Образование колеи на дорогах

Дороги: Шипы и колея

К сожалению, в России серьезные исследования преждевременного износа и нарушения структуры дорожного покрытия не проводятся. Поэтому воспользуемся опытом специалистов американского штата Вашингтон (не путать с одноименной столицей). Это самый северо-восточный штат США, зима снежная, хотя и не очень морозная. Шипованные шины там тоже используют, хотя и реже (американцы предпочитают всесезонку). Несмотря на это, состояние дорог идеальным не назовешь.

Для исследования происхождения колеи американцы, в свою очередь, обратились к северным соседям. В Национальном институте оптики Квебека разработали лазерную систему измерения колеи LRMS (Laser Rut Measurement System). Приборы, закрепленные на выносных кронштейнах в задней части автомобиля, считывали текстуру дорожного покрытия через каждые 3 миллиметра. Одновременно за полотном следили видеокамеры. Компьютерные системы анализировали ширину, глубину и форму колеи.

Подобному контролю подвергли все основные магистрали штата. Основной сложностью было отличить те повреждения, которые вызвали шипы, от износа грузовым транспортом и обычными (нешипованными) легковыми колесами. Как оказалось, колея, вызванная каждым из этих факторов, имеет свои особенности. От шипов, например, возникают две тонкие борозды, причем вне их пределов дорога абсолютно ровная. А от остальных шин, в том числе грузовых, колеи словно продавлены, по бокам обоих углублений имеются характерные возвышения. Асфальт не стирается, а деформируется и расползается в зоны пониженной нагрузки.

Таким образом удалось выделить износ именно от шипованных шин. Например, на трассе I-5 глубина колеи от них составила 7 миллиметров. Важное уточнение: покрытие было уложено 40 (!) лет назад, по этой дороге ежедневно проходит 194 тысячи машин. Для таких обстоятельств износ просто ничтожный!

В России средний срок службы дороги 8 лет. Для строительства дорог в США до сих пор применяют бетон — смесь песка, гравия и цемента. У нас его не используют еще со времен СССР — в нефтедобывающей стране битум дешевле. Бетонное покрытие имеет характерную особенность: в среднем через каждые 10 метров дорогу пересекают поперечные швы, заполненные битумом. Это позволяет компенсировать податливость материала и снизить влияние перепадов температуры.

На смену бетону пришел асфальтобетон — однородный черный материал, имеющий в своем составе, помимо песка, щебень, минералы и вяжущий битум, благодаря которому дорога превращается в единое полотно. Кроме того, асфальтобетон обладает лучшими сцепными свойствами. В Америке, где отдают предпочтение просто бетону, для повышения безопасности в мокрую погоду на еще не застывший верхний слой наносят неглубокие риски, отводящие воду.

Каждое строительство требует строгого соблюдения технологии. С этой стороны асфальтобетон более уязвим. Точности требуется много: два слоя асфальтобетона толщиной 60–80 миллиметров укладывают на подстилающий слой из песка и щебня и выдерживают минимум по трое суток каждый. Один слой асфальтобетона годится только для самых тихих улиц, где за сутки проезжает менее 3000 машин. В российской столице таких попросту нет!

На практике получается по-другому. Водители ругают дорожников за сужения, администрация города — за сроки. Но мало кто понимает, чем спешка оборачивается в будущем. Довольные водители жмут на газ по едва остывшей дороге.

Положенными 72 часами просто пренебрегают. Равно как и двухслойной технологией. Зачем тратить вдвое больше времени и материалов? Особенно когда за перерасход и несоблюдение сроков можно серьезно схлопотать.

Даже срезание и замена верхнего поврежденного слоя не дает длительного эффекта. Потому что колеи — это деформация покрытия в целом, а не только удаляемых нескольких сантиметров. Пройдет год, и новая поверхность, как копирка, проявит дефекты старой. Поэтому в Европе такая схема не применяется. Если дорога нуждается в ремонте, ее закрывают целиком. Обходится дороже, но в результате выгоднее.

