книги / Техническое нормирование макрошероховатости дорожных покрытий автомобильных и лесовозных дорог

бования на оценку «отлично» могут оказаться недостижимыми. Требования к коэффициенту сцепления так же, как по ВСН 38-90 [11], направлены на обеспечение безопасности движения транспортных средств. Они достигаются прочностью каменного материала, отсутствием «лещадки», формой зерен, расходом битума.

Параметр «коэффициент приживаемости» характеризует качество работ. Через него оценивается адгезия между щебнем и битумом, качество очистки поверхности покрытия. Параметр «однородность поверхности» характеризует качество работ: наличие «пропусков» и «потеющих мест».

Таким образом, в отличие от ВСН 38-90, в инструкции ВСН 31-8 достаточно полно сформулированы требования к качеству работ.

Во Франции по параметрам «приживаемость» и «однородность поверхности» на готовых участках шероховатой поверхностной обработки качество оценивается по допустимым значениям показателей:

–шероховатости, определяемой методом «песчаное пятно»;

–оценке внешних дефектов, определяемых с помощью рамки. Согласно норме Франции NF Р 98-160 измерение шероховатости

осуществляют методом «песчаное пятно», а по NF Р 98-216-1 измерение осуществляется в следующей последовательности [177, 178]. На участке с устроенной ШПО из мерного цилиндра высыпают известный объем песка. Разравнивают по поверхности штампом и замеряют полученные диаметры линейкой.

По полученным данным вычисляют значение шероховатости по формуле

где HSV – значение шероховатости, мм; d – среднее значение диаметра песчаного пятна, мм.

На участке протяженностью 500 м выполняют 5 измерений и вычисляется среднее значение.

Оценку внешних дефектов, наличие «выкрашивания», «залысин», «выпотевания», «гребенки» и др., по норме Франции ХР Р 98-277-1, осуществляют с помощью рамки.

Общую площадь дефектов на участке определяют по формуле

61

где Sд – общая площадь дефектов на участке, м2; Sвыкр – общая площадь выкрашивания на участке, м2; Sгр – общая площадь гребенки на участке, м2; Sвып – общая площадь выпотевания на участке, м2; Sзал – общая площадь залысин и других дефектов на участке, м2.

Оценка внешних дефектов на участке определяется по формуле

где V – оценка внешних дефектов на участке, %; Sд – общая площадь дефектов на участке, м2; Sу – общая площадь участка на котором производилось измерение, м2.

Таким образом, во Франции оценивают значение макрошероховатости по методу «песчаного пятна», обеспечивающее требования к сцеплению поверхности с колесом автомобиля, также безопасность движения. Оценка по наличию внешних дефектов: выкрашивание, залысины, гребенка, выпотевание и другим, в целом аналогична казахстанскому методу (кроме гребенки).

Допускаемые требования в процентах от площади дифференцированы по интенсивности движения грузовых автомобилей.

Французская методика оценки внешних дефектов более совершенна, чем казахстанский метод оценки качества обработки по приживаемости и российский метод определения равномерности распределения щебня по поверхности покрытия.

Французская методика включает определение площади дефектов, которые влияют на состояние ШПО. Методика проста и доступна. Проведен сопоставительный анализ требований к качеству ШПО, применяемых в России, Казахстане и Франции.

В России, Казахстане и Франции при приемке устроенной и эксплуатируемой шероховатой поверхностной обработки оценивают шероховатость поверхности прибором ПКРС-2У либо методом «песчаное пятно».

Требования в разных странам и нормативных документах различаются. Для условий России коэффициент сцепления нормирован в СНиП 2.05.02–85. Автомобильные дороги и в ВСН 38-90 в течение срока эксплуатации. Причем в последних не содержатся требования по коэффициенту сцепления на стадии приемки устроенной ШПО.

Принципиальные различия в величине требований и отсутствие требований по коэффициенту сцепления к сдаваемой ШПО делают необходимой в дальнейшем постановку НИР по обоснованию требований

62

к коэффициенту сцепления устроенной ШПО для всех стадий эксплуатации шероховатой поверхностной обработки.

Требования к качеству работ, характеризуемых наличием дефектов: выкрашивание, залысины, гребенка, выпотевание и других, в ВСН 38-90 отсутствуют. В то же время эти дефекты часты, срок службы ШПО в России в два раза ниже, чем во Франции. Следовательно, их необходимо контролировать. Сопоставление требований, характеризующих качество работ, в рассматриваемых странах приведено в табл. 1.8.

Данные таблицы показывают, что требования к устройству ШПО в Казахстане на «отлично» (параметры 2+3+4) соответствуют требованиям Франции. Можно предварительно сделать вывод, что требования Франции по внешним дефектам достаточно жесткие, но достижимые.

Таблица 1.8

Сопоставление требований, характеризующих качество работ в рассматриваемых странах

63

1.7. Критический анализ современных зарубежных положений по проектированию дорожных покрытий

смакрошероховатой поверхностью

Впроцессе исследований проведен аналитический обзор существующей зарубежной нормативно-технической литературы по проектированию и устройству макрошероховатых дорожных покрытий [18, 28, 63, 72, 88, 118, 123, 126–128, 162–165, 170–175, 183–186, 188, 194, 195].

