч) и частых остановок.

В 70-е годы ХХ века появились универсальные шасси – универсальные пневмоколесные тягачи (УПКТ), сочетающие свойства автошасси и пневмоколесного трактора (называемые иногда автомобиль-трактор) благодаря широкому диапазону скоростей, высокой маневренности, проходимости и большому тяговому усилию. С их появлением количество сменного рабочего оборудования комбинированных дорожных машин (КДМ) резко увеличилось. Эти машины нашли применение и в других отраслях экономики.

Во всех этих машинах (на автошасси, пневмоколесном тракторе и универсальных тягачах) появилась и первая основная тенденция развития дорожной техники – расширение количества типоразмеров и моделей каждого вида (типа) машин. Это более всего отвечает требованиям рыночной экономики и его главному принципу – что покупатель всегда прав, и именно ему предоставлено право решать, машина какой мощности и производительности отвечает объекту, объему и условиям (географическим, климатическим и др.) работ.

Щебеночное основание – наиболее распространенный тип дорожного основания, которому в настоящее время (ОДН 218.046-01 Проектирование нежестких дорожных одежд. Госслужба дорожного хозяйства. Минтранс РФ. Москва. 2001 г.) придан статус несущего слоя дорожной одежды. Однако практикуемое нормирование требований к исходным материалам, технологии строительства и контролю качества осуществляется без должного учета и понимания механики работы дорожной одежды в процессе эксплуатации дороги. Поэтому есть некоторые возможности и определенные пути повышения качества щебеночных оснований, исходя из современных критериев прочности и показателей физико-механических свойств конструктивных слоев.

Для решения практических задач повышения качества щебеночного основания следует руководствоваться его характеристиками, от которых зависит прочность дорожной одежды. При этом инженер-дорожник должен хорошо понимать ошибочность оценки несущей способности щебеночного основания как «балластного» слоя, выполняющего только функцию пригрузки нижележащих конструктивных слоев, что практикуется в железнодорожном строительстве.

Весьма несовершенно также представление щебеночного слоя в виде дискретной среды, не работающей на растяжение и перераспределяющей вертикальную нагрузку от автомобиля на нижележащие слои по площади основания конуса с определенным углом наклона его образующей.

В соответствии с современными представлениями механики дорожных одежд их прочность зависит от показателя жесткости слоя щебеночного основания (модуля упругости) и горизонтального бокового распора (постоянно действующего сжимающего напряжения, возникающего при уплотнении и поддерживаемого в процессе эксплуатации дороги под действием автомобильного движения).

От модуля упругости щебеночного основания зависят расчетные напряжения, возникающие в дорожной конструкции от автомобильной нагрузки. Чем больше этот модуль, тем меньше напряжение во всех других конструктивных слоях и тем больше прочность и долговечность дорожной одежды (ОДН 218.046-01). Боковой распор в щебеночном слое повышает его сдвигоустойчивость, придает ему способность воспринимать растягивающие напряжения при изгибе и, как следствие, повышает изгибную жесткость.

При наличии в слое этого распора зернистый материал под нагрузками деформируется как сплошная среда без нарушения контактов между зернами в зоне действия растягивающих напряжений, что, в частности, позволяет использовать классическую теорию упругости для оценки напряженного состояния дорожной конструкции.

Армирование (усиление) асфальтобетонных покрытий геосинтетическими материалами по-прежнему занимает лидирующие позиции среди технологий, призванных увеличивать прочность и, соответственно, срок службы дорожных одежд.

С каждым годом объемы и сферы применения геосинтетиков расширяются благодаря накопленному положительному опыту их использования в различных условиях. Наибольшую эффективность показывает использование нитепрошивных геосеток «Стеклонит» для армирования асфальтобетонных покрытий при строительстве и реконструк-ции автомобильных дорог.

Геосетки «Стеклонит» изготавливаются из стекловолокна с последующей пропиткой комплексными полимерными составами на ведущем российском предприятии-производителе геосинтетических материалов для дорожного строительства. Предприятие оснащено высокопроизводительным оборудованием, способным обеспечить заказчиков материалами в необходимом количестве и в кратчайшие сроки.

Геосетоки «Стеклонит» изготавливаются в соответствии с ТУ, сертифицированы в системе ГОССТРОЯ РОССИИ и соответствуют государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам.

Применение геосеток «Стеклонит» позволяет:

• предотвратить распространение отраженных трещин;

• бороться с образование колеи на дорогах;

• предотвращать возникновение наплывов и сдвигов в покрытии;

• сократить толщину асфальтобетонного покрытия;

• увеличить срок службы покрытий.

В результате постоянно растущего интереса к использованию геосеток повышаются и требования к техническим и физико-механическим характеристикам материалов.

Уже сейчас геосетки «Стеклонит» изготавливаются в диапазоне прочности от 50 до 100 кН/м, шириной рулона до 4 м и обладают температурой применения от -60 до +350ºС. Высокая прочность и физические особенности стекловолокна делает эффективным применение геосеток на дорогах высоких технических категорий и в любых климатических условиях. Возможность увеличения ширины рулона повышает технологичность применения и снижает перерасход материала на нахлесты полотен. Наличие в структуре геосетки «Стеклонит» обшивной нити устраняет проблему расслаивания при укладке, характерную для клееных геосеток.

В настоящее время одной из самых перспективных технологий, позволяющей обеспечить надежность функционирования автомобильных дорог в сложных условиях эксплуатации – является технология армирования конструктивных слоев геоситетическими материалами.

