Главными экспертами этого важнейшего качества дороги, испытывающими непосредственно на себе все достоинства и недостатки ровного или «корявого» покрытия, являются в первую очередь водители и пассажиры автомобильного транспорта, затем, конечно же, автомобиль и сама дорога, быстро выходящие из строя при своих перегрузках на неровных покрытиях и требующие немалых затрат на свои ремонты.

Поэтому в России нормативные межремонтные сроки службы дорожных покрытий устанавливают по моменту достижения ими предельно допускаемого эксплуатационного состояния, оцениваемого их ровностью. Значения последней взаимоувязаны с безопасностью движения и проектным уровнем надежности дорожной конструкции в целом. Например, при уровне надежности 0,95 (дорога I категории) неровности на покрытии по толчкомеру ТХК-2 на автомобиле УАЗ не должны быть больше 80–100 см/км, а при надежности 0,90 – не более 170 см/км (III категория). В противном случае покрытие должно быть поставлено на ремонт.

На рис. 1 показана расчетная схема и аналитические зависимости для определения силы динамического воздействия колеса автомобиля на поверхность покрытия при наличии на ней одной из часто встречаемых неровностей в виде впадины, выбоины или ямы. Уместно заметить, что такие неровности глубиной до 6–10 мм (в среднем 8 мм) вполне легально могут быть на покрытиях российских дорог, ибо СНиП 3.06.03-85 допускает их, но в количестве не более 10 %.
Схема воздействия колеса автомобиля на дорожное покрытие в момент прохождения выбоины.

Рис. 1. Схема воздействия колеса автомобиля на дорожное покрытие в момент прохождения выбоины.

Грузовой автомобиль при весе заднего моста с колесами всего около 2–3 % от его общего веса с грузом при проезде на скорости 60 км/ч этой неровности шириной или диаметром 0,5 м воздействует на покрытие с максимальной динамической силой, превосходящей статическую нагрузку на эти колеса примерно в 1,5 раза (коэффициент динамичности Kd = 1,45). При неровностях большей глубины или высоты эта сила возрастет еще значительнее.

Асфальтобетонные покрытия, как правило, долго не выдерживают таких многократно повторяющихся перегрузок, так как нормативное значение коэффициента динамичности, принимаемое при прочностных расчетах дорожной одежды, не превышает 1,15. Вот почему в местах появления различных дефектов, деформаций и неровностей на покрытии размеры последних очень быстро разрастаются, еще больше и опасно ухудшая общее состояние дороги по ровности.

Отсюда знакомая уже многим дорожным подрядчикам полезная заповедь – хочешь быть конкурентоспособным и привлекательным заказчику, строй и сдавай дороги одновременно прочными и ровными и на этой основе повышай гарантийные сроки своих объектов.

Фирма ВАД, видимо, одной из первых среди подрядчиков новой России не только поняла глубокий технологический, экономический и, быть может, даже философский смысл этой заповеди, но и стала реально воплощать ее на практике, доведя контрактные и фактические гарантийные сроки многих своих объектов до 7 лет, своеобразно догнав передовые дорожные Европу и Америку, где иногда тоже дают подобные сроки гарантий.

Этого удалось добиться, главным образом, за счет постоянной заботы о повышении качества и равномерности уплотнения земляного полотна, щебеночных оснований и асфальтобетонных покрытий, а также непрерывного поиска и применения наиболее совершенных и результативных технологических приемов и средств укладки этих материалов более ровными слоями.

Внедрение новой, а точнее, усовершенствованной технологии (собственная разработка ВАДа) укатки асфальтобетона комбинацией вибрационных и статических катков позволило не только поднять средний уровень получаемой плотности, но и добиться надежной и устойчивой ее реализации на всех без исключения объектах 2004 г. Теперь минимально требуемый по СНиП коэффициент уплотнения асфальтобетона (для щебенистого 0,99, или 99 %), как правило, не превышает 5–10 % в общем количестве тестовых кернов из покрытия, а остальные достигают значений 1,0–1,02 (100–102 %). Раньше все было наоборот.

Ровности устраиваемых покрытий ЗАО «ВАД» всегда уделяло особое внимание. Поэтому в арсенале используемых новинок в свое время появились скоростные автосамосвалы Volvo (Швеция), способные быстро и без существенных потерь тепла доставлять горячую асфальтобетонную смесь на расстояние до 150 км; специальные перегрузчики Shuttle Buggy фирмы Roadtec (США), бесконтактно подающие смесь из автосамосвала в бункер асфальтоукладчика с одновременным устранением ее гранулометрической и температурной сегрегации; длинномерные (18–24 м) двойные лыжи по типу французской и др.