Получается, что шипованные шины — отнюдь не главный источник возникновения колейности. Да, их вклад виден после тщательной компьютерной обработки, но он минимален на фоне воздействия холода, жары, ветра, тяжелых грузовиков и других транспортных средств. Гораздо большее значение имеет качественная работа инженеров и строителей. Если все сделано грамотно, то ровная и гладкая поверхность дороги будет радовать водителей десятилетиями.

Можно ли переделать наши плохие дороги в хорошие? Успех этой затеи сомнителен. Планировка улиц российских городов, а также отсутствие реальной альтернативы у большинства междугородных маршрутов приведут к тому, что при настоящем капитальном ремонте целые районы охватит транспортный паралич. Из двух зол — отсутствие дорог и плохие дороги — выбирают меньшее. Но шипы тут определенно ни при чем…

Колея на асфальте — это, как правило, результат несоблюдения технологии его укладки.

Почти на всей территории Германии использование шипованных шин запрещено с 1975 года. Но главная причина запрета — увеличение тормозного пути на чистом асфальте! Немецкие зимы мягкие: снег если и выпадает, то ненадолго. Шипы разрешены только в 15-километровой зоне у границы с Австрией, в гористой Тюрингии и еще в нескольких местах, где зимой снег или лед на дорогах — норма. Знакомые нам колеи встречаются даже на автобанах, но, конечно, не в таком масштабе. Однако службы по контролю за дорогами ищут недостатки в своей работе. В отчете Немецкого дорожного союза (Deutscher Asphaltverband) указаны основные причины образования колеи:

— ошибки при проектировании дороги; неправильный подбор состава асфальтобетонной смеси (не соответствует температуре и влажности окружающей среды);

— недостаточная связь между слоями асфальта;

Dorconsult.ru

Еще статьи по проблеме колееобразования: 1

О ВОЗМОЖНОСТЯХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ КОЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ

НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Канд техн.наук Лугов С.В.

Процесс колееобразования уже давно стал основным фактором, вызывающим преждевременное ухудшение транспортно-эксплуатационного состояния ниже предельно-допустимых значений на большинстве автомобильных и городских дорог с высоким уровнем загрузки.

Рабочий слой, а точнее активная зона земляного полотна — здесь по различным оценкам может накапливаться до 90-95% от суммарной остаточной деформации, проявляющейся в итоге в виде поперечной колейности или неравномерной продольной неровности покрытия. Конечно, далеко не во всех случаях активная зона земляного полотна вносит такой большой вклад в процесс образования колеи. Так, в случаях, когда грунтом земляного полотна являются пески, либо глинистые грунты с невысокой влажностью в расчетные периоды года, а также при устройстве жестких дорожных одежд, вклад рабочего слоя земляного минимален, либо вообще равен нулю. Отсюда очевидно, что для минимизации или полного исключения колееобразования за счет земляного полотна, необходимо:

— на стадии конструирования и расчета дорожных конструкций стремиться к принятию таких проектных решений, которые предусматривали бы устройство (или замену) рабочего слоя на грунты, физико-механические характеристики которых в минимальной степени подвержены влиянию влаги, в частности мелкие, средние или крупные пески. Здесь нужно оговориться, что песчаные слои значительной толщины при определенных условиях подвержены сдвиговым деформациям, но если они лежат под достаточно мощной дорожной одеждой, то данные деформации менее опасны и гораздо меньшие по величине, чем пластические смещения, образующиеся в глинистых грунтах высокой влажности и тяжелом и интенсивном движении транспорта;

— при невозможности использования песчаных или крупнообломочных грунтов в рабочем слое земляного полотна проектные решения должны быть направлены на понижение влажности глинистых в расчетные периоды, это могут быть различные дренажные устройства;

— возможно укрепление грунтов рабочего слоя различными способами: повышение плотности до 1,05 от максимальной стандартной; укрепление вяжущими; использование армирующих прослоек и др;

— устройство конструктивных слоев дорожных одежд из тяжелых литых бетонов практически полностью исключит возможность образования колейности за счет вклада грунтов земляного полотна.

