УДК 625.8
АНАЛИЗ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ ПО ВОПРОСАМ КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАКРОШЕРОХОВАТОСТИ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
Янковский Л.В.
ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Министерство образования и науки Российской Федерации, Пермь, Россия, (614990, г. Пермь, Комсомольский просп., д. 29), e-mail: yanekperm@yandex.ru
В статье рассмотрен анализ нормативных документов по вопросам контроля и оценки качества макрошероховатости дорожных покрытий. В России, Казахстане и Франции при приемке устроенной и эксплуатируемой шероховатой поверхностной обработке оценивают шероховатость поверхности приборами, либо методом «песчаное пятно». Требования по странам и по нормативным документам различаются. Для условий России коэффициент сцепления нормирован в СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги и в ВСН 38-90, в течение срока эксплуатации. Принципиальные различия в величине требований и отсутствие требований по коэффициенту сцепления к сдаваемой шероховатой поверхностной обработке, делают необходимым в дальнейшем постановку НИР по обоснованию требований к коэффициенту сцепления устроенной шероховатой поверхностной обработке для всех стадий эксплуатации.
Ключевые слова: макрошероховатость, параметры макрошероховатости, шероховатая поверхность, дорожное покрытие, контроль качества
ANALYSIS OF NORMATIVE DOCUMENTS CONCERNING CONTROL AND THE ASSESSMENT OF QUALITY OF THE MACROROUGHNESS OF ROAD CARPETS
Yankovsky L.V.
Perm national research polytechnical university, Perm, Russia
(614990, Perm, Komsomol avenue, 29), e-mail: yanekperm@yandex.ru
In article the analysis of normative documents concerning control and an assessment of quality of a macroroughness of road carpets is considered. In Russia, Kazakhstan and France at acceptance to the arranged and operated rough surface treatment estimate surface roughness devices, or by the "sandy spot" method. Requirements for the countries and for normative documents differ. For conditions of Russia clutch coefficient нормирован in Construction Norms and Regulations 2.05.02-85 Highways and in All-Russian construction norms 38-90, during operation term. Basic distinctions in the size of requirements and lack of trebokvaniye on clutch coefficient to the handed-over rough surface treatment, do necessary further statement of SRW on justification of requirements to coefficient of clutch to the arranged rough surface treatment for all stages of operation.
Keywords: macroroughness, macroroughness parameters, rough surface, road carpet, quality control
В современных сложившихся экономических и производственных условиях транспортного строительства все большое значение уделяется применению дорожных инновационных технологий при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Качество работ выходит на первое место при сдаче дорожных объектов в эксплуатацию. Макрошероховатость поверхности существенно влияет на показатели качества дорожного покрытия, поэтому контроль и оценка качества этих работ является актуальным вопросом для исследования [1, 2, 3, 4].
Метод оценки качества устройства ШПО в России нормирован государственным стандартом СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» [5] и ведомственным стандартом ВСН 38-90 по техническим указаниям по устройствам дорожного покрытия с шероховатыми поверхностями [6]. Оба документа при приемке устроенной ШПО требуют измерять коэффициент сцепления и среднюю глубину впадин макрошероховатости.
Коэффициент сцепления измеряется динамометрическим прибором ПКРС-2У, а также прибором ППК-МАДИ. Замеры сцепных свойств покрытия выполняются на трех участках каждого километра автомобильной дороги. Измерение проводят вдоль оси проезжей части дороги и по полосам наката с левой стороны каждой из полос.
Сцепные качества дорожного покрытия считаются удовлетворительными, если соблюдены условия по обоим параметрам: коэффициент сцепления и величина средней глубины впадины макрошероховатости, определяемая способом «песчаного пятна».
Согласно ВСН 38-90 качество ШПО оценивают коэффициентом вариации глубин неровностей макрошероховатости и коэффициентом равномерного распределения щебня.
