Колееобразование асфальтобетона причины: Колееобразование асфальта (асфальтобетона) — описание свойства

Колееобразование асфальта (асфальтобетона) — описание свойства

Колеи – это длинные продольные углубления на дороге, которые образуются под колесами машин. Эта напасть хорошо известна всем, кому доводилось ездить по грунтовкам в сельской местности или заснеженным дорогам. Но даже на городском асфальте такие дефекты достаточно распространены.

Колеи доставляют немало головной боли водителям. Колейность создает опасность при вождении и может приводить к серьезным авариям.

• Колееобразование асфальтобетона (асфальта)

• Чем опасна колея на дороге

• Причины образования колей и способы их предотвращения

• Износ верхнего слоя покрытия

• Пластические деформации покрытия

• Недоуплотнение асфальта при укладке

• Деформации нижних слоев дороги

• Как устраняются колеи на асфальте

• Метод испытания стойкости к колееобразованию по ГОСТу

• Требования к колееобразованию асфальта по ГОСТу

• Как повысить стойкость асфальта к колееобразованию

В этой статье мы рассмотрим такие вопросы:

• Чем опасна колея на дороге
• Почему на асфальтобетонном покрытии образуются колеи и как можно их предотвратить
• Как дорожные службы должны устранять колеи
• Как определяется стойкость асфальта к колееобразованию по ГОСТу
• Какие требования к этой характеристике установлены в ГОСТе
• Как можно повысить стойкость асфальта к колееобразованию

Давайте остановимся на каждом из них подробнее.

Чем опасна колея на дороге

Дефекты такого типа могут появляться в разных условиях: на грунтовой дороге, в толстом слое снежного покрытия и на асфальте. Все они чреваты серьезными последствиями.

К ним относятся:

• Повреждения днища автомобиля
  Между углублениями колеи образуется гребень, который может царапать дно автомобиля. Особенно актуально это для машин с низкой посадкой.
• Кидание автомобиля при движении в колее из стороны в сторону
  Это явление – неприятный сюрприз для всех начинающих водителей. Оказывается, машина в колее едет не прямо, как можно было бы ожидать, а «рыскает». В особо тяжелых случаях это может приводить к полной потере управления. То, насколько чутко транспорт будет реагировать на колею, зависит от разных факторов – ширины шин, исправности подвески, тормозной и других систем машины.
• Заносы при въезде в колею или выезде из нее
  Такие маневры в исполнении неопытного водителя часто сопровождаются заносами автомобиля. Это обусловлено тем, что передние колеса уже движутся по ровной дороге, тогда как задние еще остаются в колее – или наоборот.
• Эффект аквапланирования
  Во время дождя в колее скапливаются лужи – причем порой достаточно глубокие. Они опасны тем, что при движении по ним автомобиль буквально всплывает и теряет контакт с дорогой. Им становится невозможно управлять. Такой эффект обычно проявляется на больших скоростях – от 100 км/ч. Но для машины со старыми изношенными шинами может хватить и 60-70 км/ч.
• Аварии
  Из всего описанного выше несложного догадаться, что колейность – это распространенная причина дорожных столкновений. Чаще всего страдают неопытные водители, которые еще не знают всех нюансов движения в колее. Причем нести ответственность за несчастный случай обычно приходится им же. Хотя вина дорожных служб, допустивших образование такого дефекта на дороге, очевидна.
• Ускоренное разрушение асфальта
  А вот об этой опасности мало кто знает. Она также связана с тем, что в колеях в дождливую погоду образуются лужи. Это значит, что на таких участках покрытие дольше контактирует с водой и растворенными с ней химикатами. А длительное водонасыщение негативно сказывается на прочности асфальта. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье Водостойкость асфальта.

Как видите, колейность – это явление крайне неприятное для всех участников дорожного движения. На форумах и в блогах автолюбителей можно найти целые трактаты о том, как правильно ездить по дорогам с такими дефектами.

Но почему эта проблема вообще актуальна на асфальтовых дорогах? И могут ли дорожники что-то с ней сделать? Давайте разбираться.

Причины образования колей и способы их предотвращения

В этом разделе мы поговорим о дефектах, которые образуются непосредственно в слое асфальта. Есть еще снежные колеи, но с ними дела обстоят проще. Они появляются из-за неэффективной уборки снега и не имеют отношения к качеству покрытия.

Повреждения же дороги могут быть вызваны такими причинами:

• Износ верхнего слоя покрытия
• Пластические деформации покрытия
• Недоуплотнение асфальта при укладке
• Деформации нижних слоев дороги

Давайте остановимся на каждой немного подробнее.

Износ верхнего слоя покрытия

Под нагрузкой от колес транспорта асфальт постепенно стирается. Но этот процесс протекает неодинаково. Быстрее изнашиваются те участки, которые непосредственно контактируют с шинами автомобилей. В результате образуются колеи в виде узких полос – так называемые полосы наката.

