Снижение шума от дорожно-транспортного движения

Снижение шума от дорожно-транспортного движения

ВВЕДЕНИЕ

1. Измерение уровня шума и существующие правила

1.1 Шум, производимый транспортным средством

1.2 Взаимодействие покрышка/дорога

1.3 Дорожное покрытие и слои износа

2. ИЗУЧЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

3. ОБЗОР I: ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

3.1 Окружающая среда

3.2 Возможности дальнейшего снижения шума

3.3 Меры, направленные на уменьшение дискомфорта, вызываемого шумом:   

3.4 Стандартизация испытаний на треке

4. ОБЗОР II: ПРОИЗВОДСТВО ПОКРЫШЕК

4.1 Шум качения в общем контексте дискомфорта от транспортного шума

4.2 Оптимальное проектирование покрышки: случай шума и сцепление шин с мокрым покрытием дороги

4.3 Определение и оценка шума качения при взаимодействии покрышки и покрытия дороги

4.4 Базовый исследовательский подход к снижению шума качения

4.5 Механизм генерации шума качения

4.5.1 Механизмы генерации

4.5.2 Механизмы распространения

5. ОБЗОР III. ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ И МЕХАНИЗМЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА

5.1 Основные принципы

5.2 Экспериментальное изучение акустических свойств дорожного покрытия

5.2.1 Условия эксперимента

5.2.2 Принцип эксперимента

5.2.3 Математическая модель

5.3 Результаты и последствия снижения шума контакта покрышка/дорога

6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ: ПОКРЫТИЕ - ПОКРЫШКА - АВТОМОБИЛЬ

6.1 Слои износа

6.1.1 Роль слоя износа

6.1.2 Типы слоя износа

6.1.3 Покрытие дороги и генерация шума качения

6.1.4 Пористый асфальтобетон

6.1.5 Содержание пористого асфальтобетона

7. ОБЗОР IV. ВКЛАД НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СНИЖЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА

7.1 Основные проблемы

7.1.1 Уплотнение

7.1.2 Загрязнение пор

7.1.3 Старение

7.1.4 Дренирование вяжущего

7.1.5 Расслоение

7.2 Эксплуатационные свойства пористого асфальтобетона

7.2.1 Основные важные характеристики вяжущего для пористого асфальтобетона

7.2.2 Спецификации

 

Введение

 

Забота современного общества об улучшении качества жизни подразумевает улучшение окружающей среды и шум, вызываемый транспортом - одно из направлений работы.

Шум от дорожного движения является суммарным результатом:

· шума работающего двигателя транспортного средства,

· шума от контакта покрышек и поверхности дорожного покрытия.

Следовательно, вопрос о возможностях снижения шума должен рассматриваться в рамках работы экспертов, представляющих:

· производителей транспортных средств,

· производителей покрышек,

· дорожных строителей,

· нефтяную промышленность (производителей дорожных битумов и горючего).

Совместная работа экспертов разных отраслей по решению проблем снижения шума ставит целью:

· Расширение сотрудничества производителей покрышек и транспортных средств для обеспечения более комплексного подхода в работе по снижению транспортного шума

· Гармонизация различных методов измерений шума в Европейском масштабе.

Определение:

Комплексный подход - использование методов, позволяющих рассматривать предметы и явления во взаимной связи и в сочетаниях для получения более точного и верного представления о проблеме.

Задача нового комплексного подхода - подготовка технических норм и единых законодательных актов по:

· современным методам определения шума, вызываемого взаимодействием дорожного покрытия и покрышки, а также, транспортным средством.

· правилам, адресованным соответствующим участникам

· рекомендациям по использованию соответствующих типов покрытия, таких как пористые асфальтобетоны, которые могли бы внести вклад в снижение шума от движения транспортных средств.

Изучение проблемы

 

Рабочая группа Международной Дорожной Федерации провела исследование и сбор фактов с подготовкой обзора под названием: "Взаимодействие дороги, покрышек и транспортных средств" по четырем областям, имеющим отношение к шумовому загрязнению окружающей среды:

· Автотранспортные средства

· Покрышки

· Автомобильные дороги

· Нефтяная промышленность

Сегодня проектирование транспортных средств и их производство достигли того состояния, где дальнейший прогресс достижим только при систематизированном подходе и координированных действиях в таких областях как:

· методология

· совместимость результатов измерений шумовых уровней

· политическая оценка

Для этого специалисты по транспортным средствам, покрышкам и дорожному проектированию и строительству должны прийти к некой общей системе, которая станет политическим инструментом с целью совершенствования окружающей среды путем снижения шумовых эмиссий.