Величина коэффициента вариации средней глубины впадин макрошероховатости определяется по формуле [6]:
Сн = δн / нср (1)
где Сн - коэффициент вариации средней глубины впадин макрошероховатости; НСР - среднее значение глубины неровностей, мм; ∆н - среднеквадратичное отклонение глубины отдельных впадин макрошероховатости.
Полученный коэффициент Сн, при отличной качественной оценке, не должен быть больше 0,15.
Параметр равномерности распределения щебня по дорожной поверхности определяются прямоугольной рамкой размером 0,1х0,2 м, внутри которой считают количество зерен.
Вычисления производят 10 раз (участок дороги 1000 м). Затем определяется среднее количество зерен щебня в пределах рамки площадки и среднеквадратичное отклонение отдельных результатов измерений δт от средних значений, подсчитываемое по формуле [6]:
δ = (Σmi-m)2 / (n-1) , (2)
где δm - среднеквадратичное отклонение результата различных измерений от средних значений; mi - число зерен щебня находящихся внутри контура рамки, шт.; m-среднее число зерен щебня , шт.; n - число измерений.
Коэффициент вариации определяют по формуле:
Сm = δm / m (3)
Полученный коэффициент вариации Cm также не должен превышать 0,15 (для отличной оценки качества).
Требования к коэффициенту вариации глубины впадин макрошероховатости позволяют обеспечивать необходимый размер зерен, т. е. их однородность. Несоблюдение параметра влияет на коэффициент сцепления.
Требования к коэффициенту вариации равномерности распределения щебня позволяют обеспечить однородность распределения щебня по поверхности, косвенно расход. Несоблюдение данного параметра влияет на обеспечение коэффициента сцепления.
Требования ВСН 38-90 позволяют обеспечить основное потребительское качество устроенной шероховатой поверхностной обработки, требуемого движением автомобилей коэффициента сцепления, а также косвенно износ ШПО.
Вместе с тем в ВСН 38-90 и СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» напрямую не оцениваются показатели, характеризующие качество выполненной работы: «расход щебня», «приживаемость щебня», «равномерность распределения вяжущего», «проплешины» и неоднородность дорожной поверхности.
Коэффициент по равномерному распределению щебня на поверхности покрытия дороги, который определятся прямоугольной рамкой размером 0,1 х 0,2 м, является среднеквадратичным отклонением результата отдельного измерения среднего значения, полученного по итогам десяти измерений, не учитывает необходимое количество щебня на поверхности ШПО. Комплексный показатель качества не определяется.
Метод оценки качества поверхностных обработок, применяемый в Республике Казахстан заключается в следующем.
По ВСН 31-83 Инструкции по устройству поверхностной обработки оценка качества ШПО определяется по комплексному показателю Р, по формуле [7]:
Р = 6 Р1 + 2 Р2 + Р3 , (4)
где: Р1 – показатель качества по величине коэффициента сцепления, баллы; Р2 – показатель качества по величине коэффициента приживаемости, баллы; Р3 – визуальная качественная оценка однородности поверхности, баллы.
Коэффициент сцепления шины транспортного средства с увлажненной поверхностью определяется прицепным прибором ПКРС-2У. Измерение всех показателей качества производят через одну неделю после завершения работ по изготовлению шероховатой поверхности.
Коэффициент приживаемости определяется, как отношение количества (кг/м2) прижившегося щебня, к норме расхода щебня, по формуле:
К = (П1 - П2) / П1 , (5)
где П1 - норма распределения щебня в зависимости от фракции в соответствии с ВСН 31-83, кг/м2; П2 - вес неприжившегося щебня, кг/м2.
Вес неприжившегося щебня П2 определяется следующим образом. На оцениваемый участок с ШПО укладывается квадратная металлическая рамка со сторонами 71 см (площадь 0,5 м2). Затем берется навеска щебня той же фракции, из которой устроена ШПО, в количестве 3 кг и раскладывается в пределах рамки в тех местах на покрытии, где щебень отсутствует.