Есть распространенное мнение, что к их появлению приводит использование шипованных шин, которые «вгрызаются» в асфальт и разрушают его. В ряде стран Европы (Германии, Чехии, Франции, Португалии, Венгрии и других) они в принципе запрещены. В других их разрешено применять только в зимний период. Но можно ли считать это решением проблемы?

На самом деле, у быстрого износа есть и другие причины:

• Высокое содержание песка в материале
• Низкая адгезия асфальтобетонной смеси
• Низкая водо- и морозостойкость асфальта
• Длительное водонасыщение
• Использование противогололедных реагентов

Как видите, износостойкость сильно зависит от свойств самого покрытия и условий его эксплуатации. Так, например, специалисты компании ЗАО «ВАД» после зимы 2007-2008 измерили прирост колей на разных участках КАД Санкт-Петербурга, по которым проезжали автомобили на шинах с шипами.

Оказалось, что степень прироста колеи зависит от используемого типа асфальта:

• Тип Б (смесь 1) – 18,3 мм
• Тип Б (смесь 2) – 8,3 мм
• Тип А – 6,7 мм
• Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) – 2,7 мм

Это значит, что улучшение характеристик покрытия позволяет уменьшить колееобразование почти в 7 раз – и никакие шипованные шины этому не помеха. Хотя ездить на них летом или в теплом климате все же не стоит.

Пластические деформации покрытия

В этом случае колея вызывается продавливанием асфальта под колесами машин – в основном большегрузов (но в особо тяжелых случаях – и легковушек). Она получается более широкой, чем полоса наката, и в поперечном сечении похожа на чашу.

Поверхностная пластическая колея формируется в том случае, когда механические свойства покрытия оказываются неадекватны условиям его эксплуатации. Например, если автомагистраль с высоким трафиком заасфальтировали материалом среднего качества, который рассчитан только на средние или легкие нагрузки.

Особенно актуальны здесь такие характеристики асфальта:

• Деформативность
• Сдвигоустойчивость
• Ползучесть

Не последнюю роль играет также температура. В жару асфальт размягчается, становится более податливым и пластичным. Вероятность образования колеи в таких условиях резко возрастает.

Бороться с пластическим колееобразованием можно двумя путями:

• Созданием более жестких асфальтобетонных покрытий
• Ограничением нагрузки на дорогу – например, через запрет на движение большегрузов

В нашей стране в ходу оба метода. Так, например, покрытия дорог федерального значения уже с десяток лет покрываются ЩМА, который мы уже упоминали выше.

Недоуплотнение асфальта при укладке

В этом случае колея тоже получается широкой и чашеобразной, как в предыдущем пункте, но причина ее появления другая. Здесь речь уже не о свойствах асфальта (сам материал может быть высшего качества), а о нарушении технологии укладки.

Асфальтобетон становится асфальтобетоном только после качественного уплотнения. Для этого по нему нужно хорошенько пройтись катком – и не единожды, а с десяток раз. В процессе укатки материал набирает прочность, формирует монолитный слой покрытия.

Но бывает так, что дорогу сдают в эксплуатацию с недоуплотненным верхним слоем. Тогда под нагрузкой от движущегося транспорта он даст дополнительную усадку. Но мы помним, что давление на дорогу распространяется неравномерно. Отсюда и берется колея.

Плохое уплотнение может свидетельствовать о таких нарушениях:

• Использовались слишком легкие катки
• Каток сделал недостаточно проходов по покрытию
• Укладка осуществлялась в холодную или дождливую погоду
• Уплотнение начали слишком поздно, и асфальт успел остыть

Единственный способ не допустить образования колеи при доуплотнении – это тщательно соблюдать все инструкции и рекомендации по укладке покрытия.

Деформации нижних слоев дороги

В этом случае причина колейности гораздо глубже, чем свойства асфальта. В прямом смысле.

Дорожная одежда состоит из нескольких слоев:

• Земляное полотно (уплотненный грунт)
• Песок
• Щебень
• Асфальт

Соответственно, если вы строите дорогу на слабом грунте или засыпаете низкокачественный щебень в основание, то даже самый лучший асфальт не спасет вас от появления колей. Потому что нижние слои под высокими нагрузками будут проседать, а вслед за ними – и верхнее асфальтобетонное покрытие.

Предотвратить образование глубинных колей можно такими способами:

• Усилением грунта земляного полотна
• Заменой щебеночного слоя на цементобетон

Последний способ активно применяется при строительстве дорог за рубежом. Хотя у него есть и обратная сторона – это образование температурных трещин. Мы затронули эту проблему в статье Тепловое расширение асфальта.

Итак, мы рассмотрели, какие опасности таит в себе колея, из-за чего она образуется и как можно предотвратить ее появление. Возникает следующий логичный вопрос – а должны ли дорожники что-то с ней делать? Ответ: да. Об этом мы и поговорим в следующей части статьи.

Как устраняются колеи на асфальте

В ГОСТ Р 50597-2017 описаны требования к состоянию дорог, которое должно обеспечивать безопасность движения. В этом документе черным по белому написано, что покрытие дороги не должно иметь дефектов: выбоин, просадок, проломов и колей.

