Пропускная способность, безопасность и долговечность современных автотрасс зависит от качества проектно-строительных работ. Недостаточно разработать проектное решение, поскольку необходимо последовательно проконтролировать и все этапы его реализации. На начальных стадиях строительства автодороги неоценимой может оказаться помощь лаборатории «СтройЭкспертЭкология», в составе которой имеется необходимое оборудование и штат опытных специалистов.
При планировании дорожного строительства учитывается нынешнее и будущее использование транспортной системы данного региона, чтобы обеспечить максимальное обслуживание с минимальными финансовыми и экологическими затратами. Основная цель этого этапа состоит в том, чтобы установить конкретные цели и направления развития дорожной сети. такие цели должны быть результатом скоординированных усилий дорожного инженера-землеустроителя, лесничего, геолога, почвоведа, гидролога, биолога и других работников. Схема дорожной сети будет определять общую площадь участка, прежнюю структуру которого нарушит начало дорожного строительства.
Идеальная схема прокладки автотрассы должна обеспечивать:
- Наименьшую плотность дорожного полотна на единицу площади, которая выводится из прежнего применения.
- Сохранение минимальных расстояний перевозки грузов и людей.
- Наименьший уровень расходов на строительство и техническое обслуживание.
- Возможность перспективного совершенствования всех элементов автомобильной дороги.
Ряд критериев прокладки дорожного полотна могут перекрываться или действовать параллельно:
- Связь расположения и дизайна дороги с общими природными ресурсами зоны строительства;
- Экологическая безопасность эксплуатации;
- Детализация дорожных планов и спецификаций;
- Написание инструкций по выполнению сопутствующих проектных решений.
При проверке качества автомобильной дороги внимание должно уделяться не только правильности подготовленного земляного полотна, но и трудоёмкости работ по ремонтно-техническому обслуживанию, среди которых ремонт водопропускных труб и насыпей, обустройство тротуаров, облицовка кюветов/канав, устройств для улавливания наносов и др.
Если объективный анализ, проведенный квалифицированными специалистами строительно-испытательной лаборатории, указывает на серьезные проблемы с эрозией, то первоочередной задачей должно стать уменьшение эрозионных воздействий. В некоторых районах это обуславливает выбор мест расположения контрольных точек или может фактически исключить определенные районы из рассмотрения для строительства дороги в результате неблагоприятных социальных или экологических издержек, связанных с развитием территории в экономических целях.
Экспертная оценка качества подготовки земляного полотна
Земляное полотно, подготовленное к укладке финишного покрытия, должно удовлетворять следующим задачам:
- Обеспечивать заданную пропускную способность, которая, в свою очередь, разграничивается по количеству полос движения и упорядоченности трафика.
- Полностью сохранять свою работоспособность при заданных объёмах перевозок и грузоподъёмности транспортных средств.
- В любое время года обеспечивать безопасный проезд экстремальных видов транспорта, имеющих предельные размеры по ширине и длине.
- Предусматривать наилучшие возможности для управления движением, включая контрольные пункты для подразделений ГИБДД, а также для камер дистанционного контроля и связи.
- Обеспечивать адекватность затрат пользователей уровню предоставляемых удобств (наличие АЗС, пунктов питания и отдыха, зон для эвакуаторов).
- Обустраивать безопасные уклоны, учитывающие топографические особенности местности.
Дорожное покрытие должно быть гладким и стабильным по своей структуре, выделяя в процессе эксплуатации минимальное количество пыли.
При оценке дизайна земляного полотна оцениваются его длина и ширина в целом, а также площади и расположение отдельных участков автодороги, в частности, зон с повышенными опасностями. Эти элементы подвергаются тестированию, цель которого –добиться максимального соответствия целей проекта ранее согласованным целям управления. Например, на более крутых склонах вертикальное выравнивание земляного полотна оказывает более заметное влияние на скорость движения, чем горизонтальное выравнивание. Следовательно, для увеличения скорости поверхность и горизонтальное выравнивание не следует улучшать, т.к. контролирующим элементом является уклон дороги.
Наша испытательная лаборатория выполняет оценку качества земляного полотна по следующим показателям:
- Сопротивление деформации под нагрузкой;
- Жёсткость;
- Несущая способность.
