Современные методы достижения долговечности проезжих частей автодорог.

(Обзорно – аналитический материал по отечественному и зарубежному опыту.)

Анализируя дефекты поверхности покрытия автодорог, можно, не вдаваясь в теоретизирование, сделать абсолютно простой вывод – «вылезающие» на поверхность дефекты проезжей части, в большинстве случаев, заложены в дефектах основания. Ведь «хорошая дорога» – это прежде всего – прочное основание, а уж потом хороший поверхностный слой покрытия.

Большинство городских дорог имеют следующее строение: на ширину профиля дороги производится выборка грунта на глубину до 600- 800мм (в ряде случаев до 1200мм), затем выборка засыпается сначала слоем крупнофракционного щебня определенной толщины, потом засыпается слоем более мелкой фракции щебнем «в заклинку» с обработкой битумной мастикой с соответствующим уплотнением каждого слоя. Затем традиционно устраивается асфальтобетонное покрытие – сначала 7см и поверх него 5-ти сантиметровый слой высокощебнистого асфальтобетона, каждый из слоев соответствующим образом укатывается катками соответствующей мощности.

С течением времени проезжая часть приобретает ряд дефектов:

  1. Провалы, трещины в основании от нагрузок как следствие слабости грунта под ним, некачественного выполнения самого основания при строительстве, либо при некачественном ремонте;
  2. Осадки грунта, с последующим появлением трещин и провалов основания из-за локальной природной либо искусственно создаваемой водонасыщенности подземных слоев, появление которых зачастую невозможно учесть при проектировании;
  3. Осадки грунта, а затем и появление дефектов основания из-за протечек водо-, теплоснабжения и канализации;
  4. Макроразрушение полотна, в силу разрушения основания из-за ошибок проектировщиков при определении дорожных нагрузок, неграмотном проведении изыскательских работ, неграмотных решений задач по отводу грунтовых, паводковых вод и пр. .
  5. Разрушения конструкции дороги, происходящие при прокладке средств связи, энергоснабжения, при устранении аварий на коммуникациях, отсутствие контроля за восстановлением конструкций дорог после этих работ. Асфальтобетонное покрытие дороги, закрывающее «больное» основание, все дефекты «отражает» на своей поверхности в худшем случае через месяц – два, в лучшем случае – через полгода–год. Но «отражает» обязательно. Кроме того, что АБ-покрытие, проявляя дефекты основания, добавляет дефекты, обусловленные своими особенностями:
  6. Колееобразование – обусловлено неправильным подбором состава асфальтобетонной смеси для восприятия транспортных нагрузок на данном участке дороги с учетом температурных режимов региона;
  7. Излишняя толщина слоя АБ;
  8. Трещины АБ-покрытия – неправильный подбор АБ-смеси для обеспечения предотвращения при переходе эксплуатации по режимам «лето-зима», «зима – лето».
  9. Выбоины – применение некачественного асфальтобетона, некачественных укладки и уплотнения, некачественной, либо недостаточной подготовке поверхности (вода, грязь, отсутствие обработки битумной мастикой и т.д.) перед укладкой.

Количество дефектов с течением времени растет, возникает необходимость проведения обследования; ошибки в определении состояния дороги обходятся весьма дорого, поэтому качество обследования и выводы должны быть квалифицированными, с соответствующей ответственностью за это. В противном случае – средства на ветер, нарекания со стороны транспортников и прочие неприятности властным структурам.

Для устранения дефектов по пунктам 6-8 всё выглядит достаточно просто – нужно срезать верхний дефектный слой асфальтобетона и, правильно подобрав состав АБ-смеси, произвести укладку ее с соответствующим уплотнением. Как правило, этого достаточно для обеспечения межремонтного срока службы, заложенного в проектных решениях.

Но перед проведением такого ремонта необходим тщательный анализ причин появления вышеуказанных дефектов.Необходимо определить, действительно ли «виновато» верхнее АБ-покрытие? Действительно ли отсутствуют дефекты основания? От ответа на эти два вопроса зависит – не превратится ли данный участок дороги в «бесконечно ремонтируемый», не пропадут ли потраченные на ремонт средства впустую?

Вопросы эти банальны, кажется, что не может быть, чтобы соответствующие специалисты не давали на них ответ перед принятием решения о проведении ремонта, но, к сожалению, необходимо сказать, что сплошь и рядом решение о проведении ремонта принимается без достаточно серьезного анализа. И главная причина, как нам кажется, заложена в желании чиновников и исполнителей быстро устранить дефекты, несмотря на то, что эти дефекты появятся снова спустя весьма малый промежуток времени.

Самым действенным способом устранения подобной некачественной работы и последующих квазиремонтов, как нам кажется, явится система гарантийных ремонтов с соответствующей ответственностью исполнителей (от специалистов-дефектологов и проектировщиков, определяющих методику и конструктивы устранения дефектов до исполнителей ремонтно-восстановительных работ), создания паспортов на каждый участок дороги с отметками по проведению работ с указанием исполнителей и сроков, периодического контроля за состоянием дорожного полотна. Это создаст возможности для анализа появления дефектов и, соответственно, правильного принятия решений о характере и методах предполагаемых ремонтов и достаточно серьезном прогнозе по состоянию дороги на определенные периоды времени – это и планирование бюджета и распределение сил и многое другое.

