CC BY
9УДК 625.855.3
А.В. КОРОЧКИН, канд. техн. наук (andrey_korochkin@mail.ru), главный инженер проекта ООО «ТрансПроект»
Исследование асфальтобетонного покрытия жесткой дорожной одежды на Алтуфьевском шоссе
Комбинированная дорожная одежда представляет собой жесткое цементобетонное несущее основание с асфальтобетонным покрытием. Устройство асфальтобетонных слоев сверху жесткой плиты производилось в целях улучшения эксплуатационных характеристик автомобильной дороги, в частности для улучшения ровности и сцепления. Данная конструкция используется преимущественно на автомобильных дорогах и городских улицах, имеющих высокую интенсивность движения автомобилей и предъявляющих повышенные требования к прочности и долговечности конструкции дорожной одежды.
В рамках разработки проектной документации по объекту «Реконструкция Алтуфьевского шоссе от МКАД до Садового кольца» в 2011—2012 гг. было проведено исследование жесткой дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием на Алтуфьевском шоссе. Данная работа осуществлена на основании распоряжения Правительства Москвы от 2 августа 2011 г. № 579-РП «О проектировании и реконструкции линейных объектов улично-дорожной сети», планировочных заданий Москомархитектуры № 079-03-66/11 от 31.08.2011 г., № 079-02-1290/11-1 от 25 января 2012 г., проектных решений ГУП «НИ и ПИ Генплана Москвы» от 08.08.2011 г. и государственного контракта № 0173200001511000684 (цифровой код объекта 11-20) с техническим заданием, утвержденным департаментом строительства г. Москвы.
Целью проводимых исследований является определение параметров, условий работы, состояния и дальнейшая работоспособность асфальтобетонных слоев, уложенных на жесткое цементобетонное основание.
Отбор кернов (монолитов) (рис. 1) производился с использованием станков ручного сверления с бензиновым приводом сверлильной системы ЯОБО-351 с
*' 1
ГГ., Ш . 1
lEÄiL u -
<ш9
£ * Чт—
двухтактным двигателем 81Ш1 БМ-Б8 550 и Я0Б0-301 с двухтактным двигателем БМ-145 Ишдуагпа 265КХ. Испытания проводились в лаборатории на сертифицированном оборудовании (рис. 2).
По результатам инженерно-геологических изысканий толщина асфальтобетонных слоев конструкции находится в пределах от 26 до 35,8 см (рис. 3).
Средняя толщина асфальтобетона составляет йср=31,16 см, а коэффициент вариации — Квар=8,3%. Разброс значений толщин асфальтобетона, обусловливающих коэффициент вариации, невелик. Следует отметить, что преобладает конструкция толщиной 28— 35 см. Данное значение несколько выше, чем для федеральных автомобильных дорог, имеющих комбинированную конструкцию жесткой дорожной одежды.
Результаты лабораторных исследований прочности асфальтобетона при г=20°С представлены на рис. 4. Средняя прочность на сжатие по всему участку дороги составила Еср=5,32 МПа. Преобладает конструкция с прочностью асфальтового покрытия порядка 4,3—5,8 МПа. Коэффициент вариации прочности на сжатие при ?=20оС составил 15,8%, что связано с различным состоянием покрытия.
Согласно ГОСТ 9128—2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон» (табл. 4) предел прочности на сжатие при г=20оС для асфальтобетона должен быть не менее 2,5 МПа. Следовательно, слои асфальтобетона, расположенные в конструкции дорожной одежды на рассматриваемом участке, практически с двукратным запасом обеспечивают требуемую стандартами прочность.
