Ремонт и эксплуатация автомобильных дорог
Под воздействием более или менее интенсивного автомобильного движения любое дорожное покрытие постепенно утрачивает качества, приданные ему при сооружении, становится неровным. По исследовательским данным, работоспособность различных дорожных покрытий характеризуется следующими примерными величинами (в миллионах брутто-тонн):
Цементобетон .............. 20-80 Асфальтобетон............ 10-40 Черные покрытия.............2,0-7,5 Стабилизированное грунтовое покрытие 0,2-1,0
Неровности, возникшие на поверхности дорожного покрытия, оценивают, прикладывая к поверхности рейку длиной 3,0 м; при этом определяется величина просвета и ее отклонения от нормы.
Более современным методом измерения ровности покрытий является метод, основанный на автоматической записи прогибов рессоры автомобиля при проезде участка определенной длины. Применяя для записи амплитуд колебаний рессор толчкомер, можно удобно и быстро измерять ровность на длинных участках дорог, так как сам автомобиль с установленным на нем толчкомером практически служит испытательным прибором. Счетчик толчкомера дает суммарную цифру сжатий рессоры в сантиметрах, которая, будучи отнесена к 1 км пробега испытательного автомобиля, характеризует степень ровности покрытия на данном дорожном участке.
Для различных типов дорожных покрытий свойственна и разная степень ровности, которая, однако, существенно изменяется в зависимости от того, в каком состоянии находится покрытие. Примерные данные, характеризующие ровность дорожных покрытий приведены в табл. 13.
Состояние поверхности покрытия оказывает непосредственное влияние на скорость движения автомобилей, их производительность и себестоимость перевозок. Так, если за единицу принять себестоимость перевозок, выполняемых автомобилями, движущимися по дорогам, у которых ровность покрытий оценивается в пределах 0-200 см/км (по толчкомеру ХАДИ), то на дорогах с ровностью покрытий 200-500 см/км себестоимость возрастает на 20%, а с ровностью покрытий 500-800 см/км - даже на 50%.
Автомобильная дорога только в том случае в течение длительного времени обеспечит хорошую и бесперебойную работу автотранспорта, если она будет находиться под постоянным наблюдением со стороны соответствующих дорожных органов, и систематически ремонтироваться.
Некоторые наиболее важные дороги государственного, союзного значения находятся в ведении управлений этих дорог. Прочие дороги, в том числе дороги республиканского, областного (краевого) значения, находятся в ведении территориальных управлений (отделов) шоссейных дорог (ушосдоров) союзных или автономных республик, краев и областей.
Для выполнения необходимых функций по содержанию и ремонту дорог управления дорог и ушосдоры создают дорожно-эксплуатационную службу, структура, которой выглядит примерно так, как это показано на рис. 59.
Рис. 59. Структура дорожно-эксплуатационной службы
Основной линейно-производственной технической единицей в структуре дорожно-эксплуатационной службы является дорожно-эксплуатационный участок (ДЭУ), ведающий дорогой на протяжении 150-300 км. Дорожный участок делится на дистанции (ДМ) протяжением по 25-50 км, возглавляемые дорожным мастером. Дорожные дистанции делятся на ремонтерские обходы (РО) протяжением по 3-5 км, закрепленные за ремонтерами, проживающими, как правило, в путевых домах (непосредственно возле дороги). Ремонтер систематически следит за состоянием дороги и ее чистотой, устраняет мелкие повреждения и сигнализирует дорожному мастеру о крупных неполадках (размывы, обвалы, оползни и прочие разрушения).
Дорожный мастер имеет в своем распоряжении самостоятельный штат ремонтных рабочих, транспортные средства и комплект механизмов, которые он направляет в места, нуждающиеся в аварийном или основательном текущем ремонте.
Начальник дорожно-эксплуатационного участка располагает средствами для производства капитального ремонта находящейся в его ведении дороги, а также обеспечивает охрану всех дорожных сооружений, заготовку ремонтных материалов, содержание и озеленение дороги.
Линейные размеры участков, дистанций и обходов обычно обратно пропорциональны интенсивности движения по дороге.
На важнейших автомагистралях союзного значения все ремонтные работы организуются бригадно-поточным методом, силами дорожно-ремонтных пунктов.
