Дефекты асфальтобетонного покрытия: виды, способы устранения

Устройство защитных предохраняющих слоев

Во избежание появления вышеописанных дефектов и с целью улучшения эксплуатационных характеристик дорожных одежд применяется поверхностная обработка асфальтобетонного покрытия (см. фото).

Поверхностная обработка

Поверхностная обработка дорожного полотна — это технология оборудования защитных, шероховатых конструктивных слоев методом розлива органических вяжущих смесей с последующим распределением и уплотнением щебня по поверхности автомобильных дорог.

Материалы:

• черный щебень — одномерный щебень (5–10 мм) смешанный с вязким дорожным битумом для устройства шероховатой поверхности;
• вяжущие — модифицированные нефтяные битумы, полимерно-битумные эмульсии;
• поверхностно-активные вещества (ПАВ) для обеспечения лучшего сцепления щебня с органическим вяжущим.

Технология производства работ:

Подготовка включает в себя работы по ремонту выбоин, трещин, фрезерование выпуклостей и, в отдельных случаях, устройство выравнивающего слоя.

• на подготовленное основание равномерно наносят слой вяжущего;
• распределяют и уплотняют черный щебень;
• подкатку щебеночного слоя проводят в момент распада эмульсии — отделение воды с уменьшением подвижности смеси;
• Набор прочности дорожного полотна происходит в течение 3–10 дней, в зависимости от климатических условий данного региона.

Своевременное устранение дефектов асфальтобетонного покрытия позволяет значительно сократить эксплуатационные расходы, увеличить межремонтный промежуток и повысить срок службы дорожных одежд и автомагистралей в целом.

Причины разрушения

В результате использования покрытий из асфальтобетона, они подвергаются различным деформациям. Износ дорог образуется из-за внешних и внутренних воздействий на асфальтобетонные покрытия. Дефекты на покрытии от влияния внешних факторов включают в себя:

• силовые нагрузки от автомобильных колес;
• атмосферные осадки (дождь, температурные изменения, оттаивание, снег, замораживание).

Основные причины разрушений – несоблюдение технологии укладки или ремонта дорожного полотна и воздействие автомобилей. Внутренние факторы, связанные с разрушением асфальтобетонного покрытия, возникают вследствие неправильного составления проекта для дорог, их строительства и ремонта:

1. К разрушению дорожной поверхности приводит неправильное проектирование асфальтобетонной автомобильной трассы. Неточно проведенные исследования, расчеты и допущенные ошибки при определении интенсивности потока транспортных средств могут способствовать образованию дефектов на дороге из асфальтобетона и привести к разрушению дорожного сооружения, а именно: нарушится целостность асфальтного слоя на дорожных покрытиях; грунт основания просядет; снизится прочность грунтовой подушки; последует износ асфальтобетонного настила.
2. Применены старые методики и выбраны материалы низкого качества при работе с покрытием из асфальтобетона. Совсем недавно, для монтажа, укладки асфальтного раствора и ремонта трасс использовали горячие асфальтобетонные смеси, в состав которых входил некачественный битум. Он вызывал повреждения дорожного настила и ухудшал прочностные характеристики готовой смеси для асфальтирования дорожной поверхности. Однако строительство не стоит на месте, и уже сегодня разрабатываются и внедряются новейшие полимерно-битумные материалы, способные значительно повысить свойства материала и будущей трассы. Большую популярность приобрели различные добавки в смесь для: улучшения сцепления, повышения стойкости к воздействию воды и образованию трещин. Благодаря этим добавкам обеспечивается стойкость дорожного полотна к минусовым температурам. Чтобы избежать дефектов и износа дорожного полотна, следует не только применять новые смеси для укладки асфальта, но и выбирать новые технологии, которые позволят стабилизировать и укрепить ослабшие подвижные почвы основания. Чтобы предотвратить разрушения покрытий, используют армирующую сетку, которая усилит дорожную конструкцию и увеличит продолжительность срока эксплуатации асфальтированного полотна.
3. Дефекты и износ на асфальтобетонном покрытии возникают вследствие неправильного технологического процесса при возведении дорожной конструкции. Разрушения образовываются из-за допущенных ошибок при укладке асфальта и ремонте трассы. Способствуют возникновению дефектов нарушения правил перевозки асфальтобетонного раствора, в результате чего, смесь подается неправильной температуры. При уплотнении уложенной смеси не были удалены пузырьки воздуха или, наоборот, раствор был слишком уплотнен, тогда асфальтированное полотно начнет трескаться и расслаиваться. Разрушения трассы могут возникнуть в результате некачественной подготовки земельного полотна и работ по укладке дорожного сооружения.
4. Дефекты на дорожном покрытии чаще всего образовываются в результате погодных условий, когда во время дождей влага проникает в асфальтированное полотно, а жаркие лучи солнца портят верхний слой трассы – осуществляется ухудшение прочности асфальтобетона, что приводит к образованию выбоин. В период минусовых температур собравшаяся влага в слоях асфальтобетона способна увеличиваться в объеме и тем самым разрушать структуру и уплотнение асфальта.
5. В результате больших нагрузок от транспортных средств происходит разрушение дорожного полотна. Высокие нагрузки на поверхность трассы обусловлены интенсивным потоком транспортных средств, в результате чего, норма пропускной способности за 24 часа превышается и как последствие – ресурс полотна трассы снижается. Повышение осевой нагрузки вследствие эксплуатации дорожного покрытия транспортными средствами большой грузоподъемностью, приводит к разрушениям асфальтобетонного полотна, образованию колеи и трещин.

Повреждения дорожного покрытия из асфальтобетона могут происходить вследствие комплексного влияния внешних и внутренних факторов.

Классификация и виды

Повреждения покрытия дороги можно условно разделить на два вида. Это дефекты асфальта, и повреждения, приводящие к последующим разрушениям всех слоев дороги. Различают следующие виды дефектов: • просадка полотна (появляются впадины со скошенными краями); • колея (разрушения дороги вдоль линии наката); • выкрашивание (нарушение верхнего слоя из-за выпадения материала); • проломы (серьезное разрушение слоев дороги с резким изменением поперечного профиля); • крошение кромок; • сдвиги (смещение слоев покрытий, возникают которые на спусках или на участках, где происходит торможение). Также к дефектам покрытия относятся трещины, шелушения, волны.

Почему разрушается асфальтобетон

Основная проблема связана с высокими силовыми нагрузками от передвигающихся автотранспортных средств. Также на качество асфальта влияет и окружающая среда, химический состав почвы. Но есть и масса других распространенных причин.

Ошибки при проектировании

Никого не удивит, что подобное случается довольно часто. В идеале перед прокладкой трассы нужно произвести все необходимые исследования, изучить состояние почвы, климатические особенности, интенсивность потока машин и прочее.

Если ничего этого не учитывать, то дорожные сооружения быстро превратятся в темы для анекдотов. Из-за того, что все делается второпях нарушается целостность покрытия, асфальт быстро начинает проседать.

Использование старых методик монтажа

Казалось бы, прогресс не стоит на месте, но то и дело можно увидеть, как на трассах используется горячая асфальтобетонная смесь простейшего типа. Она использовалась очень давно, но сегодня данная технология является устаревшей. Это объясняется, что в таких смесях присутствует битум низкого качества. Он не способен обеспечить необходимую прочность.

К современным технологиям относится использование полимерно-битумных составов, которые не понижают, а повышают характеристики будущей трассы. Также сегодня на рынке есть огромный выбор всевозможных присадок, которые улучшают сцепление материала, стойкость к атмосферным явления и трещинообразованию. Соответственно уже давно придумали новые техники укладки асфальта и составы.

