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.
