Визначення геометричних параметрів автомобільних доріг із колією та засоби ліквідації колійності Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 625.8

ВИЗНАЧЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТР1В АВТОМОБЫЬНИХ ДОР1Г 13 КОЛ16Ю ТА ЗАСОБИ Л1КВ1ДАЦП КОЛ1ЙНОСТ1

Ю. О. Шр\чек, докт. техн наук, проф., А. А. Сухоребрий, маггстр, О. В. Молчанов, канд. техн. наук.

Методи проектування нежорсткого дорожнього одягу спрямоваш на забезпечення його мщност та рiвностi [1; 2]. Однак у сучасних умовах навантажень та штенсивност руху важких автомобiлiв, а також при ди природноклiматичних факторiв на покриттях дорожнiх одягiв накопичуються дефекти i деформаци у виглядi коли. Ця проблема стае все бшьш актуальною для дори Украши. Для вибору ращонального способу боротьби з колшшстю на дорогах рiзних категорш треба вживати широкий спектр конструктивних та технологiчних рiшень, що дозволяе пщбрати оптимальний спосiб та надае можливють проведення планування й оргашзаци робiт з И лшвщаци.

Шд впливом багаторазового прикладання навантажень у шарах дорожнього одягу виникають вертикальш та горизонтальнi напруги, якi часто перевищують гранично допустимi значення. Внаслщок цього прискорено накопичуються залишковi деформаци. Разом iз зниженням мiцностi матерiалiв дорожнього одягу при замерзаннi-вiдтаненнi, окисленням бiтуму починаеться руйнування асфальтобетонного (органо-мшерального) покриття та матерiалiв основи з втратою мiцностi i зсувостiйкостi. Колшшсть виникае пiсля критичного для дано! конструкци дорожнього одягу числа прикладання навантажень. Недостатне ущшьнення шарiв дорожнього одягу при будiвництвi, реконструкци та ремонтах призводить до появи колшност у перший рiк експлуатаци.

Проведене вiзуальне обстеження в Днiпропетровськiй област показало, що колiя iснуе практично на дорогах уах категорiй державного i мiсцевого значення незалежно вщ типу дорожнього одягу (капiтальний, полегшений, перехiдний) та матерiалу покриття (асфальтобетон, органо-мшеральна сумiш). Глибина колiй в окремих випадках досягае 10-15 см.

Для ефективно! лшвщаци та попередження утворення колiй необхiдно виявити причини !х виникнення. Поява колiй пов'язана з недолшами конструкцiй дорожнього одягу, водно-теплового режиму роботи земляного полотна, недотриманням технологи будiвництва шарiв дорожнього одягу, а також залежить вщ iнтенсивностi i складу руху транспортних засобiв, термiну експлуатаци дороги, якост та перiодичностi виконання робiт з ремонту та утримання дорожнього покриття.

Процес обстеження дшянок подшений на три етапи:

- тдготовчий;

- натурнi обстеження;

- обробка матерiалiв натурних обстежень.

При натурному шструментальному обстеженнi визначають параметри i характеристики дороги:

- склад руху;

- фактичну швидюсть руху автомобiлiв на кожнiй iз смуг руху;

- геометричнi параметри коли (глибина та ширина коли, висота та ширина випору);

- геометричш параметри дороги (ширина про1зно1 частини, кшьюсть смуг руху та ширина кожно1 смуги, ширина узбiч, поздовжнi та поперечнi ухили);

- рiвнiсть дорожнього покриття;

- зчеплення покриття з колесом автомобшя;

- мщшсть дорожнього одягу.

Визначення геометричних параметрiв коли може бути виконане вручну або за допомогою пересувно1 дiагностичноl лаборатори. При вимiрюваннях вручну загальна глибина коли визначаеться як найбшьший зазор мiж розташованою поперек смуги руху перпендикулярно до в^ дороги триметровою рейкою та покриттям. Промiжок вимiрюють за допомогою клина, точшсть вимiрювання забезпечують з абсолютною похибкою ±1 мм.

Для виявлення найбшьшо1 загально1 глибини колiй упоперек про1зно1 частини вимiрюють зазор тд рейкою на кожнiй коли за допомогою двох двохметрових рейок. Цей спошб дае можливiсть провести два вимiрювання в одному розрiзi.