Нарушение технологического процесса монтажа

С такой проблемой мы также сталкиваемся сплошь и рядом. Дорожные конструкции возводятся и в снег и дождь, жару и холод. Но также могут быть допущены и другие ошибки. Например, если асфальтобетон перевозился неправильно, то раствор потерял часть своих характеристик. Фактически такую смесь нельзя укладывать.

Кроме этого, при методе горячей укладки раствор подается при неправильной температуре. Казалось бы, за столько лет можно было изучить эту технологию, но видимо это происходит не всегда. Даже не удаленные пузырьки воздуха после укладки могут привести к быстрой деформации полотна. А если раствор слишком густой, то дорога будет слоиться и трескаться.

Превышение допустимых нагрузок

Опять же перед согласованием проекта, важно установить пропускную способность полотна за сутки. Если поток машин слишком большой, а уложен асфальт для среднего уровня нагрузок, то ресурс такой трассы начинает снижаться в геометрической прогрессии

Как видите причин полно, и чаще всего речь идет о недостаточной квалификации и обычной человеческой лени. Но, проблема есть, а как ее решить?

Виды разрушения дорожного полотна, дорожной одежды

3.4. Виды деформаций дорожного покрытия и разрушений дорожной одежды, 2

Основными видами разрушений дорожного покрытия являются: износ (истирание), представляющий собой уменьшение толщины дорожного покрытия за счет потери им материала в процессе эксплуатации под воздействием колес и природно-климатических факторов. Износ происходит по всей поверхности дорожного покрытия, но больше всего на полосах наката, где проходят колеса автомобилей. Для усовершенствованных дорожных покрытий износ измеряют в миллиметрах, на которые уменьшилась толщина верхнего слоя покрытия, а для дорожных покрытий переходного и простейшего типа определяют также объем потери материалов, м3/км:

• шелушение обнажение поверхности дорожного покрытия за счет отделения поверхностных тонких пленок и чешуек материала покрытия, разрушенного воздействием воды и мороза. Такой вид дефекта наиболее характерен для жестких дорожных одежд, где происходит отслоение цементного раствора с поверхности дорожного покрытия с последующим оголением крупного заполнителя. Такие разрушения в основном происходят при частом замораживании и оттаивании дорожного покрытия, особенно при использовании хлоридов для предупреждения гололеда;
• выкрашивание разрушение дорожного покрытия за счет потери им отдельных зерен гравийного и щебеночного материала. Такое разрушение происходит на дорожных покрытиях всех типов в результате потери связи между зернами материала. Причиной выкрашивания могут быть плохое перемешивание материала и его укладка в дождливую или холодную погоду;
• обламывание кромок разрушение дорожных покрытий (особенно нежестких) в местах сопряжения их с обочинами при переезде тяжелых автомобилей через кромку. Обломанные кромки проезжей части могут быть причиной дорожно-транспортных происшествий;
• волны деформация асфальтобетонных покрытий, обладающих пластичностью. Волны появляются под действием касательных сил в зоне контакта шины колеса с дорожным покрытием;
• гребёнка разрушение гравийных и щебеночных покрытий под действием движения тяжелых грузовых автомобилей. Гребенка представляет собой частое повторение выступов и впадин;
• сдвиги деформации, которые происходят при действии касательных сил от колеса автомобиля. Сдвиги являются причиной отсутствия связи верхнего слоя дорожного покрытия с нижним;
• вмятины углубления в пластических дорожных покрытиях, появляющиеся при прохождении по ним гусеничных машин или автомобилей в жаркую погоду;
• трещины деформации, обычно вызываемые резкими температурными изменениями. Сетка трещин появляется на дорожном покрытии как результат недостаточной прочности основания или покрытия;
• колеи, которые образуются на щебеночных или гравийных покрытиях при узкой проезжей части в результате многократного прохода автомобиля по одной полосе, а также на асфальтобетонных покрытиях в результате выдавливания колесами автомобиля из-за недостаточной сдвигоустойчивости асфальтобетона;
• выбоины углубления со сравнительно крутыми краями, образовавшиеся в результате местного разрушения материала дорожного покрытия. Причиной появления выбоин является, как правило, плохое качество строительных работ;
• повреждение кромок швов разрушение кромок швов в виде сколов и выкрашивание бетона в зоне до 15… 20 см от шва.

