книги / Совершенствование методов нормирования макрошероховатых дорожных покрытий с учётом безопасности дорожного движения

ежегодно очищаться от грязи и песка. Это может быть сделано любым стандартным оборудованием или очисткой водой под высоким давлением. При наступлении нового зимнего сезона покрытие в сухом состоянии рекомендуется обработать противогололедным реагентом. Изменение антигололедной эффективности применяемого покрытия не связано с уровнем его изношенности. После окончания гарантированного срока службы рекомендуется обновление покрытия новым слоем. Моделирование и экспериментальные исследование показали, что покрытие может находиться в работоспособном состоянии до 25 лет.

Покрытие SafeLane ориентировано на типовые виды противогололедных материалов типа хлорида натрия, хлорида кальция, хлорида магния, ацетата калия-магния, ацетата кальция и другие подобные реагенты. Однослойное покрытие SafeLane СА-48 рекомендуется к применению на стоянках автомобилей, для наклонных плоскостей, тротуаров и пешеходных проходов, в транспортной инфраструктуре аэропортов, остановок общественного транспорта, велосипедных дорожек, складских помещений.

Применение подобных покрытий обеспечивает высокий уровень безопасности дорожного движения и коэффициент сцепления в течение всего года, предотвращает образование зимней скользкости, снижает сцепление выпавшего снега с дорожным покрытием и увеличивает срок службы покрытия, выполняя функции слоя износа и гидроизоляции, позволяет уменьшить вредное воздействие на окружающую среду, так как уменьшает расход противогололедных материалов и снижает общие эксплуатационные затраты на содержание автомобильных дорог и мостовых сооружений в зимних условиях.

Дальнейшие исследования по данной проблеме должны быть направлены на разработку подобных отечественных дорожных покрытий (поверхностных обработок) с антигололедными свойствами, для чего необходимо решить следующие задачи:

1) определить основные геометрические параметры шероховатой поверхности, позволяющие повысить коэффициент сцепления и солеудерживающую способность покрытия;

131

2)осуществить подбор зернового и минералогического состава щебня и вяжущего материала на основе эпоксидных смол отечественного производства;

3)разработать нормы расхода и технологию работ для устройства антигололедных поверхностных обработок с повышенной солеудерживающей способностью.

На первом этапе была изготовлена партия образцов антигололедного покрытия на основе представленных образцов эпоксидной смолы фирмы Cargill и щебня доломитовых пород (см. рис. 4.4). На твердую основу было распределено приготовленное в пропорции1 : 1 эпоксидноевяжущее, сразу был распределен щебень.

Двухслойное покрытие марки SafeLane HDX толщиной около 10 мм установлено на рампе площадью 275 м2 по проекту реконструкции промышленного здания, расположенного в Зеленоградском административном округег. Москвы (рис. 4.9) [99, 103, 104].

Рис. 4.9. Рампа промышленного здания (г. Зеленоград)

Подрядные работы по устройству покрытия SafeLane осуществила строительная компания ООО «ПиКМонтажНаладка», специализирующаяся на выполнении комплекса работ по проектированию и строительству в качестве генерального подрядчика объектов промышленного и производственного назначения, включая фасадные работы, реконструкцию зданий, инженерных сетей, строймонтаж, монтаж инженерных систем и спецстроймонтаж. Инженерное сопровождение проводилось со стороны ФГУП «РОСДОРНИИ» под руководством авторов.

132

Впервые примененная в России технология устройства антигололедных шероховатых покрытий не требует специального оборудования и состоит из следующих основных операций:

1.Тщательная очистка покрытий от пыли и грязи ручным и/или механизированным способом; при необходимости мойка и сушка.

2.Распределение по поверхности покрытия рабочей эпоксидной смолы (рис. 4.10).

а

б

Рис. 4.10. Распределение эпоксидного состава (а) и щебня (б)

3. Распределение щебня (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Вид устроенного антигололедного дорожного покрытия с шероховатой поверхностью, сопряжение с люком

133

Технология работ по устройству дорожных покрытий типа SafeLane проста и близка к технологии устройства поверхностной обработки, широко используемой в России при повышении шероховатости дорожных покрытий.

Разработчиками SafeLane установлено, что солеудерживающая способность антигололедного дорожного покрытия значительно выше, чем обычного асфальтобетонного покрытия, отмечается слабое влияние количества промывок на снижение солеудерживающей способности противогололедных материалов, которая определяется свойствами специально подобранного материала покрытия.