Дополнительные дренирующие и морозозащитные слои основания – эти слои дорожных конструкций, пожалуй, вносят наименьший вклад в колееобразование, но, тем не менее, нельзя полностью исключать их влияние на данный процесс, игнорируя на стадии проектирования некоторые особенности их конструирования, поскольку эти слои тоже участвуют в накоплении сдвиговых деформаций, а, следовательно, и в возникновении колейности. Общие рекомендации, направленные на уменьшение вклада дополнительных песчаных слоев основания следующие:

— не стоит искусственно завышать толщину этих слоев как бы «в запас» к общей прочности дорожной одежды, вероятность возникновения сдвига повышается с увеличением толщины слоя;

— толщина песчаных слоев должна быть минимальной и достаточной с точки зрения обеспечения морозоустойчивости конструкции, а также по условию дренирования — не больше и не меньше;

— для уменьшения толщины дополнительного песчаного слоя основания по условию дренирования можно рекомендовать рассчитывать его не с запасом на поглощение всей поступающей в него воды за расчетный период, а предусматривая на стадии проектирования осушение песка дренажами мелкого заложения, или же путем устройства песчаного слоя на всю ширину земляного полотна;

— при проектировании дополнительных песчаных слоев основания следует по возможности закладывать использование песков с наилучшими фильтрационными свойствами.

— использовать материалы, по возможности, только укрепленные вяжущими, соответствующие более высоким маркам, а также малоцементные укатываемые бетоны. Кроме того, условия работы всех слоев основания неразрывно связаны с напряженно-деформированным состоянием грунта активной зоны, следовательно, все рекомендации по снижению вклада грунта рабочего слоя в процесс образования колеи, относятся и к основанию дорожной одежды;

— полное исключение вклада слоев основания в процесс колееобразование опять-таки возможно только в случае применение жестких оснований из тяжелого литого бетона;

— аналогично конструированию и расчету дополнительных песчаных слоев основания, также не стоит искусственно завышать и толщины слоев основания из каменных материалов и грунтов, укрепленных вяжущими, якобы повышение толщины слоев основание пойдет в запас прочности. Так «запас» общей прочности конструкции пойдет в ущерб работе и прочности конструкции, если рассматривать эту работу не на момент сдачи дороги, а с учетом длительной эксплуатации конструкции в увязке с процессами накопления необратимых деформаций и разрушений в нежестких слоях дорожных одежд. Толщина этих слоев должна минимально-достаточной исходя из соблюдения прочностных критериев расчета.

— при конструировании покрытий обязательно нужно принимать во внимание преимущественный характер воздействия нагрузки. В современных условиях, когда уровень загрузки многих участков дорог близок к 1,0, нельзя назначать и рассчитывать слои покрытий исходя только из кратковременного действия нагрузки, обязательна проверка конструкций на длительное нагружение;

— на стадии проектирования дорожной одежды могут быть также включены слои покрытия, возможно и не придающие конструкции более высокой прочности, но выполненные из материалов, обладающих наилучшими на сегодняшний момент свойствами в плане противостояния износу (истираемости) под воздействием многократных колесных воздействий, в том числе шипованной резины.

Обобщая изложенное нужно сказать, что перечисленные проектные решения – это неполный перечень возможностей по предупреждению образования колеи в современных условиях эксплуатации дорог. Чтобы дорожные одежды не только в проектных, но и в реальных условиях могли обеспечивать колееустойчивость в допустимых за срок службы пределах, необходим комплексный подход. Такой подход должен быть направлен и на совершенствование нормативно-технической документации в области расчета и конструирования дорожных одежд (в расчетах не в качественной, а в количественной форме следует оценивать величины возможных остаточных деформаций в сравниваемых конструкциях), и, несомненно, должна повышаться культура и организационно-технический уровень производства работ по строительству, реконструкции и ремонту дорожных конструкций и покрытий.

1. Проектирование нежестких дорожных одежд. ОДН – 218.046-01. Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства. – М.; 2001. – 145с.

2. Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежестких дорожных одеждах. Министерство транспорта Российской Федерации. Государственная служба дорожного хозяйства. – М.; 2002.

