В зависимости от погодных условий, скорости движения транспорта и других причин изменяется удельное давление на покрытие от колес автомобилей. В жаркую погоду темное асфальтобетонное покрытие нагревается до температуры выше 60˚C при температуре воздуха около 30˚C.
Колеса автомобилей нагреваются также в результате работы, трения и ударов о неровности покрытия. При нагреве колес увеличивается в объеме воздух в камере, уменьшается площадь следа и дополнительно возрастает давление на покрытие.
Наиболее распространенным дефектом покрытий, вызываемым увеличением удельного давления сверх нормативного, является образование колеи. В городах такие деформации можно наблюдать у остановок общественного транспорта даже в слоях, уложенных на жестком основании.
На дорогах с интенсивным движением автомобилей не только образуются колеи, но и покрытие шлифуется и даже истирается, т.е. изнашивается. В этом случае снижается прочность дорожной одежды, уменьшается шероховатость и покрытие (особенно влажное) становится скользким, что вызывает дорожно-транспортные происшествия. Износ покрытий увеличивается при его обработке в зимнее время растворами противогололедных реагентов.
Из природных факторов на работоспособность асфальтобетонных покрытий наибольшее влияние оказывают осадки и изменения температуры. Асфальтобетонные покрытия чаще всего разрушаются при оттаивании грунта земляного полотна и потере им несущей способности и механической прочности. Дорожная одежда на таком полотне при проходе автомобилей легко деформируется, появляются бугры, проломы, трещины и колеи. В образовавшиеся проломы и трещины проникает разжиженный грунт земляного полотна. Если движение автомобиля продолжается, то такая дорожная одежда полностью разрушается и материал ее перемешивается с грунтом земляного полотна. Таким же образом действует на покрытие вода, проникающая в поры асфальтобетона. При ее замерзании давление льда может достигать 200 МПа. Прочность водонасыщенного асфальтобетона при продолжительной температуре может понизиться на 40%.
При резком снижении температуры воздуха осенью и больших перепадах температур зимой на покрытиях образуются поперечные температурные трещины из-за недостаточного сопротивления асфальтобетона температурным напряжениям. Они распределяются на расстоянии 6 - 10 м одна от другой.
ровность дорожное покрытие безопасность
Из-за плохого сопряжения горячей смеси одной полосы с ранее уложенной холодной полосой на покрытиях появляются продольные трещины. Косые трещины продолжают поперечные и продольные трещины при недостаточно прочном покрытии. Сетка трещин возникает на дорожном покрытии, как правило, при недостаточно прочном основании. Трещины могут образоваться над швами основания, если они заделаны недостаточно хорошо.
В местах сопряжения с обочинами можно наблюдать облом кромки. Чаще всего это происходит в случае переезда через кромки тяжелых грузовых автомобилей. При строительстве дорог кромки покрытия предохраняют укрепительными полосами. Если таких полос нет, то их строят во время ремонтных работ.
В жаркую погоду повышается пластичность асфальтобетона и его верхний слой под действием касательных сил, особенно при торможении, сдвигается на уклонах и в местах остановок общественного транспорта. Происходит волнообразование на покрытии. Разновидностью волн являются наплывы, при которых материал сдвигается в поперечном направлении. Например, в местах остановок общественного транспорта материал смещается на бордюр. Чтобы дорожное покрытие сохраняло работоспособность в течение запланированного срока службы, его систематически, в определенные сроки ремонтируют. Далее в нашей работе мы уделим внимание ремонту, но сначала мы рассмотрим как осуществляется контроль ровности дорожного покрытия.
Ровность определяют трехметровой рейкой, при этом просвет под рейкой не должен превышать: на асфальтобетонных и цементобетонных покрытиях 5мм; усовершенствованных покрытиях облегченного типа 7мм; переходных 15мм.
Контроль ровности осуществляется также передвижной многоопорной рейкой и специальным прибором - преобразователем дорожного профиля, оборудованным системой записи профиля дороги и микропрофиль. Требуемые показатели ровности асфальтобетонных покрытий при скорости движения автомобилей 50 км/ч приведены далее в таблице.
| Оценка покрытия по ровности | Ровность асфальтобетонного покрытия, см/км | |
| Улицы 1-3 категории | Дороги и улицы 4-5 категории | |
| Отлично | До 45 | До 45 |
| Хорошо | 45-80 | 45-110 |
| Удовлетворительно | 80-110 | 110-120 |
| Требуется ремонт | Более 110 | Более 120 |
Для других типов покрытий необходимость проведения ремонта покрытия возникает при следующих значениях ровности:
· Цементобетонные - 110-210 см/км
· Щебеночные обработанные - 280 см/км
· Щебеночные необработанные - 350 см/км
Для обеспечения безопасного движения транспорта важное значение имеет степень сцепления колеса автомобиля с покрытием. Этот показатель характеризуется коэффициентом сцепления φ.
