CC BY
3
УДК 625.762
Романенко И.И., к.техн.н. доцент, заведующий кафедрой «Механизация и автоматизация производства»
Петровнина И.Н., к.техн.н.
доцент
кафедра «Механизация и автоматизация производства»
Романенко М.И., к.э.н.
аналитик Ели чев К.А., к. техн. н.
доцент
кафедра «Механизация и автоматизация производства» Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Россия, г. Пенза ОБСЛЕДОВАНИЕ ДОРОГ НА ПРЕДМЕТ ПРОВЕДЕНИЯ
КАЧЕСТВЕННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗНОСА Аннотация. В процессе приемки выполненных ремонтных работ дорожного полотна обязательному контролю подлежат прочность слоев дорожной одежды, толщины конструктивных слоев, протяженность и ширина ремонтного участка, продольные и поперечные уклоны, ровность покрытия и коэффициент сцепления дорожной одежды с автомобильными колесами. Безопасность эксплуатации автомобильных дорог связана с уменьшением ДТП, а это напрямую зависит от сцепных свойств покрытия с автомобильными колесами. Это достигается устройством поверхностной обработки щебнем прочных горных пород верхнего слоя дорожной одежды.
Ключевые слова: дорожное покрытие, ремонт, щебень, битум, поверхностная обработка, коэффициент сцепления.
Romanenko I.I., сandidate of Technical Sciencesassociate professor mad of the Department «Mechanization and automation of production» Penza State University of Architecture and Construction
Russia, Penza
Petrovnina I.N., сandidate of Technical Sciencesassociate professor аssociate Professor of the Department of «Mechanization and automation
ofproduction»
Penza State University of Architecture and Construction
Russia, Penza
Romanenko M.I., candidate of economic sciences
analyst Russia, Penza
Elichev K.A., сandidate of Technical Sciencesassociate professor
associate Professor of the Department of «Mechanization and automation
ofproduction»
Penza State University of Architecture and Construction
Russia, Penza
INSPECTION OF ROADS REGARDING CARRYING OUT HIGH-QUALITY SURFACE TREATMENT OF THE SURFACE OF WEAR
Summary. At delivery of the performed repair work of a roadbed the complex of indicators surely is controlled: durability of layers of road clothes, thickness of constructive layers, extent and width of the repair site, longitudinal and cross biases, flatness of a covering and coefficient of coupling. Safety of operation of highways is connected with coupling properties of a covering with automobile wheels. It is reached by the device surface treatment by stone material of the top layer of road clothes.
Keywords: paving, repair, crushed stone, bitumen, surface treatment, coupling coefficient.
Главным недостатком поверхностных слоев дорожной одежды является интенсивный рост деформаций, приводящих к разрушению целостного покрытия [1]. Причиной тому является недостаточное сцепление автомобильных колес с поверхностью дорожной одежды, сопротивление покрытий внешним механическим воздействиям, пластическому деформированию, хрупкому разрушению, что приводит к пробуксовке колес, износу верхнего слоя и его дальнейшему разрушению. Низкие сцепные свойства покрытия вызывает рост дорожно-транспортных происшествий, снижению скоростного режима и образование пробок [1, 2].
Одним из эффективных мероприятий, способствующих повышению сцепных качеств покрытий с протектором колес, является устройство искусственной шероховатости на поверхности износа [2, 3]. Практически это можно осуществить за счет равномерного распределения фракционного щебня по предварительно подготовленной поверхности: обеспыленной и очищенной от мусора, пролитой битумным вяжущим. Щебень распределяется после розлива вяжущего слоем в одну щебенку и укатывается легким катком весом 8 т за 5 проходов по одному следу. Излишек каменной мелочи (щебень фракции 5-10 мм) сметается с поверхности механическими щетками.
Полученный шероховатый слой позволяет увеличить сцепные свойства поверхности дорожной одежды с автомобильными колесами, однако это мероприятие, как показал мировой и отечественный опыт [4, 5] не позволяет создать долговременное защитное покрытие. При движении по поверхности дороги транспортные средства вырывают втопленный в битум щебень и выбрасывают его на обочины или в прибортовую зону. При неравномерном внешнем воздействии колес щебень выкрашивается из слоя поверхностной обработки с последующим образованием «плешин». Такая картина наблюдается и при образовании колейности. Исследования
показали, что применение кубовидного, фракционного щебня позволяет получить качественное защитное покрытие.