3. Беляев Н.Н. Колейность асфальтобетонных покрытий. Влияние технических норм на процесс внедрения инноваций / Дороги. Инновации в строительстве . – №11, 2011.– С. 38-41.

4. Некрасов В.К. Обоснование методов оценки и выбора дорожных каменных материалов. Дисс. . докт. техн. наук. –М.: 1971. -576 с.

5. Коновалов С.В., Коганзон М.С., Прокопец В.С., Зырянов А.Б. Проектирование и обеспечение качества строительства дорожных одежд с основаниями из комплексно укрепленных грунтов. /МАДИ. – М.- 1988. – С 73.

6. Лугов С.В. Основные положения методики расчета глубины колеи на дорожных одеждах с асфальтобетонным покрытием. Дис. … канд. техн. наук. — М., 2004. – 267 с.

7. Носов В.П., Джалилов М.Ф. Влияние влажности и температуры на износ асфальтобетонных покрытий // Анализ и пути совершенствования методов строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр /МАДИ (ТУ). – М.- 2002. – с. 146-159.

Откуда берутся колеи на дорогах. Один простой пример

Всё как в бородатом анекдоте: «Одну ногу я побрила обычным станком, другую — древообрабатывающим»: вот Объездная, две половины которой отремонтированы разными организациями примерно в одно время (осень-2012/весна-2013).

Смотрим пристально на левую сторону:

Смотрим пристально на правую сторону:

Без приближения ясно, что справа асфальт ровнее, чем слева — на нем по крайней мере нет колеи и асфальт не отлетает кусками.

Возникает резонный вопрос: как же так? В городской администрации по традиции видят две причины образования колейности дорог: шипы и большегрузы.

Колеями на Макаровском мосту займутся, как только позволит погода

При этом, если рассматривать конкретный участок дороги, то логично предположить, что поток автомобилей с шипованной резиной, движущийся в одну сторону, примерно эквивалентен потоку автомобилей с шипованной резиной, движущемуся в обратном направлении. О большегрузах и говорить не приходится: Объездная для них родная. При этом с одной стороны есть колея, с другой — нет.

— К сожалению, подрядчики ремонтируют дороги с нарушением технологии, у них администрация эту работу принимает, оплачивает, дорога едва дотягивает до конца гарантии. И вместо того чтобы переделать откровенный брак по гарантии, нам начинают рассказывать, что во всем виноваты шипы и климат. Пять лет назад образовалось движение «РосЯма — Екатеринбург», мы не давали укладывать асфальт во время дождя, заставляли администрацию не платить бракоделам, в результате при одинаковой стоимости срок службы дорог увеличился в несколько раз. Один из примеров — Объездная. Или еще один пример — проспект Ленина перед 8 Марта. Дорогу сделали в 2012 г., через два года появились колеи, этот участок переделали — и уже три года нет колей. Согласитесь, что дело не в шипах?

При этом совсем сбрасывать со счетов шипы не стоит: это не выдумка властей Екатеринбурга, шипованные шины действительно изнашивают дорожное полотно сильнее, чем нешипованные. Этим вопросом давно озаботились власти ЕС и сопредельных государств и обязали все шинные компании проводить специальные тесты для всех новых моделей: прототипы покрышек проезжают по специальным гранитным плиткам порядка 400 раз на скорости 100 км/ч, в некоторых случаях плитку дополнительно увлажняют для усиления износа.

В конце испытаний плитки взвешивают для определения степени истирания их шипами. Если износ выше требуемого, то фирму-производителя могут обязать работать дальше над формой и весом шипа, что поможет снизить нагрузку на полотно.

Кирилл Зайцев

Проблема в старых ГОСТах, не расчитанных на такой траффик (ГОСТы действуют годов 60х), кривых рук рабочих (зачастую асфаль то в первый раз видящих), откатах и времени года когда все делают. Сейчас снег пойдет и самое время асфальт класть.

Причины образования колеи на авто дорогах

Даже если полностью запретить эксплуатацию авто с шипованной резиной, то это не избавит от появления колеи на дорогах. Но почему шипы считают их главным источником, ведь есть другие причины.