В целом, чем более устойчиво к деформации земляное полотно, тем большую нагрузку оно может выдержать до достижения критического значения деформации. Хотя при оценке материалов земляного полотна учитываются и другие факторы (например, усадка/набухание), жёсткость является наиболее распространенной характеристикой.
Жесткость полотна мы оцениваем с помощью простого теста, при котором сравнивается несущая способность материала с с аналогичной характеристикой хорошо отсортированного щебня, размеры частиц которого не превышают 20 мм.
Для оценки сопротивления материала деформации, используется методика, основанная на определении отношения передаваемого бокового давления к приложенному вертикальному давлению на материал.
Тест, используемый для оценки модуля упругости (отношения напряжения к деформации материала) заключается в том, что к образцам материалов, составляющих земляное покрытие, применяется повторяющееся осевое циклическое напряжение с фиксированной величиной, продолжительностью нагрузки и длительностью цикла. Предполагается, что приложение циклической нагрузки более точно имитирует фактическую загрузку трафика будущей автотрассы.
Оценка эксплуатационной стабильности дорожного полотна
Испытания дорожного полотна проводятся в полевых условиях и заключаются в контроле геометрических показателей – влажности и однородности профиля в различное время года, стабильности значений откосов, углов и других характеристик.
Индикатором потенциальных областей, подверженных скольжению или искажению геометрии полотна, является:
- Тип ландшафта, который содержит впадины и неровности, возникшие в результате оползней. Некоторые участки, покрытые особенно неэффективным материалом, имеют склонность к выветриванию и подвержены разрушениям от сильных дождей. При эксплуатации они приобретут характерный бугристый вид. На этих территориях часто встречаются участки стоячей воды. Их признаком считается наличие некоторых видов растений – гидрофитов, указывающий на низкий уровень грунтовых вод;
- Наличие деревьев, стволы которых отклонены от вертикали. Причина – периодическое скольжение грунта при его сползании. Это – устойчивые признаки нестабильности склонов в районах с повышенной влажностью;
- Наличие внутренних напряжений в земляном полотне, которые часто перемежаются трещинами от растягивающих напряжений в почвенном покрове. Эти особенности могут быть скрыты растительностью, но являются определенным показателем активного смещения материала дорожного полотна;
- Изменение цвета дорожного полотна. Когда в почвенной мантии периодически присутствуют подземные воды, соединения железа, присутствующие в почве, окисляются с образованием характерных оранжевых или красных пятен. Если уровни грунтовых вод более стабильны в течение сезона дождей, происходит восстановление железа, придающее профилю почвы серый или голубовато-серый цвет. Наличие таких пятен может указывать на необходимость особого внимания к местоположению и конструкции дороги, например, на необходимость дренажа или даже изменения материала земляного полотна.
Для проведения подобных работ мы используем датчики давления, переносные дилатометры, зонды и другие испытательные устройства.
Заключение
Качественные методы анализа, отработанные коллективом испытательной лаборатории «СтройЭкспертЭкология», включают субъективные и объективные оценки относительной стабильности дорожного полотна с использованием почвенных, геологических, топографических и климатических показателей. Источниками данных, помимо осуществляемых нашей лабораторией результатов испытаний, могут быть аэрофотоснимки, карты и систематические полевые наблюдения. Итоговая оценка, полученная в полевых условиях, вводится в эмпирическую модель устойчивости, компьютерно обрабатывается, а полученные выводы и рекомендации передаются клиенту.
В практике испытаний специалисты лаборатории строго придерживаются технических норм и требований ГОСТ 19912-2012 и ГОСТ20276-2012. Это даёт возможность воспроизвести полученные результаты в любых других условиях.
Одновременно с оценкой качества дорожного полотна в лаборатории проводятся комплексные испытания по изменению геометрических параметров действующей автомобильной дороги. Такие испытания включают тестирование качества поверхности финишного дорожного покрытия, показатели фактической динамической нагрузки на покрытие, определение текущего состояния отдельных его элементов. Подобные варианты тестирования часто заказываются ремонтно-строительными организациями, которые осуществляют постоянный надзор за текущим качеством эксплуатируемых автотрасс.
Воспользовавшись предоставляемыми нами услугами, строители и проектировщики смогут существенно ускорить прокладку новых (или восстановление действующих) автомобильных дорог, сэкономив при этом значительные средства и время.