Обследование асфальтобетонных покрытий

Автомобильная дорога – это специальное сооружение, предназначенное для движения автомобилей.

Дорожная одежда автомобильных дорог обеспечивает условия для движения автомобилей вне зависимости от рельефа и равномерно распределяет нагрузки от транспортных средств по большей площади грунта. Дорожная одежда – многослойная конструкция, находящаяся в пределах проезжей части автодороги, а также воспринимающая нагрузку от транспортных средств и передающая ее на грунт.

Для успешного функционирования автомобильно-дорожной системы необходимо, чтобы параметры и характеристики автомобильных дорог удовлетворяли требованиям движения автомобилей, а основные параметры и характеристики автомобилей соответствовали тем, на которые рассчитаны эксплуатируемые дороги. Существуют определенные требования к автомобилям со стороны автомобильных дорог, которые необходимо соблюдать, чтобы не перестраивать сеть автомобильных дорог под каждое новое поколение автомобилей. Это прежде всего требования к динамическим свойствам и габаритам автомобилей, их осевой нагрузке, общей массе и ряду других характеристик.

Прогнозирование параметров эксплуатационного состояния проводится для установления их величины по годам эксплуатации с учетом фактических условий нагружения и принятия управленческих решений по проведению ремонтно-восстановительных мероприятий для обеспечения соответствия контрактным и гарантийным обязательствам.

Прогнозирование эксплуатационного состояния выполняется в рамках системы управления состоянием дорожных конструкций, реализуемой собственником автомобильной дороги.

Для прогнозирования эксплуатационного состояния необходимо обеспечить выполнение следующих мероприятий:

• диагностику эксплуатационного состояния дорожных конструкций по ГОСТ 33101, ГОСТ 33078 и ОДМ4.039;
• мониторинг параметров транспортного потока в процессе эксплуатации автомобильной дороги;
• систематизацию и хранение информации о транспортно-эксплуатационных характеристиках автомобильной дороги в течение эксплуатации и фактической интенсивности и составе транспортного потока.

При проектировании дорожной одежды размеры каждого конструктивного слоя выбирают с учетом местных материалов, возможных нагрузок и природно-климатических условий расположения автомобильной дороги. Все расчеты выполняют для средних условий, поэтому возможны отклонения от расчетных условий, приводящие к потере прочности дорожной одежды, деформациям и разрушению.

Разрушения могут быть вызваны низким качеством выполнения работ, недостаточным или неправильным учетом гидрогеологических условий, применением материалов низкого качества. Большое значение в обеспечении устойчивости дорожной одежды имеет своевременный ремонт разрушенных участков дорожного покрытия. Появление остаточных (необратимых) деформаций, своевременно не ликвидированных, приводит к значительным разрушениям, как под действием движения автомобилей, так и под влиянием природно-климатических факторов.

Виды деформации асфальтового покрытия

Основными видами деформаций и разрушений дорожной одежды являются:

• деформации и разрушения, вызванные пучинами, происходящими в весенний период при оттаивании грунта земляного полотна на участках с неблагоприятными условиями водоотвода и защиты земляного полотна от температурных воздействий. Причинами таких разрушений могут быть ошибки в оценке перспективной интенсивности движения и нагрузок, некачественные материалы и их неоднородность, плохое уплотнение земляного полотна и дорожной одежды, а также переувлажнение земляного полотна;
• потери прочности дорожной одежды, вызванные непрерывным воздействием колес автомобилей и природно-климатических факторов. На потерю прочности большое влияние оказывают ошибки, допущенные при проектировании, строительстве и эксплуатации дорожной одежды, а также температурные деформации;
• просадки нежестких дорожных одежд в виде впадин, возникающие в результате местных просадок недоуплотненного грунта или слоев дорожной одежды. Особенно часто этот вид деформации появляется на въездах на мост, в местах прокладки под существующими дорогами водопропускных труб и трубопроводов;
• сквозные трещины, характерные для цементобетонных покрытий, когда на них образуются просадки. Трещины появляются чаще всего в местах просадок земляного полотна и связаны с несвоевременным ремонтом дорожной одежды;
• проломы – разрушения дорожной одежды в виде длинных прорезей по полосам наката колес. Такие разрушения характерны для дорожных одежд переходного типа при проходе очень тяжелых автомобилей и снижении несущей способности основания дорожной одежды.

При оценке фактического технического состояния дороги определяют индикаторы состояния покрытия автомобильных дорог: продольную ровность, поперечную ровность и сцепные качества.

