Причины разрушения полотна автомобильных дорог. Износ асфальтобетонного покрытия Высокая транспортная нагрузка

Сегодня в красноярских СМИ появилась информация о том, что на улице Партизана Железняка разрушились, установленные прошлым летом, бордюры. Что влияет на прочность бордюрного камня, а также почему иногда заменяют казалось бы целые бордюры? Наш корреспондент пообщался с экспертами и узнал ответы на эти вопросы.

Заведующий кафедрой “Автомобильные дороги и городские сооружения” инженерно-строительного института СФУ Вадим Серватинский на вопрос, зачем менять хороший бордюр, отвечает: “Хороший не нужно. Вот только вся линия бордюров хорошей не бывает”. Стоит сказать, что ГОСТов по срокам обязательной замены бетонных бордюров нет. Решение принимается на основании того, в каком состоянии находится бордюрный камень. А он, по мнению специалистов, может довольно быстро прийти в негодность. Бордюры начинают разрушаться по разным причинам, и самой распространённой из них является механическое повреждение. Как правило, начинается всё зимой, когда улицы чистят от снега. Большой грейдер опирается тяжёлым металлическим отвалом о бордюр, и на поверхности искусственного камня появляются царапины, начинается разрушение защитного слоя фронтальной части. Такие бордюры, конечно, требуется заменять.

Разрушение бетонного бордюра может происходить и из-за недостаточной морозостойкости, так как этот элемент дорожной инфраструктуры армирован лишь противоусадочной арматурой, а не рабочей, которая несёт нагрузку. Максимально увеличить срок службы бордюрных камней позволяет соблюдение жёстких требований по размещению. Камни должны быть либо установлены на хорошо уплотнённый грунт, либо объединены между собой бетонной стяжкой. Иначе никак, ведь, с одной стороны, бордюры выполняют защитную функцию отбоя колеса — для повышения безопасности движения, с другой — создают единое монолитное дорожное пространство. Но именно по этой причине при повреждении одного элемента приходится менять всю линию.

— Технологически очень сложно удалить только один бордюрный камень, чтобы на его место поставить другой, — подчеркнул Вадим Серватинский. — Поэтому их замена производится планово и массово: даже если повреждён всего один элемент, удаляется вся линия бордюров на улице, а на их место устанавливаются новые блоки.

А вот использовать монолитную бордюрную ленту из бетона нельзя, так как для этого элемента дороги требуется обязательно оставлять деформационные швы. Ведь летом, в жару, бордюры расширяются, зимой их размеры сокращаются. Ширина зазоров зависит от величины самого бордюрного камня, по ГОСТу она составляет от одного до полутора метров. Бордюры бывают не только из искусственного камня — бетона, но также из натурального. В центральной части Красноярска на ряде улиц установлены дорогие гранитные бордюры. Они при ударах не теряют своих прочностных свойств. При ремонте улицы их вытаскивают и потом устанавливают назад. А вот тротуары ограждаются не бордюрами, а поребриками, толщина которых составляет до восьми сантиметров. Поребрики предназначены для ограничения ширины тротуара, удержания асфальта в требуемых рамках и удержания пешехода или велосипедиста. Как правило, поребрик выставляется со стороны газона. Он препятствует вымыванию земли на тротуар в случае сильных ливней.

Сталкиваясь с необходимостью обустройства приусадебных территорий, садово-парковых зон и других мест общественного скопления, зачастую возникает вопрос, какому виду материала отдать предпочтение. За последнее время большинство людей выбирают тротуарную плитку. Она долговечна, эстетична, проста в монтаже. С ее помощью можно создавать удивительной красоты дорожные покрытия, выполненные в индивидуальном стиле. Мы хотели бы поговорить о таком важном нюансе в укладке тротуарной плитки, как установка бордюров. Ведь без них конструкция не сохранит свой внешний вид и долго не прослужит.

Обрамляя тротуарную плитку по краям, предотвращают разрастание газонной травы, что в свою очередь препятствует разрушениям дорожных покрытий, повышает срок их службы. Кроме этого важной функцией бордюров является обеспечение завершенного внешнего вида.

Процесс изготовления бордюров основан на использовании технологий вибролитья, которые дают возможность получать качественные, долговечные изделия. Выбирать подходящий Вам бордюр придется из огромного разнообразия цветов и оттенков, которые получают путем добавления пигментов в состав. Также существует и хороший ассортимент форм бордюров: от прямых до округлых, от низких до высоких.