Определение:

Эмиссия - выделение, излучение, выбросы отходов, побочных результатов или загрязняющих веществ в окружающую атмосферу.

Окружающая среда

 

Первая Директива в рамках Общего Европейского рынка по Системе утверждения типа транспортного средства была принята в сентябре 1970 года.

Целью ее принятия стало снижение шума и стимулирование технического прогресса таким образом, чтобы грузовые транспортные средства и автобусы снизили уровень шумовой эмиссии на 10 дБ.

 

Таблица 1. Динамика введения лимитов на шумы от работы двигателей транспортных средств

Введение лимита, директива	70/157/ ЕЕС	(-)	77/212/ЕЕС	(-)	84/424/ЕЕС	Общее улучшение
Категории тр. средств	Уровень шума дБ	дБ	дБ	дБ	дБ	дБ
1 Тр. средства, предназначенные для перевозки пассажиров и оборудованные не более чем 9 посадочными местами, включая водительское	82	2	80	3	77	5
2 Тр. средства, предназначенные для перевозки пассажиров и оборудованные более чем 9 посадочными местами, включая водительское и имеющие разрешенную массу более 3.5 тонн: 2.1 - с мощностью двигателя менее 150 кВт - с мощностью двигателя более 150 кВт	89 91	7 6	82 85	2 2	80 83	9 8
3 Тр. средства, предназначенные для перевозки пассажиров и оборудованные более чем 9 посадочными местами, включая водительское; транспортные средства, для перевозки грузов: 3.1 - с разрешенной массой не превышающей 2 тонны 3.2 - с разрешенной массой от 2 до 3.5 тонн	84 84	3 3	81 81	3 2	78 79	6 5
4 Тр. средства, предназначенные для перевозки грузов и имеющие разрешенную массу свыше 3.5 тонн: 4.1 - с двигателем мощностью более 75 кВт 4.2 - с двигателем мощностью от 75 до 150 кВт 4.3 - с двигателем мощностью свыше 150 кВт	89   89 91	3   3 3	86   86 88	5   3 4	81   83 84	8   6 7

 

А. технологии

· автотранспортных средств

· трейлеров

· покрышек

· поверхности дорожного покрытия

· дорожного проектирования (шумовые барьеры, тоннели, мосты, выемки...)

Шумовые механизмы:

           Эффект рупора

Резонанс органной трубы

 

Генерация шума:                                          Распространение шума:

Удары и вибрации                              Ближнее

Нагнетание воздуха                            Дальнее

 

Механизмы генерации:

Явление нагнетания воздуха

На входе и выходе зоны контактного следа, воздух резко нагнетается под и выбрасывается из-под борозд рисунка протектора покрышки. Однако шум генерируется также и гладкой покрышкой, за счет нагнетания воздуха в неровности дорожного покрытия.

Более того, воздух, сдавленный в бороздах протектора в контактном следе умножает отраженные волны, что приводит к появлению резонанса подобно резонансу, возникающему в органной трубе.

 

Механизмы распространения

Дальнее распространение

Направленность источника, эффекты дифракции и характеристики акустического поглощения дороги должны также учитываться при прогнозировании видоизменения акустических волн при распространении в сторону от дороги.

Основные принципы

 

Из детального изучения распространения можно сделать вывод, что, зная свойства дороги по акустическому поглощению, можно улучшить свойства покрышки и снизить шум качения. Контролируя только источник шума, можно получить неполную картину, если не учитывать, как генерированная акустическая волна распространяется от этого источника.

Предполагаем, что нам известно все об источнике шума и мы можем условно заменить его аналитическим эквивалентом, чтобы сконцентрировать внимание только на прогнозе изменения уровня шумового давления при распространении его в сторону от дороги.

Для прогнозирования необходимо характеризовать акустическое сопротивление дороги при различных типах дорожных покрытий.

Знание акустического сопротивления позволит разработать метод прогнозирования на основе быстрых, простых и не разрушающих дорогу измерениях.

Проведено много изучений по акустическим свойствам дороги.

Принцип, использованный при этих изучениях, прост:

· получение данных измерений при испытаниях

· обработка данных в соответствии с математической моделью

· выведение результата по акустическому сопротивлению дороги как функции частоты.