Работы, выполняемые дорожными органами по ремонту и содержанию дорог, ведутся в течение всего года на всем протяжении дороги. Однако отдельные виды работ имеют отчетливо выраженный сезонный характер.
Комплекс основных дорожно-ремонтных работ характеризуется следующим распределением по сезонам: Весна. Очистка проезжей части от льда и грязи, а обочин и кюветов от снега; борьба с пучинами; прочистка русел в малых мостах и трубах; охрана больших мостов от ледохода и паводка.
Лето. Текущий (местный) ремонт проезжей части дорог; средний и капитальный (сплошной) ремонт проезжей части дорог; ремонт искусственных сооружений; планировка обочин; борьба с пылью. Осень. Подготовка к зимнему содержанию дорог; проведение противопучинных профилактических мероприятий.
Зима. Снегоборьба; заготовка местных материалов для летних ремонтных работ.
Работы по ремонту и содержанию земляного полотна сводятся главным образом к проведению противопучинных мероприятий, а также к планировке обочин и откосов, очистке кюветов, мер по предупреждению размывов и оползней и т. д.
Пучины являются серьезным и довольно частым дефектом земляного полотна, возникающим в результате чрезмерного накопления влаги в верхних слоях полотна в осенне-зимний период и неравномерного оттаивания этих слоев весной. Особенно подвержены пучинам насыпи, отсыпанные из некачественных, например, пылеватых грунтов, изобилующих глинистыми прослойками.
В период осенних дождей верхние слои полотна насыщаются влагой, которая скапливается в пазухах между слабоводопроницаемыми прослойками, рис. 60 (I). Зимой
Рис. 60. Этапы пучинообразования
эта вода замерзает, причем образовавшиеся в теле насыпи ледяные линзы увеличиваются в объеме (II); это происходит как за счет самого факта льдообразования, так и за счет капиллярного подсоса воды из нижних, более теплых слоев полотна. Весенние оттепели, перемежающиеся с заморозками, особенно ускоряют процесс образования крупных ледяных линз в теле насыпи (III). Увеличиваясь в объеме, ледяная линза приподнимает над собой вышележащий грунт и «вспучивает» на высоту 5-10 см (иногда даже до 30 см)дорожную одежду. С наступлением весны и таянием льда грунтовое основание, оказавшись переувлажненным, теряет прочность, а движение автомобилей, если оно своевременно не прекращено, выводит из строя дорожную одежду, перемешивая ее с разжиженным грунтом.
Во избежание этих неприятных последствий пучинистые места должны быть ограждены, снег с поверхности полотна в целях более равномерного оттаивания полностью удален. С той же целью полезно устройство воздушных воронок на обочинах. Если эти меры не помогут предотвратить образования пучин, «заболевшее» место следует подвергнуть более радикальному «лечению», заключающемуся в вычистке и удалении недоброкачественного грунта и замене его новым, доброкачественным. Не подверженное пучинам земляное полотно может служить многие десятки лет, в особенности если приняты меры по укреплению откосов; такое укрепление осуществляется сплошной одерновкой, одерновкой в клетку (рис. 61), отмосткой и т. п.
Повреждения дорожной одежды (выбоины, проломы, колеи), возникающие чаще и в больших масштабах, чем повреждения земляного полотна, вызывают необходимость в систематическом производстве
Рис. 61. Укрепление откосов выемки одерновкой в клетку
ремонта проезжей части. Ремонт может быть текущим, средним или капитальным.
Текущий (ямочный) ремонт проводится тогда, когда повреждения дорожной одежды единичны, носят местный характер. При ямочном ремонте поврежденное место подвергается поверхностной очистке, оконтуривается прямыми линиями и в пределах прямоугольных очертаний разрыхляется киркой на глубину, достигающую дна выбоины (рис. 62). После удаления разрыхленного материала на месте ремонтируемого
Рис. 62. Виды деформации щебеночной одежды (двойным пунктиром показаны контуры кирковки при производстве ямочного ремонта): а) выбоина; б) пролом; в) колея с выплеском; г) контуры ремонта выбоины в плане
повреждения образуется так называемый ящик, который подвергается тщательной вычистке, а затем вновь заполняется, но уже свежим материалом. Заполнение поврежденного места свежей россыпью чередуется с послойным ее уплотнением, до тех пор пока поверхность уплотненной россыпи не будет составлять одно целое с неповрежденной поверхностью проезжей части.