Правильная установка бордюров является залогом длительного срока службы дорожного покрытия. Работы по укладке бордюров обычно не занимают много времени и не характеризуются трудоёмкостью, благодаря сравнительно небольшому весу и габаритам. Но все же есть несколько моментов, соблюдение которых очень важно. Во-первых, крайне желательно иметь специальную технику и различные приспособления. Во-вторых, следует выполнять работы в несколько этапов. Создавая основу для бортового камня, сначала делают разметку, затем копают траншею, которую впоследствии заливают раствором. После застывания бетона, приступают к установке бордюра.

Также в процессе установки бордюров крайне важно, помнить о некоторых деталях. К примеру, выступ бордюра над уровнем земли должен соблюдаться в зависимости от материала, который применяется для дорожного покрытия (тротуарная плитка или асфальт), предполагаемых нагрузок на дорожное покрытие и др. Выступающая часть бордюра предохраняет загрязнение территории дорожного покрытия во время дождя или при таянии снега, что провоцирует вымывание частиц земли.

Правильная укладка дорожного бордюра гарантирует сохранность дорожного полотна в течение длительного времени, обеспечивает прочность краев мощеной территории, препятствует разрушению сыпучих материалов и мешает обломке краев. Срок службы бордюров обычно составляет не менее 15 лет.

7.2.2 Короткие волны : шагом 30-90 см, чаще 45-60 см, связаны, как правило, с неравномерной подачей смеси к шнековым питателям укладчика, в результате чего выглаживающая плита то поднимается, то опускается вследствие изменения давления смеси на плиту. Другими причинами могут быть износ шарниров плиты, неправильная установка угла атаки плиты, нестабильность смеси по составу (при укатке). Для устранения дефекта следует проверить работу питающих устройств укладчика и выглаживающей плиты, а также стабильность состава смеси и ее температуры. Короткие волны шагом 7-10 см могут быть вызваны неправильным режимом работы виброкатка.

7.2.3 Длинные волны появляются, как правило, из-за колебаний состава и температуры смесей в прибывающих автосамосвалах или резких изменений направления движения катков, а также по названным выше причинам (неправильной работы укладчика и катков). Кроме того, длинные волны могут отражать неровности нижнегослоя основания. Расслоение смеси при доставке также может быть причиной появления длинных волн. Для устранения дефекта необходимо проконтролировать работу механизмов на укладке и качество (однородность и температуру) подвозимой смеси.

7.2.4 Разрывы по центру полосы укладки, по внешним кромкам или по всей ширине вызываются, как правило, неудовлетворительным состоянием или неправильной работой укладчика (в первую очередь, его выглаживающей плиты), пониженной температурой укладываемой смеси, появлением в составе смеси негабаритного щебня или посторонних включений. Для устранения разрывов необходимо проверить и отрегулировать работу плиты, контролировать температуру смеси и плиты (особенно при остановках укладчика), при одиночных разрывах дефект устраняется вручную добавлением горячей смеси лопатой перед началом уплотнения дорожным катком.

7.2.5 Неоднородная текстура поверхности покрытия (особенно при работе с щебенистыми смесями) вызывается, главным образом расслоением смеси при приготовлении и доставке, низкой температурой смеси, колебаниями состава смеси и неправильной регулировкой подачи смеси под выглаживающую плиту. Устранение дефекта определяется причиной его возникновения и заключается в контроле и регулировке работы органов асфальтоукладчика, устранении причин расслаивания смеси на АБЗ.

7.2.6 Следы от выглаживающей плиты могут быть вызваны при остановках укладчика перед разгрузкой очередного самосвала, неправильном взаимодействии укладчика и самосвала (резких торможениях) или при работе

укладчика с уширителями. Для устранения дефекта следует отрегулировать или отремонтировать плиту укладчика, добиться взаимодействия при разгрузке автосамосвалов, сократить остановки укладчика.

7.2.7 Растрескивание (появление коротких поперечных трещин), обычно проявляетсяпосле 2-3 проходов катка (особенно гладковальцового) в начале укатки. Трещины могут появляться и в промежуточный период укатки при повышенной температуре смеси и пластичных (малощебенистых) смесях. Редко трещины возникают при значительной разности температур укладываемой смеси и нижнего слоя. Причинами растрескивания могут быть состав смеси, неправильно выбранные режимы уплотнения катком (повышенная скорость катка, резкие развороты или остановки катка на покрытии). С учетом основной причины следует, в первую очередь, проверить и откорректировать или изменить состав смеси (некоторые смеси растрескиваются даже при температуре 65°С), откорректировать режим уплотнения (в первую очередь температурный) или изменить состав звена дорожных катков, например, использовать в начале укатки только пневмокаток.

