УДК 625.09

Особенности методов неразрушающего контроля нежестких дорожныхконструкций

Слободчикова Надежда Анатольевна – кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог Иркутского национального исследовательского технического университета

Гайдук Глеб Дмитриевич – магистрант Иркутского национального исследовательского технического университета

Аннотация: В связи с широким использованием новых методов и технологий в строительстве автомобильных дорог, а также быстро меняющимися условиями эксплуатации, актуальным становится оценка технического состояния нежестких дорожных конструкций. Для этого необходимо использование современных методов оценки структурных свойств и транспортно-эксплуатационных характеристик. В данной статье рассмотрены современные методы неразрушающего контроля и их отличительные характеристики. Проведен технический анализ основных показателей методов, формируется авторский вывод по выявленных в ходе исследования проблемах.

Ключевые слова: строительство дорого, дорожные конструкции, строительство, технологии изысканий, проектирование, государственный контроль.

В условиях быстро меняющейся эксплуатации и широкого применения новых методов и технологий в строительстве автомобильных дорог, становится актуальной оценка технического состояния нежестких дорожных конструкций. Для этого необходимо использование современных методов оценки структурных свойств и транспортно-эксплуатационных характеристик, таких как неразрушающий контроль. Нежесткая дорожная конструкция – это инженерное сооружение, состоящее из нескольких слоев минеральных материалов, связанных органическим вяжущим или уложенных без него, которое предназначено для передачи на земляное полотно нагрузок, возникающих от проезжающего транспорта.

Из-за воздействия различных внешних факторов на дорожную конструкцию, ее уровень соответствия требованиям отраслевых стандартов снижается. Инженер-дорожник должен оценить транспортно-эксплуатационные характеристики конструкции, определить степень соответствия нормативным документам, а также ее основные свойства и параметры:

• модуля упругости слоев дорожной конструкции;
• плотность слоев дорожной конструкции;
• толщины слоев дорожной конструкции;
• коэффициенты демпфирования слоев дорожной конструкции;
• ровность покрытия дорожной конструкции.

Определение значений параметров, таких как модуль упругости, толщина и плотность слоев, коэффициенты демпфирования и ровности покрытия дорожной конструкции, позволяет определить остаточный ресурс дорожной конструкции. Для этой цели используются современные методы и средства неразрушающего контроля, такие как дефлектометр FWD Primax 1500, производства датской компании GRONTMIJ, который позволяет определить модуль упругости слоев дорожной конструкции.

Для определения технического состояния нежестких дорожных конструкций, которые подвергаются быстрой эксплуатации и новым технологиям в строительстве автомобильных дорог, необходимо использовать современные методы неразрушающего контроля. Один из таких методов – дефлектометр FWD Primax 1500 от датской компании GRONTMIJ. Эта установка представляет собой двухосный прицеп со специальным оборудованием для ударного нагружения и комплектом геофонов от 9 до 18 штук. Датчики геофонов регистрируют упругие вертикальные деформации на поверхности покрытия дорожной конструкции. Затем, при помощи аппарата преобразования Фурье, скорость вертикальных колебаний пересчитывается в вертикальные перемещения.

Рисунок 1. Установка динамического нагружения FWD. 1 – механизм ударного нагружения; 2 – датчики-геофоны; 3 – чаша прогибов.

При измерениях на дорожное покрытие сбрасывается груз через систему демпфирующих элементов, которые передают нагрузку через нагрузочную плиту и штамп установки диаметром 30 см. Время контакта штампа и покрытия дорожной конструкции составляет 30 м/сек., что соответствует времени контакта между колесами грузового автомобиля, двигающегося со скоростью 60 км/ч.

Спектр нагружения расположен в диапазоне от 0 до 90 Гц, что полностью отражает картину спектров нагружения, создаваемых проходящим потоком транспортных средств. Импульс нагружения имеет синусоидальную форму.

Кроме того, при использовании управляющего программного обеспечения можно выбрать высоту сброса груза, чтобы смоделировать нагрузку от 7 до 15 кН. Эта установка способна пройти до 40 километров за один день, что является её несомненным преимуществом, позволяющим проводить сплошные измерения чаш упругих прогибов покрытия с относительно малой дискретностью.

Благодаря возможности проводить непрерывные измерения чаш упругих прогибов покрытия с высокой точностью, данная установка может пройти до 40 километров за один день, что является ее существенным преимуществом.

«Сейсмический анализатор дорожного покрытия (SPA-установка) является устройством, позволяющим определить, каким образом дорожное покрытие реагирует на создаваемые вибрации»[3].

«Установка монтируется на прицеп и состоит из следующих частей»[4]:

• площадки для крепления датчиков (B);
• держателей датчиков (D);
• двух пневматических молотков (G, H);
• пневматических цилиндров (C), обеспечивающих подъем и опускание датчиков;
• установки, подающей сжатый воздух (Е);
• пневматических пружин (F).

Благодаря системе датчиков, размещенных на фиксированных расстояниях от молотков, установка может измерять вибрации низкой и высокой частоты, создаваемые молотками при ударах по дорожному покрытию.

Кроме того, оценка толщины конструктивных слоев нежесткой дорожной конструкции может быть произведена с помощью георадара методом георадарного зондирования. Установка, оснащенная георадаром ОКО, позволяет оценить толщину и свойства конструктивных слоев дорожного покрытия.

Этот метод основан на измерении времени, за которое электромагнитная волна преодолевает расстояние от источника до границы раздела двух сред с разными электрическими свойствами и возвращается к приемнику.

Испытания проводятся на автомобиле в скоростном режиме. Определяя время пробега волны, можно установить геометрию слоя и его свойства.

Однако, для эффективного контроля качества дорожной конструкции необходимо, чтобы рабочие, производящие контроль, были должным образом обучены и знакомы с оборудованием, порядком его калибровки и проведения испытания, чтобы правильно интерпретировать полученные данные.

Список литературы

1. СП 48.13330.2019. Свод правил. Организация строительства. (Приказ Минстроя РФ от 24.12.2019 №861/пр).
2. Смирнов А.В. Александров А.С. Механика дорожных конструкций: учебное пособие. Омск: СибАДИ, 2009. 212 с.
3. Строительство и эксплуатация Венгерских автомагистралей. – Будапешт: Гл. инж. бюро Будапешт, дор. упр. М-ва путей сообщения и связи, 1977.
4. Трещева А.И. Повышение эффективности автоматической системы нивелирования асфальтоукладчика // Молодой ученый. 2016. № 21. С. 199-201.
5. Углова Е.В. Теоретические и методологические основы оценки остаточного усталостного ресурса асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: автореф. дисс. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. Волгоград, 2009. 38 с.