Условия эксперимента

Источник звука и микрофон помещаются на одинаковой высоте, 1.42 м от поверхности дорожного покрытия. Источник звука - точечный, имеющий широкий спектр частоты от 600 до 4000 Гц. Получатель не должен подвергаться постороннему акустическому излучению.

Измерения проводились для трех различных расстояний между источником и микрофоном: 4м, 6м, 8м.

 

Принцип эксперимента

 

 

Зафиксированный результат в точке R включает как воздействие прямой звуковой волны в точке S1 в свободных условиях, так и воздействие отраженной волны, которая может рассматриваться как генерируемая источником отражения S2. Отраженная волна видоизменяется под воздействием звукопоглощающих свойств дороги.

Использовалась акустическое возбуждение в виде синусоидального колебания (колебание с монотонно изменяющейся частотой и постоянной амплитудой).

Зафиксированный результат представляет собой соотношение между звуковым давлением и напряжением возбуждения звука.

 

Математическая модель:

Предполагается, что условия, влияющие на распространение поверхностных волн, незначительны.

 

Y = Y1 + v(G) Y2

 

Полное значение Y (акустический потенциал) представляет из себя сумму свободного значения Y1 и отраженного значения Y2. Потенциал Y2 корректируется значением v(G) которое выражено с учетом акустического сопротивления дорожного покрытия Z(w).

 

Y1 = exp (jkR1) / R1

Y2 = exp (jkR2) / R2

v(G) = [ cos (G) - 1 \ Z(w)] / {cos(G) + 1 / Z(w)]

 

Где, R1 (соответственно R2) является расстоянием между получателем R и прямым источником S1 (соответственно, отраженным источником S2) и k - номер волны.

Измеренный результат подставляется в вычисления частотной области в соответствии с теоретической зависимостью. Рассчитываются акустическое сопротивление дороги и коэффициенты поглощения и отражения.

5.3 Результаты и последствия снижения шума контакта покрышка/дорога:

 

Метод применялся для ряда поверхностей, включая бетонное, травяное, пористый асфальт и битум.

Полученные результаты (с допустимой погрешностью 10%), позволили ранжировать поверхности дорожного покрытия и оценить их влияние на распространение шума контакта покрытие/покрышка.

Для четырех типичных поверхностей ранжирование по коэффициенту поглощения звука выглядит следующим образом:

 

	коэф.поглощения

 

 

- бетонная поверхность

 

					- битумная поверхность
					- травяная поверхность

 

 

 

			- глинистая поверхность

 

Наиболее поглощающей звук поверхностью является глинистая, а наиболее отражающей - бетонная поверхность.

 

Влияние покрытия дороги на уровни шума качения при скорости 80 км/час.

 

 

70

 

рыхлый песок

пористый асфальт

асфальто-бетон

шерохова-тый слой износа

 

 

Слои износа

 

Роль слоя износа

Функция дороги - обеспечивать проезд транспортных средств с максимальной безопасностью, а именно:

· выдерживать нагрузки качения, соответственно, те вертикально направленные силы, которые при этом возникают. Эта функция обеспечивается слоями дорожной конструкции, роль которых - распределение вертикальных нагрузок на основание.

· обеспечивать безопасность пользователя и комфорт при любой погоде и времени суток.

Эта функция обеспечивается слоем износа дорожного покрытия, который должен противостоять:

1. вертикальному напряжению и сдвигу от транспортного движения

2. осадкам (дождь, снег, лед)

3. воздействию противогололедных материалов

4. ультрафиолетовым лучам.

Таким образом, качественный слой износа должен выполнять тройную функцию:

1. защиту нижележащих слоев дорожного покрытия, от повреждения и особенно от проникновения воды и химических веществ.

2. обеспечение безопасности пользователя, создавая достаточное сопротивление заносу, независимо от типа покрышек, особенно на мокром покрытии.

3. комфорт водителя, предотвращая:

· механическое напряжение колес транспортного средства,

· вертикальное ускорение корпуса транспортного средства, вызывающее износ подвесок, покрышек, повышенное потребление горючего,

· подбрасывание водителя на сиденье, что создает угрозу безопасности,

· повышенный шум от движения транспортного средства и его распространение в сторону от дороги, создавая неудобства проживающим вблизи дороги.