С каждым годом объемы и сферы применения геосинтетических материалов расширяются благодаря накопленному положительному опыту их использования в различных условиях. Наиболее часто из геосинтетических материалов для усиления (армирования) дорожных покрытий и слоев основания используются геосетки.

Еще в Древнем Риме довольно широко применялась технология армирования. В наше время поменялись толь-ко материалы: на смену тростнику, бамбуку и ивовым прутьям пришли геосетки из полимерных материалов и стекловолокна. Применение современных высокопрочных рулонных геосеток позволяет повысить эффективность и резко снизить трудоемкость технологии армирования.

Эффективно использование геосеток на слабых основаниях при армировании несвязного грунта основания с целью повышения его несущей способности и при строительстве из местных материалов, слабосвязанных и переувлажненных грунтов.

Наличие армирующего элемента на слабом основании дает возможность избежать неравномерных осадок и обрушения откосов за счет равномерного распределения геосеткой вертикальной нагрузки по всей площади основания.

Увеличение интенсивности движения, повышение осевых нагрузок и сокращение бюджета на плановые ремонты в совокупности представляют собой довольно трудоемкую задачу для проектирования экономически-эффективных конструкций при строительстве дорог, взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и контейнерных терминалов.Большая часть существующих дорог не приспособлена к сегодняшней интенсивности движения, которая превышает проектные нагрузки на асфальтобетонное покрытие. В результате происходит ускоренное изнашивание битумного и, соответственно, асфальтного слоя. Вследствие этих причин асфальт растрескивается, и попадающая в трещины вода, приводит к дальнейшему разрушению покрытия.

Полная реконструкция, как правило, рассматривается в последнюю очередь, и из-за нехватки финансирования ремонтам подлежат только отдельные участки автомагистралей. Устройство же нового асфальтобетонного покрытия при строительстве дорог, является лишь временной мерой, так как трещины, колееобразования достаточно быстро выходят на поверхность. В подобных случаях инженеры должны знать и принимать во внимание при проектировании современные, хорошо зарекомендовавшие себя на практике, технологии.

Первые асфальтобетонные покрытия были построены в Вавилоне за 600 лет до Нашей эры. Строительство покрытий с применением битума возобновилось только в XIX веке в Западной Европе, а затем в США. Первый участок асфальтобетонного покрытия в России был построен на Волоколамском шоссе в 1928 году.

Асфальтобетонное покрытие имеет ряд положительных свойств и высоких транспортно-эксплуатационных показателей: медленное изнашивание под действием тяжелых транспортных средств; сравнительно высокая прочность и устойчивость к воздействию климатических факторов и воды; гигиеничность (не пылит и легко очищается от пыли и грязи); простота ремонта и усиления покрытия.

Асфальтобетонное покрытие укладывают на дорогах с продольным уклоном до 60 промилей. Поперечный уклон назначают в пределах 15-20 промилей.

Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями непрерывно изменяются в связи с тем, что транспортные нагрузки и интенсивность движения постоянно увеличиваются. Еще 20-30 лет назад двухслойные асфальтобетонные покрытия толщиной 10-12 см на щебеночном основании 18-25 см применяли на дорогах высоких категорий. Теперь такие конструкции пригодны только для дорог низших (IV и V) категорий, а на дорогах II и I категорий конструкции стали более мощными, в основании, все чаще применяется тощий (укатываемый) бетон толщиной 20-35 см, а суммарная толщина укладываемого асфальта равна 18-25 см.

Сроки службы асфальтобетонных покрытий зависят не только от качества асфальтобетона, но и от конструкции дорожной одежды. Одинаковое по качеству асфальтобетонное покрытие по-разному работает на различных основаниях. Так, в асфальтобетонных покрытиях, уложенных на основания из монолитного цементобетона, появляются трещины из-за теплофизической несовместимости материалов покрытия и основания, т.е. швы и трещины в цементобетонных основаниях повторяются в асфальтобетонных покрытиях.

Щебеночные основания лишены этого недостатка, однако, они подвержены неравномерным усадкам, происходящим из-за взаимного перемещения зерен щебня под влиянием многократных воздействий транспортных нагрузок.

В настоящее время в основаниях все чаще применяется тощий (укатываемый) бетон. На наш взгляд этот материал лучше других подходит для Российских условий дорожного строительства.

Применительно к выбранной конструкции дорожной одежды необходимо выбрать тип асфальтобетонной смеси. Покрытия из асфальтобетонных смесей следует устраивать в сухую погоду. Укладку асфальта (асфальтировку) следует производить при температуре окружающего воздуха не ниже +5^oC.

Укладка асфальта (асфальтировка) может производиться как механизированным способом, при помощи асфальтоукладчика, так и ручным способом. В любом случае, отменное качество асфальтировки, в конечном итоге, определяется высочайшей квалификацией нашего персонала. Все, начиная от простого дорожного рабочего, кончая машинистами катков, асфальтоукладчиков и прорабов, а также инженеров, имеют опыт работы в этом направлении более 10 лет.

Нередко для приведения существующей дороги в надлежащий вид требуется произвести ее ремонт с частичной или полной разборкой асфальтобетонного покрытия ( то есть произвести вскрытие асфальта). Для этих целей мы используем дорожные фрезы, отбойные молотки, а также гидромолоты на базе экскаваторов-погрузчиков. Вскрытие асфальта также может потребоваться в случае прокладки коммуникаций под полотном дороги открытым способом.