Эксплуатация автомобильных дорог и их содержание

Беларусь можно отнести к государствам с развитой сетью автомобильных дорог. По состоянию на 1 января 2001 г. общая протяженность дорог на 1000 км территории составляет 320 км. Наиболее напряженно эксплуатируются дороги республиканского значения, которые обеспечивают 70% всех грузовых перевозок автотранспорта. В последние годы значительное увеличение интенсивности движения автомобильного транспорта, в первую очередь, тяжеловесного, привело к увеличению нагрузок на дорожное покрытие.

Влияние на состояние дорог оказывают не только транспорт, но и природно-климатические условия. Наиболее интенсивно воздействию динамических нагрузок и погодно-климатических факторов подвержено покрытие. Климатические условия Беларуси по условиям содержания покрытий являются неблагоприятными. Влажная зима, частые перепады температуры в комплексе с воздействием транспорта оказывают на покрытие разрушительное воздействие. Для поддержания надлежащего транспортно-эксплуатационного состояния существующих дорог, обеспечения непрерывного круглосуточного и безопасного движения автомобилей с учетом возрастания нагрузок и интенсивности движения требуется выполнение различных видов дорожно-ремонтных работ, особенностью которых является высокая материалоемкость, линейность и как следствие — высокая цена, что не всегда могут позволить себе наши дорожники.
Все это требует нового подхода к эксплуатации дорог, поскольку первостепенное значение приобретает как обеспечение безопасного и комфортного движения, так и предотвращение преждевременного снижения основных транспортно-эксплуатационных качеств дороги. При анализе технического и транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог необходимо учитывать достижения отечественной и зарубежной науки, а также прогрессивный опыт, который накоплен в проектных и производственных организациях Республики Беларусь.
Для успешного решения задач повышения качества дорог требуется тесная интеграция всех технологических этапов эксплуатации дорог, которые включают: технический учет и инвентаризацию дорог и дорожных сооружений, сбор и анализ информации о параметрах, характеристиках и условиях работы автомобильных дорог; уход за дорогами, дорожными сооружениями и полосой отвода, поддержание их в чистоте и порядке; проведение работ по содержанию; назначение и выполнение комплекса работ по ремонту дорог и сооружений; озеленение, архитектурно-эстетическое оформление и обустройство дорог; развитие дорожного сервиса; организацию, управление и регулирование движения; осуществление мероприятий по маршрутному ориентированию.
Большое значение в климатических условиях Беларуси имеют условия зимнего содержания автомобильных дорог.
Успешное решение этих задач возможно при условии внедрения в практику эксплуатации новых технологий ремонтных работ, машин и механизмов, использования компьютерных технологий и опыта эксплуатации автомобильных дорог других стран. В дорожном комплексе Республики Беларусь эти задачи успешно решаются.

Комплекс дорожных инженерных сооружений (земляное полотно, дорожная одежда, водоотводные сооружения, водопропускные трубы, мосты, путепроводы и др.) при надлежащей эксплуатации обеспечивают безопасную, высокопроизводительную и непрерывную работу автотранспорта.
Особо значимыми являются вопросы эксплуатации автомобильных дорог, их содержания и ремонта. Построенная и сданная в эксплуатацию дорога находится под воздействием природно-климатических факторов, внешних транспортных нагрузок и внутренних физико-химических свойств материалов.
Постепенно развиваются усталостные явления в дорожной конструкции, физически изнашиваются дорожное покрытие и др. элементы дороги, разрушается поверхность недостаточно укрепленных обочин и откосов в результате эрозии и т.д.
Эксплуатационные качества дороги при этом сильно снижаются.
Основным государственным документом, определяющим правовые, экономические и организационные основы управления автомобильными дорогами, является Закон Республики Беларусь “Об автомобильных дорогах”, принятый в 1994 году.
Республиканским органом государственного управления дорожным хозяйством является Комитет по автомобильным дорогам, который выполняет специальные (исполнительные, контрольные, регулирующие, и др.) функции в области дорожного хозяйства.
На Комитет возлагается задача по проведению единой экономической и научно-технической политики в дорожном хозяйстве, направленной на рациональное развитие и улучшение технического состояния сети автомобильных дорог общего пользования. Комитет осуществляет финансирование дорожного хозяйства, а также управляет государственным имуществом, имеющимся в отрасли.
На Комитет возлагается обеспечение безопасности дорожного движения, осуществление постоянного контроля за содержанием дорог общего пользования и целевым использованием средств, выделяемых на финансирование развития и содержания дорожного хозяйства.
В случае необходимости Комитет вводит временные ограничения (вплоть до прекращения) движения по автомобильным дорогам.
Комитет выполняет регулирующие и контролирующие функции в отношении субъектов хозяйствования, осуществляющих свою деятельность в дорожной отрасли.

