13. Ровность дорожных покрытий

Ровность дорожных покрытий является одним из основных технико-эксплуатационных показателей, определяющих технический уровень и эксплуатационное состояние автомобильных дорог, непосредственно влияющий на эффективность перевозок грузов и пассажиров, удобство и безопасность дорожного движения.

Различают ровность дорожных покрытий в продольном и поперечном направлении проезжей части дороги. Ровность в поперечном направлении характеризуется в основном наличием и размерами колей. Ровность в продольном направлении (продольная ровность) определяется показателем продольной ровности дорожного покрытия.

При сдаче в эксплуатацию все покрытия имеют начальные неровности, размер которых зависит от материала покрытий и особенностей производства строительных работ: цементобетонные покрытия имеют швы между отдельными плитами, мостовые - швы между отдельными камнями, асфальтобетонные покрытия - малые неровности и волны в результате неодинаковой осадки при уплотнении катками. По правилам приемки построенных дорог разрешается сдача дороги в эксплуатацию, если просвет между поверхностью покрытия и уложенной вдоль дороги прямой трехметровой рейкой не превышает следующих значений: для цементобетонных и асфальтобетонных покрытий 0,5 см, для щебеночных, гравийных и шлаковых 1,5 см, для булыжной мостовой 3 см. Отклонения от этих допусков, превышающие их не более чем в 2 раза, допускаются в 5% от общего числа измерений ровности. Эти требования относятся к обычным методам строительства. При работе автоматизированных укладчиков материалов, которые следуют по копирам в виде натянутой строго в соответствии с проектом проволоки или направляются лучом лазера, достигается большая ровность покрытий.

Ровность больших участков дороги оценивают несколькими способами в зависимости от того, для какой цели нужна эта характеристика. При оценке ровности исходят из того, что ровность дорожных покрытий должна определяться показателем, характеризующим плавность, удобство и безопасность движения автомобиля с расчетной скоростью.

Для контроля ровности дорожных покрытий используются передвижные рейки длиной 3-4 см, которые при прокатывании по покрытию указывают размер неровностей и сигнализируют, когда они превышают допускаемую. Однако применение реек не характеризует наличие волн длиной 15-25 см, вызывающих опасные колебания автомобилей при движении с высокими скоростями.

В дорожных организациях используют толчкомеры - приборы, регистрирующие суммарный прогиб рессоры автомобиля при проезде участка определенной длины.

Применение толчкомеров предполагает, что покрытия однородны по степени ровности на больших участках. Отдельные крупные неровности (плохо заделан­ное разрытие, просадки у мостов и т.д.) на относительно ровном покрытии искажают результаты измерений и делают их ненадежными. Такие места при опреде­лении ровности толчкомером регистрируют отдельно. Для надежности получаемых данных необходимо иметь эталонные участки дорог с прочной дорожной одеждой при невысокой интенсивности движения и периодически проводить на них перед выездом на испытания контрольные проезды для измерения ровности поправочных коэффициентов, учитывающих состояние испытательного автомо­биля.

В последние годы в России для оценки ровности дорожных покрытий широко стали использовать применяемые в международной практике профилометрические установки. Показатели ровности при этом являются интегральными показа­телями и оценивают ровность поверхности во всем диапазоне дорожных частот, на которые реагирует автотранспортное средство при определенной скорости движения. Показатель продольной ровности дорожного покрытия на Федеральных автомобильных дорогах РФ с 2006 года измеряется в «международных индексах ровности» (IRI), выраженных в м/км или мм/м и определяется количеством и размерами дефектов и повреждений покрытия, вызывающих колебания транспортного средства при его движении вдоль дороги.

Профессором А.А. Хачатуровым создан прибор записи микропрофиля при обычной скорости движения автомобиля, который регистрирует неровности покрытия. К ним относятся и элементы шероховатости - мелкие выступы на покрытии, поглощаемые шиной. Оптимальной можно считать высоту выступа 3-4 мм. Это соответствует крупности щебня для поверхностных обработок 15-25 или 25­35 мм [10].

Шероховатость обычно оценивают методом «песчаного пятна». Для этого 25­75 см (в зависимости от шероховатости покрытия) просеянного мелкого песка распределяют в виде круга по поверхности покрытия, разравнивая линейкой в одном уровне с верхом выступов. Средняя высота неровностей определяется как частное от деления объема песка на площадь круга [9].

Различные типы дорожных покрытий обладают неодинаковой степенью ровности, шероховатости и сопротивления износу, поэтому оказываемое ими сопротивление качению различно, что отражается на скорости автомобилей и расходе топлива. На некоторых покрытиях (грунтовых, гравийных и щебеночных), несмотря на регулярно выполняемые ремонты, при самом тщательном содержании всегда имеются неровности, вынуждающие водителей снижать скорость из-за тряски.

Различие в ровности и твердости покрытий приводит к различию в сроках службы шин на дорогах с одеждами разных типов.

Из применяемых в РФ типов дорожных покрытий наиболее совершенны цементобетонные и асфальтобетонные. Их прочная и ровная поверхность оказывает малое сопротивление движению и вызывает малый износ шин.

Технология производства работ (с учетом качества производства работ и используемых материалов) при строительстве и ремонте дорожной одежды и земляного полотна, определяют начальную ровность дорожного покрытия. В процессе эксплуатации дороги происходит воздействие дорожного движения и погодно -климатических факторов, вызывающих естественные процессы образования микротрещин и накопления остаточных деформаций в слоях дорожной одежды, проявляющихся в конечном итоге развитием сквозных трещин на дорожном покры­тии, образованием просадок и колеи по мере снижения несущей способности дорожных конструкций и достижения предельного состояния дорожной одежды. Компенсировать воздействие этих факторов должны систематические работы по ремонту и содержанию дорожных одежд и земляного полотна. Периодичность, технология, качество производства работ и используемых материалов при ремонте определяют ровность дорожного покрытия в процессе эксплуатации дороги.

Ямочным ремонтом, проводимым, как правило, в местах развития сетки трещин, только частично удается улучшить состояние дорожного покрытия по ровности. Развивающиеся в покрытии сквозные поперечные, продольные и криволинейные трещины не существенно сказываются на динамике изменения ровности покрытия. Определенное влияние этих повреждений на показатель продольной ровности дорожного покрытия замечено только сначала появления частых попе­речных трещин при несвоевременном их содержании.

Анализ результатов оценки ровности дорожных покрытий на автомобильных дорогах федерального значения показал, что возросшие осевые нагрузки транспортных средств и растущая интенсивность дорожного движения продолжают способствовать ускоренному ухудшению ровности дорожных покрытий. Особенно это заметно на подходах к крупным городам, а также на участках, нуждающихся в работах по реконструкции и капитальному ремонту. В тоже время, ремонтные работы, выполняемые в последние годы на федеральной дорожной сети, позволили обеспечить тенденцию роста доли федеральных дорог с ровным по­крытием.