Полученная поверхность ШПО должна быть слоем в одну щебенку. После этого определяется разница в весе между первоначальной навеской и оставшейся. Для получения веса неприжившегося щебня П2 на 1 м2 этот результат необходимо удвоить.
Оценка качества ШПО по приживаемости производится через каждые 150-200 м. Среднее значение замеров определяет искомые характеристики данных показателей на участке.
Анализируя метод оценки качества ШПО, изложенный в ВСН 31-83, можно сделать следующие выводы:
Требования по коэффициенту сцепления по ВСН 31-83 для оценки «удовлетворительно» соответствуют СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги». Для оценки «отлично» они выше, чем в СНиП 2.05.02-85 и превышают данные требования на стадии ввода в эксплуатацию. Требования на оценку «отлично» могут оказаться недостижимыми. Требования к коэффициенту сцепления так же, как по ВСН 38-90, направлены на обеспечение безопасности движения транспортных средств. Они достигаются прочностью каменного материала, отсутствием «лещадки», формой зерен, расходом битума.
Параметр «коэффициент приживаемости» характеризует качество работ. Через него оценивается адгезия между щебнем и битумом, качество очистки поверхности покрытия. Параметр «однородность поверхности» характеризует качество работ: наличие «пропусков» и «потеющих мест».
Таким образом, в отличие от ВСН 38-90, в инструкции ВСН 31-8 достаточно полно сформулированы требования к качеству работ.
Во Франции по параметрам «приживаемость» и «однородность поверхности» на готовых участках шероховатой поверхностной обработки, качество оценивается по допустимым значениям показателей:
шероховатости, определяемому методом «песчаное пятно»;
оценке внешних дефектов, определяемой с помощью рамки.
Согласно норме Франции NF Р 98-160 измерение шероховатости осуществляют методом «песчаное пятно» NF Р 98-216-1 измерение осуществляется в следующей последовательности [8, 9]. На участке с устроенной ШПО из мерного цилиндра высыпают известный объем песка. Разравнивают по поверхности штампом и замеряют полученные диаметры линейкой.
По полученным данным вычисляют значение шероховатости по формуле:
Нsv = 31831 / d2 , (6)
где Hsv - значение шероховатости, мм; d - среднее значение диаметра песчаного пятна, мм.
На участке протяженностью 500 м выполняют 5 измерений и вычисляется среднее значение.
Оценку внешних дефектов, наличие «выкрашивания», «залысин», «выпотевания», «гребенки» и др., по норме Франции ХР Р 98-277-1, осуществляют с помощью рамки.
Общую площадь дефектов на участке определяется по формуле:
Sд = 0,5 х (Sвыкр + Sгр) + Sвып+Sзал , (7)
где Sд - общая площадь дефектов на участке, м2; Sвыкр - общая площадь выкрашивания на участке, м2; Sгр - общая площадь гребенки на участке, м2; Sвып - общая площадь выпотевания на участке, м2; Sзал - общая площадь залысин и других дефектов на участке, м2;
Оценка внешних дефектов на участке определяется по формуле:
V = (Sд / Sу) х100 , (8)
где V - оценка внешних дефектов на участке, %; SД - общая площадь дефектов на участке, м2; Sу - общая площадь участка на котором производилось измерение, м2.
Таким образом, во Франции оценивают значение макрошероховатости по методу «песчаного пятна», обеспечивающее требования к сцеплению поверхности с колесом автомобиля, также обеспечивающее безопасность движения. Оценка по наличию внешних дефектов: «выкрашивание», «залысины», «гребенка», «выпотевание» и др., в целом аналогична казахстанскому методу (кроме «гребенки»).
Допускаемые требования в процентах от площади дифференцированы по интенсивности движения грузовых автомобилей.
Французская методика оценки внешних дефектов более совершенна, чем казахстанский метод оценки качества обработки по приживаемости и российского метода определения равномерности распределения щебня по поверхности покрытия.