 

Типы слоя износа

Для того чтобы соответствовать всем требованиям с 50-х годов внедрялись различные технологии, и сегодня можно сказать какие преимущества и недостатки имеют эти технологии. На протяжении длительного времени слой износа был неотъемлемой частью дорожного покрытия и выполнял структурную функцию. Поэтому, он имел достаточную плотность и толщину до 8-10 см. Постепенно слой становился все более специфическим и улучшался специальными технологическими приемами.

 

Поверхностная обработка

Поверхностные обработки были разработаны и широко использовались для второстепенных дорог, используемых легким транспортом. Использование модифицированных битумов позволило расширить применение поверхностных обработок на главные дороги и автомагистрали с тяжелым движением, включая дороги с цементобетонными покрытиями.

Поверхностная обработки предусматривает розлив горячего вяжущего или вяжущего на основе битумных эмульсий, распределение поверх одного или нескольких слоев отсева (мелкозернистого щебня, каменной крошки) и укатки.

Преимущества, которые дает поверхностная обработка:

· невысокие затраты и скорость обработки позволяют улучшать протяженные участки дорог

· обеспечивается хорошая водонепроницаемость для защиты нижележащих слоев покрытия

· достигается высокая степень сопротивления заносу

Недостатки, которые имеет поверхностная обработка:

· комплексность метода требует от подрядчика знания ноу-хау

· ограниченность сезона выполнения работ

· риск выбивания частиц каменного отсева колесами из недавно выполненной обработки

· ограничение потенциальных возможностей восстановить форму покрытия (устранения колеи)

· макротекстура генерирует высокий уровень шума качения и относит поверхностную обработку к наиболее шумным типам поверхности дорожного покрытия.

Определение:

Макротекстура - особенности строения, обусловленные характером расположения составных частей (каменных зерен, вяжущего), видимых невооруженным глазом.

Были испробованы различные типы поверхностных обработок, включая:

· Однослойную поверхностную обработку с одиночным или двойным распределением каменного материала

· Двойную поверхностную обработку (два наложенных друг на друга слоя однослойной обработки)

· Обработку по принципу "сандвич"

· Утолщенная поверхностная обработка с каменным материалом, предварительно обработанным вяжущим в установке.

Устройство слоя износа из асфальтобетонной смеси - все еще наиболее распространенный процесс при содержании и строительстве покрытия.

Усовершенствования в методах устройства слоев износа, сделанные за последние 20 лет, создали возможность:

· уменьшить толщину слоев

· использовать модифицированные вяжущие и добавки для повышения экономичности и соответствия растущим нагрузкам от тяжелого транспорта.

Толщина - базовый параметр для классификации слоев износа из асфальтобетона, которая подразделяется следующим образом:

· 4 см - тонкий слой износа

· 2-3 см - очень тонкие слои износа

· 1.5-2 см- ультратонкий слой износа, появившиеся недавно как промежуточная стадия между поверхностной обработкой и очень тонким слоем износа.

Слои износа из асфальтобетона различаются:

· по типу вяжущего (модификации вяжущего с добавлением резины или полимер-модифицированные вяжущие и т.д.)

· по типу добавок (волокна)

· по гранулометрическому составу: их размеры обычно от 0-6, 0-10 или 0-14 мм.

Преимущества, которые дают тонкие и очень тонкие асфальтобетонные слои износа:

· хорошая макротекстура (0.8 - 1.5 мм песчаная смесь)

· стойкость к агрессивному внешнему влиянию (климат и транспортное движение)

· удовлетворительная водонепроницаемость для защиты нижележащих слоев

· способность к улучшению ровности

· пониженный шум качения по сравнению с поверхностной обработкой

Если защиту нижних слоев обеспечить мембраной, которая действует еще и как связывающая прослойка, то может быть предусмотрено использование слоя износа из пористого асфальтобетона для усиления сопротивляемости заносу на мокром покрытии и для отвода воды не по поверхности покрытия, а внутри пористого слоя.

Уменьшение размеров выступающих зерен каменного материала значительно снижает шум качения, который поглощается взаимосвязанными воздушными пустотами внутри слоя.

Могут использоваться и другие типы слоев износа, среди которых:

· Слой износа с каменной крошкой: втапливание мелкозернистого дробленого каменного материала в разлитое по поверхности вяжущее обеспечивает хорошие характеристики сопротивления заносу, но в то же время, усиливает шум качения.