7.2.8 Выступание битума (жирные пятна) на поверхности покрытия обычно появляются в начальный период эксплуатации покрытия в виде двух жирных полос по колее движения. Они могут вызывать резкое повышение скользкости покрытия особенно в мокрую погоду. Причины связны главным образом с повышенным содержанием битума в составе асфальтобетонной смеси, расслоением смеси, присутствием воды в смеси, повышенным содержанием битума при обработке (подгрунтовке) нижнего слоя. Для устранения дефекта следует добиться, в первую очередь, минимального содержания влаги в укладываемой смеси, снижения содержания битума или изменения состава смеси. Как крайняя мера может быть рекомендована присыпка жирных пятен сухим мелким песком или минеральным порошком.

7.2.9 Следы от катков на покрытии обычно остаются в процессе начального или основного уплотнения и удаляются на этапе окончательного уплотнения. Однако, при неправильном режиме уплотнения они могут остаться на готовом покрытии. Причинами дефекта могут быть высокая температура или повышенная пластичность состава смеси, недостаточное число проходов или остывание смеси до окончания укатки. Для устранения дефекта следует соответственно проверить и при необходимости откорректировать состав и температуру смеси, увеличить число проходов катков, применить более тяжелый каток или пневмокаток при окончательной укатке.

7.2.10 Некачественные швы сопряжения полос (разность уровней или расслоение смеси в шве) имеют причиной несоблюдение выше приведенных правил их выполнения. Поэтому для устранения дефекта следует четко соблюдать правила работ, целесообразно рекомендовать разогрев холодных спаек газовыми горелками или линейками дефектных мест с подкаткой катком.

7.2.11 Неравномерная толщина слоя вызывается, как правило, неправильной регулировкой выглаживающей плиты или повышенной скоростью движения укладчика (более 24 м/мин для тонких слоев и 15 м/мин для слоев толще 6 см). Дефект может быть устранен за счет корректировки работы выглаживающей плиты укладчика.

7.2.12 Продольные трещины вдоль полотна могут быть вызваны либо недостаточным уплотнением нижнего слоя или сцеплением с ним, либо сдвигом от тяжелого катка при разворотах, либо уплотнением слишком горячей смеси. Дефект, в случае двух последних причин, может быть устранен только частично, пока смеси находятся в горячем состоянии.

7.2.13 Возможные дефекты готового покрытия из литого асфальтобетона – наплывы в местах с продольным уклоном, могут возникать из-за расслоения смеси при перевозке; скользкость покрытия – из-за недостаточной вязкости вяжущего (глубина вдавливания штампа меньше нормы) или несоблюдении температурного режима укладки; выкрашивание в процессе эксплуатации покрытия, вызываемое плохой обработкой швов сопряжений полос или укладкой литой асфальтобетонной смеси в мокрую погоду.

7.2.14 Для предотвращения дефектов при работах с литым асфальтобетоном рекомендуется строгое соблюдение правил и норм. укладка холодного асфальта

Ямы, выбоины, сколы, просадки, проломы, сдвиги, трещины и колейность - все эти дефекты неотвратимо возникают через 2-3 года после ввода новой автомобильной дороги в эксплуатацию или капитальной реконструкции старого участка асфальтобетонной дороги. Образование всех дефектов и повреждений асфальтированного покрытия обусловлено целым комплексом различных факторов, которые могут иметь место не только в процессе эксплуатации дороги, но и возникать на этапе ее проектирования и строительства.

Как правило, проблемы ставшие причиной разрушения асфальтобетонных покрытий имеют свои пути решения. Они отличаются по степени затратности, но, в подавляющем большинстве случаев, оказываются эффективными и оправданными с точки зрения финансовых вложений в более длительной перспективе.