Такая технология была использована в Пензенской области при ремонте дороги «с. Поим — р.п. Башмаково — р.п. Земетчино».
Сущность данной технологии заключается в последовательном проведении следующих технологических операций: очистка от пыли и грязи поверхности; розлив вяжущего распределителем битума; россыпь щебня; укатка материала легким катком; уход за поверхностью.
При выполнении ремонтных дорожных работ производился отбор материалов и контролировалось качество их выполнения в соответствии с технологической картой. В качестве вяжущего применялся битум марки БНД 60/90 Сызранского НПЗ, модифицированный добавками на основе полимерных соединений [6-7]. Методика испытаний и технические условия соответствовали ГОСТ 22245-90, ГОСТ 11501-78, ГОСТ 11506-73, ГОСТ 11505-75, ГОСТ 11507-78, ГОСТ 12801-98, ГОСТ 18180-72. По ГОСТ 12801 определяли сцепление вяжущего с поверхностью зерен щебня и устанавливалось его соответствие техническим требованиям ГОСТ 22245 -90.
В результате проведенных исследований были получены физические показатели применяемого битума, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1
Наименование показателей Требования Фактические
ГОСТ 22245-90 показатели
Глубина проникновения иглы, 0,1 мм
при 25 оС 61-90 72
при 0 оС, не менее 20 22
Температуры размягчения по кольцу и шару, оС 47 50
Растяжимость, см, не менее
при 25 оС 55 96
при 0 оС 3,5 3,8
Температура хрупкости, оС, не выше -15 по
Температура вспышки, оС, не ниже 230 по
Изменение температуры размягчения после прогрева, оС, не более 5 4
Индекс пенетрации от -1,0 до +1,0 -0,51
Сцепление битумного вяжущего с - 3
поверхностью применяемого щебня ООО «Биянковский щебеночный завод» по
методу р.28 ГОСТ 12801-98 (изм. № 1), балл
Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:
• битум соответствует марке БНД 60/90 ГОСТ 22245-90;
• битум пригоден для устройства поверхностной обработки поверхности износа дорожной одежды в качестве вяжущего.
Авторами работы проводились работы по контролю за расходом
щебня фракции 5-10 мм (насыпная плотность 1480 кг/м3, прочность 120,0 МПа) при равномерном распределении по проезжей части. Сущность проводимых испытаний заключалась в следующем: на дорожное покрытие, подготовленное к устройству поверхностной обработки, были уложены металлические шаблоны размером 50*50*6 см в количестве трех штук. Первый шаблон укладывается в 1 метре от кромки проезжей части, второй -в 10 метрах от начала укладываемой ремонтной полосы и через 4 метра друг от друга. После прохода щебне распределителя SCHAFER RZA 5600 определялась масса щебня в пределах шаблона. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Таблица 2
№ образца Размер шаблона, м Площадь шаблона, м2 Масса щебня, кг Расход щебня, кг/100 м2 Насыпная плотность, кг/м3 Расход щебня, м3/100 м2 Среднее значение расхода щебня, м3/100 м2
1 0,5x0,5 0,25 4,07 1628 1480 1,1 1,09
2 0,5x0,5 0,25 4,03 1612 1480 1,09
3 0,5x0,5 0,25 3,96 1584 1480 1,07
По результатам измерений норма расхода щебня составляет 1,09 м3/100 м2, что соответствует требованиям СП 78.13330.2012 п.13.2.3 таблица 10.
После выполнения всего объема ремонтных работ участок дороги отвечает нормативным эксплуатационным требованиям (рис. 1).
а б
Рис. 1. Общий вид отремонтированного участка дороги с созданием поверхностного фрикционного слоя методом поверхностной обработки: а - общий вид дороги после ремонта с разметкой; б - создание фрикционного слоя поверхности за счет использования кубовидного щебня Для оперативного контроля шероховатости покрытия, полученного после проведения ремонтных работ, использовался прибор ППК - МАДИ-ВНИИБД (рис. 2).
Рис. 2. Проведение измерений шероховатости прибором ППК- МАДИ-ВНИИБД
Прибор позволяет оперативно контролировать величину коэффициента сцепления дорожных покрытий с колесами. Принцип работы прибора основан на моделировании процесса скольжения заторможенного автомобильного колеса по поверхности износа. При этом выполняются условия: нагрузка на колесо (2942 + 49) Н, скорость движения (60 ± 3) км/ч, дорожное полотно после дождя (мокрое пятно); шины с гладким рисунком протектора; размер колеса 6,45 х 13"; давление в камере - 0,17 + 0,01 МПа.
