Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Шероховатость асфальтобетонного покрытия (асфальта)

Надежное сцепление шин автомобиля с дорогой обеспечивается за счет шероховатости ее покрытия. Она формируется всеми неровностями, которые можно обнаружить в верхнем слое асфальта: выступами и впадинами.


В этой статье мы рассмотрим такие вопросы:

  • От чего зависит шероховатость асфальта
  • Как определяется шероховатость дорожного покрытия
  • На какие виды по шероховатости делят дорожные покрытия
  • Какие существуют требования к шероховатости дорожных покрытий
  • Как увеличить шероховатость асфальта

Давайте остановимся на каждом из них подробнее.

Шероховатая поверхность асфальта

От чего зависит шероховатость асфальта

Асфальтобетон – это композитный материал, который состоит из органического вяжущего (битума), щебня и песка. Битум, в силу своих свойств и малого количества, практически не участвует в создании неровностей рельефа. Здесь на первый план выходит минеральный наполнитель.

Шероховатость зависит от следующих факторов:

  • Содержание щебня
    Зерна песка более-менее одинаковы по форме и размеру, поэтому при трамбовке он образует ровный слой. А в составе асфальта он обволакивается битумом, который еще сильнее сглаживает все неровности. Поэтому при создании шероховатых покрытий отдают предпочтение смесям с преобладанием щебня.
  • Зернистость асфальтобетонной смеси (АБС)
    Чем больше разброс фракций щебня в составе АБС, тем выше будет шероховатость покрытия. Наибольший он у крупнозернистого асфальта (размер частиц до 40 мм), а самый маленький – у песчаного.
  • Чистота покрытия
    Вода, лед, грязь и маслянистые вещества на асфальте снижают сцепление шин с дорогой (иногда – до критически низких значений).
  • Степень износа покрытия
    Со временем даже качественный асфальт стирается под колесами машин, его поверхность шлифуется и сглаживается. Так что по шероховатости старое покрытие всегда будет уступать новому. Решить эту проблему можно путем периодической обработки поверхности.

Первые два фактора учитываются при подборе состава асфальтобетонной смеси. Например, при укладке скоростной магистрали очень важно обеспечить высокую шероховатость, чтобы сделать движение более безопасным. Для этого берут многощебеночные смеси на основе крупного щебня – например, ЩМА-20.

В продолжении статьи мы поговорим о том, как измеряется параметр шероховатости и как он применяется для классификации асфальтобетонных покрытий.

Как определяется шероховатость дорожного покрытия

Основной документ, который устанавливает требования к шероховатости покрытий – это ОДМ 218.3.054-2015. Именно им руководствуются инженеры при проектировании работ.

В нем выделяются два вида неровностей рельефа:

  • Микрошероховатости
    Это неровности на поверхности зерен минерального наполнителя – щебня, гравия, песка и отсева.
  • Макрошероховатости
    Это выступы и впадины на дороге, которые создаются преимущественно зернами щебня.

Микрошероховатости меньше участвуют в создании сцепления с шинами автотранспорта, поэтому ими обычно пренебрегают. А вот на макрошероховатости обращают большое внимание. Они оцениваются по параметру средней глубины впадин.

Этот показатель можно измерять разными способами. Но на практике чаще всего используется метод «песчаного пятна».

Процедура выглядит так:

    1. С помощью мерного стакана отмеряют определенный объем мелкого сухого песка (10, 25 или 50 см3).
    2. Песок высыпают на асфальт и распределяют в форме круга так, чтобы песчинки заполнили впадины между выступами щебня.
    3. Замеряют диаметр получившегося пятна и вычисляют среднюю глубину впадины hср по формуле:
Формула для вычисления средней глубины впадины

Такой метод стандартно используется при сдаче дороги в эксплуатацию и в ходе периодических проверок. Его главный плюс – это простота применения и быстрый результат. Но с технической точки зрения он не очень хорош, поскольку позволяет получать только примерные значения. Ведь частицы песка отличаются размерами и формой, а при заполнении впадин прилегают друг к другу неплотно.