Что же касается работ по устранению дефектов, указанных в п. 1-5, то работы по ним обязательно должны начинаться с соответствующего ремонта либо усиления основания. Верхний слой проезжей части можно построить или отремонтировать качественно и надолго только при наличии равнопрочного по всей протяженности, выдерживающего в течение расчетного периода возникающие в процессе эксплуатации нагрузки, основания. .[ 1,2,4, 5,6,7,10,12]

Сегодня 90% таких ремонтов (п.1-5) производится с помощью следующей технологии:

  1. В случае большого количества дефектов на единицу площади – замена старого АБ -покрытия:
    1. Срезание фрезами асфальтобетонного дефектного слоя на глубину до 100-120мм. (обычно «с прихваткой» при срезании старого «укатанного» основания ).
    2. Укладка и укатывание одного или двух слоев асфальтобетона (высокощебнистого или обычного) после обработки фрезерованной поверхности битумной мастикой, не обращая внимания на состояние основания. Такой ремонт называется «усилением» проезжей части. Более того, иногда принимается решение АБ укладывать, закрывая все дефекты. (считается – чем толще слой АБ, тем лучше), без срезания дефектного слоя, после элементарной очистки от мусора и заливки мастикой поверхности. Данная методика дает возможность получить на непродолжительный промежуток времени (в зависимости от степени тяжести неустраненных дефектов основания от месяцев до 2-х лет) хорошую проезжую часть [5,7,12]
  2. В случае малого количества дефектов на единицу площади:
    1. Принимается решение о проведении «ямочного» ремонта, «ямки» выбираются на дефектных местах отбойными молотками (или просто обрабатываются сжатым воздухом), обрабатываются различными эмульсиями, затем засыпаются асфальтобетоном, либо специальной смесью и трамбуются либо ремонтниками (прихлопываются лопатами в большинстве случаев), либо проезжающим транспортом. При этом опять не анализируется и не принимается во внимание состояние основания. Эффективность такого устранения дефектов достаточно низка. [2]
    2. Заделка больших и малых трещин, небольших проплешин, просадок производится различными составами в разогретом либо холодном виде, которые быстро твердеют и позволяют на какое-то время снять вопросы по движению автотранспорта. [2, 15]

Как правило, какого-либо ремонта вскрытого фрезой или отбойными молотками щебеночного основания не производится. На дефектном участке, вскрытом фрезой, всегда вскрываются ослабленные, в силу указанных выше причин, места, представляющие при осмотре рыхлоты (несвязанный между собой щебень), просто углубления, видимые простым глазом промоины, достаточно широкие трещины, заполненные либо неуплотненным щебнем, либо грунтом и мусором (промоины) и т.д. .

Если не принять никаких мер по ремонту основания или его усилению до укладки и уплотнения асфальтобетона. то все неустраненные дефекты основания в дальнейшем будут гарантировать появление дефекта на том же месте на поверхности проезжей части спустя полгода – год, а то и раньше.[7 ]

В то же время нельзя отрицать целесообразность ремонта (заливку его смесью, либо спецсоставом, с целью остановки его развития) без работы над основанием в случаях, когда дефект не развился, не соседствует с целой кучей других. Если же поверхностных дефектов, тем более однородных, соседствующих друг с другом много, если в этом семействе дефектов есть масса трещин в основании и даже провалы в наличии – это говорит о слабости основания и никакая фрезеровка –заливка- трамбовка асфальтобетоном тут не поможет, если не провести усиления основания.

С 12 по 14 ноября 2002г в Москве проходил международный семинар по теме «Перспективы и эффективность применения цементобетона в дорожном строительстве», выводы которого необходимо принимать к немедленному действию, т.к. промедление все более усугубляет ситуацию.. В целом ряде докладов красной нитью проходит мысль о том, что главной причиной недолговечности проезжих частей автодорог является увлечение строительством дорог с относительно слабым основанием (уплотненный щебень, поверх него асфальтобетон даже для интенсивно нагруженных автотрасс). [5,7,10]

По данным исследований и анализа работы дорожных покрытий в РФ и за рубежом [10] сделаны следующие выводы по долговечности проезжих частей автодорог:

с цементобетонным основанием – 26 лет, с асфальтобетонным – 16-18 лет в случае, если все работы проведены с полным соблюдением технологических процессов. Нарастание дефектов происходит начиная для ЦБ оснований начиная с 20 лет, а АБ начиная с 6-8лет службы [4, 10].

