В этой статье рассказывается о том, что такое колейность и описаны причины возникновения колеи.
Методы ремонта колейности на дорогах. Как появление колейности отражается на движении автотранспорта.
Как предотвратить развитие колейности на дорогах.
Основные причины образования колеи:
- Превышение массы или потока автомобилей. Любая дорожная одежда рассчитывается исходя из ожидаемой массы автомобилей. Под ожидаемую массу готовится грунт, затем основание и покрытие. Когда масса автомобиля больше расчетной, начинает продавливаться покрытие, что и приводит к образованию колеи. То же самое происходит при большем, чем рассчитано, потоке.
- Перегрев покрытия. При температуре выше +30 градусов в тени, битум в асфальте начинает размягчаться. Поэтому максимальный поток и автомобили максимально допустимой массы продавливают покрытие, меняя его форму. В состав асфальтобетонов вводят различные присадки, повышающие температуру размягчения, но при температуре выше +40 градусов в тени присадки не помогают.
Во многих городах при температуре свыше +30 на асфальтовые дороги не выпускают тяжелые грузовики.
- Нарушения при проектировании и строительстве. Неправильный расчет плотности грунта, необходимого уплотнения или конструкции дорожной одежды, неправильно подобранные материалы ведут к ослаблению прочности покрытия.
- Пучение асфальта. Горячий асфальтобетон, из которого построено большинство дорог в России, имеет пористую структуру. Поэтому во время дождей поры наполняются водой.
- При понижении температур до отрицательных величин, вода замерзает, лед разрушает структуру асфальта. В результате образуются трещины, и прочность покрытия в этом месте сильно уменьшается, что приводит к появлению колеи.
- Пролив агрессивных жидкостей. Моторное масло, топливо, различные кислоты, многие снегорастопительные вещества, глицерины и другие жидкости медленно нарушают структуру асфальтового покрытия, уменьшая прочность на сжатие. Это приводит к продавливанию асфальта при расчетных нагрузках.
Образование колейности на асфальтовых дорогах
Причины образования колейности на бетонных дорогах
- Пучение бетона. Как и горячий асфальтобетон, бетон имеет пористую структуру, поэтому впитывает воду. Что приводит к разрушению – пучению, при понижении температур.
- Нарушения при проектировании и строительстве. Неправильные расчеты или нарушения при строительстве приводят к тому, что дорожная одежда имеет меньшую прочность. Использование низкосортного цемента при производстве бетона приводит к трещинам и повышенному пылеобразованию. При попадании пыли под колеса автомобиля трение между колесом и бетоном многократно возрастает. Что приводит к быстрому истиранию бетона. Пучение еще больше повышает пыльность и уменьшает стойкость к истиранию.
- Пролив агрессивных жидкостей. Многие жидкости меняют структуру бетона или увеличивают трение, что приводит к образованию колеи.
Ремонт
Для качественного ремонта необходимо не только устранить колею, но и устранить причины ее появления
Ремонт асфальтобетонных покрытий
- Ямочный ремонт с нарезанием карт. Такой ремонт позволяет удалить весь асфальтобетон под колеей. Это даст возможность проверить основание, возможно потребуется более серьезный ремонт. Если с основанием все в порядке, карта заливается литой асфальтобетонной смесью. Использовать горячую асфальтобетонную смесь не желательно, потому что на такой ширине ее крайне сложно уплотнить.
- Ямочный ремонт без нарезки карт. Литьевая технология позволяет заливать колею литой асфальтобетонной смесью. Такая смесь не требует уплотнения и не уступает по прочности уплотненному горячему асфальтобетону.
Ремонт бетонных покрытий
- Ямочный ремонт с нарезанием карт. Колея по всей длине вырезается, в покрытии нарезаются пазы под арматуру. Перед установкой арматуры карта тщательно очищается от пыли, увлажняется, арматура устанавливается, перевязывается и карта заливается новым бетоном.
- Ямочный ремонт без нарезки карт. Такой бетон осуществляется с помощью различных полимеров-шпатлевок. Колея очищается от грязи, обрабатывается железной щеткой чтобы снять поврежденный рыхлый слой, после чего грунтуется полимерными пропитками, соответствующими использующимся шпатлевкам. Лучше всего подходят цементно-эпоксидные растворы и эмульсии.
Ямочный ремонт бетонного покрытия без нарезки карт.
Борьба с причинами образования колеи
В 3/4 случаев образование колеи вызвано попаданием внутрь материала покрытия воды, и вызванных ей разрушений, поэтому необходимо защищать покрытие дороги. Это можно делать с помощью различных пропиток и эмульсий или с помощью заливки слоя износа.
Пропитки проникают вглубь материала покрытия, заполняют поры и обеспечивают хорошую адгезию эмульсии к покрытию. Такая обработка дает полную защиту от проникновения дождевой воды в поры покрытия и в десятки раз снижает пыльность. Единственный минус данного метода – раз в полтора-два года необходимо обрабатывать поверхность эмульсией, для возобновления защитного слоя.