Это республиканские унитарные предприятия республиканских автомобильных дорог, проектно-ремонтно-строительные объединения, дорожно-строительные, мостостроительное и строительно-монтажное предприятия, Белорусский центр по диагностике и контролю за состоянием автомобильных дорог (РУП “Белдорцентр”), научно-производственное объединение, проектный институт и другие организации, в состав которых входят около 300 структурных подразделений.
В структуре управления дорожным хозяйством функции заказчика осуществляют государственные предприятия республиканских автомобильных дорог: “Магистральавтодор”, “Бреставтодор”, “Витебскавтодор”, “Гомельавтодор”, “Гродноавтодор”, “Минскавтодор”, “Могилевавтодор”, а подрядные работы в области строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог выполняют организации и фирмы различных форм собственности.
Таким образом, формируется и поддерживается система государственных приоритетов в распределении средств, организации контроля и регулирования при выполнении различных дорожных работ.
Главной задачей дорожной службы является поддержание и непрерывное повышение технического уровня дорог и их эксплуатационного состояния, обеспечение непрерывного круглосуточного и безопасного движения автомобилей с учетом возрастания нагрузок и интенсивности дорожного движения.
Воздействие автомобилей и природных факторов на дорогу и условия движения
Воздействие автомобиля является главной причиной разрушения дорожных одежд. При движении по горизонтальному участку с ровной поверхностью колеса автомобилей передают на дорожную конструкцию вертикальные (нормальные) и горизонтальные (касательные) усилия. При ровном покрытии дорожные одежды испытывают давление колес как кратковременную статическую нагрузку. Продолжительность ее действия колеблется от 0,01 до 0,5 с в зависимости от скорости. При высоких интенсивности и скорости движения нагрузки от колес грузовых автомобилей могут повторяться через каждые 1,5-6 с.

На неровной поверхности давление колес на покрытие то возрастает по сравнению со статическим, то убывает. Отношение напряжения (деформации), вызванного динамическим действием нагрузки, к напряжению (деформации), вызванному статическим действием той же нагрузки, называют коэффициентом динамичности нагрузки.
При движении по ровному покрытию коэффициент динамичности не выходит за пределы 1,15. На неровной проезжей части с повышением скорости до 80 км/ч этот коэффициент возрастает до 3, при дальнейшем росте скорости остается почти постоянным.
Характер нагружения дорожной одежды зависит от интервалов действия нагрузки. Особенно большое влияние оказывает состав транспортного потока (доля в нем тяжелых автомобилей). Под каждым колесом одежда прогибается и затем постепенно восстанавливается, при этом прогиб перемещается за колесом по ходу движения автомобиля (движущийся прогиб).
Наибольший прогиб наблюдается в центре следа колес и уменьшается по мере удаления от центра. Прогиб распространяется от колеса тяжелого грузового автомобиля во все стороны до 3-4 м, образуя упругую чашу прогиба.
Упругая же деформация чаши прогиба с некоторым подъемом покрытия распространяется еще дальше. Чаши прогиба от всех колес автомобиля, частично перекрывая друг друга, охватывают ширину всей полосы движения, т.е. прогиб фактически распространяется на участки, по которым колеса автомобилей даже не проходят. Таким образом, дорожная одежда испытывает прогиб по всей ширине проезжей части.
Для измерений чаши прогиба используется дефлектометр падающего груза. Первоначальные прогибы после постройки дорожной одежды за счет дополнительного уплотнения ее под влиянием движения могут быть отнесены в основном к числу пластических деформаций, а затем, после повторного уплотнения одежды — к упругим, так как после каждого прогиба дорожная одежда практически возвращается в прежнее положение. Однако прогибы, относящиеся к упругим деформациям, не проходят бесследно.

При каждом прогибе составные элементы одежды перемещаются относительно друг друга. Вследствие этого отдельные зерна минеральных материалов, взаимно воздействуя друг на друга, истираются, скалываются, раскалываются, что приводит к их измельчению. В частицах размером менее 0,071 мм, образующихся при этих процессах (например, в щебне из малопрочных известняков), наблюдается капиллярное поднятие в них воды и длительное ее удержание.
Превращаясь во влажную пластическую массу между отдельными твердыми зернами, частицы вместе с водой действуют как смазка, облегчая перемещение зерен, увеличивая размеры прогиба одежды под колесами автомобилей и вызывая дальнейшее ускоренное измельчение материалов. В усовершенствованных покрытиях, минеральный материал которых обработан органическими вяжущими материалами, под влиянием прогибов также происходит измельчение материала, хотя и в меньшей мере. При этом повышается суммарная поверхность зерен, вяжущего становится недостаточно, к тому же, со временем происходит его старение.
Вследствие этих причин покрытие становится более жестким, образуются сначала волосные, затем более широкие трещины, в которые проникает вода, замерзающая зимой, и покрытие постепенно разрушается.
При одном прогибе эти изменения могут быть бесконечно малыми, но за время службы одежды число прогибов исчисляется миллионами, к тому же, они увеличиваются в размерах, поэтому величины остаточных деформаций возрастают.
В результате постоянного воздействия природно-климатических факторов также наблюдаются многочисленные негативные явления: деформации земляного полотна, износ покрытия, различные его дефекты, основными из которых являются выбоины, выкрашивание, колейностъ, проломы, просадки, разрушение кромок, разрушение поверхностной обработки, трещины, сетка трещин, шелушение, смещение смежных плит по высоте. Инженер-дорожник должен хорошо знать особенности взаимодействия автомобиля с дорогой и природные условия каждого участка дороги, чтобы правильно организовать и выполнить работу по обеспечению высоких эксплуатационных показателей дороги.

Подготовил Юрий ЛУКАШЕВИЧ
Окончание следует