Установлено, что акцент делается на проектировании гранулометрического состава, объемных методов измерения макрошероховатости, а также на анализе геометрических показателей макрошероховатости на основе методов случайной обработки сигналов, в том числе на основе гармонического анализа (метод Superpave).

Проведен подробный анализ нормативного документа Федеративной Республики Германия по дополнительным техническим условиям договора и положений по строительству дорожной одежды с асфальтобетонными покрытиями проезжих частей [196]. В нем установлено, что для сплошных асфальтобетонных покрытий степень уплотнения асфальтобетонных верхних и несущих слоев из асфальтобетонной смеси не должна быть меньше 99,0 %.

При проверке сцепления асфальтобетонных слоев максимальная величина усилия сдвига между двумя слоями асфальтобетона не должна быть меньше следующих значений:

– между верхним и нижним слоями покрытия 15,0 кН,

– между остальными слоями 12,0 кН.

Испытание проводится факультативно при толщине уложенного слоя меньше 2,5 см и для верхних слоев асфальтобетонного покрытия из пористого асфальтобетона [3]. Поверхность несущего слоя из асфальтобетонной смеси не должен отклоняться от заданной высоты более чем на ±1,0 см.

Отклонения от требуемого поперечного уклона поверхности дорожного покрытия не должны составлять более ±0,4 %. На криволинейных участках проезжей части с интенсивным движением и продольным уклоном менее 0,5 % предусмотренный поперечный уклон

вместах, где его величина менее 1,5 %, не должна отклоняться от нижнего предела более чем на 0,2 % [3].

64

При механизированном способе укладки асфальтобетонной смеси на транспортных путях классов SV, I–VI неровности поверхности на замерном участке 4 м в продольном и поперечном направлениях не должны превышатьпредельные значенияровности, приведенные втабл. 1.9.

Tаблица 1.9

Предельные значения неровности при механизированном способе укладки асфальтобетона* (выборочно)

* Для других случаев см. DIN 18317, подразд. 3.3.1.5 и 3.3.2.3.

Неровности поверхности, которые находятся в допустимых пределах, должны проявляться только с плавным переходом, а не на коротких участках [3]. До истечения срока давности предъявления претензий по качеству работ для неровности поверхности верхнего слоя асфальтобетонного покрытия на участке длиной 4,0 м в поперечном направлении устанавливается значение 7,0 мм. Превышение этого значения еще не доказывает наличия дефекта. В этом случае заказчик должен проверить, имеет ли место дефект и обязан ли подрядчик устранить его.

На участках с медленным движением могут быть предусмотрены большие допуски для ровности в продольном и поперечном направлениях не более 10 мм. Шероховатость готовой поверхности верхнего слоя асфальтобетонного покрытия на дорогах классов SV и I–VI при измерении боковых сил (SKM) не должна отклоняться от следующих пределов для отдельногозначениястометровогоучасткаболеечем на 0,03 [168]:

65

–при 80 км/ч µSKM = 0,46;

–при 60 км/ч µSKM = 0,51;

–при 40 км/ч µSKM = 0,56.

До истечения срока давности предъявления претензий по качеству устанавливаются следующие значения:

–при 80 км/ч µSKM = 0,4;

–при 60 км/ч µSKM = 0,45;

–при 40 км/ч µSKM = 0,49.

Меньшие показатели до истечения срока давности предъявления претензий по качеству не является доказательством наличия дефекта. В этом случае заказчик должен проверить, действительно ли имеет место дефект и обязан ли подрядчик устранить его.

Измеряемая скорость для измерения боковых сил (SKM) в зависи-

мости от местных условий может быть выбрана в пределах 40, 60 или 80 км/ч и должна быть указана в спецификации работ.

Шероховатость дорожных покрытий определяются по стандарту SN 640 511b, по которому проводятся испытания по тесту «маятник» SN 640 511-4a и время водоотвода по стандарту SN 640 511-3.

Если значение по маятнику меньше нормативного или время водоотвода больше нормативного, то необходима проверка с помощью скиддометра.

Шероховатость как способность дорожного полотна принимать горизонтальные силы (силы торможения, тяги, боковые силы) определяется по табл. 1.10.

66

Измерение согласно тесту «маятник» проводится согласно стан-

дарту SN 640 511-4a.

Принцип действия заключается в использовании маятника с гладким покрытием, скользящего по поверхности дорожного покрытия с постепенно уменьшающейся из-за трения амплитудой; высота подъема является мерой определения шероховатости. Измерение: температура более 1 °C; менее 40 °C; без ливня; без порывистого ветра; уклон не более 6 %

Количество испытаний: на 1,0 км автомобильной дороги не менее трех измерительных участков, где наиболее сильная загруженность; на измерительный участок устанавливается пять точек замера в полосе наката с расстоянием между ними 10 м. Вычисляется среднее из пяти измерений.

