Всё об асфальтировании / Дорожно-строительный дайджест

Износ дорожных покрытий

Износ дорожных покрытий: причины и факторы, определяющие его интенсивность

Износ покрытия — уменьшение толщины дорожного покрытия за счет потери материала в процессе истирающего воздействия колес транспортных средств в сочетании с негативным влиянием погодно-климатических факторов.

Износу подвержены все типы дорожных покрытий без исключения (как асфальтированные, так и цементобетонные), однако темпы и величина износа зависят от множества факторов.

Основные причины износа дорожных покрытий

Наибольшее влияние на износ покрытия оказывают движущиеся транспортные средства. Процесс изнашивающего воздействия от транспортных средств выглядит следующим образом. Под нагрузкой, передаваемой на колесо, шина деформируется так, что на участке входа шины в зону контакта с покрытием в ней происходит сжатие, а на выходе — расширение. Путь, проходимый точкой на шине в плоскости контакта, меньше, чем вне его на 5…10 %. Таким образом в плоскости контакта точка шины движется с ускорением, большим по сравнению с тем, как она двигалась до входа в контакт с покрытием. В то же время угловая скорость в секторах практически одна и та же. Поэтому точка проходит по покрытию путь определенной длины с проскальзыванием вместо одного качения. Под действием этих усиленных касательных напряжений в плоскости следа происходит истирание дорожного покрытия. Наибольшие касательные напряжения и наибольший износ возникают при торможении автомобиля. При движении грузового транспорта износ покрытия оказывается примерно в 2 раза больше, чем при движении легкового.

Большое влияние на процесс износа дорожного покрытия оказывает неоднородность самого материала покрытия, из которого в процессе износа происходит истирание и выбивание зерен минерального заполнителя (песка и щебня), отрыв и удаление мелкозернистой фракции (мельче 0,05 мм) вместе с битумом (если покрытие асфальтированное) или без него, вымывание битумного вяжущего при наличии воды или агрессивных растворов.

Чем прочнее материал покрытия, тем меньше и равномернее происходит его износ. На покрытиях из малопрочных материалов интенсивность износа значительно выше, из-за чего чаще образуется колея и появляются выбоины. Применение в составе асфальтобетонной смеси щебня из изверженных пород взамен осадочных уменьшает износ покрытия на 60 %. Увеличение содержания битума с 5 до 7 % снижает износ на 50…80 %.

Даже в пределах проезжей части износ покрытия может происходить неравномерно, из-за чего по полосам наката образуется колея истирания, глубина которой может варьироваться от несколько миллиметров до 5 см и более. В таких колеях во время дождя создается значительный слой воды, что приводит к снижению сцепных качеств покрытия и возникновению эффекта аквапланирования.

Влияние шипованной резины на износ дорожных покрытий

Применение на транспортных средствах шин с шипами резко увеличивает износ дорожного покрытия. При движении по дорогам покрытым льдом или снежным накатом шины с шипами действительно эффективны. Однако на чистом дорожном покрытии шипованная резина ничего кроме вреда не приносит. С учетом того, что зимняя скользкость на дорогах наблюдается лишь 3–4 недели в году, при этом скользкие участки дороги чередуются со свободными от снега и льда, большую часть зимнего периода шипы контактируют с открытым дорожным покрытием, вызывая его повышенный износ.

В момент соприкосновения колеса с покрытием каждый шип наносит по нему удар с большой скоростью. И хотя сам шип имеет небольшую массу, многократное повторение таких ударов по одному месту приводит к ослаблению материала покрытия. Помимо ударной нагрузки, шипы оказывают большое истирающее воздействие. Происходит это в момент выхода шипа из зоны контакта с покрытием и проскальзывания колеса по поверхности.

При эксплуатации шин с шипами продолжительность износа асфальтированных покрытий сокращается в 2–3 раза. На прямых участках дороги при равномерном (без резких ускорений и торможений) движении транспортных средств имеющих шипованную резину срок службы покрытия сокращается примерно на 20 %. Даже на асфальтированных покрытиях из высокопрочного литого асфальтобетона, при движении автомобилей с шипованной резиной, через 1–2 года по полосам наката образуется колея глубиной до 10 мм. Помимо износа дорожного покрытия, шины с шипами становятся причиной повышенного износа дорожной разметки, срок службы которой уменьшается в 3–4 раза.