<< Виды деформаций дорожного покрытия и разрушений дорожной одежды

Вопросы для закрепления материала по 4 главе >>

Стоимость реконструкции дома стоимость реконструкции дома

Как могут устраняться дефекты дорожного полотна

Есть дефекты устранимые и неустранимые. Во втором случае речь идет о том, что асфальтобетон настолько разрушен, что нет смысла его ремонтировать, нужно полностью заменять полотно. К устранимым повреждениям относятся незначительные дефекты так называемой дорожной одежды, которое можно устранить без глобального вмешательства. Рассмотрим все варианты.

Полная замена полотна

Капитальный ремонт подразумевает, что еще раз проводятся все необходимые исследования трассы, проверяется соответствие нормативам и находятся ошибки, которые были допущены ранее.

Полезно! Важным этапом являются исследования грунта, включая подробное изучение состава подстилающего слоя.

Если принято решение, что трасса больше не соответствует эксплуатационным требованиям, то асфальтобетонное покрытие и его основание разбирается. Старый асфальт вывозят самосвалами на заводы, где материал перерабатывается для повторного использования. После этого оборудуется новый подстилающий слой, укладывается новая дорожная одежда (желательно по новой технологии и с использованием более современных растворов). После этого магистрали может быть присвоена другая категория в соответствии с проходимостью.

Регенерация дорожного покрытия

Этим красивым словом называют горячий метод восстановления асфальтобетона. В этом случае вмешательства не такие глобальные, соответственно ремонт потребует куда меньше затрат рабочей силы, времени и средств.

Регенерация выполняется следующим образом:

• Сперва поврежденный слой дорожной одежды нагревается.
• Поверхность фрезеруется.
• Асфальтобетонная смесь дополняется современными вяжущими компонентами и другими модификаторами. Все перемешивается.
• Готовый усовершенствованный асфальтобетон равномерно распределяется по основанию.
• Производится уплотнение и другие технологические процедуры.

Кстати, далеко не каждую присадку можно использовать в этом случае. Допускается применение дорожных битумов, которые соответствуют ГОСТ 22245-90 и реюниваторов смесей. Последние представляют собой отдельную категорию модификаторов и пластификаторов. Такие компоненты позволяют понизить вязкость старого асфальтобетона.

Если говорить о новой смеси, которая укладывается при регенерации, то применяется асфальтогранулоетон фракцией 20-40 мм.

Ямочный метод восстановления

Нет, это не означает, что выбоины просто засыпаются гравием или щебнем. Хоть этот метод ремонта уже давно превратили в какую-то шутку, на деле действительно существует такой тип устранения дефектов.

Ремонт может выполняться тремя методами:

• Струйно-инъекционным. Применяется на начальных стадиях разрушения, когда размеры дефектов не превышают 50 мм. Метод позволяет выполнять работы в любое время года, исключением являются только обильные осадки. Подобная технология также применима и на внегородских дорогах. Работа по ремонту осуществляется в несколько этапов. Фрезой вырезается контур дефекта, выбоина очищается сжатым воздухом, грунтуется и в нее вводят новую смесь. После этого покрытие выравнивается.
• Путем использования специальных органоминеральных составов. Этот метод ремонта относится к холодному типу, поэтому выполняется в любых погодных условиях. Однако водостойкость «отреставрированного» покрытия будет в 2-3 раза ниже. Поэтому данный способ допускается применять только если речь идет о дорожном полотне категории 3 и 5.