Для определения коэффициента сцепления используют портативные приборы, а также передвижные установки. При отсутствии этих приборов коэффициент сцепления определяют по длине тормозного пути или замедлению (отрицательному ускорению) автомобиля.
| Коэффициент сцепления,φ | Тормозной путь, м | Замедление автомобиля, м/с | Характеристика покрытия |
| Менее 0,3 | Более 19 | Менее 3,7 | Очень скользкое |
| 0,3 - 0,4 | 19 - 14,5 | 3.7 - 4,9 | Скользкое |
| 0,4 | Менее 14,5 | Более 4,9 | Отвечает требованиям по шероховатости |
Замедление - отношение показателей скорости автомобиля ко времени от начала торможения до полной остановки автомобиля.
Наиболее высокими сцепными свойствами обладают цементобетонные покрытия: на сухом покрытии φ=0,7 - 0,8; на влажном φ= 0,4 - 0,5.
Сцепные свойства асфальтобетонных покрытий зависят от типа смесей и срока службы покрытия; среднее значение φ для сухих покрытий 0,5 - 0,8; для влажных 0,3 - 0,5. После 5 - 8 лет эксплуатации вследствие износа покрытия, измельчения и полировки минеральных зерен сцепные качества покрытия ухудшаются. Для обеспечения безопасного движения транспорта требуется, чтобы коэффициент сцепления дорожных покрытий был не менее 0,45 на следующих дорогах и участках дорог:
· при уклонах более 30%;
· при горизонтальных кривых наименьшего радиуса (для дорог и улиц 1-3 категорий - 250 м, 4-6 категорий - 125 м);
· в пределах пересечений улиц на расстоянии 50 - 100 м до пересечения;
· на мостах, путепроводах и подходах к ним;
· на остановочных пунктах общественного транспорта в пределах 50 - 100 м;
· на участках дорог с ограниченной видимостью;
· в пределах транспортных тоннелей.
На остальных дорогах коэффициент сцепления должен быть не менее 0,35.
Для оценки степени изношенности покрытия служит коэффициент износа, представляющий собой отношение фактической величины износа hк расчетной H0:
Kинт = Nфакт /Nрасч,
где N - число транспортных единиц, шт.
В случаях, когда Kинт˃ 1, необходимо принять меры к увеличению пропускной способности дороги.
Оценку фактической прочности дорожной одежды производят путем измерения высокоточным нивелированием осадки покрытия (полной и обратимой) под колесами расчетного автомобиля.
По величине полной осадки рассчитывают модуль деформации для дорог нежесткого типа.
Kзап. проч= Eфакт / Eтреб,
При K=1 покрытие соответствует требованиям по прочности;
K= 0,8-1 - одежда работает на пределе прочности;
K= 0,8-0,65 - потеря прочности.
При необходимости производят выборочный лабораторный контроль дорожной одежды, назначение которого заключается в проверке качества материалов, асфальтобетонных смесей и их соответствия действующим стандартам.
На основе учета совокупности визуальных наблюдений, инструментального контроля, технико-экономических показатель эксплуатации, а также назначения и категории улицы или дороги определяют характер проведения ремонтных работ.
Различают следующие виды ремонтов: текущий, средний и капитальный. При текущем ремонте асфальтобетонных покрытий устраняют отдельные повреждения: трещины, выбоины, просадки, волны и наплывы на покрытии, восстанавливают шероховатость поверхности на небольших участках покрытия, а также устраняют отдельные повреждения бордюрного камня. Текущий ремонт выполняют преимущественно в теплое время года при температуре воздуха не ниже +5˚C. Однако, если возникающие неисправности могут привести к большим разрушениям, то ремонтируют дорогу независимо от температуры воздуха.
Заделка трещин - одна из наиболее часто встречающихся операций при ремонте асфальтобетонного дорожного покрытия. Раскрытые трещины способствуют ускоренному разрушению покрытия, поэтому своевременная их ликвидация обеспечивает сохранение асфальтобетона в надлежащем эксплуатационном состоянии. Трещины заделывают ранней весной и осенью (летом только в утренние часы, когда трещины наиболее раскрыты, а само покрытие сухое).
Если дорожное покрытие имеет сетку мелких трещин, рекомендуется не заливать их по отдельности, а отремонтировать все покрытие.
По ширине трещин до 5 мм вначале очищают их от пыли и грязи, а затем промазывают с помощью жесткой кисти жидким битумом и заполняют вязким битумом, нагретым до рабочей температуры. Трещины шириной 5 мм и более сначала тщательно очищают от грязи и пыли с помощью стальных крючков, щеток или сжатого воздуха. После этого также промазывают стенки трещин и затем заполняют мастикой на 2/3 глубины, а остальную часть - холодной асфальтобетонной смесью. Широкие трещины вначале разделывают специальными ручными машинами и только потом заполняют битумом или мастикой. Трещины заполняют с небольшим избытком. Чтобы не оставлять его, поверхность присыпают мелким песком или минеральным порошком и затирают.