Визначення геометричних параметрiв дороги з колiею геодезичними методами застосовують на стади обстеження та при необхiдностi фрезерування, влаштування вирiвнювальних шарiв або розширення про1зно1 частини.

У кожному поперечнику вимiрюють вiдмiтки в п'яти точках (рис. 1): кромка про1зно1 частини з двох сторш (К та К2 ), середина про1зно1 частини (С та С2) з кожно1 сторони; вiсь дороги (О).

Геометричш параметри дороги вимiрюють через кожш 10 м по довжинi дороги. На дшянщ дороги з колiею в поперечному профiлi отримують двi додатковi точки, якi характеризують глибину коли: дно колil (точка Ь) та вершину колil (точка М). Вимiрювання проводять по зовнiшнiй, правш колil (ближче до узбiччя) для кожно1 смуги руху, на якш е колiя. Глибину колil розраховують як рiзницю вiдмiток точок М та Ь. Оцiнка транспортно-експлуатацiйного стану дороги за глибиною коли i величиною кута заглиблення проводиться з урахуванням ступеня впливу колil на безпеку руху.

О - вюь дороги;

К^ та К2 - кромка про1зно1 частини з кожно1 сторони; Сх та С2 - середина про1зно1 частини з кожно1 сторони; Ьх та Ь2 - дно право1 колil на кожнш смузi руху;

М1 та М2 - вершина право! коли.

Рис. 1. Схемарозташування контролъних точок на покриттг

Заходи попередження утворення колш включають:

- розрахунок i конструювання дорожнiх конструкцш (дорожнього одягу i земляного полотна) з урахуванням накопичення залишково! деформаци згiдно з дiючими нормами;

- влаштування верхнiх шарiв покриття з матерiалiв iз високою зсувостiйкiстю та опором зносу, а шарiв основи - з матерiалiв з високим опором структурним руйнуванням та утворенню залишкових деформацiй;

- використання армуючих прошаркiв з геосинтетичних матерiалiв у шарах покриття та основи;

- влаштування земляного полотна з використанням дренувальних матерiалiв;

- влаштування дренажiв та систем водовщводу.

Заходи щодо уповiльнення виникнення коли включають:

- обмеження руху великовантажного транспорту;

- обмеження руху в денний час, при високих лигах температурах, та навесш, в перюд вiдтанення земляного полотна;

- контроль за виконанням вимог за фактичною величиною навантаження на вюь автомобшя;

- рiвномiрний розподiл руху по всiй шириш про!зно! частини (при наявностi широко! про!зно! частини та крайових укршних смуг);

- лiквiдацiя мiсць зниження швидкост руху вантажних автомобiлiв, заторiв та зупинок (для скорочення довготривалого прикладання навантажень).

Заходи щодо лiквiдацi! колi! е двох типiв - лiквiдацiя коли без усунення причин колieутворення (тимчасов^ i з усуненням причин !! виникнення.

До тимчасових заходiв вщносяться лiквiдацiя колi! i вiдновлення поперечно! рiвностi смуги руху або вае! про!зно! частини на термiн до трьох мiсяцiв без замiни нестабшьних шарiв покриття та основи. Методи лшвщацп колiй з усуненням причин !х утворення включають:

- стабшзащю чи видалення i замiну нестабшьного шару без пiдсилення або з тдсиленням дорожнього одягу;

- методи регенераци iснуючого покриття (у випадках, якщо нестабiльний шар видаляють на всю глибину);

- пiдвищення жорсткост нижче розташованих шарiв покриття;

- стабшзащю або замiну rрунтiв активно! зони земляного полотна;

- висушування та забезпечення вщводу поверхневих та грунтових вод.

