employee from 01.01.2000 until now
Penza, Penza, Russian Federation
employee from 01.01.2000 until now
Penza, Penza, Russian Federation
student from 01.01.2014 until now
Penza, Penza, Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
GRNTI 67.53 Инженерное обеспечение объектов строительства
GRNTI 67.01 Общие вопросы строительства
OKSO 08.02.05 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов
BBK 38 Строительство
BBK 308 Монтаж, эксплуатация, ремонт машин и промышленного оборудования
The article uses a practical example to consider changes in the transport and operational state of the public highway and road surface, with the possibility of justifying and taking into account these changes in the design, operation and repair. The methodological approach of the road and road surface survey provides for the first stage of visual inspection of the road and identification of areas with visible defects of the existing roadbed and road surface. At the second stage, the asphalt roadbed was opened by pits in the most visible areas of damage in order to take samples of road clothing and subsequent analysis. Defects and causes of deformations of asphalt concrete pavement and existing roadbed were identified. Recommendations for eliminating the causes of deformations and strengthening the coating are given.
transport and operational indicators, substantiation, pavement, asphalt concrete pavement, pavement reinforcing layers, repair
Техническое и эксплуатационное состояние автомобильных дорог зависит от принятых при проектировании расчетных нагрузок для данной категории дорог общего пользования. Большинство существующих автомобильных дорог в Пензенской области запроектированы и построены более десяти-двадцати лет назад. В настоящее время значительно увеличился трафик и грузоподъемность автотранспорта, плотность потока. Соответственно многократно возросла нагрузка на дорожное покрытие и земляное полотно [1, 2, 3].
При воздействии осевых нагрузок выше сверхнормативных на дорогу происходят изменения в худшую сторону состояния дорожной одежды. Как следствие этого возникает необходимость преждевременной реставрации и ремонта дорожной одежды, а иногда и существующего земляного полотна [4-7]. Основным в решении данной проблемы являются улучшения геометрических параметров, обеспечение двухскатного поперечного профиля, ровности дороги, сцепных качеств покрытий и пр. [8, 9, 10].
Повышение прочности и несущей способности автодорог до соответствующего современным условиям эксплуатации требует ощутимых для заказчика трудозатрат и капиталовложений.
Цель исследования. В данной статье рассматриваются изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги общего пользования и дорожной одежды с возможностью обоснования и учета указанных изменений при проектировании, эксплуатации и ремонте на практическом примере.
Основанием для проведения данной работы явились рекомендации государственного казенного учреждения «Управление строительства и дорожного хозяйства Пензенской области». Исследуемый участок дороги протяженностью 1,5 км административно принадлежит г. Каменка Каменского района Пензенской области.
Основные задачи:
-определение транспортно-эксплуатационных показателей состояния покрытия автомобильных дорог – ровности дорожного покрытия, обеспечение двухскатного поперечного профиля на прямых участках дороги и односкатного на участках закруглений со значением радиуса 2000 м и менее.
-определение уровня безопасности земляного полотна и дорожной одежды, её работоспособности и противодействия автотранспортным нагрузкам по окончании межремонтного периода.
Известно, что нормативы устанавливают периодическую ревизию технических параметров автодорог. При измерении расчетной интенсивности, скорости и категории дороги нормы определяют срок равный 20 годам. При выборе типа дорожного покрытия и показателя её прочности время обоснования равно от десяти до 18 лет.
В нашем случае, на время выполнения исследований, данная дорога эксплуатируется на протяжении 12 лет, от даты единственного ремонта проведенного в 2007 г. В ходе автоэксплуатационного периода времени ежегодно проводились комплексные работы по сезонному уходу и содержанию автодороги.
Участок автодороги состоит из основной дороги 1,582 км проходящей по ул. Гражданская и ул. Производственная. Имеет 13 съездов в улицы. Основная дорога совмещает две полосы движения по три метра каждая и грунтовые обочины шириной до трех метров (рис.1).
Основные транспортные артерии, расположенные в районе тяготения ремонтируемого участка дороги: Куйбышевская железная дорога, автомобильные дороги «г.Каменка – пгт.Пачелма» и «г.Тамбов – г.Пенза».
По дороге в транспортном потоке движутся машины различной грузоподъемности и с различной скоростью. Чем более интенсивное движение транспорта в потоке, тем выше требования к техническому и эксплуатационному состоянию дороги. Основное назначение обследуемой дороги: обеспечение культурных и экономических связей внутри г. Каменка, а также, для обслуживания производственных и транспортных нужд для: завода «Белинсксельмаш», ОАО «Атмис-сахар», ООО «Каменка Мясо», ОАО «Хлебозавод «Каменский», ППО ГУП "Каменский семенной завод", ООО "Белинскстрой Риэлти", ООО «Строймаш».