Слой износа представляет собой слой литого асфальтобетона толщиной 0,5-2 см, с втопленным в него черным щебнем для увеличения сцепления с колесами автомобилей. Слой износа обеспечивает полную защиту от воды и полностью устраняет пыльность покрытия. Служит слой износа не менее пяти лет, и для ремонта изношенных участков достаточно двух рабочих и одной машины-ремонтера.
Своевременный ремонт и качественный уход за состоянием дорожного покрытия позволит продлить срок его службы на многие десятилетия.
ЧЕМ ИЗНАШИВАЮТ?
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!
ЧТО ИЗНАШИВАЮТ?
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.
ПОЧЕМУ ИЗНАШИВАЮТ?
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...
ШИП ИЛИ ПШИК?
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.
НЕМЕЦКИЙ ПОРЯДОК
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;
Недочеты окончательного контроля.
Спросим читателей
Отчего в асфальте появляются колеи?
9% - всему виной климат
10% - от избытка машин
81% - из-за нерадивости дорожников
размер шрифта
ПРАВИЛА ДИАГНОСТИКИ И ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ- ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ- ОДН 218-0-006-2002 (утв- Распоряжением... Актуально в 2018 году
4.7. Измерение и оценка колейности дорожного покрытия
4.7.1. Измерения параметров колеи в процессе диагностики выполняют в соответствии с ОДМ "Методика измерений и оценки эксплуатационного состояния дорог по глубине колеи" по упрощенному варианту с помощью 2-метровой рейки и измерительного щупа.
Измерения производят по правой внешней полосе наката в прямом и обратном направлении на участках, где при визуальном осмотре установлено наличие колеи.
4.7.2. Количество створов измерений и расстояния между створами принимают в зависимости от длины самостоятельного и измерительного участков. Самостоятельным считается участок, на котором по визуальной оценке параметры колеи примерно одинаковы. Протяженность такого участка может колебаться от 20 м до нескольких километров. Самостоятельный участок разбивается на измерительные участки длиной по 100 м каждый.
Если общая длина самостоятельного участка не равна целому количеству измерительных участков по 100 м каждый, выделяется дополнительный укороченный измерительный участок. Также назначается укороченный измерительный участок, если длина всего самостоятельного участка меньше 100 м.
4.7.3. На каждом измерительном участке выделяются 5 створов измерения на равном расстоянии один от другого (на 100-метровом участке через каждые 20 м), которым присваиваются номера от 1 до 5. При этом последний створ предыдущего измерительного участка становится первым створом последующего и имеет номер 5/1.
Укороченный измерительный участок также разбивается на 5 створов, расположенных на равном расстоянии один от другого.
4.7.4. Рейку укладывают на выпоры внешней колеи и берут один отсчет h_k в точке, соответствующей наибольшему углублению колеи в каждом створе, при помощи измерительного щупа, устанавливаемого вертикально, с точностью до 1 мм; при отсутствии выпоров рейку укладывают на проезжую часть таким образом, чтобы перекрыть измеряемую колею.
Если в створе измерения имеется дефект покрытия (выбоина, трещина и т.п.) створ измерения может быть перемещен вперед или назад на расстояние до 0,5 м, чтобы исключить влияние данного дефекта на считываемый параметр.
4.7.5. Измеренная в каждом створе глубина колеи записывается в ведомость, форма которой с примером заполнения приведена в табл.4.9.
Таблица 4.9
ВЕДОМОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ КОЛЕИ
| Номер самостоятельного участка | Привязка к километражу и протяженность | Длина измерительного участка l,м | Глубина колеи по створам | Расчетная глубина колеи h_кн, мм | Средняя расчетная глубина колеи h_кс, мм | |
| номер створа | глубина колеи h_к, мм | |||||
| 1 | от км 20+150 до км 20+380, L = 230 м | 100 | 1 | 11 | 13 | |
| 2 | 8 | |||||
| 3 | 12 | |||||
| 4 | 17 | |||||
| 5/1 | 13 | |||||
| 100 | 2 | 16 | 13 | 12,7 | ||
| 3 | 10 | |||||
| 4 | 13 | |||||
| 5/1 | 11 | |||||
| 30 | 2 | 9 | 12 | |||
| 3 | 14 | |||||
| 4 | 12 | |||||
| 5 | 7 | |||||
По каждому измерительному участку определяют расчетную глубину колеи. Для этого анализируют результаты измерений в 5 створах измерительного участка, отбрасывают самую большую величину, а следующую за ней величину глубины колеи в убывающем ряде принимают за расчетную на данном измерительном участке (h_КН).