Таблиця 1

Основш етапи проектування складу сум1ш1, якарегенеруетъся

1. Визначення зернового складу мшеральних матерiалiв, вмiсту та властивостей в'яжучого в асфальтобетонi юнуючого покриття

2. Визначення зернового складу нових матерiалiв та властивостей нового в'яжучого

3. Розрахунок складу мшерально! частини регенеровано! сумiшi та визначення кшькосп додавання кам 'яного матерiалу залежно вiд способу переробки старого _асфальтобетону_

4. Визначення кшькосп нового б^му в складi регенеровано! сумiшi

5. Визначення в'язкост нового бiтуму та кiлькостi пластифшатора

6. Визначення складу сумiшi, що регенеруеться, виготовлення та випробування контрольних зразкiв регенерованого асфальтобетону

7. Уточнення складу регенеровано! сумiшi за результатами випробувань

контрольних зразкiв

Регенерацiю асфальтобетонно! сумiшi гарячим способом можливо проводити на мющ укладання покриття в пересувнш установцi або на АБЗ з додаванням в'яжучого з пластифшаторами або модиф^ючими добавками, щебеню або ново! сумiшi для коригування гранулометричного складу оновленого асфальтобетону i полшшення його фiзико-механiчних властивостей. Визначення кшькосп матерiалiв добавок, необхiдних для забезпечення потрiбних фiзико-механiчних властивостей регенерованого асфальтобетону проводять на основi лабораторного аналiзу матерiалу "старого" покриття та шдбору складу i властивостей регенерованого асфальтобетону вщповщно.

Для лiквiдацi! колi!, причиною утворення яко! е нестабiльнi властивосп верхнього шару асфальтобетону, ефективним е метод ремшсингу (термозмiшування) на глибину 4-6 см. Цей метод ефективний за умов достатньо! мщносп нижчерозташованих шарiв. Роботи виконують ремiксером (наприклад фiрми "Вiртген"). Технологiчнi операцi! складають:

- очищення покриття вщ пилу та бруду;

- po3irpiB асфальтобетону;

- розпушення та фрезерування старого покриття;

- подачу знятого матерiалу в змiшувач;

- додавання пластифiкатора та мшеральних компоненпв (за необхiднiстю) та перемшування;

- розподiл сумiшi, попередне та кiнцеве ущiльнення.

При глибиш колiï бiльше 30 мм необхщно попередньо виконати часткове фрезерування, зрiз випору та окремих нерiвностей для забезпечення рiвномiрного розiгрiву поверхнi покриття.

Разом iз лiквiдацiею колiï, що виникла у верхньому шарi покриття, за технолопею, наведеною вище, можливо провести пiдсилення дорожнього одягу. Для цього на шар покриття iз скориговано1' сумiшi укладають додатковий шар з ново1' зсувостiйкоï асфальтобетонно1' сумiшi (за технологiею Ремiкс-плюс). Усi операци з влаштування шару покриття iз скориговано1' сумiшi та додаткового шару з ново1' сумiшi виконують за один прохщ. Таким чином, нова гаряча сумш укладаеться на гарячий шар, що сприяе кращому зчепленню шарiв та ïx монолiтностi.

При лшвщаци колiй без усунення або з частковим усуненням причин колiеутворення як виключна мiра на коли глибиною до 45 мм можливе заповнення ïï чорним щебенем фракци 20-40 мм, виготовленим в установщ на рiдкому бiтумi з тдгрунтовкою рiдким бiтумом i наступним влаштуванням вирiвнювального шару у виглядi шару асфальтобетону на дорогах I—II категорш та поверxневоï обробки на дорогах III-IV категорiй.

При глибиш коли понад 45 мм найбшьш рацюнальною е теxнологiя холодного фрезерування з наступним видаленням розпушеного шару, як тимчасовий захщ можливе заповнення ïï чорним щебенем фракци 20-40 мм у два шари з тдгрунтовкою рщким бгтумом. Кожен iз шарiв ущiльнюють (коефiцiент ущшьнення як вирiвнювального, так i верхнього шару повинен бути не менше 0,99). Взагалi при наявност коли понад 45 мм на юнуючому покритп цю дiлянку слiд видалити та переглянути конструкцiю дорожнього одягу та проектно-кошторисну документацiю.

Заповнення коли глибиною до 30 мм та усунення шших нерiвностей на покритп можна виконувати iз застосуванням емульсшно-мшеральних сумiшей типу "Сларрi Сил", яка може бути укладена в один-два шари, або шляхом укладання шару з багатощебеневого асфальтобетону з наступним укладанням вирiвнювального шару з дрiбнозернистого асфальтобетону.