Практическое применение технологии позволит повысить уровень безопасности и производительность на объекте за счет надежных сцепных и антигололедных свойств устроенного покрытия с функцией слоя износа с повышенной шероховатостью, а также увеличить срок службы объекта в целом благодаря созданным гидроизолирующим свойствам.

На основе теоретических и практических данных рекомендуется применение антигололедных дорожных покрытий с шероховатой поверхностью как новый инновационный продукт зимнего содержанияавтомобильных дорогимостовых сооружений.

4.4. Параметры шероховатой поверхности литых асфальтобетонов

Определение параметров шероховатости литого асфальтобетона производится на макетном стенде кафедры «Мосты и транспортные сооружения» Саратовского государственного технического университета, представляющем собой элемент ортотропной плиты мостового сооружения с выполненной на нем конструкцией ездового полотна (рис. 4.12).

Замер параметров макрошероховатости покрытия ездового полотна в лабораторной работе производится в нескольких точках поверхностистенда (впродольном ипоперечномнаправлениях).

134

Рис. 4.12. Стенд для определения макрошероховатости покрытия ездового полотна

Измерение параметров производится по описанной нами методике с помощью игольчатого или портативного (на базе компьютера) профилометра. Результаты приведены в табл. 4.1.

Rср = 34/5 = 6,8 мм,

Sср = 168/5 = 33,6 мм, dср = 45/5 = 9,0 мм, Qср = 180/5 = 36,0 мм, Qк = 36/9 = 4,

Nк = 33,6/9 = 3,79,

P = 36/33,6 = 1,07, Kp = 189/180 = 1,05.

Количественной характеристикой неровностей является дисперсия G2 высот активных выступов изношенной поверхности, вычисляемая по формуле

N

Xn X 2

G2	n 1		,
		N 1

где X – среднее значение расстояний от базы измерений до высот активных выступов Xn :

135

N

Xn

X n 1 . N

Таблица 4 . 1 Результаты оценки макрошероховатости литого асфальтобетона

Частная		Частный		Частный		Частный		Коли-	Длина
глубина		шаг ше-		диаметр		диаметр		чество	элемента
шерохо-		рохова-		отпечат-		элемента		кон-	по обра-		Примечания
ватости		тости Si,		ка di, мм		шерохо-		тактов	зующей
Ri, мм		мм				ватости,		ni, шт	li, мм
						Qi, мм
1	7	1	9	1	5	1	17		1	10	Rср = 6,8 мм
2	6	2	14	2	6	2	23		2	9	Sср = 33,6 мм
3	8	3	7	3	14	3	11		3	15
4	5	4	6	4	10	4	12		4	8	dср = 9,0 мм
5	8	5	5	5	10	5	23		5	8
		6	7			6	23		6	4	Qср= 36,0 мм
		7	12			7	17	5	7	10
		8	14			8	9		8	11	Qк = 4
		9	15			9	12		9	15
		10	8			10	15		10	15	Nк = 3,79
		11	10			11	8		11	9
		12	7			12	10		12	10	P = 1,07
		13	3						13	7
		14	6						14	3	Kp = 1,05
		15	5						15	7
		16	8						16	8
		17	7						17	9
		18	6						18	6
		19	19						19	7
									20	18
Σ =	34		168		45		180			189

Обследование сцепных качеств на мостовом переходе через р. Волгу у с. Пристанное осуществлялось портативным прибором ППК-МАДИ-ВНИИБД. Измерения проводились согласно разделу 7 паспорта КП 124-00.00.00 ПО «Порядок про-

136

ведения измерений». Погода: ясно, легкая облачность, температура 24–25 оС. Состояние покрытия на момент измерений: сухое, чистое.

Типовой график измеренных параметров макрошероховатости литого асфальтобетона относительно выбранной базы измерения представлен на рис. 4.13.

Рис. 4.13. График измеренных параметров макрошероховатости литого асфальтобетона относительно выбранной базы измерения

Типовые результаты измерения приведены в табл. 4.2. Результаты измерения величины макрошероховатости литого асфальтобетона представлены в табл. 4.3.

