Дефекты асфальтобетонных дорожных покрытий

Под влиянием света, тепла, кислорода воздуха битумные мате­риалы, используемые для покрытий дорог, стареют. В процессе ста­рения одни их составные части улетучиваются или окисляются, другие агрегируют и уплотняются. Пластичность битумов умень­шается, увеличивается хрупкость, появляются трещины. Это осо­бенно опасно в агрессивных химических средах

Благодаря сложности и высокой степени полимеризации соеди­нения, входящие в состав битумных материалов, обладают относи­тельно высокой кислотностью. Однако от продолжительного воз­действия концентрированных растворов минеральных кислот би­тумные материалы разрушаются. Битумы и композиции на их осно­ве, изготовленные с применением кислотостойких заполнителей (природных и искусственных), стойки против длительного воздей­ствия серной кислоты при концентрации ее не более 50%, соляной -30%, азотной - 25%, уксусной - 70%, фосфорной - 80%.

Длительное воздействие концентрированных водных растворов (до 40...50%), едких щелочей и карбонатов щелочных металлов при обычной и повышенной температуре вызывает постепенное разру­шение битумных составов. Даже насыщенные растворы извести, например, в бетоне, омыляют битумы. На них не действуют водные растворы минеральных и органических солей. Битумные материалы хорошо противостоят неокисленным органическим кислотам, но в органических растворителях растворяются.

Коррозия битумов приводит к снижению физико-механических свойств асфальтобетона, возникновению в дорожных покрытиях различного рода дефектов.

Дефекты дорожных покры тий (дорожных одежд) - это отклоне­ния геометрических параметров, текстуры и структуры дорожной одеж­ды от нормативных требований. В зависимости от характера, местопо­ложения и величины дефекты подразделяются на следующие виды:

Трещины - дефекты нарушения сплошности дорожного покрытия, возникающие в результате знакопеременной нагрузки, усталостных явлений, температурного расширения и других факторов (рис. 9.1). Увеличение числа и протяженности трещин свидетельствует о начале процесса разрушения дорожной одежды. Для асфальтобетонных по­крытий характерны отдельные, а также частые трещины.

Отдельные трещины - поперечные и косые трещины, не свя­занные между собой, среднее расстояние между которыми - 4 и бо­лее метров. При определении дефектов дорог записывается общая длина трещин в погонных метрах

Частые трещины – поперечные и косые трещины с ответвле­ниями, иногда связанные между собой, но, как правило, не обра­зующие замкнутых фигур; среднее расстояние между соседними трещинами – 1-4 м. При дорожной диагностике измеряется площадь участка с трещинами в квадратных метрах

Сетка трещин – взаимопересекающиеся поперечные, продоль­ные и криволинейные трещины, делящие поверхность ранее моно­литного покрытия на ячейки. Дефекты измеряются в квадратных метрах.

Выбоины – местные разрушения дорожного покрытия, имеющие вид углублений с резко очерченными краями, образовавшиеся за счет разрушения материала покрытия; при диагностике дорог изме­ряются в квадратных метрах. Причинами образования выбоин мо­гут быть недоуплотнение материала в данном месте, применение неоднородного или загрязненного примесями материала, образование трещин или мест повышенного динамического воздействия ко­лес автомобилей из-за неровности покрытия и т.д. Для предотвращения развития выбоин по площади и глубине необходимо прини­мать экстренные меры по их устранению сразу после обнаружения

Заплаты – участки, на которых исходное дорожное покрытие было удалено и заменено сходным или другим материалом; измеряются в метрах квадратных. Являются результатом применения ямочного ремонта, при некачественном выполнении которого ухудшается ровность за счет разности в уровнях поверхности по­крытия и заплат. Заплаты также оказывают влияние на однород­ность яркости покрытия

Колейность - дефект дорожного покрытия, обусловленный на­личием на проезжей части колей - продольных углублений правильной формы в местах наката, систематического приложения на­грузок от колес подвижного состава (рис. 9.12). Колейность образу­ется при значительных (предельных) осевых нагрузках вследствие реологических свойств материалов и недостаточной прочности кон­струкции дорожной одежды. Под влиянием тяжелых автомобилей, при интенсивном движении келейность может прогрессировать и привести к образованию трещин, проломов. Наличие келейности затрудняет выполнение маневров автомобилей, ухудшает водоотвод с покрытия и повышает опасность дорожного движения. При диаг­ностике автомобильных дорог келейность различают по глубине: до 15 мм (рис. 9.13), от 15 до 30 мм (рис. 9.14), свыше 30 мм (рис. 9.15); ее измеряют в метрах погонных.

Ремонтные мероприятия по устранению колеи делятся на две группы:

1. Способы ликвидации колей без устранения или с частичным устранением причин колееобразования:

1) частичное холодное или горячее фрезерование, при котором срезаются гребни вдоль колей, а глубина колей уменьшается до до­пустимых пределов;

2) частичное горячее фрезерование по полосам наката методом Remix и укладки снятого слоя на всю глубину колеи с добавлением нового материала с его перемешиванием и уплотнением;

3) двойная поверхностная обработка или укладка слоя холодных литых асфальтобетонных смесей;

4) укладка тонкого слоя покрытия на всю ширину проезжей час­ти горячим или холодным способом без фрезерования старого покрытия.

2. Способы ликвидации колеи с устранением причин колееобра­зования:

1) ремонт и усиление дорожной одежды с исправлением попе­речного профиля всей проезжей части и укладкой новых, дополни­тельных слоев покрытия, усиление их геосетками и т.д.;

2) перестройка всей старой дорожной одежды, а иногда и укреп­ление или замена грунта верхней части земляного полотна, а также замена дорожной одежды нежесткого типа на одежду с цементобетонным покрытием.

Выкрашивание – разрушение дорожного покрытия в результате потери им отдельных зерен минерального материала – гравийного, щебеночного (на покрытиях переходного типа); за счет потери свя­зи между зернами материала на усовершенствованных покрытиях облегченного типа, а также на капитальных покрытиях нежесткого типа при плохом сцеплении (адгезии) зерен щебня с битумом; при плохом перемешивании смеси, использовании в покрытии некачест­венных материалов; при укладке материала в дождливую или хо­лодную погоду или при недоуплотнении покрытия. При диагности­ке дорог измеряется в квадратных метрах (рис. 9.16).

Шелушение - разрушение поверхности покрытия за счет отде­ления наружных тонких пленок материала, вызванное воздействием воды и отрицательных температур. Особенно интенсивно происхо­дит при частом замерзании и оттаивании покрытия и при использо­вании соляных смесей для борьбы с гололедом. Интенсивность ше­лушения зависит от качества материалов.

Разрушение кромок - разрушение краев покрытия в виде сетки трещин или откалывания его материала (рис. 9.17). Обламывание кромок происходит при переезде колес тяжелых автомобилей через кромку, при ударах колес на стыках цементобетонных плит, а также при недостаточной прочности дорожной одежды в прикромочной зоне. При диагностике автомобильных дорог измеряется в погон­ных метрах. Для предохранения кромок покрытия от повреждения в местах сопряжения их с обочинами устанавливают бордюры, уст­раивают краевые полосы, укрепляют обочины, швы между плитами заделывают мастикой.

Среди приведенных выше дефектов наиболее характерными можно считать трещины. По причинам возникновения они подраз­деляются на температурные и температурно-усталостные. Показа­телем наличия трещин является трещиноватость, которая характе­ризуется индексом трещиноватости

(9.3)

где Т_п, Т_пр, Т_к– длина продольных, поперечных и косых трещин соответственно.