· Битумные эмульгированные гидроизоляционные мастики (смесь битума, заполнителя, песка и воды), смесь песка и битумной мастики, используемые в городских зонах, где скорости невысоки. Их уменьшенная толщина и размеры зерен заполнителя позволяют решать проблемы превышения пороговых значений шума транспортного движения.

· Холодные микро асфальтобетонные смеси: чистая или модифицированная битумная эмульсия требует применения специального оборудования. Очень тонкие слои этого типа слоя износа обеспечивают сопротивление заносу, водонепроницаемость и снижение шума качения.

В случае покрытий из цементобетона, сборное покрытие из плит толщиной 18 - 25 см: работает одновременно как основание и слой износа.

Для улучшения поверхностных характеристик этих покрытий, разработаны несколько методов, среди которых:

· обработка поверхности свежеуложенного бетона секущей щеткой или грубой джутовой тканью

· устройство продольных или поперечных полос на схватившемся бетоне

· втапливание каменной крошки во вновь уложенный бетон

Эти методы нацелены на обеспечение макротекстуры поверхности покрытия достаточной для сопротивляемости заносу. Одновременно увеличивается шум качения.

Совсем недавно очень тонкие слои износа из асфальтобетона и даже пористого асфальтобетона стали применяться на автомагистралях с цементобетонным покрытием как элемент работ по содержанию дорог для одновременного достижения сопротивляемости заносу и снижения шума качения.

 

Пористый асфальтобетон

С учетом безопасности движения и комфорта, идеальный слой износа с хорошими эксплуатационными характеристиками означает компромисс между следующими параметрами:

· сопротивляемость заносу

· ровность

· уровень шума

· комфорт водителя (видимость разметки в дождливое время, ночью и т.д.)

Сопротивляемость заносу

При контакте покрышки и поверхности сухого покрытия возникают два типа силы трения, которые создают сопротивляемость заносу:

· трение от деформации покрышки, увеличивающееся с увеличением скорости

· трение от контакта покрытие-покрышка, снижающееся с увеличением скорости

Существует взаимосвязь между общей сопротивляемостью заносу и скоростью транспортного средства.

Измерения, проведенные на мокром покрытии, показывают, что присутствие воды на поверхности делает проблему более комплексной:

На тонких, очень тонких и ультратонких слоях износа из плотных смесей или на поверхностной обработке, поведение поверхности протектора при дожде может быть подразделено на три фазы в соответствии со спецификой зоны контакта покрытие - слой воды - след контакта покрышки:

1-ая зона: покрышка должна нарушить слой воды на покрытии и уменьшить его толщину. Большая часть воды разбрызгивается в стороны вдоль поперечных борозд рисунка протектора, а продольные борозды протектора и макротекстура слоя износа покрытия облегчают отвод воды.

2-ая зона: торможение, вызываемое оставшимся на поверхности слоем воды превышающим возможности макротекстуры и микротекстуры слоя износа покрытия. Торможение измеряется коэффициент усилия продольного торможения (CFL - Coefficient Force Longitudinal).

3-ая зона: контактная зона между покрышкой и слоем износа, чья результативность зависит от микротекстуры.

Определение:

Микротекстура - особенности строения, обусловленные характеристиками использованного материала (прочностью каменных зерен, свойствами вяжущего), невидимые невооруженным глазом.

Для плотного слоя износа с низким содержанием пор, поддержание высокой степени сопротивляемости заносу требует соответствующей макро- и микротекстуры (твердого каменного заполнителя).

 

 

В случае пористого асфальтобетона проблема сопротивляемости заносу меняется, поскольку вода на поверхности покрытия отсутствует.

Пористый асфальтобетон является удачным компромиссом между характеристиками сопротивляемости заносу и шумом качения.

Зона 3 становится наиболее важной зоной, предъявляя требование к микротекстуре по содержанию каменного заполнителя с высокой стойкостью против полирования колесами транспортных средств.

Зависимость между коэффициентом усилия продольного торможения и скоростью транспортного средства также демонстрирует лучшие характеристики покрытия из пористого асфальтобетона при высоких скоростях движения, чем другие типы слоев износа.

 

Эксплуатационный принцип

Подобно другим битумосодержащим слоям износа, пористый асфальтобетон состоит из трех компонентов:

· каменного заполнителя

· вяжущего

· воздуха

По сравнению с обычной плотностью асфальтобетонных смесей, пористый асфальтобетон имеет на 20 и более процентов больше воздуха в своем составе за счет пор в толще слоя.