Если прежде уровень значений показателя ровности покрытия в пределах 20–30 см/км по толчкомеру ТХК-2 (УАЗ) считался очень хорошим, то сегодня такой результат воспринимается уже как обычный или даже недостаточный, потому что на ряде объектов он улучшен до уровня 10–20 см/км. И не только по толчкомеру ТХК-2 (УАЗ).

Ученые государственного технического университета (МАДИ) провели специальные и обстоятельные исследования «вадовской» ровности по различным критериям, как регламентированным ГОСТ 30412-96 «Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерения неровностей оснований и покрытий» и СНиП 3.06.03–85 «Автомобильные дороги» (просветы под 3-метровой рейкой и разность вертикальных отметок при шаге замера 5 м, 10 м и 20 м или попросту шаговая ровность), так и дополнительным, в том числе по международному индексу ровности IRI (International Raughness Index). Согласно международными нормам ровность оценивается следующим образом:

IRI < 1,0 – отличное 1,0 ≤ IRI ≤ 1,5 – очень хорошее 1,5 ≤ IRI ≤ 2,5 – хорошее 2,5 ≤ IRI ≤ 3,5 – среднее 3,5 ≤ IRI ≤ 4,5 – удовлетворительное IRI > 4,5 – плохое

Каждая из зарубежных стран устанавливает свои национальные требования по допустимым (предельным) значениям неровностей нового покрытия по методу IRI. К примеру, в соседней Финляндии верхние слои разных категорий дорог не должны иметь неровностей больше 1,4–1,6 мм/м (IRI ≤ 1,4 ≤ 1,6), а нижние слои – больше 1,7–1,9 мм/м (IRI ≤ 1,7 ≤ 1,9). При больших значениях IRI покрытия в эксплуатацию могут не приниматься.
Дорожная лаборатория МАДИ с двумя ДПП в рабочем положении.
Рис. 2. Дорожная лаборатория МАДИ с двумя ДПП в рабочем положении.

Для тестирования микропрофилей поверхности автомобильной дороги использовалась передвижная лаборатория конструкции МАДИ (рис. 2), главным измерительным инструментом которой является запатентованный динамический преобразователь профиля (ДПП) с соответствующими блоками питания, регистрации, памяти и электронной обработки информации. Два типа похожих лабораторий с аналогичным принципом устройства и измерения неровностей действуют во Франции.

Объектом метрологического контроля и исследований МАДИ был участок км 110 – км 150 федеральной автомобильной дороги «Кола» Санкт-Петербург – Петрозаводск – Мурманск, причем участок км 110 – км 132 был полностью сдан в эксплуатацию после капитального ремонта в 2003 г,, а участок км 132 – км 150 на момент исследования (май 2004 г.) находился в работе, и на нем были уложены выравнивающий и нижний слои покрытия.

Результаты исследования показали, что по российскому нормативному значению просветов под 3-метровой рейкой на участке км 110 – км 132 с уложенным верхним слоем дорога полностью отвечает требованиям СНиП с вероятностью непревышения просветов 3 и 6 мм соответственно 99,4 и 100 %.

По нормативным значениям разности вертикальных отметок при шаге замера 5 м, 10 м и 20 м требования СНиП тоже полностью выполнены, причем вероятность непревышения этих нормативных значений составила в среднем 99,7 % (шаг замера 5 м), 98 % (шаг 10 м) и 98,3 % (шаг 20 м).

Оценка ровности покрытия на этом же сданном участке дороги (км 110 – км 132) по международному показателю IRI оказалась отличной, так как 0,52 ≤ IRI ≤ 0,88, или в среднем 0,72 мм/м.

Полученная статистика просветов под 3-метровой рейкой на поверхности уже нижнего слоя покрытия (км 132 – км 150) показала, что на всем протяжении обследования нормы СНиП тоже полностью выполнены, т.е. просветы ≤ 3 мм. При этом вероятность непревышения нормативного просвета 3 мм превосходит требуемое значение, равное 98 %. Поэтому состояние поверхности нижнего слоя по ровности специалисты МАДИ оценили на «отлично». Очевидно в этом, т.е. в тщательной подготовке нижележащей поверхности, и кроется секрет высокой ровности последующего верхнего слоя покрытия.