ГОСТ устанавливает такие требования к срокам устранения колеи:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Ликвидировать уже образовавшиеся дефекты покрытия можно двумя путями: без устранения или с частичным устранением причин их появления.

Первый путь подразумевает:

• Заполнение колейной впадины ремонтным материалом – например, холодным асфальтом
• Срезание выпирающих гребней колеи фрезой

При этом может применяться только один способ или оба одновременно. Такое решение проблемы дешевле полноценного ремонта, но оно носит временный характер.

Ко второму методу относятся:

• Замена верхнего слоя дороги
• Повышение жесткости нижних слоев покрытия
• Усиление земляного полотна
• Осушение земляного полотна и обустройство водоотвода

Эти меры также могут применяться в комплексе – для обеспечения наилучшего результата. К ним прибегают в ходе капитального ремонта дороги.

Теперь вы имеете представление о том, что из себя представляют колеи на асфальтобетонных дорогах и как с ними борются (или должны бороться) дорожные службы. Мы уже неоднократно отмечали, что важная причина колееобразования – это механические свойства материала. Так какими же характеристиками должен обладать асфальт, чтобы из него получалось надежное и безопасное покрытие? Мы ответим на этот вопрос в следующих двух разделах.

Метод испытания стойкости к колееобразованию по ГОСТу

Сравнительно недавно в России были введены новые ГОСТы на асфальтобетон. В новых стандартах были взяты на вооружение наработки и методы зарубежных специалистов в области дорожного строительства. В том числе появились требования к целому ряду характеристик асфальта, которые даже не упоминались в старом ГОСТ 9128-2013.

К их числу относится и стойкость к колееобразованию. Метод оценки этого свойства описан в ГОСТ Р 58406.3-2020. В соответствии с ним по образцу асфальта многократно прокатывают нагруженное колесо и фиксируют динамику образования колеи.

На основании эксперимента определяются такие показатели:

• Среднюю глубину колеи
• Пропорциональную глубину колеи
• Угол наклона кривой колееобразования

Требования к значениям первого и последнего показателей установлены в новых ГОСТах на асфальтобетон и ЩМА – мы рассмотрим их в следующем разделе.

Для проведения испытания используются вырубки-призмы из готового дорожного покрытия или образцы в форме плит, уплотненные в лаборатории.

Процедура выглядит следующим образом:

1. 1. Образец асфальта помещают в испытательную установку и плотно фиксируют – он должен быть неподвижным. Температуру в установке поддерживают на уровне 55-65°С. Это обусловлено тем, что колея образуется быстрее при высоких температурах.
   2. Образец начинают испытывать, прокатывая по нему колесо. Каждые два прокатывания (вперед и назад) считаются за один цикл нагрузки.
   3. Испытание продолжают в течение 10 000 циклов нагрузки либо до тех пор, пока на одном из образцов (взятых из одной смеси или одного покрытия) не образуется колея глубиной 15 мм.
   4. После завершения опыта фиксируют глубину колеи на каждом образце и вычисляют среднеарифметическое значение. Это средняя глубина колеи RD.
   5. Пропорциональную глубину колеи PRD вычисляют по формуле:

1. Угол наклона кривой колееобразования WTS определяют по формуле:

Если глубина колеи достигла 15 мм еще до 20 000 прокатываний колеса, то последний параметр не определяется. Такой асфальт автоматически отбраковывается.

Требования к колееобразованию асфальта по ГОСТу

Эти показатели нормируются в ГОСТ Р 58406.2-2020 на горячие смеси и в ГОСТ Р 58406.1-2020 на ЩМА.

В них характеристики колееобразования относятся к разным группам:

• Средняя глубина колеи – к эксплуатационным
• Угол наклона кривой колееобразования – к дополнительным

Это значит, что первый показатель определяется для всех видов асфальта, а второй – только в том случае, если этого требует проектная документация.

Прежде чем мы приведем конкретные цифры, давайте скажем пару слов о классификации асфальтобетона по новым ГОСТам. В отличие от ГОСТ 9128-2013, здесь нет деления материала на виды и типы по пористости, содержанию щебня и прочим основаниям. Подробнее про эту старую систему вы можете прочитать в статье Виды асфальта.

В новых стандартах во главу угла ставится проектирование смеси под конкретные условия эксплуатации.

Асфальтобетонные смеси делятся на типы по трем основаниям:

• Максимальному размеру минерального наполнителя
• Использованию в том или ином слое дорожной одежды
• Условию дорожного движения

Каждый тип получает свое цифробуквенное обозначение. Например, А16ВТ – это смесь с размером зерен до 16 мм, предназначенная для использования в верхнем слое дороги (В) при тяжелых условиях движения (Т).

Стойкость асфальта к колееобразованию нормируется таким образом:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Более жесткие требования предъявляются к щебеночно-мастичному асфальтобетону (ЩМА) в ГОСТ Р 58406. 1-2020.