С использованием горячего асфальтобетона. Подобный ремонт выполняется начиная с ранней весны и до выпадения снега. Важным моментом является то, что в процессе работ температура смеси должна быть не менее 100 градусов. Ослабленный материал удаляется, поврежденный участок сушится, грунтуется, производится укладка и уплотнение ремонтного состава.

Типы повреждений

Повреждения асфальтового слоя дороги возникают по различным причинам. Их классифицируют как: • проектные дефекты. Они возникают в результате неправильных расчетов во время проектирования, ошибок при вычислении или неверного применения нормативов, указанных в документации; • производственные дефекты. Они появляются из-за несоответствия произведенных работ с требованиями проекта; • технологические. В этом случае нарушаются технологические инструкции, происходит несоблюдение порядка и правил проведения строительства; • эксплуатационные. Они появляются в результате эксплуатации дороги, и они считаются естественными дефектами. Их образование провоцируют погодные условия, старение и износ асфальтового слоя. Для того чтобы определить масштаб повреждений, производится вычисление их дефектности на 1 кв. метре.

Способы устранения повреждений дорожных одежд

По своей значимости и месту в линейке оценки состояния дороги дефекты разделяются на скрытые, явные, критические и др. И все эти нарушения вмещаются в два емких понятия — устранимые и неустранимые повреждения.

Устранимые — это нарушение целостности дорожной одежды, которое устранить технически возможно и экономически оправдано без глобального вмешательства, а неустранимый дефект — требующий только капитального ремонта. Критерием для проведения основательного ремонта дороги является такое эксплуатационное состояние, при котором прочность полотна снизилась до предельно допустимых значений и проводить поверхностный ремонт экономически нецелесообразно.

Замена дорожного полотна

Основной задачей капитального ремонта является полное восстановление эксплуатационных функций дорожной одежды, позволяющей обеспечить нормативные значения безопасности в условиях интенсивного движения транспортных средств с учетом требований к данной категории дороги.

Если существующий разряд трассы не соответствует нормам эксплуатации, то необходима разборка асфальтобетонных покрытий и оснований, с последующим оборудованием нового подстилающего слоя, укладкой, усовершенствованной, новой дорожной одежды, и переводом магистрали в более высокую соответствующую категорию.

Перед началом ремонта необходимо определить, что именно послужило причиной нарушения дорожного полотна и только после этого составлять технологическую карту ремонта, рассчитывать объем необходимых материалов, количество рабочих мест и техники.

На основании полученных результатов определяется цена проведения реконструкции существующего объекта, а также целесообразность выполнения данного вида работ.

После завершения расчетов и проектирования дорожного полотна начинают выполнять демонтаж асфальтобетонного покрытия. Демонтаж производят с помощью отбойных молотков или грунторезов.

Снятый асфальт вывозится автосамосвалами на завод для последующей горячей переработки и дальнейшего использования.

После снятия дорожной одежды проводят исследование подстилающего слоя и грунта. При необходимости, проводят мероприятия по его укреплению. Затем начинают укладку нового покрытия в соответствии с принятыми проектными решениями.

Регенерация дорожного полотна

Менее затратный и менее трудоемкий метод капитального ремонта — это горячая регенерация асфальтобетонных покрытий.

Горячая регенерация конструкционных слоев дороги заключается в проведение следующих технологических операций:

Дополнительные материалы, применяемые для приготовления восстановительных смесей:

Непосредственно перед выполнением работ существующее основание необходимо очистить от грязи поливомоечной машиной. При наличии на старом асфальте прослойки поверхностной обработки, производят фрезерование поверхности на глубину, соответствующую слою обрабатываемой поверхности.

Устранение дефектов асфальтобетонного покрытия методом горячей регенерации выполняется несколькими способами:

В качестве ведущего оборудования, при производстве восстановительных работ, используют агрегаты для разогрева асфальта в комплекте с термосмесителями (см. видео в этой статье).