Поры подразделяются на три вида:

1. "Производительные" пустоты, сообщающиеся друг с другом и по которым просачивается вода.

2. "Полупроизводительные" пустоты, имеющие только единственную функцию впитывать и удерживать воду.

3. "Непроизводительные" пустоты внутри слоя, не имеющие сообщения с другими пустотами.

Для хорошего функционирования пористый асфальт должен иметь:

· высокое содержание производительных пустот (не ниже 20%),

· достаточную толщину слоя

· способность продолжительное время сохранять свои свойства

 

Во время дождя, пористый асфальтобетон действует:

· сначала как губка, впитывая дождевую воду и препятствуя образованию луж на поверхности дороги;

· затем по капиллярам в толще асфальта вода просачивается в боковую дренажную систему.

Таким образом, слой износа из пористого асфальта снижает:

· разбрызгивание воды из-под колес автомобиля

· эффект гидропланирования, одновременно улучшая сопротивление заносу

· эффект отражения света фар от поверхности мокрого покрытия

· шум качения на 2 - 3 дБ по сравнению с асфальтобетонными смесями классической плотности, используемых для слоев износа.

Переход от а/б смесей обычной плотности к пористым асфальтобетонам не вызывает значительного увеличения затрат, если:

· оба типа готовятся из тех же исходных материалов

· на той же установке для приготовления смеси

· используется одинаковое оборудование для укладки смеси

· структура нижележащих слоев не меняется.

Из-за содержания воздушных пустот в пористых а/б смесях наблюдалось ускорение процесса окисления вяжущего, что снижало сопротивляемость смеси усталости и через определенный период делало ее хрупкой.

Благодаря использованию модифицированных вяжущих такие изменения удалось устранить.

 

Состав смеси

Каменный заполнитель

Для обеспечения содержания воздушных пустот не ниже 20% после открытия дорог для транспортного движения асфальтобетонная смесь должна иметь высокое содержание каменных зерен (6-10 или 10-14 мм), но небольшое содержание песка. Как правило, кривая гранулометрического состава находится между 2-6, 4-6 и даже 2-10. При задании подобного распределения по фракциям, важно осознавать риск расслаивания заполнителей в составе смеси.

Вяжущие

В последние годы производители вяжущих и дорожные строители провели ряд исследований по улучшению характеристик вяжущих для пористого асфальтобетона.

В результате на рынке вяжущих появился целый спектр продуктов, от традиционных битумов до модифицированных систем с высокими эксплуатационными качествами.

Определение:

Модификация - видоизменение, характеризующееся появлением новых свойств путем регулирования молекулярной структуры (термической обработкой, введением химических добавок и т.д.).

Модифицированные вяжущие с полимерными добавками улучшают а/б смесь и придают ей:

1.  меньшую уплотняемость под воздействием транспортного движения

2.  уменьшение старения вяжущего в течение срока службы

3.  большую вязкость для увеличения толщины обволакивающего слоя на поверхности каменного заполнителя.

Использование модифицированных битумов в Европе быстро растет и применяется для всех типов асфальтобетонных смесей.

Содержание пористого асфальтобетона

Практика показывает, чем менее интенсивно движение, чем оно легче, чем ниже скорости движения, тем быстрее засоряется пористый асфальтобетон.

Существуют два типа содержания пористого асфальтобетона:

· промывка пористого асфальта водой под давлением чтобы сохранить высокую всасывающую способность асфальта. Требуется специальная техники и расчетные интервалы для проведения промывки.

· проведение регенерации слоя износа для восстановления первоначальных свойств.

Метод регенерации может применяться к концу эксплуатационного периода пористого асфальтобетона

 

6.1.5.1 Зимнее содержание покрытия из пористого асфальтобетона

Из-за присутствия воздушных пустот слой пористого асфальта имеет более низкую теплопроводность, чем слой из классического асфальтобетона. В результате поведение поверхности покрытия имеет отличия при погодных условиях с резкой сменой температур. Мороз и образование льда не особенно увеличивается, но лед появляется раньше и остается дольше, чем на поверхности слоя из классического асфальтобетона. Разница в температуре покрытия по сравнению с обычными асфальтобетонами составляет +/- 2 ^ОС.

На сухом покрытии при температуре около 0 замерзание, в первую очередь, наблюдается по следу колес транспортного движения.

На мокром покрытии, лед формируется в виде более тонких пленок, чем на обычных покрытиях.

