Если конкатенация между асфальтобетонными слоями не соответствует необходимым стандартам, это может привести к недостаточной передаче напряжений по всей конструкции дорожной одежды. В результате этого могут возникнуть дефекты в дорожном покрытии, что потребует дополнительных затрат на ремонт. Если же уровень скрепления между слоями асфальтобетона высок, это способствует более эффективной работе всей конструкции дорожной одежды.

Информация подготовлена при поддержке компании Велес, осуществляющей полный спектр дорожно-строительных работ на территории Московской области, ознакомится подробнее возможно на сайте moscow.roads-pro.ru.

Длительное время, как прежде, в нашей стране, качество сцепления определялось визуально: присутствие межслойного связывания подтверждалось, если при извлечении керна из дорожного покрытия не происходило самопроизвольного отделения слоев. Часто даже стучали по месту слоёв в керне, чтобы убедиться, что они не отделяются друг от друга. Такой метод не давал возможности для количественной оценки качества соединения между слоями асфальтобетона.

Для улучшения текущей ситуации был разработан предварительный национальный стандарт ПНСТ 395–2020 в 2019 году. Этот стандарт позволяет Дорогам России использовать инструментальный метод для оценки качества сцепления асфальтобетонных слоёв при помощи нагрузочной системы Лейтнера.

Введение ПНСТ 395–2020 позволило проводить разнообразные испытания для определения количественных характеристик на образцах, приготовленных в лабораторных условиях. Это открыло возможность исследовать различные виды подгрунтовочных материалов, их количество, а также оценить влияние использования армирующих георешеток на качество сцепления между слоями асфальтобетона. В настоящее время усовершенствование методов для улучшения качества укладки асфальтобетонных слоёв и повышения долговечности дорожного покрытия в целом происходит через разработку национального стандарта Российской Федерации по методике измерения сцепления асфальтобетонных слоев, который будет учитывать основные положения ПНСТ 395–2020 и оценку с использованием инструментального метода.

Теоретические исследования

Для выполнения теоретических исследований проводились сравнительные расчёты напряжённо-деформированного состояния строительных конструкций дорожного покрытия с учётом наличия или отсутствия сцепления между слоями асфальтобетона (например, при наличии спаянных или гладких контактов на границах слоёв). Для проведения таких расчётов применялся алгоритм, описанный в ОДМ 218.3.1.005–2021 "Методические рекомендации по расчёту параметров напряжённо-деформированного состояния многослойных конструкций при воздействии колёсных нагрузок" и реализованный в программе Mathematica. Результаты расчётов демонстрируют, что отсутствие сцепления между слоями асфальтобетона приводит к увеличению упругого прогиба дорожной конструкции на 25–30%, а также к возрастанию горизонтального (растягивающего) напряжения в нижнем слое до 25–35%, что может значительно сократить срок службы дорожного покрытия. Кроме того, результаты исследований показали, что минимальное напряжение сдвига между слоями асфальтобетона должно быть не менее 0,6 МПа.

Лабораторные исследования

В ходе разработки национального стандарта были осуществлены лабораторные исследования, включающие проектирование асфальтобетонных смесей согласно новым национальным стандартам для дорожных покрытий и проведение сравнительных испытаний для оценки влияния различных подгрунтовочных и армирующих геосинтетических материалов на сцепление асфальтобетонов. Для создания лабораторных образцов начинают с уплотнения образца-плиты из асфальтобетонной смеси для нижнего слоя с использованием вальцового уплотнителя. После остывания плиты наносится подгрунтовочный материал с учётом необходимой дозы, при необходимости укладывается армирующая георешетка. Через один-два часа после нанесения подгрунтового материала субстрат помещается в вальцовый уплотнитель, и накладывается верхний слой асфальтобетона. Не ранее, чем через сутки после создания двухслойных образцов, изготавливают цилиндрические испытательные образцы номинальным диаметром 100 мм.

В ходе испытаний было установлено, что вид подгрунтовочного материала оказывает незначительное воздействие на силу адгезии, но для достижения необходимого уровня сцепления его оптимальное количество требует индивидуального подхода в каждом отдельном случае и должно определяться путём предварительных испытаний перед укладкой. Также отмечено, что использование армирующих георешёток может снизить уровень межслойного соединения, но при правильном расходе подгрунтовочного материала минимально необходимое значение напряжения сдвига 0,6 МПа можно обеспечить и при их применении.

Итоги и выводы

С учётом увеличения нормативного срока эксплуатации дорожного покрытия, важно не только осуществлять поэтапный контроль качества применяемых материалов, но также перейти от визуальных методов контроля к использованию инструментальных методов. Кроме того, для более качественной укладки асфальтобетонных смесей может быть важным переход от качественной оценки сцепления между слоями асфальтобетона к его количественной оценке. Внедрение разрабатываемого национального стандарта будет способствовать достижению этих целей и повышению долговечности автомобильных дорог в целом.