Термосмеситель движется следом за асфальторазогревателем на расстоянии 5 м со скоростью эквивалентной скорости разогревателя.

Предварительное уплотнение смеси происходит при помощи виброплиты термосмесителя. Окончательное — самоходными катками массой 8–16 т.

Под влиянием солнечной радиации, механических и атмосферных воздействий битумные дорожные материалы стареют. С течением времени одни компоненты окисляются или испаряются за счет этого возникают пустоты в структуре полотна, снижается его пластичность, появляются трещины и другие дефекты.

Причины возникновения и классификация повреждений автомобильных дорог

Любое несоответствие характеристик асфальтобетонного покрытия ожидаемым или требуемым свойствам нарушает целостность и технологически правильное функционирование объекта, приводящее впоследствии к возникновению разрушений дорожного полотна.

Типы повреждений

Виды дефектов асфальтобетонного покрытия связаны с целым комплексом различных факторов:

1. Конструктивные (проектные) дефекты появляются в результате ошибочных вычислений при проектировании, нарушении технического задания и неверного применения нормативной документации.
2. Производственные дефекты связаны с несоответствием фактически выполненных технических решений (уклон дороги, ширина земляного полотна и др.) и требованиям разработанной проектной документации.
3. Технологические — обусловлены нарушениями технологической инструкции, несоблюдением правил и порядка производства работ.
4. Эксплуатационные — возникают в период эксплуатации дорожного полотна и являются результатом естественного старения покрытия, износа, влияния погодных и климатических условий, воздействия транспортных нагрузок и пр.

Для определения масштабов нарушений применяется коэффициент дефектности — это средневзвешенный объем повреждений, приходящихся на 1 м2 поверхности.

Классификация возможных конструкционных нарушений

Разрушения и пластические деформации автомобильных дорог можно разделить на две категории — это дефекты покрытия, и повреждения с последующим разрушением дорожных одежд в целом.

Наиболее распространенные повреждения конструкции дорожного полотна:

просадка — искажение профиля дороги в форме впадин с пологими краями;

Просадка

колея — деформация поперечного профиля дорожного полотна вдоль линии наката;

Колея

проломы — основательное разрушение конструкционных слоев покрытия с резкой деформацией поперечного профиля;

Пролом полотна

выкрашивание — нарушение покрытия за счет выпадения частей минерального материала;

Крошение асфальтобетонного полотна

разрушения кромок — обрушение наружного среза дорожных покрытий в местах сопряжений с обочинами;

Разрушение кромок

раскрытые трещины — линейные необработанные повреждения с шириной разрыва 3 мм и более.

Раскрытые трещины

К нарушениям поверхности покрытия относятся следующие дефекты:

сдвиги — смещение конструкционных слоев, обычно на крутых спусках или в местах торможения;

Сдвиг

волны — чередование на поверхности возвышений и впадин в продольном направлении относительно центральной оси дороги;

Волны

шелушение — последовательное разрушение поверхности в результате отслаивания тонких чешуек материала;

Шелушение

выбоины — дефекты в форме углублений с резко обозначенными краями (глубина 3 см и более);

Выбоина

трещины (одиночные, сетка) — продольные, пересекающиеся, поперечные разрывы, хаотично расположенные на поверхности без какой-либо закономерности.

Сетка из трещин

Вывод

С дорожным полотном из асфальтобетона люди сталкиваются ежедневно, поэтому эта часть дорожной конструкции должна иметь не только высокую прочность и качество, но и удобство при эксплуатации полотна. Различные выбоины, трещины, колеи и другие повреждения дороги, способные причинить немало хлопот как пешеходу, так и транспортным средствам.

Чтобы дорожное покрытие не портилось, важно соблюдать технологические методы и рекомендации по его установке, вовремя проводить ремонтные работы и не допускать увеличения уже имеющихся повреждений