2379

осмотр. Содержание в отработавших газах окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) определяют с помощью газоанализаторов, а дымности двигателей дизеля с помощью дымомера.

Опыт проведения технического осмотра в филиале КузГТУ в г. Новокузнецке показывает, что около 10% автомобилей не соответствуют требованиям безопасности по содержанию оксида углерода и углеводородов в отработавших газах (в соответствии с ГОСТ Р 52033-2003). Для установления основных причин превышения нормативов и определения основных зависимостей содержания СО и СН от пробега и срока службы АТС были проведены исследования состава отработавших газов автотранспортныхсредствприпроведениитехническогоосмотра.

Структура исследуемых АТС, проходивших проверку содержания токсичности отработавших газов по маркам, годам выпуска и пробегу, представлена на рис. 1–3. Всего было исследовано 100 единиц автомобилей с бензиновыми ДВС категории М1.

Как видно из рис. 1–3 средний пробег автомобилей составляет около 120 тыс. км, самыми распространенными марками являются отечественная ЛАДА и TOYOTA.

Рис. 1. Распределение АТС по маркам

331

Рис. 2. Распределение АТС по годам выпуска

Рис. 3. Распределение АТС по пробегу с начала эксплуатации

Анализ состава отработавших газов АТС (рис. 4–6) показал, что у10% автомобилей содержание СО выше установленных ГОСТ Р 520332003 показателей. В основном это автомобили старше 2007 г. выпуска, среднийпробегкоторыхсоставляетсвыше120 тыс. км.

332

Рис. 4. Соответствие содержания оксида углерода в отработавших газах АТС нормативам

Рис. 5. Соответствие содержания углеводородов в отработавших газах АТС нормативам

Избыток СО в отработавших газах означает, что в цилиндрах имеется избыток топлива или недостаток кислорода, образуется богатая смесь, и топливо сгорает не полностью.

333

Рис. 6. Зависимость содержания оксида углерода в отработавших газах АТС от пробега с начала эксплуатации

При этом возможны следующие основные неисправности:

−неисправность форсунок;

−повышенное давление топлива (например, засорился обратный топливопровод);

−неисправность в системе улавливания паров топлива в баке;

−засорение воздушного фильтра или клапана в системе вентиляции картера.

Анализ также показал, что у 12 % автомобилей содержание СН выше установленных ГОСТ Р 52033-2003 показателей. Это также автомобили ранее 2007 г. выпуска.

Наиболее вероятной причиной повышенного содержания СН

вотработавших газах являются пропуски в системе зажигания, когда несгоревшее топливо начинает поступать в выпускной тракт. Другой возможной причиной может быть работа на обедненной смеси, которая плохо воспламеняется.

При этом возможны следующие основные неисправности:

−низкое давление бензонасоса;

−неисправность (загрязнение) форсунок,

−неисправность датчиков температуры двигателя или массового расхода воздуха (ДМВР);

334

−негерметичность дроссельного патрубка или карбюратора;

−ослабление пружины или прогорание выпускного клапана. Как видно из рис. 7 резкое увеличение концентрации СО в отра-

ботавших газах начинается после 120–150 тыс. км. Основной причиной этого может быть неисправность системы нейтрализации отработавших газов (каталитического нейтрализатора), лямбда зонда или неисправности форсунок. Увеличение СН происходит плавно уже после 50 тыс. км. В основном это связано с нарушениями в работе форсунок, свечей зажигания или системы зажигания, λ-зонда.

Рис. 7. Зависимость содержания оксида углерода в отработавших газах АТС от пробега с начала эксплуатации

Рис. 8. Зависимость коэффициента избытка воздуха от пробега с начала эксплуатации

335

Важнейший показатель, на основе которого можно сделать вывод о составе смеси, это коэффициент избытка воздуха (λ), который газоанализатор вычисляет по формуле исходя из показаний СО, СН, СО2 и О2. Как видно из рис. 8, большинство современных автомобилей работают на обедненных смесях (λ≥1). С увеличением пробега этот показатель смещается в сторону обогащения смеси.

Таким образом, при проведении ТО на основе анализа состава отработавших газов возможно диагностировать неисправности, связанные с повышением токсичности отработавших газов ДВС и дать рекомендации автовладельцу по их устранению.

Список литературы

1.Зыков П.А. Актуальность и проблемы внедрения европейских стандартов по экологической безопасности автомобильного транспорта в России // Безопасность жизнедеятельности в окружающей и производственной средах: материалы междунар. науч.-практ.

конф., 2011 г. – Харьков. – С. 119–120.

2.Зыков П.А. Проблемы развития нормативной базы по экологической безопасности автотранспорта в России // Развитие транспортной системы на постсоветском пространстве: история, проблемы

иперспективы: материалы II Междунар. науч.-практ. конф., декабрь

2010 г. / Кемер. гос. ун-т. – Кемерово, 2010. – С. 135–138.

Сведения об авторах

Паутов Виталий Владимирович – студент, филиал ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева» в г. Новокузнецке, e-mail: pautov.vitalya@yandex.ru.

Зыков Петр Анатольевич – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Автомобили и автомобильные перевозки», технический эксперт, филиал ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» в г. Ново-

кузнецке, e-mail: ZykovPetr@yandex.ru.