Факторы, определяющие интенсивность износа покрытия

Общий износ покрытия зависит от скорости движения, грузонапряженности (преобладании легкового или грузового транспорта), интенсивности движения (числа прошедших транспортных средств), а также качества (в основном прочности) материала покрытия, твердости покрытия и размеров крупнозернистого наполнителя (щебня) в составе асфальтобетонной смеси.

Чем тверже покрытие, тем менее оно подвержено износу. Твердость покрытия оценивают глубиной погружения иглы твердомера. Цементобетонные покрытия обладают абсолютной твердостью, а асфальтированные подразделяют на:

  • очень твердые — 0…2 мм погружения иглы;
  • твердые — 2…5 мм;
  • нормальные — 5…8 мм;
  • мягкие — 8…12 мм;
  • очень мягкие — 12…18 мм.

Большое влияние на износ покрытия оказывают погодно-климатические условия — влажность и температура.

Способы измерения степени износа дорожного покрытия

Общую степень износа монолитных покрытий (асфальтобетонных и цементобетонных) измеряют при помощи реперов (от фр. repère — метка, знак, исходная точка), а также электромагнитных и лазерных износометров.

При измерении степени износа с помощью реперов, в покрытие, еще на этапе асфальтирования, закладывают стакан-репер из латуни. Дно стакана служит поверхностью, от которой выполняется отсчет. Износ определяется как разность значений текущего и предыдущего замеров.

Также износ может определяться с помощью специальных пластин трапецеидальной формы из известняка или мягкого металла, закладываемых при асфальтировании и истирающихся совместно с ним. Полуразность между длиной ребра пластины на поверхности дорожного покрытия, измеренной после истирания, и первоначальной длиной характеризует износ.

Электромагнитные и лазерные износометры применяются для измерения износа монолитных дорожных покрытий. Стратотест — прибор для измерения толщины покрытия, действие которого основано на принципе отражения электромагнитных волн. Для работы с этим прибором необходимо заранее, еще при асфальтировке, между слоями дорожной одежды укладывать в определенных местах металлическую пленку (фольгу), которая в дальнейшем будет работать в качестве отражателя электромагнитных волн.

Для усовершенствованных (асфальтированных и цементобетонных) покрытий износ измеряют в миллиметрах, а для покрытий переходного типа (чернощебеночных, щебеночных, гравийных и др.) также и по объему потери материала в кубических метрах на километр.

Допустимая величина износа для различных типов дорожного покрытия

В качестве критерия предельного состояния дорожного покрытия по износу может быть принят допустимый износ:

  • для асфальтобетонных покрытий — 10…20 мм;
  • для щебеночных и гравийных покрытий, обработанных органическими вяжущими — 30…40 мм;
  • для щебеночных покрытий из прочного щебня — 40…50 мм;
  • для гравийных покрытий — 50…60 мм.

Исходя из величины допустимого износа, при строительстве новой или ремонте старой дороги, в процессе устройства верхнего асфальтируемого слоя дорожного покрытия предусматривается соответствующее увеличение его толщины, либо создание отдельного слоя износа (толщиной 2–3 см), а также устройство тонкого защитного слоя (1–2 см) с применением литых эмульсионно-минеральных смесей.

Фото по теме

Износ асфальтобетонного покрытия Износ асфальта по полосе наката Износ цементобетонного покрытия Слой износа

Асфальтирование, ремонт, профилактика и содержание дорог

ООО «Юнидорстрой» осуществляет работы по асфальтированию дорог и различных территорий, ремонту асфальта, а также профилактике дорожных повреждений (заделка трещин, устройство защитной мембраны, тонкослойная обработка асфальтированного покрытия, создание слоя износа).

Заказать «Обратный звонок»

Обратный звонок

Ваше имя

Ваш номер телефона

* Укажите ваше имя, ваш номер телефона и мы свяжемся с вами в течение часа