К вопросу о сроках службы асфальтобетонных дорожных покрытий

Ключевые слова: асфальтобетон, покрытие, интенсивность, выбоина, водоотвод, колея, скорость, ЩМА, участки, диэлектрическая проницаемость.

К основным причинам, влияющим на темпы разрушения верхнего слоя покрытия автомобильных дорог, особенно интенсивно происходящего в конце зимы и начале весны, можно отнести:

· ошибки при проектировании;

· состав и качество компонентов асфальтобетонных смесей;

· качество работ и несоблюдение технологии устройства покрытия;

· интенсивность движения и доля тяжеловесных транспортных средств в потоке (величина динамического воздействия);

· природно-климатические условия;

· качество работ по содержанию асфальтобетонных покрытий.

За короткий промежуток времени, после введения в эксплуатацию, значительная часть покрытий автомобильных дорог, особенно на территории городских поселений, приходит в неудовлетворительное состояние и не обеспечивает непрерывное и безопасное их использование.

Как показывают исследования немаловажное влияние на сроки службы асфальтобетонных покрытий оказывает качество применяемых материалов, состав и технология приготовления смесей асфальтобетона.

К сожалению, несмотря на целый ряд проведенных и опубликованных научных исследований, на практике продолжают применяться битумы, минеральные добавки и другие составляющие асфальтобетона, которые не меняются десятилетиями.

Модифицированные и вспененный битумы, теплые асфальтобетонные смеси, прогрессивные минеральные добавки в практике устройства асфальтобетонных покрытий применяются крайне редко.

В связи с интенсивным разрушением асфальтобетонных покрытий, особенно в весенний период, были подвергнуты исследованию составы асфальтобетона на трех участках магистралей города Волгограда, фото представлено на рис. 1.

Рис. 1. - Исследуемые образцы асфальтобетонных покрытий

Исследования проводились на образцах асфальтобетонных покрытий, взятых в местах разрушения на второй - третий годы их эксплуатации.

При устройстве асфальтобетонных покрытий на этих участках лабораторные испытаний показали положительные результаты, тогда как через год на покрытии образовались трещины и ямы. При этом, вновь проведенные лабораторные исследования, образцов взятых с мест разрушения, показали, что асфальтобетон из класса «А» перешел в класс «Г». То есть через короткий промежуток эксплуатации верхний слой асфальтобетонного покрытия постарел более чем на пять лет.

С целью более глубокого изучения причин преждевременного старения асфальтобетона и возможного его прогнозирования были проведены испытания на диэлектрическую проницаемость асфальтобетонного покрытия на этих же трех участках.

Была использована зависимость (1):

, (1)

где: C - емкость конденсатора; - относительная диэлектрическая проницаемость; - абсолютная диэлектрическая проницаемость, мировая постоянная (8,85.10-12 Ф/м); s - площадь одной из пластин конденсатора; d - расстояние между пластинами конденсатора.

Зависимость (1) была преобразована для нахождения диэлектрической проницаемости: асфальтобетонный диэлектрический проницаемость

(2)

Произведенные расчеты показаны в таблицах по участкам:

Таблица № 1 Определение диэлектрической проницаемости на первом участке

Таблица № 2 Определение диэлектрической проницаемости на втором участке

Таблица № 3 Определение диэлектрической проницаемости на третьем участке

Полученные результаты были сопоставлены с итогами исследований, проведенных в Германии, ФГБУ «РОСДОРНИИ» на дорогах г. Москвы, Подмосковья и г. Сочи. Однако, в связи с недостаточным количеством данных для выявления зависимости диэлектрической проницаемости от срока службы покрытия, был сделан вывод о необходимости дальнейших испытаний и анализа данных. Кроме этого, в связи с внедрением на основных транспортных магистралях Волгограда асфальтобетонных покрытий с использованием щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА), считаем целесообразным произвести дополнительное исследование по диэлектрической проницаемости новых материалов.

Литература

1.Поплавко Ю. М. Физика диэлектриков, учебное пособие для ВУЗов. 1980. - 400 с.

2.Кулижников А.М., Еремин Р.А. Диэлектрическая проницаемость смесей // Автомобильные дороги. Май 2015. №5(1002). - 139 с.

3.Кошкин Н.Н., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М: Наука, 1976. - 256 с.

4.Saarenketo T, Scullion T., Kolisoja P, 1998. Moisture susceptibility and electrical properties of base course aggregates // Proceedings of the BCRA-98. V. 3, pp: 1401-1409.

5.Bell, J.R. and G.A. Leonards, 1963. Determination of moisture сontent of hardened concrete by its dielectric properties.. AST Proceedings, pp: 996-1007.

6.Батраков А.Г., Галащук И.Б., Почанин Г.П., Батраков Д.О., Каразина В.Н. Диагностика конструкций дорожных одежд в системе управления состоянием покрытия // Дороги: проектирование, строительство, содержание. 2013. № 69. С. 84-92.

7.Гензе Д.А. Зависимость диэлектрической проницаемости грунтов от их влажности // Научно-технический вестник Поволжья: сборник статей. Казань, 2011. № 2. С. 74-77.

8.Николенко М.А., Бессчетнов Б.В.. Повышение длительной трещиностойкости асфальтобетона дорожных покрытий // Инженерный вестник Дона, 2012, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/856

9.Кочерга В.Г., Зырянов В.В., Кулик Е.П. Всепогодный ремонт покрытий автодорог с использованием модифицированных холодных асфальтобетонных смесей // Инженерный вестник Дона, 2012, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/855

10. Saarenketo T. 1998. Electrical properties of water in clay and silty soils // Journal of Applied Geophysics. V. 40. - pp. 73-88.

References

1.Poplavko Ju. M. Fizika dijelektrikov, uchebnoe posobie dlja VUZov [Physics of dielectrics, study guide for Universities]. 1980. 400 p.

2.Kulizhnikov A.M., Eremin R.A. Dijelektricheskaja pronicaemost' smesej. Avtomobil'nye dorogi. maj 2015. №5(1002). 139 p.

3.Koshkin N.N., Shirkevich M.G. Spravochnik po jelementarnoj fizike [Handbook of elementary physics]. M: Nauka, 1976. 256 p.

4.Saarenketo T, Scullion T., Kolisoja P, 1998. Moisture susceptibility and electrical properties of base course aggregates. Proceedings of the BCRA-98. V 3. Pp. 1401-1409.

5.Bell, J.R. and G.A. Leonards, 1963. Determination of moisture sontent of hardened concrete by its dielectric properties. AST Proceedings. Pp. 996-1007.

6.Batrakov A.G., Galashhuk I.B., Pochanin G.P., Batrakov D.O., Karazina V.N. Diagnostika konstrukcij dorozhnyh odezhd v sisteme upravlenija sostojaniem pokrytija. Dorogi: proektirovanie, stroitel'stvo, soderzhanie. 2013. № 69. Pp. 84-92.

7.Genze D.A. Zavisimost' dijelektricheskoj pronicaemosti gruntov ot ih vlazhnosti. Nauchno-tehnicheskij vestnik Povolzh'ja: sbornik statej. Kazan', 2011. № 2. Pp. 74-77.

8.Nikolenko M.A., Besschetnov B.V. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/856

9.Kocherga V.G., Zyrjanov V.V., Kulik E.P. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/855

10. Saarenketo T. 1998. Electrical properties of water in clay and silty soils. Journal of Applied Geophysics. V. 40. Pp. 73-88.

Размещено на Allbest.ru