Нормативная база дорожной отрасли соответствует лучшим мировым практикам благодаря коллективной работе над документами. Над исследованиями Росавтодора работают Российская академия наук, широкий круг научных и дорожно-строительных организаций, вузов. Уже разработаны комплексы национальных стандартов и отдельные нормативные документы на плотный, литой, теплый, вторичный и холодный асфальтобетон, на ЩМА, защитные слои и слои износа. 

Например, при разработке метода измерения сцепления слоев между асфальтобетонными слоями (ГОСТ Р 70880–2023) было проведено около 100 лабораторных испытаний, затем метод проверяли в реальных условиях на строящихся участках. Так была установлена корреляция показателей напряжения сдвига, полученных на лабораторных образцах, и показателей с кернов, отобранных из дорожного покрытия. 

В настоящее время Росавтодор проводит комплексное исследование методики расчета нежестких дорожных одежд. В разных климатических зонах создаются станции мониторинга напряженно-деформированного состояния дорожной одежды. Целый ряд исследований ведется с целью улучшить диверсификацию материалов, использующихся в дорожном строительстве, в практику внедряются современные материалы с повышенными потребительскими свойствами. 

Кроме того, специалисты развивают теорию расчета конструкций, чтобы повысить их эффективность и рациональнее использовать материалы. 

Новые стандарты на асфальтобетон доказывают свою эффективность: с каждым сезоном по ним работает все больше подрядчиков. Как отметил Сергей Гошовец, Росавтодор ведет мониторинг применения на опытных объектах множества новых технологий и материалов, детально анализируя целесообразность их применения. 

Обновление требований к дорожно-строительным материалам привело к созданию большого фонда современных национальных документов по стандартизации. Теперь при проектировании дорожной конструкции требуется учесть изменения в структуре этих материалов, которые произошли в результате их совершенствования, — современные материалы уже иначе влияют на несущую способность автомобильной дороги.

Так Евгений Симчук прокомментировал сообщение о разработке национального стандарта, устанавливающего правила проектирования нежестких дорожных одежд. Уже опубликована первая редакция документа, его разработкой занимался НИИ ТСК совместно с ООО «НТЦ «ГЕОТЕХНОЛОГИИ» и  Донским государственным техническим университетом. 

— Пожалуй, самое важное в этом документе, что приоритет отдан всем несущим слоям основания, в которых применяются укрепленные материалы. По-другому считается модуль упругости, спаянный или гладкий контакт… Этот стандарт позволит укрепленным материалам иметь преимущество при конструировании нежестких дорожных одежд, — отметил докладчик.

Руководитель НИИ ТСК сообщил, что при разработке нового ГОСТ Р были учтены положения отраслевых стандартов, разработанных в последнее время, принято во внимание более сотни отзывов от членов профессионального сообщества. Также в проекте документа появился раздел касательно специальных элементов дороги, дорожное покрытие на которых можно будет рассчитывать по обновленным требованиям (обочины, площадки отдыха, пешеходные улицы и др.).

Аргумент в пользу укрепленных материалов в дорожном основании (здесь и далее — изображения из презентации Евгения Симчука). При схожих конструкциях, практически идентичных нагрузках и температуре (объекты в Рязанской и Саратовской областях) растягивающие напряжения на несвязном слое значительно выше, чем на связном. 

По составу разнятся лишь слои основания. Слева — щебень 31,5–63 мм толщиной 32 см, справа — щебень 31,5–63 мм толщиной 36 см и органоминеральная смесь с комплексным вяжущим ХО 32 ЭМ 4 % + 4 % толщиной 22 см.

Как заметил докладчик, даже при устройстве третьего слоя асфальтобетона в конструкции с несвязным слоем основания напряжения на нем были вдвое больше, чем на связном слое с двумя асфальтобетонными слоями.

— Будущее сохранности наших дорог, по нашему убеждению, в активном применении укрепленных несущих слоев основания, — заключил Евгений Симчук.

С помощью программного комплекса SIGMApro дорожники могут рассчитывать напряженно-деформированное состояние дорожной одежды многослойной конструкции без приведения ее к двухслойной. Практика таких расчетов показала, что разница показателей напряжения и деформации между результатами расчета в двухслойных и многослойных моделях может достигать 30 %, и теперь требуемую капитальность удастся определять точнее.

Для верификации расчетов НИИ ТСК по заданию Росавтодора исследует поведение дорожной одежды при различных воздействиях. Исследования ведутся по трем направлениям: 

  • создание станций мониторинга напряженнодеформированного состояния дорожных одежд и водно-теплового режима;
  • исследование влияния современного грузового транспорта на напряженно-деформированное состояние дорожных конструкций;
  • разработка нового метода прогнозирования накопления усталостных повреждений в слоях асфальтобетона.

Евгений Симчук подробно рассказал о первых результатах мониторинга с помощью станции, установленной на трассе М-5 «Урал» в Рязанской области. Пока это единственная работающая в полной мере станция мониторинга, но и по полученным с нее данным исследователи смогли сделать новые выводы.

В частности, выяснилось, что не весна или осень с высокой влажностью и переходами через ноль, а жаркое лето — худший сезон для работы дорожной одежды, судя по собранным показателям ее несущей способности. Модуль упругости падает при повышении температуры, и это критично сказывается на напряженно-деформированном состоянии дорожной одежды. Самые высокие показатели растягивающей деформации, а также давления на рабочий слой земполотна были получены именно летом.

— Посмотрим, что покажут станции в других климатических зонах, но уже видно, что на современные дорожные конструкции температура влияет больше, чем влажность среды. Тенденция несколько иная, чем написано в наших учебниках. Это заставляет задуматься, куда мы в своих исследованиях пойдем дальше, — резюмировал Евгений Симчук.

Для дополнительного мониторинга температуры слоев асфальтобетона в 2023 году были устроены станции в Ленинградской, Ростовской и Рязанской областях, а также в Краснодарском крае. Они каждые полчаса записывают температуру воздуха и асфальтобетонных слоев, предоставляя исследователям обширный массив данных практически в реальном времени.

Как объяснил Евгений Симчук, капитальность современных дорожных конструкций такова, что вода попросту не проникает вниз так, как раньше, на менее капитальных дорогах. Толстые слои асфальтобетона почти совсем не дают ей попасть в рабочий слой земляного полотна.

Поэтому значение фактора влажности для состояния дорожной одежды снижается, на первый план выходит влияние температуры, особенно летом. 

В статье используются материалы из источника:

https://rosavtodor.gov.ru/storage/app/media/dr_2024/drblock012024veb.pdf