На современном этапе развития мировой дорожно-строительной отрасли существует достаточно широкий спектр технологий и эффективных способов решения проблем связанных с преждевременным разрушением и износом дорожных покрытий. В зависимости от конкретных причин, влияющих на процесс деградации и разрушения дорожного полотна или потенциально способных в будущем оказать такое негативное влияние, принимаются соответствующие меры по их устранению или минимизации негативных последствий их воздействия. В число таких мер может входить как применение самых современных материалов на этапе создания дорожной конструкции (стабилизация грунта, использование геоматериалов и армирующих геосеток, асфальтирование дорог с применением модифицированных асфальтобетонных смесей и др.), так и регулярное проведение профилактических и дорожно-ремонтных работ в процессе эксплуатации дороги.

Причины разрушения асфальтобетонного дорожного покрытия

Все факторы влияющие на процесс образования повреждений асфальтобетонного покрытия условно можно разделить на внутренние и внешние. Внутренние факторы связаны с этапом проектирования, строительства и обслуживания дороги, в то время как внешние факторы имеют более опосредованное отношение к предмету воздействия и определяются внешним негативным влиянием на асфальтированное покрытие в процессе его эксплуатации.

1. Ошибки при проектировании автомобильной дороги

Ошибки при проведении геодезических и гидрометрических изысканий, просчеты при проектировании и устройстве водоотвода, неправильная оценка роста пропускной способности трассы - все это может стать причиной серьезных нарушений целостности дорожной конструкции в виде просадки грунтового основания, вымывания и снижения стабильности подстилающего грунтового основания, быстрого износа дорожного покрытия и других дефектов.

2. Устаревшие технологии и некачественные материалы для асфальтирования

Необходимые транспортно-эксплуатационные показатели автомобильной дороги (базовая пропускная способность, допустимая вертикальная осевая нагрузка, максимально допустимая скорость и др.) достигаются в процессе ее строительства и зависят от технологии строительства и используемых дорожно-строительных материалов. До недавнего времени при асфальтировании, строительстве, ремонте и реконструкции асфальтобетонных дорог наибольшее применение находили горячие уплотняемые асфальтобетонные смеси приготовленные на основе обычного нефтяного битума марки БН или БНД. Низкое качество таких битумов часто приводит к снижению характеристик готовой асфальтобетонной смеси и становится причиной быстрого износа и разрушения дорожного покрытия, что проявляется в виде трещин, сколов, ям и выбоин.

На сегодняшний день разработано и эффективно применяется большое количество новых полимерно-битумных вяжущих материалов, которые существенно увеличивают технические характеристики асфальтобетонных смесей и в конечном итоге характеристики самого дорожного покрытия. Существуют также различные адгезионные добавки и присадки для асфальтобетонных смесей, которые улучшают сцепление вяжущего компонента с минеральным наполнителем, замедляют процесс старения битумов при перепадах температуры, повышают водостойкость, трещиностойкость и морозостойкость дорожного покрытия.

Помимо использования новых асфальтирующих смесей для устройства верхних слоев дорожного покрытия, целесообразно также применение современных технологий для стабилизации слабых и подвижных грунтовых оснований, использование синтетических геоматериалов для укрепления и стабилизации песчаных и щебеночных оснований, применение армирующей геосетки для усиления асфальтобетонных слоев дорожной конструкции. Все эти технологии и материалы помогут существенно увеличить срок службы асфальтированного покрытия.

3. Нарушение технологий и правил проведения работ при строительстве дороги

Несоблюдение нормативных требований и правил при проведении строительства, работ по асфальтированию и ремонта дорог, является тем фактором, который неизбежно окажет влияние на процесс разрушения дорожного покрытия.

Так, нарушение простых правил транспортировки асфальтобетонной смеси к месту укладки, приводит к ее остыванию до температур, ниже требуемых, что уже нарушает технологию работ связанных с асфальтированием. Укладка горячей асфальтобетонной смеси при температуре окружающего воздуха ниже +5°С, недостаточное уплотнение или переуплотнение - все это становится причиной образования на дорожном покрытии трещин, сколов, расслаивания и других дефектов.

Образование дефектов на поверхности дорожного покрытия не обязательно связано с нарушениями технологии на этапе асфальтирования, но может быть следствием некачественных работ при устройстве земляного полотна и подстилающих слоев дорожной конструкции (песчаного и щебеночного основания). Так, следствием недостаточного уплотнения земляного полотна является вертикальная просадка дорожного покрытия без образования трещин (происходит за счет деформаций грунтов земляного полотна и материалов конструктивных слоев дорожных одежд). Устраняются такие дефекты, как правило, проведением ямочного ремонта, который позволяет ликвидировать образовавшиеся дефекты на асфальтированном дорожном покрытии. Ямочный ремонт асфальта проводится в случае нецелесообразности устройства нового сплошного поверхностного слоя, когда асфальтируется весь проблемный участок дороги.