Также используется прибор для измерения водоотвода (SN 640 511-3), для которого время, требуемое для определенного количества воды, чтобы просочиться между резиновым кольцом и дорожной поверхностью, дает ориентир для величины водоотвода между дорогой и шинами (измерение горизонтального отвода воды в верхних слоях покрытия).

Измерение проводится для средней глубины шероховатости не более 0,4 мм при отсутствии сильного ветра; уклон не более 10 %. Длина пробного поля 25 м; расстояние между пробными полями 300–500 м. Вычисляется среднее из десяти измерений на расстоянии 2,5 м друг от друга

Принцип действия скиддометра: блокированное, прямолинейное «пятое колесо» транспортируется на скорости 40, 60 или 80 км/ч; соотношение измеренной силы к весу колеса дает коэффициент трения µ.

Измерение проводится при температуре не менее 10 °C и не более 30 °C, дорожное покрытие должно быть чистым.

На участке измерения длиной 250 м проводится не менее четырех замеров. Вычисляется среднее из отдельных замеров.

SCRIM – прибор для определения боковых сил, аналогичен скиддометру, но с наклонным колесом. Скиддометр заменяется европейским методом измерения.

Следует учитывать временное изменение шероховатости под влиянием погодных условий и движения. Ориентировочные показатели не действительны для свежеуложенных покрытий.

67

Шероховатость зависит не только от микро- и макротекстуры дорожного покрытия. При скольжении, наряду с шероховатостью, имеют значение скорость, характер движения, состояние транспортного средства и шин, погодные условия, загрязнение и увлажнение дорожного покрытия.

Контроль качества при проектировании смеси слоя износа дорожного покрытия согласно стандартам ФРГ осуществляется следующим образом.

Нормирование компонентов смеси при проектных приемочных испытаниях должно быть в указанных пределах.

Окончательное нормирование и проект смеси должны быть определены при согласовании с заказчиком. Могут возникнуть отклонения по следующим пределам (табл. 1.11):

Должна быть определена кривая гранулометрического состава, она всегда должна быть в указанных пределах. Обычно нужно проверить несколько кривых гранулометрического состава для определения оптимального состава смеси. Вариативность вяжущего должна изменяться в пределах 0,3 %.

Определенные технологические параметры асфальтобетона (стабильность Маршалла, подвижность Маршалла, доля пустот, пустоты в минеральном заполнителе, пустоты со связующим составом и объем-

68

ная плотность) должны быть графически показаны в зависимости от содержания вяжущего.

Проектныеприемочные испытаниядолжнывключать, какминимум:

– данные о смешивающей установке;

– данные о заводах, поставляющих минеральные компоненты

ивяжущие;

–свойства вяжущего;

–свидетельства о типовом испытании для различных компонентов;

–гранулометрический состав различных компонентов и смесей;

–проект и свойства смеси с различным содержанием вяжущего

±10 %.

Для этого требуется четыре образца Маршалла для формирования для каждого из четырех (не менее) тестов содержания вяжущего (всего шестнадцать) и для испытания относительно следующих параметров:

–объемная плотность, доля пустоты, пустоты в минеральном заполнителе и пустоты со связующим материалом;

–стабильность Маршалла и подвижность Маршалла как среднее двух образцов Маршалла;

–стабильность Маршалла после погружения в воду.

До предоставления и утверждения свидетельства на асфальтобетонную смесь проектная смесь должна быть оптимизирована при помощи пробных замесов на смесительных установках поставщика, при этом такие пробные замесы проводятся для каждого содержания вяжущего в асфальтобетонной смеси.

Полученные смеси должны быть проанализированы на предмет гранулометрического состава, содержания вяжущего, объемной плотности, максимальной плотности, содержания пустот и пустот со связующим материалом.

Следующие отклонения отдельных образцов, изученных в ходе проектных приемочных испытаний, не должны быть превышены при проверке на соответствие (табл. 1.12) [196].

Также проведен аналитический обзор современных нормативных документов Республики Беларусь, Европейского союза и США.

В Республике Беларусь действует ДМД 02191.2.024–2009 «Рекомендации по устройству тонких фрикционных износосостойких защитных слоев из горячих асфальтобетонных смесей с применением модифицированных вяжущих».

69

В нем установлены в основном технологические требования и показатели гранулометрического состава минеральных материалов. Статистические требования к геометрии макрошероховатости в нем не раскрыты [25].

Уложенная смесь проверяется отбором кернов. Применимы следующие требования и отклонения (табл. 1.13) [182, 190–193].

Другой нормативный документ Республики Беларусь СТБ EN 12271-2009 «Поверхностный слой износа дорожного покрытия. Требования» идентичен европейскому стандарту EN 12271:2006 «Поверхностный слой износа дорожного покрытия. Требования» [129].

Примечание:* абсолютное в отношении к общему содержанию, справочные значения – это значения свидетельства на асфальтобетон;

** в отношении к значениям свидетельства на асфальтобетон.

Стандарт описывает технические требования, а также способы испытаний для проведения обработки поверхности. В нем учтены положения следующих стандартов ЕС (табл. 1.14) [89, 130, 131, 132–161].

70