Главная  /  Отчеты  /  Краткий отчет Тихвин

Капитальный ремонт автодороги А-114 "Вологда - Новая Ладога" км 440+000 - км 461+000

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ИНСТИТУТ «СТРОЙПРОЕКТ»

(ЗАО «Институт «Стройпроект»)

 

ОТЧЕТ

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

По теме: «Мониторинг опытного и контрольного участков асфальтобетонного покрытия, армированного металлической сеткой, на автомобильной дороге «Вологда – Новая Ладога», участок км 440-км 461»

(Договор  №8-2 от 10.05.2012 года с ЗАО «Группа Битум РУС»)

Итоговый отчет 

Руководитель НИЦ Д. В. Герчин
Начальник отдела НТС Н. Н. Беляев 

г. Санкт-Петербург

сентябрь2014

Данный отчет является итоговымза период с июля 2012 посентябрь 2014 г. в рамках договора № 8-2 от 10.05.2012 г. между  ЗАО «Группа Битум РУС» и ЗАО «Институт «Стройпроект».

Работы по мониторингу проводились на двух участках автомобильной дороги «Вологда – Новая Ладога» км 440 – км 461, устроенных в ходе ремонтных работ в июле 2012 г:

1. Опытный участок (с асфальтобетонным покрытием, армированным металлической сеткой по технологии «Битуфор»). На правой полосе движения фактические границы опытного участка:  ПК 6+29 – ПК 8+33. На левой полосе движения фактические границы опытного участка:  ПК 6+29 – ПК 8+25.

2. Контрольный участок ПК 8+36 – ПК 10+36 (с традиционной дорожной одеждой).

В ходе выполнения  НИР специалистами ЗАО «Институт «Стройпроект», совместно с привлеченными специализированными организациями, проведены натурные работы по определению эквивалентных модулей упругости дорожной одежды на опытном и контрольном участке.В процессе строительства опытного и контрольного участков отобраны образцы асфальтобетона из всех асфальтобетонных слоев дорожной одежды, а также образцы подстилающих дорожную конструкцию грунтов. В лаборатории ЗАО «Институт «Стройпроект» и в специализированных лабораториях других организаций выполнены стандартные и не стандартные исследования свойств дорожно – строительных материалов, использованных при строительстве опытного и контрольного участков. Целью этих лабораторных испытаний является получение количественных значений характеристик, необходимых для более точных проверочных расчетов дорожных одежд. Результаты испытаний образцов асфальтобетона, выполненных в ходе НИР, отражены в предыдущем (промежуточном) и  настоящем отчетах.

С учетом полученных результатов лабораторных испытаний, специалистами ЗАО «Институт «Стройпроект» выполнены стандартныеи не стандартные расчеты дорожной одежды на опытном и контрольном участках с целью сопоставления результатов теоретического расчетас результатами натурных измерений. На основании этого сравнения были сделаны выводы обэффективности конструкций асфальтобетонных покрытий,  армированных металлической сеткой.

Кроме того, специалистами ЗАО «Институт «Стройпроект» проведен мониторинг состава и интенсивности транспортного потока на опытном и контрольном участках для оценки тех транспортных воздействий, которым подвергается опытная конструкция в процессе эксплуатации.Работы по мониторингу транспортного потока выполнялисьв течение более чем 2-х лет в различные периоды года.

Так же в период мониторинга ООО «НПО «РЕГИОН-СЗ», по заданию ЗАО «Институт «Стройпроект»,  выполнило работы по инструментальной диагностике опытного и контрольного участков. В ходе диагностики оценивались параметры продольной и поперечной ровности дорожного покрытия. Диагностика выполнялась 2 раза в год (весной и осенью). Это позволило выявить некоторые закономерности в изменении параметров продольной и поперечной ровности за зимние и летние периоды. Результаты этих измерений были сопоставлены друг с другом и использованы для оценки динамики развития дефектов дорожного покрытия в ходе эксплуатации автомобильной дороги. Специалистами ЗАО «Институт «Стройпроект» проведены расчеты дорожной одежды контрольного и опытного участка с целью  прогнозирования глубины пластической колеи по ОДМ «Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежестких дорожных одеждах» [2] и с целью прогнозирования глубины колеи износа по специальной методике, разработанной в ЗАО «Институт «Стройпроект» [19,20,21,22,24]. В ходе последующего мониторинга результаты натурных измерений глубины колеи сопоставлены с результатами этих прогнозных расчетов.

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной научно – исследовательской работы является оценка в условиях опытного строительства эффективности инновационной для практики дорожного строительства Российской Федерации технологии, основанной на армировании асфальтобетонных покрытий стальной сеткой типа «MESHTRACK 2» (технология «Битуфор»).