Спошб усунення коли з влаштуванням додаткового шару зносу з емульсiйно-мiнеральноï сумiшi застосовують для одночасного усунення дрiбниx деформацiй та створення однорiдноï поверxнi покриття на всю ширину проïзноï частини. В цьому випадку спочатку за один прохщ заповнюють сумшшю обидвi колiï з витратою 10-20 кг/м2, а потiм другим проходом укладають додатковий шар зносу по всш шириш смуги руху з витратою сумiшi 15-20 кг/м2. Покриття перед укладанням може бути вологим, але без шару води на поверхш. Мшмальна температура пов^я повинна бути не нижче плюс 5°С. Вщкриття руху шсля укладання шару з емульсiйно-мiнеральноï сумiшi можливе через 20-30 хвилин.

На невеликих дшянках заповнення колiï ремонтним матерiалом може виконуватись iн'екцiйним способом за допомогою спещального причiпного обладнання, що застосовують для ямкового ремонту - машинами типу "Savalko" та ш.

Лшвщащя колiï методом гарячоï регенераци (способом термопрофiлювання) ефективна, коли колiя виникла внаслiдок зносу верхнього шару асфальтобетону без утворення пластичноï деформаци, якщо фiзико-меxанiчнi властивостi iншиx шарiв дорожнього одягу стабiльнi. Цей метод ефективний для тдвищення рiвностi покриття, при коли глибиною не бшьше 20 мм. Термопрофшювання покриття виконують у наступнш послiдовностi:

- розiгрiвають покриття на глибину 2-4 см (максимальна глибина розiгрiву шару не повинна перевищувати 6 см) i розпушують;

- додають 20-50 кг/м2 ремонтноï асфальтобетонноï сумiшi типу "Б";

- розрiвнюють новий шар;

- ущшьнюють.

Термопрофiлювання виконують iз застосуванням комплекту машин, до якого входять асфальторозiгрiвач та термопрофшювальник (ремiксер).

Лiквiдацiя коли глибиною до 25 мм методом холодного фрезерування можлива у тих випадках, коли випробуваннями встановлено, що нижче розташоваш шари дорожнього одягу стабшьш Часткове фрезерування проводять зрiзанням гребешв випору до дна коли для швидкого виправлення поперечноï рiвностi .

Поверхневим фрезеруванням зрiзають шар зносу по всш шириш проïзноï частини або по шириш смуги руху. Глибина фрезерування повинна бути бшьшою глибини коли на 3-5 мм, для вирiвнювання поперечного профiлю та видалення б^му, що виступив у колiï. Для забезпечення поперечноï рiвностi фрезерування слiд виконувати широкою фрезою з контролем рiзницi мiж рiвнем сусiднix смуг фрезерування. По свiжiй фрезерованiй поверxнi, пiсля видалення залишюв фрезерування та проведення тдгрунтовки, необxiдно укласти шар асфальтобетону або поверxневоï обробки.

Таким чином, в Украш проблема контролю та лшвщаци колiйностi автомобiльниx дорiг набула значення першочергових. Для ïï виршення е достатнш арсенал методiв. Але штенсившсть руху зростатиме i в подальшому, що вимагае внесення вiдповiдниx змш та доповнень до дiючоï нормативноï бази.

ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА

1. Бшятинський О. А., Хом'як Я. В. Проектування автомобiльниx дорiг. - К.: Вища школа, 1997. - 518 с.

2. Бойчук В. С., Кiрiчек Ю. О. Сшьськогосподарсью дороги та майданчики. - К.: Урожай, 2000. - 308 с.

УДК 625.8

Визначення геометричних napaMeTpiB автомобшьних дор^ Ï3 колieю та засоби лжвщацп колiйностi /Ю. О. Kipi4eK, А. А. Сухоребрий, О. В. Молчанов //Шсник Приднiпровськоï державно'1 академп будiвництва та архiтектури. — Дншропетровськ: ПДАБА, 2008. - № 1-2. - С. 22-26. - рис. 1. - табл. 1. - Бiблiогр.: (2 назв.).

Наведеш методи шструментального обстеження автодори i3 нежорстким дорожшм одягом та визначення геометричних параметрiв колiï. Розглянутi заходи попередження утворення колш та ïx лшвщаци.