Методы и материалы
На первом этапе экспертного обследования выполнен визуальный осмотр дороги и выявлены участки с видимыми дефектами существующего земляного полотна (просадки) и дорожной одежды (трещины, выбоины и т.д.). Проведен анализ представленных материалов для экспертизы (рис.1).
На втором этапе осуществлялось вскрытие асфальтового полотна в местах наиболее видимых вышеперечисленных повреждений с целью отбора образцов дорожной одежды.
При обследования состояния дорожной одежды были устроены шурфы и изъяты образцы керна для дальнейшего анализа (рис.2).
Рис. 1. Участок автодороги общего пользования ПК 0+50
по ул. Гражданская-Производственная
Рис. 2. Фотофиксация шурфа №1 на участке дороги ПК 0+50
Шурф №1 (рис. 2) диаметром 180 мм устроен на ПК0+50 слева по ходу пикетажа.
Рис.3. Участок автодороги общего пользования ПК 8+30
по ул. Гражданская-Производственная
Рис.4. Фотофиксация шурфа №2 на участке дороги ПК 8+30
Шурф №2 (рис. 3, 4) диаметром 200 мм устроен на ПК8+30 слева по ходу пикетажа.
Рис.5. Участок автодороги общего пользования ПК 15+80
по ул. Гражданская-Производственная
Рис.6. Фотофиксация шурфа №3 на участке дороги ПК 15+80
Шурф № 3 (рис.5, 6) диаметром 180 мм устроен на ПК15+80 слева по ходу пикетажа.
Материалы образцов дорожной одежды для дальнейших исследований и оценки представлены в таблице.
Материалы образцов дорожной одежды для исследований Таблица
|
№ шурфа |
Диаметр шурфа, мм |
толщина нижнего слоя асфальтобетона, мм |
толщина верхнего слоя асфальтобетона, мм |
толщина основания из щебня, мм |
|
1 |
180 |
70 |
70 |
150 |
|
2 |
200 |
60 |
70 |
120 |
|
3 |
180 |
70 |
70 |
410 |
В местах отбора образцов керна № 1, 2, 3 основание из щебня соответствует фракции 40÷70 мм на всю толщину слоя 120÷410 мм, уплотнений по методу заклинки.
Результаты исследований и оценки состояния автомобильных дорог являются предпроектными материалами и информационной базой для разработки в установленном порядке проектов ремонта, капитального ремонта и содержания эксплуатируемых дорог в соответствии с [11].
Результаты исследования
На основании визуального осмотра и материалов обследования участка автомобильной дороги общего пользования: улиц Гражданская–Производственная в городе Каменка Каменского района Пензенской области выявлено следующее:
-тип существующего покрытия – усовершенствованный облегченный;
- вид покрытия – асфальтобетон;
- обочины грунтовые – укрепление засевом трав.
Определены геометрические параметры:
-ширина земляного полотна – 12,0 м;
-ширина проезжей части – 6,0 м;
-ширина – обочин – 3,0 м.
Согласно замерам ширина существующей проезжей части колеблется в пределах 5,92÷6,50 м, что соответствует требованиям ГОСТ [12], с учетом допусков регламентируемых нормами [13].
Визуально выявлены такие дефекты асфальтобетонного покрытия как:
-трещины с раскрытием до 1,5 см;
-нарушение поперечного уклона;
-колеи по полосам движения.
В ходе исследования выявлено, что основание из щебня находится в удовлетворительном состоянии, ремонт не требуется.
Основные выводы и рекомендации
Асфальтобетонное покрытие обследованной автомобильной дороги не обеспечивает нормативные транспортно–эксплуатационные характеристики, установленные для данного типа покрытия. Геометрические показатели дороги соответствуют требованиям [14, 15]. Фрезерование существующего асфальтобетонного покрытия не требуется.
В изъятых образцах кернов из шурфов № 1, 2, 3 материалы не соответствуют данным паспортизации и требованиям [16] к асфальтобетонным покрытиям облегченного усовершенствованного типа при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог.
В результате анализа данных обследования для обеспечения безопасности дорожного движения и сокращения дорожно-транспортных происшествий, необходимо провести ремонт автомобильной дороги общего пользования: улиц Гражданская–Производственная в городе Каменка Каменского района Пензенской области, протяженностью 1,5 км.
На основании выше изложенного следует при разработке проектно-сметной документации предусмотреть:
1. укладку выравнивающего слоя асфальтобетонного покрытия с обеспечением двухскатного профиля асфальтобетонной смесью марки II типа В согласно требованиям [17].
2. устройство слоя усиления покрытия из горячей плотной мелкозернистой асфальтобетонной смеси марки II типа В согласно требованиям [16] Н-0,05 м.
3. укрепление существующих обочин на ширину 1,0 м щебнем М400 фракции 20-40 мм согласно требованиям [18], Н-0,11 м.
Заключение.