Французская методика включает определение площади дефектов, которые влияют на состояние ШПО. Методика проста и доступна. Проведен сопоставительный анализ требований к качеству ШПО, применяемых в России, Казахстане и Франции.
В России, Казахстане и Франции при приемке устроенной и эксплуатируемой шероховатой поверхностной обработке оценивают шероховатость поверхности прибором ПКРС-2У, либо методом «песчаное пятно».
Требования по странам и по нормативным документам различаются. Для условий России коэффициент сцепления нормирован в СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги и в ВСН 38-90, в течение срока эксплуатации. Причем в последних не содержатся требования по коэффициенту сцепления на стадии приемки устроенной ШПО.
Принципиальные различия в величине требований и отсутствие требований по коэффициенту сцепления к сдаваемой ШПО, делают необходимым в дальнейшем постановку НИР по обоснованию требований к коэффициенту сцепления устроенной ШПО для всех стадий эксплуатации шероховатой поверхностной обработки.
Требования к качеству работ, характеризуемых наличием дефектов: «выкрашивание», «залысины», «гребенка», «выпотевание» и др. в ВСН 38-90 отсутствуют. В то же время, эти дефекты часты, срок службы ШПО в России в два раза ниже, чем во Франции. Следовательно, их необходимо контролировать. Сопоставление требований, характеризующих качество работ, по рассматриваемым странам приведено в таблице.
Таблица
Сопоставление требований, характеризующих качество работ,
по рассматриваемым странам
Параметры
|
Россия
(ВСН 38-90)
|
Казахстан
(ВСН З1-83)
|
Франция
|
Коэффициент
вариации равномерности распределения
|
«отлично» - 0,15
|
не оценивается
|
не оценивается
|
2. Коэффициент приживаемости
|
не оценивается
|
не ниже 0,95 - «отлично»; не ниже 0,85 - «хорошо»;
не ниже 0,75 -
«удовлетворительно»
|
не оценивается
|
3. Пропуски в виде полос шириной >10см
|
не оценивается
|
отсутствуют
- «отлично»;
не более 1% площади - «хорошо»;
более 1% - «удовле-творительно»
|
не оценивается
|
4. Потеющие места
|
для дороги
II категории:
допустимый -1%;
средний - 0,7%;
высокий - 0,5%
|
отсутствуют -
«отлично»;
не более 0,2 % площади - «хорошо»; более 0,2 % - «удовлетворительно»
|
не оценивается
|
5. Внешние дефекты: «выкрашивание», «залысины», «гребенка», «выпотевание»
|
не оценивается
|
«отлично» - ≤ 5%; «хорошо» - ≤ 15,2%; «удовлетворительно» - ≤ 26,2%
|
≤ 5%
|
Данные таблицы показывают, что требования к устройству ШПО в Казахстане на «отлично» (параметры 2+3+4) соответствуют требованиям Франции. Можно предварительно сделать вывод, что требования Франции по внешним дефектам достаточно жесткие, но достижимые.
Выводы:
1. В России, Казахстане и Франции при приемке устроенной и эксплуатируемой шероховатой поверхностной обработке оценивают шероховатость поверхности прибором ПКРС-2У, либо методом «песчаное пятно».
2. Требования по странам и по нормативным документам различаются. Для условий России коэффициент сцепления нормирован в СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги и в ВСН 38-90, в течение срока эксплуатации. Причем в последних не содержатся требования по коэффициенту сцепления на стадии приемки устроенной ШПО.
3. Принципиальные различия в величине требований и отсутствие требований по коэффициенту сцепления к сдаваемой ШПО, делают необходимым в дальнейшем постановку НИР по обоснованию требований к коэффициенту сцепления устроенной ШПО для всех стадий эксплуатации шероховатой поверхностной обработки.
Список литературы
Организационно-экономический механизм инновационной деятельности дорожного хозяйства / С. П. Аржанухина, А. А. Сухов, А. В. Кочетков, Л. В. Янковский // Инновационный Вестник Регион. 2012. № 4. С. 40-45.