Снег проникает в поры и уплотняется колесами транспорта. Покрытие будет дольше оставаться белым, но это не обязательно означает снижение сопротивляемости заносу, поскольку контакт осуществляется между покрышкой и выступающим каменным заполнителем.

Поэтому график зимнего содержания и использования химических противогололедных продуктов требует учета специфики поведения пористых асфальтобетонов зимой.

В этом случае следует помнить, что преимущества пористых асфальтобетонов при дождливой погоде и шумопоглощающие свойства перевешивают незначительные изменения в привычках зимнего содержания дорог.

Статистика: 2% ДТП со смертельным исходом случаются из-за гололеда и 20% из-за мокрого покрытия.

Основные проблемы

 

Главными областями исследований являются следующие:

· как предотвратить уплотнение асфальтобетона под воздействием движения тяжелых транспортных средств

· как уменьшить засорение пор, связанное с износом дорожного покрытия

· как предотвратить отслаивание вяжущего от поверхности каменного заполнителя при транспортировке смеси от места приготовления смеси до строительной площадки

· как предотвратить отслаивание вяжущего от поверхности каменного заполнителя при эксплуатации покрытия.

Проверка каждого из этих факторов обусловливает основные свойства вяжущего и его оптимального содержания в смеси.

 

Уплотнение

Для пористых асфальтобетонов, проектный состав имеет критическое значение для обеспечения высоких эксплуатационных качеств. Однако, даже при хороших проектных характеристиках, уплотнение под воздействием нагрузок от движения тяжелых транспортных средств неизбежно и приводит к увеличению деформации вяжущего.

Если нагрузку убрать, деформированный участок восстанавливается как следствие эластичности вяжущего. Для обычных вяжущих (чистый битум с недостаточной эластичностью), чем выше интенсивность движения тяжелых транспортных средств, тем быстрее происходит уплотнение слоя износа.

Эластичность битума снижается с повышением температуры (практически для всех битумов), поэтому, уплотнение увеличивается с повышением температуры.

Использование высокоэластичного вяжущего уменьшает чувствительность пористого асфальтобетона к уплотняющему воздействию транспортного движения, увеличивая долговечность покрытия.

Способность к уплотнению пористого асфальтобетона снижают добавкой полимер-модифицированных битумов, увеличивающих жесткость вяжущего и тем самым снижающих его текучесть при высоких температурах.

 

Загрязнение пор

Наиболее общей проблемой пористого асфальтобетона является очень быстрое загрязнение пор транспортным мусором, таким как:

· резина от покрышек,

· листья, пыль, почва,

· выкрашивающиеся частицы каменного заполнителя и другие продукты износа дорожного покрытия.

По мнению некоторых дорожных властей, наиболее эффективным решением является проектирование смеси с очень высокой пористостью, обеспеченной еще большим количеством пустот, чем 20%. Смесь такого состава менее подвержена проникновению транспортного мусора.

Однако, чем больше пористость смеси, тем больше требований предъявляется к вяжущему в отношении поверхностного обволакивания каменного заполнителя и сопротивления уплотнению. Большее количество воздуха в смеси также способствует старению вяжущего. Необходимо, чтобы скорость старения вяжущего была сведена до минимума.

На дорогах с высокой интенсивностью движения тяжелого транспорта, воздействие покрышек вызывает эффект самоочищения слоя износа от транспортного мусора, тем самым сохраняя дренирующую способность асфальтобетона.

Пористая асфальтобетонная смесь подходящего состава, уложенная на главных дорогах или автомагистралях, будет сохранять дренирующую способность, по крайней мере, 7-8 лет до критического уплотнения и загрязнения пустот. Следует также заметить, что на обеспечение шумопоглощающего эффекта потеря водоотводящих свойств из-за загрязнения пустот не оказывает особого влияния.

Пример

Некоторые покрытия во Франции из пористого асфальтобетона имеют пористость 10-12 % (имея неудовлетворительную дренирующую способность), но при этом обеспечивают удовлетворительное снижение шума от контакта покрытие/покрышка.

 

Старение

Старение пористого асфальтобетона связано с окислением вяжущего. Поскольку пористый асфальтобетон имеет высокое содержание пустот, большая поверхность подвержена воздействию воздуха. Следствием этого является быстрое старение вяжущего. Когезия стареющего битума уменьшается, что приводит к потере сцепления вяжущего и зерен кам