Отчет рассматривает уже устроенное покрытие по технологии «Битуфор». В ходе работ  проводится сравнение различных характеристик опытного и контрольного участков, чтобы оценить эффект, привносимый в конструкцию металлической сеткой «MESHTRACK 2». С этой целью оцениваются общие модули упругости дорожной конструкции, полученные различными способами, такими как штамповые статические испытания и испытания методом кратковременного нагружения. Кроме того оцениваются также такиепараметры, как наличие дефектов покрытия в виде трещин, выбоин и колеи.

Из всех слоева/б покрытия опытного и контрольных участков были отобраны образцыасфальтобетонов для лабораторных исследований. Это позволяет  определить не только стандартные прочностные характеристики, но так же и способность слоев асфальтобетона сопротивляться образованию пластической колеи, усталостные характеристики асфальтобетонов (что тесно связано с трещиностойкостью дорожного покрытия), износостойкость верхних слоев асфальтобетонного покрытия и др.

Важной частью работы является проведение мониторинга автомобильного движения на опытном и контрольном участках, с целью определения фактической интенсивности движения, определения фактического скоростного режима движения, определение степени канализованности (частость проходов колес по полосе наката) движения автомобилей на рассматриваемых участках. Это позволяет оценить фактическое транспортное воздействие на рассматриваемые участки автомобильной дороги, что дает возможность произвести сравнение опытного и контрольного участков более полно и точно.

Результаты диагностики опытного и контрольного участков

1.Состояние опытного и контрольного участков по результатам периодических визуальных освидетельствований

В ходе выполнения НИР специалисты ЗАО «Институт «Стройпроект» проводили периодическое  визуальное освидетельствование опытного и контрольного  участковна предмет наличия дефектов в виде трещин, выбоин и т.п., образовавшихся в результате  естественного износа дорожной конструкции  в процессе эксплуатации. Освидетельствования выполнялись в периоды: 28-30 августа 2012 года, 6 декабря 2012 года, 29 января 2013 года, 23 апреля 2013 года, 5-6 июня 2013 года, 10-11 июля 2013 года, 16-17 октября 2013 года, 20-21 января 2014 года, 23 апреля 2014 года, 17 июля 2014 года, 10 сентября 2014 года.В ходе этих освидетельствований, проводимых  в течение более 2-х лет,  было установлено наличие на опытном участке на полосе прямого (1 полоса) направления единственного дефекта дорожной одежды в виде заделанных асфальтобетоном отверстий, сделанных при отборе проб для строительного контроля качества асфальтобетонного покрытия (Рис. 21 и Рис. 22). Данный дефект располагается на ПК 7+5 в 1,5 м от края проезжей части. Он не является результатом естественного износа дорожной конструкции. На контрольном участке также были установлены наличие на полосе прямого (1 полоса) направления и обратного (2 полоса) направления двух дефектов  дорожной одежды в виде заделанных асфальтобетоном отверстий, сделанных при отборе проб для строительного контроля качества асфальтобетонного покрытия (Рис.23 и Рис.24). Данные дефекты располагается на ПК 9+5 и ПК 9+95 в 1,5 м от края проезжей части. Они, как и дефект на опытном участке, не является результатом естественного износа дорожной конструкции. Иных дефектов дорожной одежды, как опытного участка, так и контрольного участка, не зафиксировано. Состояние дорожного покрытия  в различные периоды эксплуатации дороги показано на Рис. 25 – Рис. 44.

Рис1

Рис. 1 - Обнаруженный 06.12.2012г. дефект дорожного покрытия

на ПК 7+5

Рис2

Рис. 2 - Обнаруженный  ранее на ПК 7+5 дефект дорожного покрытия,23.04.2013г.

image003

Рис. 3 - Обнаруженный 20.01.2014г.дефект дорожного покрытия
на ПК 9+5

image004

Рис. 4 - Обнаруженный 20.01.2014г.дефект дорожного покрытия
На ПК 9+95

image005

Рис. 5 - Визуальное освидетельствование опытного участка 28.08.2012г.

image006

Рис. 6 - Визуальное освидетельствование контрольного участ-ка28.08.2012г.

image007

Рис. 7 - Визуальное освидетельствование опытного участка 06.12.2012г.

image008

Рис.8 - Визуальное освидетельствование контрольного участ-ка06.12.2012г.

image009

Рис. 9 - Визуальное освидетельствование опытного участка 29.01.2013г.

image010

Рис. 10 - Визуальное освидетельствование опытного участ-ка29.01.2013г.

image011

Рис. 11 - Визуальное освидетельствование опытного участка 23.04.2013г.

image012

Рис. 12 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 23.04.2013г.

image013

Рис. 13 - Визуальное освидетельствование опытного участка 10.07.2013г.

image014

Рис. 14 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 11.07.2013г.

image015

Рис. 15 - Визуальное освидетельствование опытного участка 16.10.2013г.

image016

Рис. 16 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 17.10.2013г.

image017

Рис. 17 - Визуальное освидетельствование опытного участка
20.01.2014г.

image018

Рис. 18 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 21.01.2014г.

image019

Рис. 19 - Визуальное освидетельствование опытного участка
22.04.2014г.

image020

Рис. 20 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 23.04.2014г.

image021

Рис. 21 - Визуальное освидетельствование опытного участка
17.07.2014г.

image022

Рис. 22 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 17.07.2014г.

image023

Рис. 23 - Визуальное освидетельствование опытного участка
10.09.2014г.

image024

Рис. 24 - Визуальное освидетельствование контрольного участка 10.09.2014г.