336

УДК 625.8: 625.731

П.А. Петухов, Б.Н. Карпов

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Рассматривается новая технология строительства и реконструкции дорожных одежд Whitetopping. Анализируются этапы разработки и развития данного строительного метода, перечисляются некоторые реализованные проекты. Описываются основные преимуществ и принципы работоспособности дорожных одежд по способу Whitetopping. Также в статье приводятся стандартные конструктивно-технологические характеристики Whitetop-ping: толщина слоя бетона, расстояние между швами, технология производства работ, характеристики бетона, количество и порядок устройства дюбелей (анкеров). Также рассматриваются имеющиеся подобные отечественные конструкции (комбинированные конструкции с фрагментированным несущим слоем), которые ни в чём не уступают зарубежным аналогам.

Ключевые слова: цементобетон, асфальтобетон, реконструкция дорожных одежд, долговечность, фрагментированный несущий слой.

Р.А. Petukhov, В.N. Karpov

NEW TECHNOLOGY RECONSTRUCTION

OF ROAD PAVEMENT

The article discusses the new technology of construction and reconstruction of road pavement «Whitetopping». Analyzes the stages of design and development of the construction method, are some of the realized projects. It describes the basic benefits and principles of working capacity of road pavement by the method Whitetopping. The article also provides a standard construction and technological characteristics Whitetopping: the thickness of the concrete layer, the distance between the joints, manufacturing technology works, the characteristics of the concrete, the number and procedure to device dowels (anchors). Also available are considered similar Russian construction (combined constructions with a fragmented base layer), which if nothing inferior to foreign analogues.

Keyword: сement concrete, asphalt concrete, reconstruction of road pavement, durability, fragmented carrier layer.

337

В настоящее время одним из важнейших прорывов в строительстве и реконструкции дорог в ряде зарубежных стран является эффективное применение способа Whitetopping (нанесение бетонного поверхностного слоя на изношенное асфальтобетонное покрытие в основном для его восстановления). Ультратонкий Whitetopping (5–10 см) – плита из тонких фибробетонных элементов с близко расположенными деформационными швами.

Понятие Whitetopping за рубежом используется в различных значениях. Дословно переводится с английского как «белый покрывающий слой» или «белое покрытие». Это означает применение в строительстве путей сообщения бетона в качестве верхнего слоя покрытия. В свою очередь, Blacktopping обозначает применение асфальта в качестве верхнего слоя дорожной одежды. Часто указание цвета (черный/белый) используется для особого подчеркивания различия между материалами покрытия и слоями, находящимися в основании. Понятие Whitetopping частично ограничивается методом строительства бетонного покрытия на асфальтовом несущем слое, но бывает, что используется независимо от вяжущего средства (битум, цемент), используемого в нижележащих слоях. На рис. 1 показаны различные варианты применения бетона в качестве верхнего слоя покрытия.

Рис. 1. Различные варианты Whitetopping

338

Дополнительно понятие Whitetopping часто ассоциируется с толщиной слоя бетона или требованием к соединению. Различия между

«обыкновенным Whitetopping», «тонким Whitetopping (TWT)» и «ультра-

тонкимWhitetopping (UTW)» приводитсявтаблице.

Различные виды Whitetopping

При толщине бетонного слоя более 100 мм проявляются преимущества несущей системы со сцеплением с нижележащими слоями. Поэтому появилось даже понятие «Тонкий комбинированный Whitetopping» (TCW). В противоположность UTW, который служит прежде всего для слабонагруженных дорог, считается, что TCW подходит для дорог с очень тяжёлыми и интенсивными транспортными нагрузками. Опыты с использованием этого строительного метода показали, что такие сильно загруженные дороги могут успешно эксплуатироваться в течение длительного времени.

Разработка строительного метода Whitetopping. Строитель-

ный метод Whitetopping изобретен в 1918 г. 7-я Южная улица в Терре Хауте (Индиана, США) строилась с комбинированной дорожной одеждой (асфальтобетон и цементобетон) [2]. Но пользоваться повышенным спросом этот строительный метод реконструкции стал лишь

с60–70-х гг. XX века.

Всентябре 1991 г. был сооружён первый опытный участок UTW (ультратонкого Whitetopping) в Люисвилле, Кентукки. Он оказался способен выдерживать значительно более высокие транспортные нагрузки, чем было предсказано имеющимися в то время в распоряжении моделями расчета. В дальнейшем возникло немало опытных участков UTW в многочисленных федеральных штатах США. В 1996 г. были впервые реализованы 3 проекта в качестве тонкого комбинированного Whitetopping (TCW) на межштатном хайвее I-495 около Бостона, Мас-

339

сачусетса, I-20 около Болтона, Миссисипи и I-94 при Отсего, Миннесоте [3]. Эти дороги по классу соответствуют дорогам I категории в Российской Федерации и европейским автобанам.

Со временем различные строительные методы Whitetopping все больше применялись как в США, так и в других странах мира. Наряду с международными опытными участками, к примеру, в Канаде, Бразилии, Тайване, Южной Корее, Японии, Индии и Южной Африке, в Европе также сооружались и исследовались опытные участки Whitetopping. Первые европейские опытные участки были построены в 1989 и 1993 гг. в Швеции. Следующие опытные участки были сооружены, во Франции, Испании, Бельгии, Италии, Швейцарии и Австрии.

В Германии с 2004 г. до конца 2010 г. частными и государственными заказчиками было осуществлено всего 20 проектов Whitetopping. Развитие по годам общего числа реализованных проектов

Whitetopping показано на рис. 2.

Рис. 2. Количество проектов Whitetopping в Германии (суммирование)

Как видно из графика, в последние годы отмечается быстрый и возрастающий интерес к этому строительному методу в Германии.

Принципы работоспособности Whitetopping. При методе Whitetopping асфальтобетонная проезжая часть покрывается слоем бетона. При этом Whitetopping характеризуется следующими отличиям от обычных бетонных покрытий [1]:

340