Прибор имеет основание, на котором закрепляется в вертикальном положении направляющая штанга (рис. 2). На штанге установлены фиксирующая муфта, шкала для измерений, пружинный механизм, ударный груз. Подвижные башмаки-имитаторы шин крепятся к пружинному механизму. Падающий груз по штанге раздвигает башмаки, прижатые к дорожной одежде. Положение регистрирующей шайбы на шкале измерений определяет фактическое значение коэффициента сцепления. Результаты измерений представлены, в таблице 3.
Таблица 3
Результаты измерений, выполненных на автомобильной дороге «с. Поим - р.п. Башмаково - р.п. Земетчино», участок км 0,000 - 9,360
Показатели фактической Предельно Оценка
Местополо- величины продольного допустимая соответствия
жение, сцепления величина фактических
км продольного с учетом поправок продольного показателей
полоса 1 полоса 2 сцепления предельно допустимым
1 2 3 4 5
0,221 0,432 0,452 >0,3 соответствует
0,657 0,457 0,485 >0,3 соответствует
0,902 0,465 0,467 >0,3 соответствует
1,184 0,494 0,505 >0,3 соответствует
1,489 0,488 0,501 >0,3 соответствует
1,892 0,431 0,453 >0,3 соответствует
2,227 0,483 0,489 >0,3 соответствует
2,569 0,523 0,537 >0,3 соответствует
2,881 0,492 0,484 >0,3 соответствует
3,260 0,460 0,452 >0,3 соответствует
3,534 0,481 0,481 >0,3 соответствует
3,780 0,452 0,455 >0,3 соответствует
4,062 0,516 0,498 >0,3 соответствует
4,410 0,539 0,525 >0,3 соответствует
4,905 0,422 0,444 >0,3 соответствует
5,253 0,462 0,451 >0,3 соответствует
5,599 0,459 0,453 >0,3 соответствует
5,947 0,463 0,476 >0,3 соответствует
6,288 0,452 0,466 >0,3 соответствует
6,655 0,534 0,537 >0,3 соответствует
6,940 0,519 0,524 >0,3 соответствует
7,253 0,442 0,455 >0,3 соответствует
7,608 0,441 0,432 >0,3 соответствует
7,966 0,438 0,411 >0,3 соответствует
8,245 0,459 0,454 >0,3 соответствует
8,578 0,466 0,466 >0,3 соответствует
8,843 0,523 0,508 >0,3 соответствует
В соответствии с проведенными исследованиями качества выполненных ремонтных работ по устройству поверхностной обработки покрытия щебнем, на автомобильной дороге «село Поим — районный поселок Башмаково — районный поселок Земетчино», участок км 0,000 -9,360 можно сделать общее заключение: дорожное покрытие полностью удовлетворяет требуемым условиям эксплуатации по показателю коэффициента сцепления. Минимальное значение коэффициента сцепления составляет 0,411, что больше предельно допустимого 0,3.
Использованные источники:
1. Немчинов М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля. - М: Изд-во Транспорт, 1985. -231. с
2. Сод-Эрдене Нарантугс. Поверхностная обработка дорожных покрытий//Наука онлайн: Международный научный электронный журнал. -2017. - №12. - https://nauka-online.com/publications/tehnicheskie-nauki/2017/12/poverhnostnaya-obrabotka-dorozhnyh-pokrytij/.
3. Гончаров А. В. Современные технологии устройства слоев износа и поверхностных обработок на дорожных асфальтобетонных покрытиях // Молодой ученый. — 2016. — №11. — С. 313-317. — URL https://moluch.ru/archive/115/31195/.
4. Романенко И.И., Пилясов Б.В. Материал на основе металлургических шлаков для укрепления дорожных оснований. Строительные материалы.
2008. № 12. С. 28-29.
5. Романенко И.И., Петровнина И.Н., Еличев К.А., Романенко М.И. Стабилизация грунта неорганическими вяжущими при строительстве дорог в Пензе. Уральский научный вестник. 2016. Т. 10. № 2. С. 85-89.
6. Романенко И.И., Петровнина И.Н., Романенко М.И. Применение вторичных продуктов производств в дорожном строительстве. Дневник науки. 2018. № 3 (15). С. 9.
7. Романенко И.И., Петровнина И.Н., Романенко М.И. Модифицирование вяжущего тонкомолотыми компонентами. Дневник науки. 2018. № 2 (14). С. 10.