Для всех видов ЩМА приводятся такие значения:

• Средняя глубина колеи – не более 4,0 мм
• Угол наклона кривой колееобразования – не более 0,15 мм/1000 циклов

Еще раз отметим, что все эти требования касаются только автомобильных дорог. Замерять показатель стойкости к колееобразованию для асфальта, который применяется для обустройства тротуаров и пешеходных дорожек, нет смысла.

Как повысить стойкость асфальта к колееобразованию

На фоне принятия новых ГОСТов специалисты-дорожники пришли к печальному выводу: стандартные рецепты асфальта времен СССР сегодня никуда не годятся. Ведь нагрузки на дороги с тех пор значительно возросли. И обычная смесь щебенки, песка и битума их просто не выдерживает.

Поэтому в современном дорожном строительстве прибегают к таким модификациям:

• Увеличению содержания щебня
  Щебень образует более прочный и жесткий каркас, который лучше сопротивляется деформированию. К тому же, он менее склонен к истиранию и выносу из покрытия, чем песок и отсев. Так предотвращается появление полос наката.
• Внесению адгезионных присадок
  Они увеличивают сцепление компонентов смеси, благодаря чему повышается их сдвигоустойчивость. Получается более жесткое покрытие, которое лучше сопротивляется деформации.
• Использованию асфальта на модифицированном битуме
  Полимерные и резиновые добавки делают битум пригодным к использованию в широком спектре температур, снижая его ползучесть и повышая сдвигоустойчивость при высоких температурах.
• Изготовлению ЩМА
  Щебеночно-мастичный асфальт – это многощебеночная смесь, производимая на битуме с добавлением целлюлозного волокна (и часто – полимерных добавок). Она имеет высокую стойкость к колееобразованию и за счет жесткого каркаса, и за счет улучшения свойств битума.

Подведем итог.

Колейность на асфальтовых дорогах – это распространенная проблема, которая может иметь серьезные последствия. Она приводит к опасным дорожным ситуациям и ускоренному разрушению верхнего слоя покрытия. Причинами колееобразования могут быть износ асфальта, пластические деформации, недоуплотнение смеси на этапе укладки и проседание нижних слоев дорожного пирога.

Испытание на стойкость асфальта к колееобразованию проводится в соответствии с ГОСТ Р 58406.3-2020, а полученные значения нормируются в ГОСТ Р 58406.2-2020 и ГОСТ Р 58406.1-2020. Улучшить этот показатель можно путем увеличения доли щебня в смеси и использования модифицирующих добавок. А в долгосрочной перспективе борьба с деформациями покрытий должна включать ремонт и усиление всех слоев дорожной одежды.

Если вы хотите подробно прочитать о других свойствах асфальтобетона, рекомендуем следующие страницы:

• Характеристики и свойства асфальтобетона
• Механические свойства асфальтобетона
• Деформативность асфальтобетона
• Ползучесть асфальтобетона
• Прочность асфальтобетона
• Сдвигоустойчивость асфальтобетона
• Водно-физические свойства асфальтобетона
• Водопроницаемость асфальтобетона
• Водостойкость асфальтобетона
• Набухание асфальтобетона
• Водонасыщение асфальтобетона
• Класс опасности асфальтобетона
• Общефизические свойства асфальтобетона
• Плотность и масса асфальтобетона
• Пористость асфальтобетона
• Радиоактивность асфальтобетона
• Теплофизические свойства асфальтобетона
• Температурное расширение асфальта
• Теплоемкость асфальтобетона
• Теплопроводность асфальтобетона
• Технологические характеристики и свойства асфальтобетона
• Однородность асфальтобетонной смеси
• Сегрегируемость (разделимость) асфальтобетона
• Удобоукладываемость (подвижность) асфальтобетонной смеси
• Уплотняемость (формуемость) асфальтобетона
• Уплотнение асфальтобетона
• Химические свойства асфальтобетона
• Эксплуатационные свойства асфальтобетона
• Горючесть асфальтобетона
• Износостойкость асфальтобетона
• Морозостойкость асфальтобетона
• Срок службы асфальтового покрытия
• Трещиностойкость асфальтобетона
• Чем заделать трещины в асфальте
• Шероховатость асфальтобетонного покрытия

Если вы хотите узнать больше о разновидностях асфальта, рекомендуем к прочтению следующие страницы:

• Виды асфальтобетона (асфальта)

О том, как и из чего делают асфальт, читайте здесь:

• Производство асфальтобетона

О том, как можно использовать асфальт и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:

• Применение асфальтобетона
• Асфальт для благоустройства территории
• Асфальт для детских и спортивных площадок
• Асфальт для дорожек и тротуаров
• Асфальт для парковки
• Асфальт для дорожных работ
• Асфальт для строительства дорог
• Асфальт для ямочного ремонта
• Стоимость строительства дороги из асфальта
• Асфальт для строительных работ
• Асфальт для отмостки
• Устройство отмостки из асфальта своими руками
• Асфальт для крыш
• Асфальт для пола
• Технология укладки срезки асфальта
• Технология укладки холодного асфальта
• Технология ямочного ремонта асфальта
• Укладка горячего асфальта

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды асфальта:

• Горячий асфальт
• Холодный асфальт

Также у нас в продаже есть срезка асфальта (асфальтовая крошка).