2. Состояние опытного и контрольного участков по результатам комис-сионных обследований.

Периодические визуальные освидетельствования опытного и кон-трольного участков, проводимых специалистами ЗАО "Иститут "Стройпро-ект" дополнялись комиссионными обследованиями, проведенными весной 2013 г. и весной 2014 г. В ходе комиссионных обследований с участием представителей ФКУ «Севзапуправтодор», ФКУ «Росдортехнология», ЗАО «ВАД», ЗАО «Группа Битум РУС», ЗАО «Институт «Стройпроект» так же проводилось визуальное освидетельствование участков, которое дополня-лось выборочными инструментальными измерениями их продольной и по-перечной ровности.В результате проведения комиссионных обследований по результатам 2-х лет эксплуатации опытного и контрольного участков уста-новлено:

1) дефекты в виде трещин, выбоин и т.п., образовавшиеся в результате естественного износа дорожной конструкции, на опытном и контрольном участках не обнаружены;

2) значенияпродольной и поперечной ровности на опытном и кон-трольном участках находятся в пределахдопустимых значений в соответствие с действующей нормативной базой.

По результатам обследования состояние асфальтобетонного покрытия, как на опытном, так и на контрольном участке можно оценить как отличное.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе мониторинга опытного и контрольного участков, начатого непосредственно после завершения их строительства, проведена оценка прочности дорожной конструкции, сделана оценка параметров транспортного потока и выполнен прогноз возможного развития дефектов дорожного покрытия для различной продолжительности эксплуатационного периода.

В результате выполненной НИР установлено:

1)  Конструкция дорожного асфальтобетонного покрытия, армированная стальной сеткой «MESHTRACK 2» по технологии «Битуфор» обладает повышенной устойчивостью к усталостному трещинообразованию. Прогнозируемый в ходе проведенного мониторинга срок службы армированной дорожной конструкции может составлять до 180% от срока службы традиционной дорожной одежды.

2)  Армирование асфальтобетонного покрытия стальной сеткой обеспечивает сохранение высокой продольной ровности дорожного покрытия (при условии отсутствия ямочности и выбоин, обусловленных низким качеством самого асфальтобетона)на протяжении до 20 лет эксплуатации.

3) Армирование асфальтобетонного покрытия стальной сеткой уменьшает прогиб дорожной одежды под расчетной транспортной нагрузкой до 7,4% от аналогичной неармированной дорожной конструкции. В результате улучшения напряженно – деформированного состояния в нижележащих слоях дорожной конструкции армирование асфальтобетонного покрытия уменьшает до 12% интенсивность колееобразования в результате накопления остаточных деформаций в слоях основания и земляном полотне.Вклад в развитие колеи такого фактора, как  накопление остаточных деформаций в слоях основания и земляном полотне, для дорожных одежд капитального типа не превышает, как правило, 35 % . Поэтому вышеуказанное улучшение напряженно – деформированного состояния слоев дорожного основания в результате армирования асфальтобетонного покрытия не обеспечивает значительного снижения общей колейности.  Соответственно этот эффект целесообразно не учитывать при проектировании в запас надежности дорожной конструкции.

4) Армирование асфальтобетонного покрытия стальной сеткой ниже второго слоя асфальтобетона, практически, не влияет на процессы колееобразования, обусловленные пластическим деформированием асфальтобетона. Также армирование асфальтобетонного покрытия  не влияет на процессы износа асфальтобетона резиновыми и шипованными шинами. Поэтому долговечность армированных асфальтобетонных покрытий по критерию сохранения поперечной ровности следует принимать такой же, как и у традиционных дорожных конструкций.

С учетом полученных в ходе мониторинга результатов, армирование асфальтобетонных покрытий стальными сетками типа «MESHTRACK 2» по технологии «Битуфор» рекомендуется, в первую очередь, при ремонте изношенных, имеющих блочно-трещиноватую структуру дорожных конструкций.

В этом случае транспортно-эксплуатационные свойства и долговечность армированных конструкцией не уступают, а по показателю усталостной трещиностойкости даже превосходят, традиционные конструкции устраиваемые с полной заменой существующих дорожных покрытий и оснований. В то же время применение технологии «битуфор» без замены существующего основания позволяет значительно снизить сметную стоимость ремонта.

По сравнению с аналогичным вариантом ремонта без замены существующего основания и без армирования вновь укладываемого асфальтобетонного покрытия технология «Битуфор» обеспечивает увеличение долговечности дорожного покрытия в 2,0 – 2,25 раза.