4. Погодные условия

Наиболее интенсивно образование дефектов на асфальтобетонном дорожном покрытии происходит весной и осенью, когда вследствие проникающей в дорожные слои влаги и температуры окружающего воздуха происходит снижение их прочностных характеристик, что способствует образованию повреждений в виде выбоин.

Высокая степень влажности в конструктивных слоях дороги при снижении температуры окружающего воздуха ниже 0°С, приводит к разрушению структуры асфальта и разуплотнению земляного, песчаного и щебеночного основания. Происходит это за счет увеличения объема влаги в процессе перехода из жидкого в твердое состояние при замерзании. Решение данной проблемы лежит в плоскости применения современных асфальтобетонных смесей на основе ПБВ (полимерно-битумных вяжущих) и других полимербитумных композитов которые препятствуют прониканию влаги и имеют более широкий диапазон рабочих температур.

5. Высокая транспортная нагрузка

Стремительный рост количества транспортных средств приводит к увеличению интенсивности движения и повышению проектной пропускной способности автомобильной дороги. В результате превышения суточной нормы пропускной способности трассы, ресурс дорожного покрытия стремительно снижается. Еще одним негативным фактором является увеличение грузоподъемности транспортных средств, в результате чего повышается осевая нагрузка на дорожные покрытия. Следствием этого является образование колейности, сдвигов и трещин. Закономерным итогом появления таких дефектов является снижение скоростного режима на отдельном участке дороги. Возникшие в результате транспортных нагрузок повреждения (трещины, ямы, сколы, выбоины и др.) снижают в свою очередь водонепроницаемость, прочность, ровность и сцепные свойства покрытия.

Разрушение асфальтобетонных дорожных покрытий происходит в результате комплексного воздействия таких факторов как: просчеты при проектировании автомобильной дороги, применение устаревших технологий и некачественных материалов при строительстве дороги, нарушение технологий и правил проведения дорожно-строительных работ, неблагоприятные погодные условия, а также увеличение транспортной нагрузки.

Меры предотвращения разрушения асфальтобетонных дорожных покрытий

Решение проблемы разрушения дорожных покрытий заключается в применение комплексных, а не частичных мер. Так, своевременная обработка небольшой трещины битумной смесью, поможет замедлить процесс образования разлома и большой выбоины, но это не решает проблемы лежащей в основе появления этих трещин. Аналогичная ситуация и с такими видами повреждений как колейность, проломы, сдвиги и др. В первую очередь, требуется устранять причину возникающих повреждений, а не ее последствия.

Эффективными решениями, которые помогут обеспечить длительное поддержание требуемых транспортно-эксплуатационные показателей автомобильной дороги, сохранить целостность дорожного покрытия и увеличить срок его эксплуатации являются:

• Применение современных технологий и новых материалов при асфальтировании дорог и устройстве подстилающих слоев дорожной конструкции (стабилизация грунта, использование геосинтетики, асфальтирование с применением полимерасфальтобетонных смесей на основе ПБВ). В настоящее время, широкое применение находят модифицированные асфальтобетонные смеси, которые имеют пониженную температурную чувствительность вяжущего и эластичность дорожного материала, что обеспечивает повышенную теплоустойчивость в летний период, более высокую способность к возникновению температурных трещин зимой и образованию усталостных трещин в процессе эксплуатации дороги.
• Строгое соблюдение при производстве дорожных работ всех нормативных требований и правил .
• Регулярное проведение профилактических и ремонтных работ . Задержки с проведением дорожно-ремонтных работ приводят к ухудшению состояния дороги и требуют в дальнейшем дополнительных затрат для их приведения в нормативное состояние. Проведение более позднего ремонта дороги требует применения более толстых слоев усиления дорожной одежды и при задержках в течение трех лет требуются удвоенные затраты на проведение ремонта покрытия.

Ямочный и капитальный ремонт асфальта в Киеве и Киевской области

Предприятие «Юнидорстрой» осуществляет качественное проведение всего комплекса работ по ремонту и восстановлению асфальтобетонных дорожных покрытий. Проведение в кратчайшие сроки ямочного ремонта асфальта , услуги полного восстановления и реконструкции дорожного покрытия.