4.7.6. Расчетную глубину колеи для самостоятельного участка определяют как среднеарифметическую из всех значений расчетной глубины колеи на измерительных участках:
| , мм. | (4.1) |
4.7.7. Оценку эксплуатационного состояния дорог по глубине колеи производят по каждому самостоятельному участку путем сравнения средней расчетной глубины колеи h_КС с допустимыми и предельно допустимыми значениями (табл.4.10).
Таблица 4.10
Шкала оценки состояния дорог по параметрам колеи, измеренным по упрощенной методике
| Расчетная скорость движения, км/ч | Глубина колеи, мм | |
| допустимая | предельно допустимая | |
| >120 | 4 | 20 |
| 120 | 7 | 20 |
| 100 | 12 | 20 |
| 80 | 25 | 30 |
| 60 и меньше | 30 | 35 |
Участки дорог с глубиной колеи больше предельно допустимых значений относятся к опасным для движения автомобилей и требуют немедленного проведения работ по устранению колеи.
Замерзание раскатанной каши из реагентов, снега и льда приводит к образованию колей. Ледяные выступы на дороге вносят серьезные изменения в стиль вождения, что нужно учитывать как при неспешном движении во дворах, так и при езде по трассе. Рассмотрим, чем опасна колейность, а также как в таких условиях вести автомобиль максимально безопасно.
Чем опасна колея
Главная опасность колейности на дорогах проявляется при проезде колеи под углом. В таких условиях на колеса оказывается различное сопротивление, что оборачивается мощным вращательным импульсом. Если скорость движения в такой момент была довольно высокой, автомобиль сразу же уйдет в занос, стремясь развернуться вокруг своей оси. Среагировать на резкое изменение поведения авто в таком случае трудно даже опытным водителям. При движении на больших скоростях по трассе адекватно среагировать и восстановить контроль над авто и вовсе крайне сложно. Ранее мы рассматривали, принимая уровень сцепления с дорогой как более-менее постоянную величину. Но в случае колейности дорожного полотна на поведение авто влияет не только положение рулевого колеса и работа педалями, но и изменяющийся коэффициент сцепления колес с дорожным покрытием.
В качестве подтверждения наших слов приводим видео, где отчетливо видно, как автомобиль уходит в занос после попытки пересечь колею.
Летние условия
В условиях отсутствия снежного покрытия колейность на дороге возникает вследствие давления колес на асфальтобетонную смесь. К сожалению, качество конструктивных слоев, из которых состоит отечественная дорожная одежда, часто оставляет желать лучшего. Несмотря на то что в летний период колейность куда менее опасна для водителей, пренебрегать осторожностью не стоит. На больших скоростях пересечение колеи приведет к раскачке авто, как следствие, к разгрузке автомобиля и изменению баланса коэффициента сцепления колес с дорогой.
Наибольшую опасность колеи представляют во время дождя, так как углубления дорожной одежды заполняются водою. При попадании в такую зону на большой скорости колеса не успевают продавить водяной слой и коснуться твердого покрытия. Возникает эффект гидропланирования, при котором контролировать вектор движения авто чрезвычайно сложно, так как угадать направление уводя в дождливую погоду практически невозможно.
Колея зимой
С колейностью в условиях ледяной или заснеженной дороги сможет справиться даже начинающий водитель. Всего лишь необходимо придерживаться простых правил:
Как выехать из колеи на дороге
Как поступить, если необходимо выбраться из колеи? Для выезда применяется техника раскачки:
- снизьте скорость до 10-15 км/час. На большей скорости осуществить маневр правильно намного сложнее, к тому же возрастает риск раскрестить автомобиль поперек дорожного полотна (положение, когда колеса находятся в желобах колеи по диагонали);
- направьте руль в сторону, противоположную к предполагаемому месту выезду из колеи, одновременно немного нажав на газ;
- как только автомобиль немного заскочит на стенку желоба, отпустите газ и быстрым движением направьте автомобиль в сторону выезда;
- полученный импульс позволит носовой части автомобиля выехать из колеи, после чего вам остается только выровнять машину.
В момент выезда не стоит перебарщивать с газом, так как из-за проскальзывания колеса потеряют сцепление с дорожным покрытием и свалятся опять в колею.
В качестве альтернативного варианта преодоления колейности можно использовать подкоп. Суть в том, чтобы лопатой зарезать ледяную кромку желоба, что позволит колесу получить зацеп, необходимый для выезда. Если вы чувствуете, что переборщили со скоростью и вас начинает разворачивать поперек дороги, отпустите педаль газа и выверните руль в сторону заноса. При этом важно поймать момент, когда авто практически выровняется, чтобы не спровоцировать импульсный занос в обратную сторону.
Всё как в бородатом анекдоте: «Одну ногу я побрила обычным станком, другую - древообрабатывающим »: вот Объездная, две половины которой примерно в одно время (осень-2012/весна-2013).
Возникает резонный вопрос: как же так? В городской администрации по традиции видят две причины образования колейности дорог: шипы и большегрузы.
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.
Алексей Беззуб, «Росяма»:
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.