Продольную ровность оценивают по международному показателю ровности (IRI) для участков длиной 100 м. Измерение продольной ровности покрытия производится по каждой полосе движения участками по 100 м и оценивается по показателю IRI согласно ГОСТ 33101.

Поперечную ровность оценивают по глубине колеи для участков длиной 100 м и по состоянию поперечных уклонов. Измерение производится по каждой полосе движения.

Основные деформации и разрушения, и возможные причины их возникновения представлены в таблице 1.

Таблица 1 – «Деформации и разрушения, и возможные причины их возникновения»

Для установления плотности применяют разные физические методы и средства неразрушающего контроля качества, одним из таких методов является использование приборов-измерителей плотности асфальтобетона. Метод работы таких приборов базируется на записи изменения взаимодействия собственного электромагнитного поля катушки с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этой катушкой в контролируемом объекте. Указанный метод измерения предусматривает корреляцию диэлектрических свойств асфальтобетона с его плотностью при разных температурах.

Широкое применение нашли приборы: «Troxler», «PQI-380», «ПАБ».

Характерные виды неровностей

Ровность дороги – это характеристика поверхности дороги, определенная наличием неровностей или отклонений фактической поверхности от проектной, вызывающих при проезде автомобиля колебания его колес и кузова. Различают продольную и поперечную ровность. К основным причинам образования неровностей покрытия относят:

• высокую транспортную нагрузку;
• недостаточную прочность и сдвигоустойчивость дорожных одежд, применение слабопрочных материалов в конструктивных слоях покрытия;
• нарушение требований к ровности покрытий при строительстве и низкое качество работ по возведению земляного полотна и дорожной одежды;
• необеспеченный водоотвод и пучинообразование; износ, деформации и разрушения покрытия под действием транспорта и климатических факторов и несвоевременные работы по устранению этих дефектов.

Неровности имеют различные размеры и формы. Их распределение по поверхности носит случайный характер, за исключением гравийных и щебеночных покрытий, где неровности в виде гребенки распределяются, как правило, равномерно по длине покрытия. В реальных условиях автомобиль при движении взаимодействует с неровной поверхностью покрытия. Неровности покрытия вызывают вертикальные, продольные и поперечные колебания колес, кузова и других частей автомобиля, которые передаются водителю.

Стоит отметить, существует три основных подхода для измерения ровности покрытия:

• измерение рейкой длиной три метра с клиновым промерником, предусматривающее измерение величины просвета под рейкой;

• измерение нивелиром и нивелирной рейкой, предусматривающее вычисление модуля разности вертикальных отметок поверхности с шагом 5, 10 и 20 м;
• измерение с применением автомобильной установки ПКРС-2 или другими приборами, показания которых приведены к показаниям ПКРС, предусматривающее определение интенсивности (уровня) вертикальных колебаний прицепного прибора относительно подрессоренного кузова, выражаемое в виде суммарного перемещения неподрессоренной массы относительно подрессоренной на 1 км дороги (см/км).

Методы контроля при строительстве автомобильных дорог

Неразрушающий контроль – вид контроля, при использовании которого, объект исследования не подвергается существенному разрушению и продолжает оставаться в работоспособном состоянии.

Преимущества:

• испытания проводятся на объектах, которые будут эксплуатироваться;
• испытывать можно как отдельную часть сооружения, так и все сооружение;
• один и тот же объект контроля можно испытывать разными методами, получая данные о различных свойствах;
• проведение неразрушающего контроля занимает гораздо меньше времени в сравнении с разрушающими методами контроля качества.

Недостатки:

• при испытаниях определяют результаты, позволяющие получить косвенные представления о свойствах объекта. Иногда для того, чтобы доказать связь между результатами измерений и эксплуатационной надежностью приходится прибегать к дополнительным проверкам;
• для проведения неразрушающего контроля необходима предварительная подготовка, уточнение условий проведения контроля и свойств контролируемых объектов.

Разрушающий контроль – вид контроля, при котором производится временное локальное разрушение (шурф, керн и т.п.) для оценки параметров конструктивных слоев дорожной одежды. Например, при данном виде контроля более точно можно определить толщины конструктивных слоев.

На сегодняшний день, существует достаточно большое количество методов разрушающего и неразрушающего контроля, многие из которых используются при строительстве автомобильных дорог. Каждый метод имеет свои плюсы и минусы, выбор того или иного метода обусловлен конкретными условиями применения, наличием оборудования и бюджетом на конкретные мероприятия.

Автор: Максим Подгорнов, специалист по дорожному строительству