Таблица 4 . 2

Результаты измерения коэффициента сцепления литого асфальтобетона (направление движения – обратное, левая полоса)

	ПК+	Место замера		Измерение
		(полоса)	1	2	3
	00	Правая	0,4	0,41	0,42
	–50	Правая	0,35	0,32	0,33
	–100	Левая	0,16	0,18	0,16
	–100	Между	0,41	0,42	0,42
		колеями
	–300	Левая	0,31	0,32	0,31
	00	Правая	0,29	0,29	0,29
	00	Между	0,24	0,24	0,25
		колеями
					137

			Окончание		табл. 4 . 2
ПК+	Место замера			Измерение
	(полоса)	1		2	3
–100	Левая	0,25		0,26	0,25
–150	Между	0,16		0,18	0,18
	колеями
–150	Правая	0,25		0,24	0,23

Таблица 4 . 3

Результаты измерения величины макрошероховатости литого асфальтобетона

Положение			Объем		Диаметр							Hi =
участка			песка	пятна, см						Dср	Sпятна	= Vпеска/Sпятна,
км		ПК+		d1		d2	d3	d4				см
Конец
моста
через
р. Волгу		00	250	50		48	48		46	48	1809	0,14
		–300	250	61		62	60		64	62	3018	0,08
Начало
моста
через р.
Каюковку		00	250	54		55	56		56	55	2375	0,11

4.5. Выводы по главе 4

Получены практические результаты по исследованию, устройству и контролю качества макрошероховатых поверхностей для антигололедных дорожных покрытий и литого асфальтобетона. Реализовано вычислительное моделирование и построение плана и микропрофиля автомобильной дороги по данным передвижной диагностической лаборатории.

Проведено обследование сцепных качеств литого асфальтобетона на мостовом переходе через р. Волгу в Саратовской области. Осуществлено на практике устройство антигололедных дорожных покрытий напромышленномобъектевг. Зеленограде [126].

138

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящее исследование содержит новые научно обоснованные результаты, позволившие решить важную задачу совершенствования научных основ нормирования, устройства и контроля качества макрошероховатых дорожных покрытий на основе применения современных передвижных диагностических лабораторий и АБДД «Дорога».

Краткие выводы на основе исследования:

1.Установлены тенденции изменения сцепных качеств макрошероховатых дорожных покрытий федеральной сети автомобильных дорог с учетом данных АБДД «Дорога», полученных на основе систематических проездов передвижных дорожных диагностических лабораторий и разработанного отраслевого банка дорожных данных мониторинга результатов применения прогрессивных технологий. Установлен в среднем трехлетний период существенно положительного эффекта применения современных технологий устройства макрошероховатых дорожных покрытий.

2.Разработано научное обеспечение нормирования и контроля качества макрошероховатых дорожных покрытий на основе новых показателейнормирования, новых методови средств измерения:

– двухпараметрическая оценка макрошероховатости на основе максимальных разновысотности активных выступов щебня

иразноглубинности впадин шероховатости может быть применена в качестве основной для всех видов макрошероховатых дорожных покрытий;

– применение нового методического подхода применения корреляционного анализа макрошероховатых дорожных покрытий позволило дополнительно оценить их шероховатость на основе знакочередования высот активных выступов относительно их средней линии. Новый параметр предлагается использовать при обеспечении равномерного распределения щебня битумощебнераспределителями;

139

– на основе применения модернизированной программы определения параметров макрошероховатости «Шероховатость2008» повышен уровень автоматизации метода определения параметров макрошероховатости с помощью передвижных дорожных лабораторий.

3.Впервые предложено оригинальное представление статистической цифровой модели измерения макрошероховатости на локальном участке (до 15 м), состоящее из детерминированной (уклон), коррелированной (нормативные периодические составляющие и периодические отклонения от ровности) и случайной составляющих (искомые значения макрошероховатости).

4.Обоснована работоспособность разработанных метода и структуры математической модели выделения полезного сигнала из цифровой модели автомобильной дороги систематической составляющей из числового ряда высот активных выступов макрошероховатого покрытия, на ее основе проведено математическое моделирование.

5.Проведены работы и установлены условия получения максимальных значений параметров макрошероховатости (среднее квадратическое отклонение до 4 мм) по устройству антигололедных дорожных покрытий в г. Зеленограде.

Использование результатов данных исследований позволит более эффективно проводить работы по строительству, ремонту

исодержанию автомобильных дорог, обеспечить требуемые транспортно-эксплуатационные характеристики, сохранность автомобильных дорог и безопасность дорожного движения.

140