В слоях автомобильных дорог из-за многократной нагрузки от транспортных средств на определённых участках образуются неровности в виде прогибов. Они считаются существенными дефектами проезжей части, так как влияют на комфорт при движении автомобилей и на статистику аварийности. Проблема актуальна во всём мире. При этом причины образования просадки изучены недостаточно. Учёные ПНИПУ совместно с производственниками исследовали, как возникают просадки, и предложили конструкцию дорожной одежды, которая позволяет строить автомобильные дороги и улицы более устойчивыми к их образованию.
Исследование опубликовано в «Международном научно-исследовательском журнале», № 10 (136) за 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Совокупность слоёв дорог, или дорожная одежда, бывает жёсткой и нежёсткой. Жёсткая обычно устраивается на автодорожных мостах и отличается тем, что содержит в себе бетон с добавлением цемента или металлической арматуры. А подходы к мостам и путепроводам выполняются из нежёстких или облегчённых конструкций с асфальтобетонным покрытием. Именно на стыке двух разных дорожных одежд возникают прогибы. Причём часто это случается задолго до истечения срока службы верхнего слоя.
В настоящее время стыки дорожных одежд плавно соединяют переходными плитами, но этот способ недолговечен и достаточно быстро приводит к просадкам. Учёные Пермского Политеха предположили, что проблема связана с воздействием от проезжающих по дороге колёс автомобиля. Они провели расчёты сил колёсной нагрузки и выяснили, что крутящий момент, передаваемый от колеса на покрытие, создаёт как бы «завихрение» нагрузки на стыке жёсткой и нежёсткой дорожных одежд. Это становится причиной образования прогибов за счёт преждевременного истирания асфальтобетонного покрытия.
Чтобы уменьшить этот эффект, политехники спроектировали конструкцию соединения двух типов дорожных одежд на участке их стыка. Для этого они использовали между слоями геосинтетическую решётку – строительный материал, который состоит из скреплённых между собой в виде сот полимерных лент. Этот материал позволяет равномерно распределить силы от внешних нагрузок, вызываемых при проезде автомобиля.
– В работе мы рассчитали статические и динамические нагрузки, которые может выдерживать предложенная конструкция. Результаты показали, что такой способ соединения дорожных одежд эффективно защищает их от воздействия автомобилей, тем самым увеличивает срок службы дорожного покрытия и исключает риски потери управления транспортным средством водителями, – рассказывает профессор кафедры автомобильных дорог и мостов Пермского Политеха Альберт Бургонутдинов.
Учёные ПНИПУ нашли новый способ избежать появления ям на участках дорог, прилегающих к мостам и путепроводам. Благодаря их разработке можно обеспечить долговечность дорожных покрытий, сделать передвижение более комфортным и предотвратить возможные автомобильные аварии. Автомобилисты смогут безопасно проезжать на участках стыков дорожных одежд без снижения скорости движения.
Конструкция уже нашла применение на экспериментальном участке автомобильной дороги в Приволжском федеральном округе.
