К вопросу о сроках службы асфальтобетонных дорожных покрытий

К вопросу о сроках службы асфальтобетонных дорожных покрытий Описаны факторы, неблагоприятно влияющие на качество и срок службы асфальтобетонного покрытия. Представлены результаты исследования диэлектрической проницаемости покрытия.

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.

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.

• 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.