The article discusses the key aspects of road pavement design with a focus on the calculation of rut resistance. The causes of rut formation, regulatory requirements and calculation methods are analyzed, and practical recommendations are proposed to reduce the intensity of rut formation.

Keywords: travel clothes, gauge formation, design, calculation, asphalt concrete, transportation and operational loads.

Проектирование дорожной одежды — это ключевой этап создания долговечных и безопасных автомобильных дорог. В Ставропольском крае, где климатические условия характеризуются жарким летом, значительными перепадами температур и высокой интенсивностью движения, особое значение приобретает расчёт дорожной одежды на устойчивость к колееобразованию. Колеи не только ухудшают эксплуатационные характеристики дороги, но и снижают безопасность движения, увеличивая риск аварий.

Колееобразование — один из наиболее распространённых дефектов дорожных покрытий, существенно снижающий безопасность и долговечность автомобильных дорог. Рост интенсивности движения и увеличение доли тяжёлого транспорта усугубляют проблему. Проектирование дорожной одежды с учётом устойчивости к колееобразованию — необходимое условие обеспечения требуемого уровня надёжности и долговечности дорожных конструкций.

Причины колееобразования

Основные причины формирования колеи:

— Эксплуатационные нагрузки: высокая интенсивность движения, особенно тяжёлого транспорта.

— Природно-климатические факторы: температурные колебания, влажность, морозное пучение.

— Конструктивные недостатки: недостаточная прочность слоёв дорожной одежды, неправильный подбор материалов.

— Технологические ошибки: нарушение технологии укладки, недостаточное уплотнение слоёв.

— Износ покрытия: истирание верхнего слоя в полосе наката.

Методика расчёта глубины колеи

Согласно ПНСТ 371–2019, глубина колеи (hк) складывается из остаточных деформаций слоёв дорожной одежды и грунта земляного полотна (S) и истирания материала верхнего слоя (hн):

hк=S+hн

Остаточную деформацию (S, м) определяют по формуле:

S=1,57⋅P⋅D⋅K/Eд.общ

где:

P — удельное давление на покрытие от нормативной нагрузки, МПа;

D — диаметр отпечатка колеса расчётного автомобиля, м;

Eд.общ — общий модуль деформации на поверхности покрытия, МПа;

K — коэффициент, учитывающий повторность воздействия и динамичность нагрузки.

Коэффициент K рассчитывается по формуле:

K=0,5+0,65lg(Np)

где Np — суммарное расчётное число приложений расчётной нагрузки за срок службы.

Альтернативная математическая модель прогнозирования глубины колеи (СТО АВТОДОР 2.28–2013):

hк=a(1,85⋅10−6ΣNp)b

где:

hк — прогнозируемая глубина колеи, мм;

ΣNp — суммарное расчётное число приложений нагрузки за T лет;

a и b — эмпирические коэффициенты модели (зависят от категории дороги).

Особенности условий Ставропольского края

Ставропольский край отличается:

— сухим жарким климатом, что приводит к размягчению асфальтобетонных покрытий в летний период;

— высокой интенсивностью движения на ключевых магистралях,

— необходимостью обеспечения надёжности дорог в курортных зонах, где нагрузка на дорожную сеть постоянно растёт.

Эти факторы требуют особого подхода к расчёту и проектированию дорожной одежды, чтобы минимизировать риск образования колей и продлить срок службы покрытий.

Методика расчёта дорожной одежды на колееобразование

Расчёт дорожной одежды выполняется по утверждённым методикам, включающим:

— расчет остаточных деформаций в грунте земляного полотна;

— расчет остаточных деформаций в слоях основания, не содержащих органическое вяжущее;

— расчет остаточных деформаций в слоях асфальтобетона и других битумосодержащих слоях;

— расчет износа верхнего слоя покрытия.

В условиях Ставропольского края особое внимание уделяется:

• выбору материалов, устойчивых к высоким температурам (например, щебёночно-мастичный асфальтобетон);

• назначению толщины слоёв с учётом расчётных нагрузок и климатических факторов;

• применению современных технологий уплотнения и укладки, что позволяет повысить однородность и прочность покрытия

Практические рекомендации и современные решения

Для снижения риска колееобразования в регионе применяются:

— многослойные конструкции с использованием материалов различной прочности;

— современные асфальтоукладчики и катки с автоматическим контролем уплотнения;

— устройство эффективной системы водоотвода для предотвращения переувлажнения основания;

— регулярный мониторинг состояния дорог и своевременное проведение ремонтных работ.

Нормативные требования

При проектировании дорожной одежды необходимо учитывать следующие нормативные документы:

— ГОСТ Р 59120–2021 (требование учёта колееобразования).

— ГОСТ 32825 (предельно допустимая глубина колеи).

— ПНСТ 371–2019 (методика расчёта колейности для дорог с низкой интенсивностью движения).

— ПНСТ 541–2021 (расчёт коэффициентов приведения транспортных средств).

— ГОСТ Р 58406.1–2020 и ГОСТ Р 58406.2–2020 (нормирование глубины колеи для асфальтобетона).

— ГОСТ Р 58400.1–2019 и ГОСТ Р 58400.2–2019 (требования к битумам).

Заключение

Проектирование дорожной одежды с учётом расчёта на колееобразование позволяет существенно повысить долговечность и безопасность автомобильных дорог. Применение современных методик расчёта, подбор оптимальных материалов и соблюдение технологических требований — ключевые факторы успешного решения проблемы колееобразования. Дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены на разработку новых материалов и технологий, обеспечивающих максимальную устойчивость дорожных конструкций к эксплуатационным нагрузкам.

Литература:

1. ГОСТ Р 59120–2021. Дороги автомобильные общего пользования. Дорожная одежда. Общие требования.
2. ПНСТ 371–2019. Дороги автомобильные общего пользования с низкой интенсивностью движения. Дорожная одежда. Конструирование и расчёт.
3. ПНСТ 541–2021. Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование дорожных одежд. Методика расчёта коэффициентов приведения транспортных средств к расчётной осевой нагрузке.
4. СТО АВТОДОР 2.28–2013. Методические рекомендации по прогнозированию поперечной ровности (колейности) дорожных одежд.
5. 
   Дмитриева Ю. В. Причины колееобразования в конструкциях дорожных одежд на дорогах с асфальтобетонным покрытием // Молодой учёный. — 2021. — № 10. — С. 41–43.