Для получения более точных результатов используются другие методы измерения:

  • Метод стеклянных шариков
    Здесь задействован тот же принцип, что и в методике «песчаного пятна». Но вместо песка используются шарики одинаковой формы с диаметром 0,01 мм.
  • Метод пластины и штангенциркуля
    Глубина впадин измеряется при помощи штангенциркуля, который вводится в отверстия сетчатой металлической пластины. Этот метод хорош тем, что позволяет с большой точностью определять шероховатость мокрых покрытий. Но он очень трудозатратный.
  • Профилометрия
    В рамках этого метода впадины и выступы щебня замеряются при помощи специального прибора – профилометра – игла которого перемещается перпендикулярно поверхности участка.
  • Электроемкостный метод
    Он строится на измерении электроемкости воздушного зазора, который образуется между поверхностью асфальта и уложенным на нее датчиком прибора ВИМС-2.21.
  • Оптические методы
    Это группа бесконтактных способов, которые базируются на особенностях светоотражения гладкими и шероховатыми поверхностями.

Эти методы могут применяться в тех случаях, когда необходимо получить очень точное значение параметров шероховатости – например, в узконаправленных научных исследованиях.

Классификация дорожных покрытий по шероховатости

В ОДМ 218.3.054-2015 также приводится типология покрытий, в основу которой положен показатель средней глубины впадин.

В соответствии с ней выделяются такие виды:

Тип покрытия Средняя глубина впадин, мм Виды асфальта
Нешероховатые (гладкие) Менее 1 Менее 1
Шероховатые Шероховатые Плотный типов В, Г, Гх
Среднешероховатые От 3 до 6 включительно Плотный типов А, Б, В, Г

ЩМА-10

Асфальт с дополнительной обработкой

Сильношероховатые От 6 до 9 включительно Крупнозернистый типов А, Б

Пористый и высокопористый асфальт

ЩМА-15

Асфальт с дополнительной обработкой

Крупношероховатые Более 9 ЩМА-20

Асфальт с дополнительной обработкой

Примечания к таблице:

  • Тип асфальта (А, Б, В, Г, Д) указывает на долю щебня в смеси. Самая высокая (50-60%) она в составах типа А. Типы Г и Д – это песчаный асфальт на искусственном и природном материалах соответственно.
  • По содержанию воздушных пустот после укладки асфальты делятся на плотные (высокоплотные) и пористые (высокопористые). К последним относятся покрытия с остаточной пористостью более 5%.
  • ЩМА-10, ЩМА-15, ЩМА-20 – это щебеночно-мастичный асфальтобетон с максимальным размером зерен 10, 15 и 20 мм соответственно.
  • Под обработкой асфальта здесь понимается нанесение на него специальных составов для увеличения шероховатости покрытия.

Для вашего удобства, ниже мы разместили эту же самую таблицу в виде картинки:

Типология покрытий в зависимости от показателя средней глубины впадин

Больше о классификациях асфальтобетонных смесей вы можете узнать в нашей статье Виды асфальта.

А теперь давайте посмотрим, в каких условиях рекомендуется использовать эти виды асфальтобетонных покрытий.

Требования к шероховатости дорожных покрытий

Роль шероховатости на дорогах переоценить трудно. Гладкое покрытие не может обеспечить хорошее сцепление шин с дорогой, а значит – движение будет небезопасным.

В то же время с увеличением шероховатости появляется и ряд минусов:

  • Растет сопротивление качению
  • Ускоряется износ шин
  • Увеличивается уровень шума

Поэтому при проектировании дорожных работ важно найти золотую середину и подобрать такой тип покрытия, шероховатость которого будет оптимальна в заданных условиях движения.

Эти условия, в соответствии с ОДМ 218.3.054-2015, делятся на:

  • Легкие
    Участки без крутых поворотов и спусков, перекрестков и примыкающих дорог, с коэффициентом загрузки не более 0,3.
  • Затрудненные
    Участки, на которых есть повороты с радиусами 250-1000 м и уклоны от 30 до 60%. Сюда также относятся зоны сужения проезжей части и дороги с легкими условиями движения, если коэффициент загрузки на них находится в пределе от 0,3 до 0,5.
  • Опасные
    Участки с низкой видимостью, резкими спусками и подъемами длиной более 100 м и пересечениями в одном уровне. Сюда также относятся зоны с легкими и затрудненными условиями движения с коэффициентом загрузки выше 0,5.