Обращает на себя внимание большой разброс значений прочности (от 4,1 до 7,3 МПа), что подтверждено высоким коэффициентом вариации. Однако средняя прочность асфальтобетона на сжатие на исследуе-
Рис. 1. Керны (образцы), полученные в результате инженерно-геологических изысканий
Рис. 2. Процесс испытания асфальтобетонных кернов (образцов)
научно-технический и производственный журнал ■Q'j'pyyrj'SjJ.yj-liyJS "98 июль 2012 Ы ®
30
25
п 20
0
26-28 28-30 30-32 32-34 Толщина асфальтобетона, см Рис. 3. Распределение толщины асфальтобетонных слоев
34-36
40
35
Я 30
« 25
0
4-4,5 4,5-5 5-5,5 5,5-6 6-6,5 6,5-7 7-7,5 Прочность кернов (образцов) при температуре 20оС, МПа Рис. 4. Распределение прочности асфальтобетона при (=20°С
Я 30
8 25
0
0,5-0,75 0,75-1 1-1,25 1,25-1,5 1,5-1,75 1,75-2 Прочность кернов (образцов) при температуре 50оС, МПа Рис. 5. Распределение прочности асфальтобетона при 50оС
60
50
40
30
20
10
0
1,9-2 2-2,1 2,1-2,2 2,2-2,3 2,3-2,4 2,4-2,5 2,5-2,6 Прочность кернов (образцов), г/см3 Рис. 6. График распределения плотности асфальтобетона
мом участке несколько выше значений, полученных для федеральных автомобильных дорог. Во многом это связано с качеством строительства и условиями эксплуатации.
Результаты лабораторных исследований прочности асфальтобетона при г=50°С представлены на рис. 5. Средняя прочность на сжатие по всему участку дороги при данной температуре составила 1,33 МПа. Преобладает конструкция с прочностью покрытия 1,2— 1,70 МПа. Коэффициент вариации прочности на сжатие составил 23,6%, что также связано с различным состоянием покрытия.
Согласно ГОСТ 9128—2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон» (табл. 4) предел прочности на сжатие при t=50°C для асфальтобетона должен быть не менее 1,1—1,2 МПа. Таким образом, и по данному критерию расположенные в конструкции дорожной одежды слои асфальтобетона обеспечивают требования стандарта.
При расчете конструкции дорожной одежды по всем требуемым критериям необходимо принимать во внимание структуру материала. Для решения этих задач были определены значения плотности асфальтобетонных образцов.
Средняя плотность образцов составила Рср=2,36 г/см3. Коэффициент вариации плотности 5,2%. Преобладающая плотность асфальтобетонных образцов составляет 2,34-2,54 г/см3 (рис. 5).
При определении лабораторных и физико-механических свойств асфальтобетонных слоев, входящих в конструкцию дорожной одежды, был выявлен ряд закономерностей. Так, во время анализа материалов было замечено, что чем большим количеством слоев
представлено асфальтобетонное покрытие, тем больше разброс прочности между смежными слоями. Однако, находясь в конструкции, данные слои работают все же как одно целое. В связи с этим асфальтобетонное покрытие жесткой дорожной одежды можно моделировать как единую систему.
На основании результатов исследования в настоящее время корректируются и уточняются методы и алгоритмы расчета толщины асфальтобетонных слоев, уложенных на жесткое цементобетонное основание [1].
По результатам изучения асфальтобетонного покрытия, уложенного на цементобетонное основание, можно сделать вывод, что при значительных толщинах асфальтобетона работа конструкции становится малоэффективной [2], следовательно происходит преждевременное разрушение дорожной одежды.
Возможный срок службы жесткой дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием при точно проведенных расчетах может доходить до 30-40 лет. А также наличие на цементобетонном основании асфальтобетонных слоев небольшой толщины значительно улучшает характеристики автомобильной дороги.
Ключевые слова: цементобетон, асфальтобетон, прочность, плотность, долговечность.
Список литературы
1. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд. М.: Информавтодор, 2004.
2. Корочкин А В. Расчет толщины асфальтобетонных слоев жесткой дорожной одежды // Строительные материалы. 2009. № 11. С. 62-64.
¡■Л ®
научно-технический и производственный журнал
июль 2012
99