Часто при ремонте щебеночного или гравийного шоссе практикуют «черный» ямочный ремонт; при черном ямочном ремонте дно и стенки «ящика» подвергаются обмазке битумом; пропитке битумом подвергается также россыпь щебня или гравия, употребляемого при ремонте. При ямочном ремонте асфальтобетонных покрытий производят расчистку выбоин сжатым воздухом при помощи перфораторов. Применяется также обработка асфальтобетонного покрытия специальными нагревателями, после которой поврежденный материал легко удаляется из выбоины. Заполнение выбоины производится готовой асфальтобетонной смесью, причем для ремонта могут быть использованы как горячая, так и холодная смеси; холодные смеси используются при мелких объемах работ. После заполнения выбоины асфальтобетонной смесью ремонтируемое место уплотняют катком.
С течением времени динамические воздействия и истирающий эффект, возникающие при движении автомобилей, приводят к такому износу, для ликвидации которого ямочный ремонт оказывается недостаточным. В этих случаях прибегают к сплошному ремонту дорожного покрытия.
Для сравнения можно отметить, что грунтовая профилированная дорога без сплошного ремонта работает, как правило, не более двух лет.
При сплошном ремонте дороги с каменной одеждой дорожное покрытие разрыхляется на всей площади проезжей части, основание ремонтируется, а старый каменный материал удаляется с полотна дороги. Затем производится новая россыпь с послойным уплотнением, что соответствует устройству нового покрытия. Разница, однако, в том, что значительная часть старого собранного материала обычно вновь участвует в деле, после того как его подвергнут так называемой прогрохотке (тщательной очистке от грязи и сортировке по фракциям).
Специфический характер носят ремонтные мероприятия, обычно предпринимаемые при подготовке местной дорожной сети к массовой вывозке зерна и других сельскохозяйственных продуктов в период заготовительной кампании. При этом обращают особое внимание на обеспечение бесперебойного движения по низинным участкам дорожной сети, не имеющим твердого покрытия. На этих участках производится регулярное профилирование, особенно после затяжных дождей.
Кроме того, на дорогах, предназначенных для массовой транспортировки сельскохозяйственных грузов, должны быть приведены в образцовый порядок все искусственные сооружения.
Наряду с чисто ремонтными мероприятиями дорожные органы систематически проводят мероприятия по содержанию дорог, приурочивая их к соответствующему сезону.
Для летнего периода характерны регулярная очистка проезжей части, систематическая утюжка гравийных и грунтовых покрытий, уход за обочинами и кюветами, борьба с пылью. Обеспыливание дорог особенно необходимо в засушливых районах. Пыль ухудшает видимость, снижает скорость движения и уменьшает пропускную способность дороги, создает негигиеническую обстановку на дороге и усиливает износ узлов и деталей автомобилей. Действенная мера борьбы с пылью - систематическая и более или менее частая поливка поверхности дороги. Для поливки может быть использована обыкновенная вода, но ее действие кратковременно; прибитая пыль вскоре вновь поднимается в воздух. Более эффективно употребление для поливки раствора хлористого кальция; при поливке 20-30%-ным раствором происходит процесс своеобразного кальцинирования поверхности дороги, в результате которого на поверхности образуется тоненькая корочка из связанных раствором мельчайших поверхностных частиц, которая все же некоторое время (иногда несколько дней) удерживается на дороге, предотвращая пылеобразование.
Весьма сложен и специфичен комплекс мероприятий по зимнему содержанию автомобильных дорог, имеющий большое значение для бесперебойной эксплуатации автотранспорта в зимнее время. Основная задача в этот период - воспрепятствовать скоплению снега и льда на проезжей части дороги. Снежный покров толщиной более 10 смснижает скорость движения автомобилей, а при толщине рыхлого снега свыше 25 см движение автомобилей (кроме вездеходов) вообще прекращается. Наличие ледяной пленки на проезжей части также ухудшает условия движения на дороге, так как при этом усиливается опасность возникновения бокового заноса автомобиля, увеличивается величина дистанции торможения и становится неизбежной пробуксовка колес автомобилей при преодолении ими крутого подъема.