Если вы хотите купить асфальт конкретной фракции:

• Крупнозернистый асфальт
• Мелкозернистый асфальт

Если вы хотите купить горячий асфальт, обратите внимание на следующие его разновидности:

• Горячий крупнозернистый асфальт
• Горячий мелкозернистый асфальт

Также у нас в продаже имеется холодный асфальт:

• Холодный мелкозернистый асфальт

Причины колееобразования в конструкциях дорожных одежд на дорогах с асфальтобетонным покрытием




Задачи исследований. Исследовать причины колееобразования дорожной одежды нежёсткого типа для лучшего понимания процесса разрушения асфальтобетона и более точного проектирования конструктивных решений автомобильных дорог.



Материалы и методы. Прикладные поисковые и научно-исследовательские методы исследований процессов и явлений (анализ, системный подход, обобщение) и их синтез с использованием актуальных и верифицированных информационных материалов.



Результаты. Определены основные виды (формы) формирования колейности автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием. Наличие колеи является одним из наиболее распространенных дефектов асфальтобетонных покрытий. Также установлено, что в условиях роста интенсивности и величины транспортной нагрузки наблюдается увеличение размеров колейности, вплоть до необратимых деформаций конструктивных слоев дорожной одежды.



Выводы. Формирование колейности на проезжей части является серьезным негативным фактором влияния на безопасность и долговечность эксплуатации автомобильной дороги. В свою очередь, причиной колееобразования асфальтобетонных покрытий являются многочисленные и разнообразные факторы, связанные с эксплуатационными нагрузками, природно-климатическими воздействиями, особенностями износа поверхности транспортными средствами. Выявление причин формирования, анализ причин и механизмов образования колейности является необходимым инструментом совершенствования способов профилактики и борьбы с рассматриваемым дефектом покрытий автомобильных дорог.




Ключевые слова



: автомобильная дорога, дорожная одежда, асфальтобетон, дефекты, колейность, причины колееобразования, оценка состояния, методы исследований, устойчивость к образованию колеи.



Research problems. Investigate the reasons for the wheel formation road clothing at a non-rigid type in order to better understand the process for destruction in asphalt concrete and more accurate design of design solutions for roads.



Materials and methods: Applied search and research methods for the research processes and phenomena (analysis, systematic approach, generalization) and their synthesis using relevant and verified information materials.



Results. The main types (forms) of forming the gauge in roads with asphalt concrete pavement have been established. The presence at gauge is one of the most common defects in asphalt concrete surfaces. It was also established that in conditions of increasing intensity and transport load, an increase in gauge sizes is observed, up to irreversible deformations in structural layers road clothing.



Conclusions. The formation of gauge on the roadway is a serious negative factor in the impact on the safety and durability at the road. In turn, the reason for the gauge formation in asphalt concrete surfaces is numerous and various factors associated with operational loads, natural and climatic effects, and features for surface wear by vehicles. Identification the causes at formation, analysis for the causes and mechanisms gauge formation is a necessary tool for improving methods at the prevention and combating the considered defect in road pavements.




Keywords:



highway, pavement, asphalt concrete, defect, rutting, reasons for formation, status assessment, research methods, resistance to rutting formation.


Применение искусственных покрытий из асфальтобетона является широко распространенным конструктивным решением устройства дорожной одежды нежёсткого типа для различных географических, природно-климатических и эксплуатационных условий. Тем не менее, к настоящему времени проблемы прогноза, профилактики и устранения причин формирования различного рода дефектов и повреждений дорожной одежды являются актуальными для автодорожной отрасли в мировом масштабе [1,2].

Явление колейности, как дефекта дорожной одежды, отличается сложной природой (причиной) проявления, наличием последовательных этапов процесса (кривой) деградационного развития, зависимостью количественных показателей (глубины колеи) от интенсивности приложения транспортной нагрузки (Рисунок 1) [3].

Рис. 1. Кривая процесса образования и деградационного развития колеи дорожного покрытия нежёсткого типа

Для выявления особенностей причин и последствий образования колейности используются разнообразные теоретические (аналитические, численно-аналитические) и экспериментальные методы исследований, как собственно, асфальтобетона, так и конструктивных решений дорожных одежд автомобильных дорог, находящихся в конкретных условиях эксплуатации.

Выявляемые по результатам исследований закономерности формирования и развития деградационного процесса рекомендуются для уточнения и модификации действующих критериев прочности асфальтобетона и методических основ (механико-эмпирической процедуры оценки устойчивости к колееобразованию) проектирования параметров дорожных одежд нежёсткого типа [3,4].

На рисунке 2 приведены основные виды (схемы) формирования колейности, выявленные в дорожных покрытиях автомобильных дорог различных категорий [1,5].