Колеи от шипованной резины бывают в виде узеньких полосок. А вот колеи от грузового транспорта и от большого потока машин представляют деформирование дорожного полотна. В результате этого, на дорогах появляются широкие впадины, с возвышенными краями.

Именно, этот тип колеи преобладает на дорогах. А разрушения от шипованной резины по сравнению с разрушениями от большого потока машин — минимальны.

Получается, что главными причинами появления колеи на дорогах является несовершенство дорожно-строительных работ и низкое качество асфальтобетонной смеси. Согласно, техническим требованиям, дорожное полотно должно состоять из двух слоев, каждый из которых нужно оставлять в покое на трое суток. А часто бывает наоборот, дорожники положат только один слой асфальта, который способен выдерживать нагрузку лишь на 300 автомобилей в сутки. А где найдешь такие дороги в крупном городе, с такой малой интенсивностью движения?

К тому же, при наложении каждого слоя асфальта необходимо дать ему засохнуть в течение 72 часов. А у нас, опять все наоборот, как положат асфальт, так и сразу пустят по нему поток автомобилей. А кто не против, из автолюбителей, «пролететь» на новой гладкой дороге с ветерком. Вот из-за этих причин и появляются колеи на дорогах.

Есть еще одна причина несовершенства ремонта дорог. При ремонте старой дороге с глубокими колеями часто удаляют лишь верхний слой асфальта, и на место него накладывают новый. Это конечно дешевле и быстрее, чем заново строить дорогу, но и толку от этого мало. Через некоторое время, при таком ремонте дороги, вновь образуются колеи.

Понятно, что главной причиной в образовании колеи является низкое качество дорожного полотна и дорожных работ. Их вклад в разрушении дороги минимален на фоне воздействия холода, жары, ветра, тяжелых грузовиков. Гораздо большее значение имеет качественная работа инженеров и строителей. Если все сделано грамотно, то ровная и гладкая поверхность дороги будет радовать водителей десятилетиями. Но, многие автолюбители и депутаты продолжают утверждать, что виноваты еще и шипы на колесах. И часто, ссылаются на европейский опыт.

Да, в Германии запрещена эксплуатация шин с шипами с 1975 года, но это не связано с разрушением дорожного полотна. Главная причина запрета — больший тормозной путь автомобиля с шипованными шинами на сухой дороге.

Можно ли переделать плохие дороги в хорошие? Планировка улиц крупных городов и большая загруженность дорог приведут к тому, что при капитальном ремонте целые районы охватит транспортный коллапс. Потому что срезание и замена верхнего поврежденного слоя не дает нужного эффекта, ведь происходит деформация покрытия в целом, а не только удаляемых нескольких сантиметров. Пройдет год, и новая поверхность проявит дефекты старой. Например, в Европе такая схема не применяется. Если дорога нуждается в ремонте, ее закрывают целиком. Обходится дороже, но в результате выгоднее…

Источники:
Дороги Шипы и колея
Дороги: Шипы и колея К сожалению, в России серьезные исследования преждевременного износа и нарушения структуры дорожного покрытия не проводятся. Поэтому воспользуемся опытом специалистов
http://www.zr.ru/content/articles/17123-dorogi_shipy_i_koleja/
Образование колеи на дорогах
Dorconsult.ru Еще статьи по проблеме колееобразования: 1 О ВОЗМОЖНОСТЯХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ КОЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Канд техн.наук Лугов С.В.
http://dorconsult.ru/article8.html
Откуда берутся колеи на дорогах
Две стороны одной улицы, два разных подрядчика — и такая разная судьба!
http://66.ru/auto/news/202792/
Причины образования колеи на авто дорогах
Причины образования колеи на авто дорогах Даже если полностью запретить эксплуатацию авто с шипованной резиной, то это не избавит от появления колеи на дорогах. Но почему шипы считают их главным
http://amastercar.ru/blog/prichiny-obrazovaniya-kolei-na-dorogax.html

COMMENTS