Перспективы развития инновационной деятельности в дорожном хозяйстве / А. В. Кочетков, Л. В. Янковский // Инновационный транспорт. 2014. № 1 (11). С. 42-45.
Совершенствование методов нормирования макрошероховатых дорожных покрытий с учетом безопасности дорожного движения: монография / А. В. Кочетков, А. В. Чванов, Л. В. Янковский. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2015. – 154 с.
Standardization of Roughness of Products of the Machine-Building Industry on the Basis of Variable Height Indicator of Ledges and Variable Depth Indicator of Hollows as an Extension of State Standard GOST 2789–73 / A.V. Kochetkov, L.V. Yankovsky, Zh. N. Kadyrov // Chemical and Petroleum Engineering (2014). Volume 50, Issue 1-2, June 2014, Pages 50-57.
СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» / Госстрой России. – Введ. 01.01.86. – М. : ГУП ЦПП, 1996.
ВСН 38-90 «Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью». – М. : Транспорт, 1990. – 59 с.
ВСН 31-83 «Инструкции по устройству поверхностных обработок».
NF Р 98-160 Revetement de chausses – Enduit superficiel d’usure – Specifications.
NF Р 98-216-1 Essai relatifs aux chausses - Determination de lamacrotexture. Partie 1: Essai de hauteur au sable vraie.
References
1. Organizatsionno-ekonomicheskii mekhanizm innovatsionnoi deiatel'nosti dorozhnogo khoziaistva / S. P. Arzhanukhina, A. A. Sukhov, A. V. Kochetkov, L. V. Iankovskii // Innovatsionnyi Vestnik Region. 2012. № 4. S. 40-45.
2. Perspektivy razvitiia innovatsionnoi deiatel'nosti v dorozhnom khoziaistve / A. V. Kochetkov, L. V. Iankovskii // Innovatsionnyi transport. 2014. № 1 (11). S. 42-45.
3. Sovershenstvovanie metodov normirovaniia makrosherokhovatykh dorozhnykh pokrytii s uchetom bezopasnosti dorozhnogo dvizheniia: monografiia / A. V. Kochetkov, A. V. Chvanov, L. V. Iankovskii. – Perm': Izd-vo Perm. nats. issled. politekhn. un-ta, 2015. – 154 s.
4. Standardization of Roughness of Products of the Machine-Building Industry on the Basis of Variable Height Indicator of Ledges and Variable Depth Indicator of Hollows as an Extension of State Standard GOST 2789–73 / A.V. Kochetkov, L.V. Yankovsky, Zh. N. Kadyrov // Chemical and Petroleum Engineering (2014). Volume 50, Issue 1-2, June 2014, Pages 50-57.
5. SNiP 3.06.03-85 «Avtomobil'nye dorogi» / Gosstroi Rossii. – Vved. 01.01.86. – M. : GUP TsPP, 1996.
6. VSN 38-90 «Tekhnicheskie ukazaniia po ustroistvu dorozhnykh pokrytii s sherokhovatoi poverkhnost'iu». – M. : Transport, 1990. – 59 s.
7. VSN 31-83 «Instruktsii po ustroistvu poverkhnostnykh obrabotok».
8. NF R 98-160 Revetement de chausses – Enduit superficiel d’usure – Specifications.
9. NF R 98-216-1 Essai relatifs aux chausses - Determination de lamacrotexture. Partie 1: Essai de hauteur au sable vraie.
Об авторе:
Янковский Леонид Вацлавович — канд. техн. наук, доцент кафедры «Автомобили и технологические машины» Автодорожного факультета ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия, (614990, г. Пермь, Комсомольский просп., д. 29), e-mail: yanekperm@yandex.ru.
Шифр основной специальности - 05.23.11
Рецензент: д.т.н., проф. Кочетков Андрей Викторович, СГТУ.
|
