Детальная информация

Работа посвящена технико-экономическому и эксплуатационному обоснованию эффективности применения высокопористых асфальтобетонных покрытий (на примере ДА-16) для оперативного водоотвода с проезжей части федеральной трассы М-10 «Россия» в условиях избыточного увлажнения Ленинградской области, а также разработке комплекса мер по борьбе со структурным заилением пор. Задачи, которые были решены в ходе исследования: 1. анализ влияния климатических факторов II дорожно-климатической зоны и транспортных нагрузок на эксплуатационное состояние дренирующих покрытий; 2. изучение нормативно-технических требований к пористым каркасным смесям и принципов обеспечения контакта «stone-to-stone contact»; 3. лабораторное моделирование динамики кольматации открытых пор натурным грунтом, оценка изменения прочностных и фильтрационных свойств материала; 4. разработка технологического регламента сезонного содержания покрытия и превентивных мер защиты для обеспечения долговременной безопасности движения  5. экономическое обоснование эффективности проектных решений методом оценки стоимости жизненного цикла. Эффективность дренирующего слоя и его эксплуатационные качества оценивались в рамках комплексного экспериментально-теоретического подхода. На стадии лабораторных испытаний проводились замеры основных гидрофизических свойств смеси ДАС-16, включая уровень фильтрации, плотность и водонасыщение. Показатели фиксировались для двух состояний асфальтобетона — чистого и подвергнутого искусственному заилению. Чтобы смоделировать поведение конструкции в условиях постоянной влажности, применялась процедура ускоренного старения. С этой целью монолиты прошли многократные жесткие циклы гидравлического загрязнения местным суглинком. Как показали физические тесты, грунтовые наносы блокируют 37,56 % открытого порового пространства. Из-за развития этого структурного дефекта несущая способность материала ДА-16 при сжатии падает на 32,3 % (с базовых 1,36 МПа до критических 0,92 МПа). Компенсировать деградацию каркаса помогает регулярная вакуумная чистка. Двукратный ежегодный уход вымывает 85–90 % ила, а превентивная защита кромок дополнительно замедляет процесс кольматации в 5–6 раз. При оценке 12-летнего жизненного цикла полностью подтвердилась и финансовая целесообразность метода. Первоначальные вложения в премиальную смесь ОАО «АБЗ-1» (6632,57 руб./т) окупаются уже на четвертый год эксплуатации. В долгосрочной перспективе общие расходы на содержание трассы сокращаются на 28–35 %, при этом на дороге полностью ликвидируется риск скоростного аквапланирования.

The work is devoted to the technical, economic, and operational justification of the effectiveness of using highly porous asphalt concrete pavements (using the example of DA-16) for rapid water drainage from the carriageway of the M-10 "Russia" federal highway under the conditions of excessive moisture in the Leningrad Region, as well as to the development of a comprehensive set of measures to combat structural pore silting. Tasks solved during the research: 1. analysis of the influence of climatic factors of the II road-climatic zone and traffic loads on the operational condition of drainage pavements; 2. study of regulatory and technical requirements for porous skeleton mixtures and the principles of ensuring "stone-to-stone contact"; 3. laboratory modeling of the dynamics of open pore colmatation with natural soil, assessment of changes in the strength and filtration properties of the material; 4. development of technological regulations for seasonal pavement maintenance and preventive protection measures to ensure long-term traffic safety; 5. economic justification of the effectiveness of design solutions using the life cycle cost assessment method. The effectiveness of the drainage layer and its operational qualities were evaluated within the framework of a comprehensive experimental and theoretical  approach. At the laboratory testing stage, measurements were taken of the main hydrophysical properties of the DAS-16 mixture, including the filtration rate, density, and water saturation. The indicators were recorded for two states of the asphalt concrete — clean and subjected to artificial silting. To simulate the behavior of the structure under constant humidity conditions, an accelerated aging procedure was applied. For this purpose, the monoliths underwent multiple rigorous cycles of hydraulic contamination with local loam. As physical tests have shown, soil deposits block 37.56% of the open pore space. Due to the development of this structural defect, the compressive bearing capacity of the DA-16 material drops by 32.3% (from the base 1.36 MPa to a critical 0.92 MPa). Regular vacuum cleaning helps to compensate for the degradation of the skeleton. Biannual maintenance washes out 85–90% of the silt, and preventive edge protection additionally slows down the colmatation process by 5–6 times. When evaluating the 12-year life cycle, the financial feasibility of the method was fully confirmed. Initial investments in the premium mixture of JSC "ABZ-1" (6632.57 RUB/t) pay off as early as the fourth year of operation. In the long term, total expenses for highway maintenance are reduced by 28–35%, while the risk of high-speed aquaplaning on the road is eliminated.