Пути повышения качества проектирования и ремонта автомобильных дорог

Увеличение количества автотранспортных средств на российских трассах требует конструирования дорожных одежд с необходимыми транспортно-эксплуатационными качествами. Согласно ОДН 218.046-01, расчет дорожных одежд нежесткого типа производится по четырем критериям: на прочность, на растяжение при изгибе монолитных слоев, на сдвиг в грунте земляного полотна или малосвязных слоях дорожной одежды и на морозное пучение.

Проверка дорожных конструкций на морозостойкость / пучинообразование по ОДН 218.046-01 в ряде случаев приводит к существенному неоправданному увеличению толщин дискретных (щебеночных оснований) до 75 см даже для дорог IV категории. При этом другие категории прочности: обратимый прогиб, сдвиг и растяжение при изгибе покрытий – не играют уже никакой роли.

В указанном ОДН приводятся минимальные толщины черных слоев покрытий, которые составляют 11 см для облегченных типов покрытий и 18 см – для капитальных. В проектах указанные толщины черных слоев в большинстве случаев не используются. Требуемый модуль упругости дорожной одежды рассчитывается путем увеличения толщин основания с использованием минимальных толщин асфальтобетонных покрытий.

 Применение ОДН 218.046-01 начинает приносить вред дорожной отрасли, поскольку в расчетах конструкций дорожных одежд используется статическая теория прочности сдвигоустойчивости (А.М. Кривисский) и изгиба покрытий (М.Б. Корсунский).

Автомобильные дороги строятся для движения автотранспорта с определенными скоростями, то есть на дороги воздействуют динамические нагрузки, а в конструкциях дорожных одежд возникают динамические процессы. К сожалению, этого почему-то не замечают те, кто в первую очередь отвечает за своевременные нормативы по проектированию автомобильных дорог.

Известно, что асфальтобетонные покрытия воспринимают нагрузки от движущихся автотранспортных средств и распределяют на нижележащие слои под углом 45°. Как показывают исследования, выполненные в СибАДИ, толщины асфальтобетонных покрытий должны составлять не менее 13 см на IV технической категории дорог и не менее 25 см для I технической категории. В этом случае автомобильные дороги обеспечат требуемые транспортно-эксплуатационные качества в период эксплуатации до реконструкции или капитального ремонта, то есть нормативный срок службы.

Другим важным вопросом при конструировании дорожных одежд нежесткого типа являются материалы, используемые в основании. Зачастую в проекты закладываются слои из песка и щебня по способу заклинки. Песок в нижних слоях дорожных одежд является низкотехнологичным материалом, по которому нельзя осуществлять движение технологического автотранспорта после уплотнения.

Уплотнение песчаного слоя при использовании песка, соответствующего ГОСТ, связано с большими сложностями, связанными с тем, что перед передними колесами пневмокатков любых модификаций образуется волна, при этом верхний слой песчаного основания на толщине 10–15 см не уплотняется до требуемого коэффициента уплотнения.

Недоуплотнение верхней части песчаного слоя приводит к перерасходу щебня, который втапливается в верхнюю часть песчаного слоя. При просыхании песчаного слоя в жаркую погоду песок разуплотняется, если по каким-то причинам происходит задержка выполнения работ по строительству вышележащих слоев. Использование песка в качестве дренирующего слоя при проектировании можно исключить и применять дренажи мелкого и глубокого заложения.

Другим важным вопросом является применение в слоях дорожных одежд местных материалов, которые не используются при проектировании. В случае отсутствия дискретных материалов, таких как щебень, рационально применять грунты, укрепленные цементом. Так, для Омской области, где отсутствуют месторождения щебня, стоимость которого составляет на сегодня в среднем 1200 рублей за тонну по причине поставки его с Урала, Новосибирской области или Казахстана, применение грунтов, укрепленных цементом, в основании дорожных одежд вместо щебня обходится в 2,5–3 раза дешевле. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение сметной стоимости строительства автомобильных дорог. Для качественного строительства цементогрунтовых оснований необходимо применение однопроходных грунтосмесительных машин, высокопроизводительных дорожных фрез, ресайклеров и современных стационарных грунтосмесительных установок. При устройстве цементогрунтовых оснований с использованием связанных грунтов необходимым для обеспечения качества условием является получение агрегатов грунта размером не более 5 мм, что не всегда возможно. В этом случае наиболее рациональным становится использование песка для устройства цементогрунтовых слоев.

Вид работ по восстановлению транспортно–эксплуатационных качеств автомобильных дорог можно определить только по результатам диагностики. Как показывает практика, проектные организации диагностику не проводят, что обеспечивает ограниченность средств по результатам аукционов. Слои усиления по толщине назначаются из «опыта», что приводит к низким межремонтным срокам.

Проектные организации сами зачастую не изучают грунтово-гидрологические условия, а получают результаты исследований в сторонних организациях. В ряде случаев это приводит к пучинообразованию в местах переувлажнения грунтов земляного полотна, так как в проектах не предусмотрены мероприятия по его предотвращению.

В последнее время ремонты автомобильных дорог и работы по благоустройству выполняются без проектной документации, по сметам, которые часто составляются людьми далекими от дорожной отрасли.

Считаем необходимым отметить, что с целью ускорения работ по восстановлению транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог необходимо использовать горячую регенерацию асфальтобетонных покрытий с использованием ресайклеров, что особенно актуально в городских условиях.

 А.В. Смирнов, д-р техн. наук,
И.Н. Папакин, канд. техн. наук,
А.И. Белова, инженер
(СибАДИ)