Наибольшую угрозу для бесперебойного движения на дороге представляют собой плотные отложения снега, образующиеся при сильных метелях. В связи с этим не все участки дорог в равной степени подвергаются опасности снежных заносов. К числу наиболее заносимых снегом участков относятся выемки глубиной до 4-6 м, нулевые места и небольшие насыпи высотой до 0,6-0,8 м. Малозаносимыми или вовсе не заносимыми являются насыпи высотой более 1,2-1,5 м, выемки глубиной более 6-8 м, а также лесные участки.
Для предотвращения снежных заносов проводятся профилактические снегозащитные мероприятия. Наилучшую защиту от метелей обеспечивают зеленые (древесно-кустарниковые) насаждения, располагающиеся на обрезе, вдоль дороги, задерживающие снег и не допускающие его на проезжую часть (рис. 63).
Рис. 64. Профилактика борьбы со снежными заносами с помощью решетчатых щитов: а) конструкция щита; б) схема установки и переноса щитов: I - первоначальное положение щитов; II - их положение после перестановки
При отсутствии зеленых насаждений прибегают к заменяющим их снегозащитным устройствам. Наиболее распространенными являются снегозащитные устройства в виде ограждений из переносных решетчатых деревянных щитов размером 2х2 м (или 2х1.5 м).
Щитовая стенка устанавливается перед началом зимы вдоль заносимого участка дороги на расстоянии 25-50 м от бровки земляного полотна (рис. 64). Щиты привязываются к кольям, забиваемым в грунт еще до его замерзания. С наступлением метелей возле щитов по ту и другую сторону начинают откладываться снежные сугробы. Однако решетчатая конструкция щита обеспечивает своеобразный аэродинамический эффект, в силу которого сам щит оказывается почти не занесен снегом. Когда снежные валы у щитов достигают высоты около 1-1,5 м, дорожный мастер имеет полную возможность отвязать щиты от кольев и переставить их на новое место - на вершину ближайшего снежного вала. Иногда такая перестановка щитов практикуется по нескольку раз в течение одной зимы.
Если профилактические снегозащитные мероприятия не были своевременно в надлежащих размерах проведены, то на дороге могут образоваться снежные заносы. В этих случаях приходится прибегать к мерам активной снегоборьбы. Активную снегоборьбу обычно ведут с применением автомобильных (иногда тракторных) снегоочистителей - плужных или роторных.
Автомобильные плужные снегоочистители являются самым маневренным и эффективным средством борьбы со снегом в тех случаях, когда снежный покров на проезжей части не очень велик. Несколько снегоочистителей объединяется в отряд, несущий патрульную службу и производящий очистку городских улиц и автомобильных дорог вскоре после интенсивного снегопада. Входящие в состав отряда снегоочистители располагаются по ширине дороги таким образом, что за один проход отряда снег сгребается с одной половины проезжей части, от оси дороги к обочине (к тротуару). Дальнейшая уборка осуществляется снегопогрузчиками, которые загружают снегом самосвалы, отвозящие его на свалку или к снеготаялкам.
Роторные и в особенности тракторные снегоочистители предназначаются для расчистки глубоких снежных заносов, например, на перевальных участках горных дорог. Роторы снегоочистителя, вращаясь, создают мощную струю воздуха, увлекающую за собой снег и отбрасывающую его на расстояние нескольких метров за пределы проезжей части.
Наряду со снегоборьбой в зимнее время проводятся мероприятия по борьбе с обледенением проезжей части дорог. Для борьбы со скользкостью поверхность проезжей части посыпают различными материалами (песком, золой, мелким шлаком и т. п.), повышающими коэффициент сцепления шин с дорогой. Материалы разбрасываются по поверхности проезжей части тонким ровным слоем в количестве примерно 0,2 м3 на 1000 м2. При сильной гололедице к рассыпаемому песку добавляются соли хлористого кальция или хлористого натрия (30-40 кг соли на 1 м3 песку), предохраняющие песок от смерзания и способствующие его закреплению на поверхности дороги.
Большая трудоемкость работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог обусловливает потребность в значительных денежных ассигнованиях, выделяемых государством для их поддержанияв образцовом состоянии. В табл. 14 приведены данные о примерной величине стоимости ремонта и содержания