а) деформирование верхнего слоя покрытия	б) деформирование нижнего слоя покрытия	в) деформирование слоев искусственного и естественного оснований	г) неравномерный износ поверхности покрытия

Рис. 2. Основные виды (схемы) формирования колейности автомобильных дорог с покрытиями нежесткого типа

Наиболее распространенной причиной формирования колейности является переход в вязко-пластичное состояние верхнего (однослойного или двуслойного) или нижнего (двуслойного) слоев искусственного покрытия дорожной одежды (см. Рисунок 1а,1б). Основной отличительной особенностью рассматриваемых видов колейности является образование накатов (сдвигов) асфальтобетона вдоль обеих сторон колеи дорожной одежды. Причина проявления колейности рассматриваемого вида связана с недостаточным сопротивлением асфальтобетона сдвигу при многократных приложениях циклической нагрузки, в условиях образования и развития пластических деформаций.

Нарушения установленного напряженно-деформированного состояния слоев искусственного и естественного оснований дорожной одежды способны привести к формированию колеи заглубленного типа (см. Рисунок 1в), без образования накатов (сдвигов) асфальтобетона. Причиной образования колейности рассматриваемого вида является формирование и развитие пластических деформаций во всех конструктивных элементах дорожной одежды, при многократных приложениях циклической нагрузки, отдельных превышений расчетных значений нагрузки, формирования колейности при возведении слоев искусственного и грунтового оснований.

Формирование колеи дорожного покрытия вследствие локального абразивного износа поверхности искусственного покрытия (например, при многократном приложении воздействий от шипованной структуры колес транспортных средств, см. Рисунок 1г) также не сопровождается образованием накатов (сдвигов) асфальтобетона. Причиной формирования колейности рассматриваемого вида является нерациональное решение шипованной структуры колес при многократных приложениях циклической нагрузки в определенный период времени года. В свою очередь, устойчивость асфальтобетона к истиранию определяется пористостью, качеством битума и его сцепления с минеральным материалом, гранулометрическим составом и формой зёрен песка, некоторыми технологическими факторами.

Анализ показателей эксплуатационной пригодности автомобильных дорог показывает, что прогноз возможности проявления колейности (и других типов дефектов и повреждений дорожных одежд) является сложной задачей. Корректное решение задачи требует обязательного учета интенсивности, состава и скорости движения транспортных средств, особенностей проектных (высотных и плановых) решений участков спусков и подъёмов, пересечений и технологических стыков автодорог. Формирование и накопление остаточных пластических деформаций может происходить в дорожных одеждах с применением асфальтобетона высокого качества [6].

Для детального изучения причин и механизмов колееобразования необходима более совершенная методическая основа, включающая системные теоретические и экспериментальные исследования процессов образования и деградационного развития колеи, как для отдельных материалов дорожной одежды, так и для образцов, отобранных из автомобильной дороги.

Литература:

1. Полякова С. В. и другие. Передовой зарубежный опыт. Оценка эксплуатационных характеристик асфальтобетона: информационный сборник. ― Казань: Бук. 2019. ― 154 с.

2. Пермяков В. Б. и другие. Анализ негативных факторов и накопление дефектов в асфальтобетонных слоях дорожных одежд в течение жизненного цикла // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. ― 2010. № 2 (14). ― С.261−265.

3. Мозговой В. В. и другие. Экспериментальная оценка устойчивости асфальтобетонного покрытия к образованию колейности. В книге «Дорожная техника и технологии: каталог-справочник». ― СПб.: ООО «Славутич». 2010. ― С.114−128.

4. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Модификация критериев прочности и условий пластичности при расчетах дорожных одежд // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. ― 2015. № 1 (41). ― С.47−51.

5. Поздняков М. К. Исследование сопротивляемости асфальтобетона колееобразованию // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. ― 2009. № 3. ― С.16−20.

6. Хафизов Р. Э. и другие. Современные методы оценки эксплуатационных свойств дорожных асфальтобетонов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. ― 2017. № 1 (39). ― С.279−284.

Основные термины (генерируются автоматически): дорожная одежда, нежесткий тип, дорога, образование накатов, рассматриваемый вид, циклическая нагрузка, дорожное покрытие, естественное основание, искусственное покрытие, транспортная нагрузка.

Понимание повреждений асфальтового покрытия – объяснение пяти повреждений

Прежде чем применить соответствующую стратегию ремонта поврежденного асфальтового покрытия, необходимо понять тип и степень износа, а также определить причину повреждения.

Общие типы повреждений дорожного покрытия включают: растрескивание; искажение; распад; опасность заноса; и проблемы с обработкой поверхности. Некоторые из типичных причин износа дорожного покрытия включают: транспортную нагрузку; влияние окружающей среды или климата; недостатки дренажа; проблемы с качеством материалов; недостатки конструкции; и внешние участники, такие как сокращение коммунальных услуг.

По мере того, как тротуары стареют и подвергаются повторяющимся движениям, повреждения дорожного покрытия начинают накапливаться. Также бедствия могут усугубляться; например, трещина может позволить воде попасть на тротуар и привести к образованию выбоины или зачистки. Поэтому важно проводить своевременное техническое обслуживание.

Повреждения дорожного покрытия и связанные с ними методы лечения более подробно описаны в руководствах Института асфальта, MS-4, The Asphalt Handbook, и MS-16, Asphalt in Pavement Preservation and Maintenance.