Тенденция роста долговечности за счет применения более прогрессивных материалов позволяет предполагать достижение долговечности автодорог с жесткими (цементобетонными, сталефибробетонными, непрерывно-армированными) основаниями до 50 лет.[ 1, 6, 8]. Но при наличии дефектов, даже незначительных, даже на цементобетонных основаниях, спустя один – три года эксплуатации, эти дефекты отражаются на поверхности асфальтобетонного слоя. А так как ремонт в большинстве случаев производится теми же слоями асфальтобетона, то делается достаточно жесткий вывод: «Возникает замкнутый круг, в результате чего происходит непомерное увеличение эксплуатационных затрат». [2, 4, 5, 6, 7, 10]

В целом ряде работ проанализирован опыт применения ремонтных смесей для восстановления оснований дорог, ВПП аэродромов [2, 7]. Широкое применение сталефибробетонных ремонтных смесей позволяет производить ремонт, который может быть доведен до 2-3 часов по времени даже в широком диапазоне температур (от -5 до +35град). То есть ремонт оснований вполне возможен без больших помех транспортным потокам, а если учесть тот эффект, который получается при ликвидации дефектов основания (см.выше), то даже удорожание ремонта становится не только оправданным, но и просто экономически выгодным, резко снижая затраты на содержание автодороги в дальнейшем.

Опыт применения сухих смесей в РФ имеет ряд фирм. В частности фирма «Ирмаст» в течение 7 лет применяет для ремонта сухие смеси типа «Эмако» и отечественные РМ-26С, РМ-26Ф, которые производятся на базе фибры «Челябинка» для ремонта автодорог, ВПП аэродромов и пр.

Кроме этого, усиление оснований супертонкими слоями(6-10см) цементобетона приводит к увеличению срока службы поверхности проезжей части как минимум в 2 раза, если же усиление проводится непрерывно-армированными слоями(сталефибробетон – 5-6см), то в 5-6 раз.[1,8,13]

В Челябинске впервые применен метод ремонта (устранение колейности с помощью укатанного непрерывно–армированного супертонкого 6см слоя сталефибробетона с укладкой сверху, спустя 12 часов, слоя асфальтобетона слоем 5см) на остановке «Спартак» на участке длиной примерно 50м и шириной 4,5м.

Спустя 8 лет колейность не проявилась, хотя на остальных 3-х участках (все участки расположены между Комсомольской площадью и ж/д мостом по пр. Ленина) отремонтированных одновременно с ним по разным технологиям, колейность всегда «в наличии» спустя 2-4 месяца, поэтому они ежегодно ремонтировались по 1-3 раза. Таким образом, даже этот маленький Челябинский «опыт» подтвердил правильность выводов специалистов.

Ярким примером может служить ВПП-2 в «Шереметьево»: за счет применения данного метода ремонта срок эксплуатации определен с 1998 года до 2010 (подтверждено постоянным мониторингом). [7] Если уж ВПП аэродромов ремонтируются подобным образом , то можно ожидать только положительного эффекта при применении в практике ремонта автодорог супертонких слоев СФБ при устранении дефектов оснований.

Необходимо также отметить, что применение супертонких сталефибробетонных слоев, практически полностью исключает устройство швов расширения и сжатия как поперечных, так и продольных при усилении основания,. Одно только это увеличивает долговечность в разы как самого основания, так и слоя асфальтобетонного покрытия (США,Канада, Мексика, Бразилия, Австралия, Англия и пр). [ 1 ]

Метод ремонта автодорог супертонкими слоями сталефибробетона сегодня не является непреодолимым для самых малых дорожно-строительных организаций, не вызывает сомнений способность ЖБИ освоить производство сталефибробетона (методы достаточно хорошо известны). Но применение этой технологии приведет к тому, что автодорога, построенная со старым конструктивом (щебень плюс асфальтобетон) после такого ремонта фактически превратится в дорогу имеющую в 2 и более раза высокую долговечность [6], по факту мы получим жесткие основания дорог, каких в городе при ремонтах практически не делалось, т.к. считалось, что это дорого, невыгодно и т.д. Материалами Международного семинара эта концепция вдребезги разбита, т.к. целой группой докладов различных ведущих научных и производственных организаций –МАДИ (ГТУ), Союздорнии, НИИЖБ (д.т.н. Коганзон М.С., Феднер Л.А., Шейнин А.М., Эккель С.В., Якобсон М.Я. и др.), ЗАО «Ирмаст-Холдинг» (Попов ВА), ОАО «Центрдорстрой» (Вайншток ЛВ), однозначно доказано, что сегодня в России из-за дорожной «асфальтобетонной политики» большая часть средств уходит на «асфальтобетонный ремонт», а не на строительство новых долговечных автодорог; недалек тот день, когда все средства будут уходить на ремонт полностью, так как все будет «сьедать» асфальтобетонный ремонт. Альтернативы просто нет!. Или – или!

Что касается экономики: колейность – буквально все остановки троллейбусов в городе, участки дорог, на которых происходит постоянное торможение, либо ускорение автотранспорта имеют колеи, причем, уже считается, что это «неизбежно» (!!).

Магистральные улицы города просто пестрят колеями. Ремонты по устранению этих и сопутствующих колеям дефектов приобретают систематический и все более обьемный характер, а положение не изменяется.

Предлагаемые технологии позволят решать эти вопросы качественно и надолго.

Директор ООО «Научно-производственной компании «ВОЛВЕК ПЛЮС»    /Вострецов Ф.И./

Перечень литературы, использованной при подготовке статьи

Добавить комментарий