Авторами на конкретном примере выполнено обоснование состояния автомобильной дороги общего пользования. Выявлены дефекты асфальтобетонного покрытия и существующего земляного полотна. Даны рекомендации по устранению причин деформаций и усилению покрытия.
Так как от качества дорожной одежды и земляного полотна зависит безопасность движения на дорогах, то необходимо предъявлять новые повышенные требования к транспортно-эксплуатационным показателям автомобильных дорог при проектировании, строительстве и эксплуатации. Необходимо помнить, что за годы эксплуатации в дорожных конструкциях накапливаются усталостные и резко возрастают остаточные деформации, дороги физически изнашиваются и устаревают. Техническое состояние автомобильных дорог должно соответствовать современным требованиям норм.
1. Jaksic V., Keane J., O'Sullivan A. Effect of Road Surface, Vehicle, and Device Characteristics on Energy Harvesting from Bridge-Vehicle Interactions. Somputeraided civil and infrastructure engineering. 2016. No. 12. Pp. 921-935.
2. Paulus H., Schick J., Poirier JE., Assessment of dynamic surface leaching of monolithic surface road materials. Journal of environmental management. 2016. No. 176. Pp. 79-85.
3. Chandra S., Mehar A., Velmurugan S. Effect of Traffic Composition on Capacity of Multilane Highways. Ksce journal of civil engineering. 2016. No. 20. Pp. 2033-2040.
4. Bazhanov A.P., Saksonova E.S. Teoreticheskie polozheniya obespecheniya nadezhnosti avtomobil'nyh dorog. Vestnik PGUAS: stroitel'stvo, nauka i obrazovanie. 2018. № 2 (7). S. 26-31.
5. Novik V.A., Bel'skiy E.I., Ekspluatacionnye svoystva avtomobil'nyh dorog // Alfabuild. 2018. №1 (3). S. 65-75.
6. Esipenko I. A., Kolmogorov G. L. Ocenka nadezhnosti nezhestkih dorozhnyh odezhd // Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. 2012. №1. S. 110-118.
7. Shatmanov O.T. Analiz prichin obrazovaniya treschin asfal'tobetonnyh pokrytiy // Vestnik KGUSTA. 2012. №4. S.123-128.
8. Efimenko S., Efimenko V., Sukhorukov A. Assurance of the operational reliability of transport systems via the account of natural-climatic conditions. AIP Conference Proceedings. 2016. Vol. 1772.
9. Romanova E.V., Matvienko F.V., Guznenok S.A., Volkov V.V. Vliyanie izmeneniya regional'nyh ekspluatacionnyh periodov na obrazovanie defektov dorozhnoy odezhdy // Nauchnyy vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Stroitel'stvo i arhitektura. 2011. №2. S. 112-119.
10. Saksonova E.S. Puti povysheniya rabotosposobnosti avtomobil'nyh dorog v Rossii // Aktual'nye problemy sovremennogo fundamentostroeniya s uchetom energosberegayuschih tehnologiy: materialy VII Vserossiyskoy nauch.-prakt. konf. Penza: Izd-vo PGUAS, 2016. S. 42-46.
11. Prikaz ot 16 noyabrya 2012 goda N 402 Ob utverzhdenii Klassifikacii rabot po kapital'nomu remontu, remontu i soderzhaniyu avtomobil'nyh dorog (s izmeneniyami na 13 noyabrya 2018 goda).
12. GOST R 50597-2017. Dorogi avtomobil'nye i ulicy. Trebovaniya k ekspluatacionnomu sostoyaniyu, dopustimomu po usloviyam obespecheniya bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya. Metody kontrolya (s Popravkami). - M: FGUP «Standartinform», 2012. Data vvedeniya 2018-06-01*.
13. SP 78.13330.2012. Avtomobil'nye dorogi. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 3.06.03-85 (s Izm. N 1). Data vvedeniya 2013-07-01.
14. GOST R 52399-2005. «Geometricheskie elementy avtomobil'nyh dorog» - M: FGUP «Standartinform», 2006. Data vvedeniya 2006-05-01.
15. GOST 33383-2015. Dorogi avtomobil'nye obschego pol'zovaniya. Geometricheskie elementy. Metody opredeleniya parametrov. Data vvedeniya 2016-09-08.
16. ODN 218.046-01 Proektirovanie nezhestkih dorozhnyh odezhd. Data vvedeniya 2001-01-01.
17. GOST 9128-2013. Smesi asfal'tobetonnye, polimerasfal'tobetonnye, asfal'tobeton, polimerasfal'tobeton dlya avtomobil'nyh dorog i aerodromov. Tehnicheskie usloviya. Data vvedeniya 2014-11-01.
18. GOST 8267-93. Scheben' i graviy iz plotnyh gornyh porod dlya stroitel'nyh rabot. Tehnicheskie usloviya (s Izmeneniyami N 1-4).