#1 Трещины
В асфальтовых покрытиях могут образовываться трещины нескольких типов. Ремонт зависит от типа трещины. Некоторые трещины связаны с нагрузкой, а некоторые связаны с температурой или окружающей средой.

Усталостное растрескивание.
Усталостное растрескивание иногда называют аллигаторным растрескиванием из-за взаимосвязанных трещин, которые напоминают кожу аллигатора. Усталостное растрескивание вызывается износом под нагрузкой в ​​результате ослабления слоя основания или земляного полотна, слишком малой толщины дорожного покрытия, перегрузки или комбинации этих факторов.

Взлом блоков.
Трещины в блоках представляют собой серию крупных (обычно один фут или более) прямоугольных трещин на поверхности асфальтового покрытия. Этот тип взлома обычно охватывает большие площади и может возникать в местах, где нет движения. Растрескивание блоков обычно вызвано усадкой асфальтового покрытия из-за температурных циклов.

Растрескивание краев.
Краевые трещины — это продольные трещины, которые развиваются в пределах одного или двух футов от внешнего края дорожного покрытия. Эти трещины образуются из-за отсутствия поддержки на краю тротуара.

Продольное растрескивание.
Продольные трещины возникают параллельно центральной линии покрытия. Они могут быть вызваны: плохо сконструированным суставом; усадка асфальтового слоя; трещины, отходящие вверх от нижележащего слоя; и продольная сегрегация из-за неправильной эксплуатации асфальтоукладчика. Эти трещины не связаны с нагрузкой.

Поперечные трещины.
Поперечные трещины возникают примерно перпендикулярно центральной линии дорожного покрытия. Они могут быть вызваны усадкой слоя асфальта или отражением от существующей трещины. Они не связаны с нагрузкой.

Трещина отражения.
Отраженные трещины – это трещины, которые образуются на стыках или трещинах в бетонном покрытии или в верхнем слое изношенного асфальтового покрытия. Трещины образуются из-за движения старого покрытия.

Проскальзывание Растрескивание.
Трещины проскальзывания представляют собой серповидные трещины, которые образуются из-за низкой прочности асфальтобетонной смеси или плохого сцепления между слоями дорожного покрытия. Трещины образуются из-за сил, приложенных при повороте или торможении транспортных средств.

#2 Деформация
Деформации асфальтового покрытия вызваны нестабильностью асфальтобетонной смеси или слабостью слоев основания или земляного полотна. Эти бедствия могут включать в себя колейность, толкание, впадины, вздутие и неудачи заплаты.

Колейность.
Колейность – это линейное поверхностное углубление на колесной дорожке. Колейность вызвана деформацией или уплотнением любого из слоев дорожного покрытия или земляного полотна. Это может быть вызвано недостаточной толщиной дорожного покрытия, отсутствием уплотнения, слабыми асфальтобетонных смесями.

Толкать.
Толкание – это образование ряби на дорожном покрытии. Эта характерная форма является причиной того, что этот тип дистресса иногда называют «стиральной доской». Толкание происходит в местах с сильными горизонтальными напряжениями, например, на перекрестках. Обычно это вызвано: избытком асфальта; слишком много мелкого заполнителя; округлый агрегат; слишком мягкий асфальт; или слабая зернистая основа.

Депрессии.
Впадины, также называемые птичьими купальнями, представляют собой локальные углубления на поверхности дорожного покрытия. Эти дефекты могут быть вызваны осадкой или другими дефектами нижних слоев дорожного покрытия или некачественными методами строительства.

Переворот.
Подъем — это локализованное восходящее движение дорожного покрытия из-за набухания земляного полотна. Морозное пучение является примером этого типа бедствия.

Ошибка исправления.
При заделывании тротуаров могут возникнуть некоторые проблемы. Скорость износа заплаты зависит от уплотнения, выбора материалов и качества окружающего или нижележащего дорожного покрытия.

#3 Распад
Разрушение – это распад дорожного покрытия на мелкие части, которые теряются со временем и в условиях движения. Растрескивание и выбоины являются наиболее распространенными типами разрушения.

Распутывание.
Рассыпание – это истирание частиц заполнителя из асфальтового вяжущего. Это состояние говорит о том, что асфальт затвердел или использовалась некачественная смесь. Распутывание происходит при наличии трафика.

Выбоины.
Выбоины представляют собой ямы в форме чаши, образовавшиеся в результате локального разрушения поверхности дорожного покрытия. Выбоины обычно возникают в результате продолжающегося ухудшения другого типа бедствия. Сегрегация, трещины или неудачные заплаты могут послужить началом выбоины. Бедные смеси и слабые места в основании или земляном полотне ускоряют появление выбоин.

#4 Опасность заноса
Опасность заноса возникает из-за воды на поверхности дорожного покрытия, полированного заполнителя или избытка асфальта или других смазочных материалов на поверхности дорожного покрытия. Поддержание дорожного покрытия, которое позволяет воде стекать с тротуара, является основным соображением.