Соответственно, дорожные работы начинаются с определения условий на конкретной дороге или ее части. Затем под них выбирают вид асфальта, который обеспечит максимальную безопасность с минимальными минусами.

При этом опираются на следующие рекомендации:

Условия движения Условия движения Рекомендуемый тип покрытий
Легкие I и II Шероховатый

Среднешероховатый

III и IV Гладкий

Шероховатый

Среднешероховатый

Затрудненные I-IV Среднешероховатый

Сильношероховатый

Опасные I-IV Сильношероховатый

Крупношероховатый

Для вашего удобства, ниже мы разместили эту же самую таблицу в виде картинки:

Таблица рекомендуемых типов покрытий в зависимости от условий движения и категорий дороги

Есть важный момент, который нельзя не признать: очень многие дороги в России не соответствуют требованиям. Касается это и коэффициента сцепления шин с покрытием.

Причины у этого могут быть разные. Где-то у дорожников не хватило бюджета на покупку качественной АБС, и они положили то, что им продали подешевле. Где-то асфальт просто стерся под колесами машин за годы эксплуатации.

Как сделать движение на таких участках более безопасным без капитального ремонта? На этот вопрос мы ответим в заключительном разделе.

Как увеличить шероховатость асфальта

Для улучшения сцепления шин с дорогой необязательно полностью заменять покрытие. Достаточно будет поверхностной обработки или обустройства слоя износа. Его толщина обычно не превышает 4 см, а на малозагруженных дорогах – 2,5 см.

Применяются такие способы увеличения шероховатости:

  • Обработка покрытия щебнем
    Это обязательный заключительный этап при укладке литого асфальта. Этот материал в чистом виде имеет низкую шероховатость из-за избытка битума и низкого содержания щебня. Поэтому в остывающий верхний слой покрытия вдавливают мелкую щебенку фракции 5-10.
  • Применение битумоминеральных смесей (БММ и БМО)
    Это смеси на основе битума с высоким (55-85%) содержанием щебня. Они позволяют создать сильно- и крупношероховатый рельеф покрытия. Для этого материал разогревают, чтобы придать ему нужную текучесть, и наносят поверх уже уложенного асфальта.
  • Применение литых эмульсионно-минеральных смесей (ЛЭМС)
    Способ аналогичен предыдущему, только вместо битума используются битумные эмульсии. Это позволяет проводить обработку без нагрева смеси, при низкой температуре воздуха и высокой влажности.
  • Устройство слоя износа из щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА)
    Это разновидность асфальта, которая отличается повышенным (70-80%) содержанием щебня и наличием стабилизирующих волокнистых добавок. ЩМА демонстрирует высокие физико-механические показатели и рекомендуется для строительства загруженных дорог. А мелкозернистые составы можно использовать для усиления и повышения шероховатости уже существующих покрытий.

Подведем итог.

Чтобы движение было безопасным, асфальт должен иметь неровности. Только так можно добиться хорошего сцепления шин с дорогой. Шероховатость покрытий оценивается по средней глубине впадин, которая определяется методом «песчаного пятна».

По показателю шероховатости выделяют такие виды покрытий:

  • Гладкие – средняя глубина впадины до 1 мм
  • Шероховатые – от 1 до 3 мм
  • Среднешероховатые – от 3 до 6 мм
  • Сильношероховатые – от 6 до 9 мм
  • Крупношероховатые – более 9 мм

Необходимый вид подбирается исходя из условий движения на конкретном участке дороги – легких, затрудненных или опасных. Если же шероховатость готового покрытия не соответствует нормативам, ее можно увеличить путем поверхностной обработки. Для этого используются битумоминеральные и эмульсионно-минеральные смеси, мелкая щебенка и ЩМА.