Полированный заполнитель.
Некоторые заполнители подвержены износу до гладкой поверхности или текстуры под воздействием движения. Эти агрегаты не должны использоваться в курсах ношения. Если заполнитель полируется, необходимо восстановить шероховатость поверхности.

Кровотечение.
Поверхность тротуара может смыться с асфальтом и потерять сопротивление скольжению. Вытекание может быть вызвано слишком большим количеством асфальта в смеси, избытком липкого или связующего покрытия или плохой структурой герметизирующего покрытия. Движение транспорта также может привести к чрезмерному уплотнению неустойчивой смеси и выдавливанию асфальта на поверхность.

#5 Повреждение при обработке поверхности
При обработке поверхности могут возникать собственные проблемы. К ним относятся потеря заполнителя покрытия и полосатость.

Совокупный показатель потери покрытия.
Обработка поверхности может привести к преждевременной потере защитного покрытия. Обычно это вызвано: слишком поздним распределением щепы в процессе строительства; использование грязного агрегата; позволять движению использовать поверхность до того, как заполнитель будет установлен и склеен; или нанесение слишком малого количества асфальта для заделки заполнителя.

Полосы.
Прожилки – это наличие чередующихся полос заполнителя или асфальта. Полосы в первую очередь вызваны неравномерным нанесением асфальта на поверхность дорожного покрытия до нанесения крошки заполнителя.

Асфальтовые покрытия имеют невероятную ценность. Они быстро и экономично строятся, имеют отличные ходовые качества и долговечны. Тем не менее, они подвержены некоторым повреждениям, особенно когда используются плохие материалы или используются небрежные методы строительства. Понимая типы повреждений дорожного покрытия и причины этих проблем, можно предпринять соответствующие корректирующие действия для ремонта дорожного покрытия и продления срока его службы.

Дуайт Уокер — инженер-консультант, специализирующийся на материалах для асфальтового покрытия, и пишущий редактор журнала Asphalt Magazine.

3 Распространенные причины колейности асфальта

30 августа 2018 г. 2 декабря 2021 г.

Asphalt обладает уникальным профилем характеристик среди материалов для дорожного покрытия. С одной стороны, он предлагает прочность и долговечность, часто присущие более твердым материалам, таким как бетон. С другой стороны, асфальт обладает естественной степенью гибкости, что позволяет ему легче противостоять нагрузкам и обычным видам повреждений.

Однако иногда гибкость асфальта может работать против него, что приводит к образованию колеи. Такая колея обычно возникает вдоль колесных дорожек, так как эти области должны выдерживать наибольшее давление сверху. В этой статье более подробно рассматриваются три наиболее распространенные причины колейности асфальта, а также способы их предотвращения.

1. Неустойчивое основание

Асфальтовое покрытие может быть настолько прочным и устойчивым, насколько прочно и устойчиво его основание, другими словами, грунт под тротуаром. Если эта грязь и почва со временем сместятся или уплотнятся, ваш асфальт может остаться без поддержки, необходимой для предотвращения образования колеи. Почва в одних регионах может быть естественно более неустойчивой, чем в других.

К счастью, опытные подрядчики знают, что устойчивость земляного полотна можно улучшить, уплотнив его перед началом укладки асфальта. Вибраторы и уплотнители прижимают частицы почвы к максимально плотной конфигурации. Эта уплотненная почва обеспечивает гораздо большую степень жесткости и устойчивости асфальта.

2. Недостаточная толщина основания

Тем не менее, асфальт нельзя укладывать непосредственно поверх основания, независимо от того, насколько хорошо он уплотнен. Почве просто присуща слишком большая неустойчивость, особенно когда она становится насыщенной влагой. Чтобы ваш асфальт оставался на месте долгие годы, его необходимо укладывать поверх слоя дробленого гравия, также известного как подложка или заполнитель.

Подбаза требует двух вещей, чтобы обеспечить эффективные результаты. Во-первых, как и земляное полотно (и сам асфальт), его необходимо тщательно уплотнить. Во-вторых, основание должно иметь достаточную толщину, чтобы поддерживать асфальт.

Толщина основания варьируется от проекта к проекту, в основном в зависимости от конкретного применения асфальта. Асфальт, который выдержит вес транспортных средств, требует более толстого основания. Например, большинство подъездных дорог содержат основания толщиной от 4 до 6 дюймов. Проезжие части, с другой стороны, требуют еще более толстого основания толщиной от 6 до 9 мм.дюймы.

3. Плохая конструкция смеси

Даже на асфальтовом покрытии с надлежащим основанием и грунтовым основанием может возникнуть колея. В таких случаях проблема обычно возникает из-за проблем с составом самого асфальта. С технической точки зрения асфальт должен обладать достаточной структурной целостностью, чтобы преодолевать силы сдвига, действующие на него под огромным весом транспортных средств.

Проще говоря, асфальт должен иметь достаточную внутреннюю прочность, чтобы не сжиматься под тяжестью транспорта. Здесь состав асфальта должен быть адаптирован к конкретным видам дорожного движения, с которыми он будет сталкиваться.