Целями введения весовых и габаритных ограничений на движение транспортных средств по автомобильным дорогам общего пользования является повышение безопасности движения и обеспечение сохранности конструкций транспортной инфраструктуры.

При превышении допустимых параметров транспортных средств возникает несоблюдение условий эксплуатации объектов дорожной инфраструктуры, которые установлены вводимыми при проектировании автомобильных дорог факторами. Превышение транспортными средствами допустимых осевых нагрузок и общей массы приводит к повышенному воздействию транспортной нагрузки на конструктивные слои дорожной одежды и земляного полотна, что ведет к их ускоренному износу и образованию дефектов.

В настоящее время в соответствии с Федеральным законом от 08.11.2007 № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (в текущей редакции действует с 01.09.2024) требования к движению по автомобильным дорогам общего пользования тяжеловесной и (или) крупногабаритной сельскохозяйственной техники с прицепным оборудованием устанавливаются Постановлением Правительства Российской Федерации от 01.12.2023 № 2060 «Об утверждении Правил движения тяжеловесного и (или) крупногабаритного транспортного средства». Тяжеловесной и (или) крупногабаритной сельскохозяйственной техникой принято считать тракторы, комбайны и иные сельскохозяйственные самоходные машины, габаритные и весовые параметры которых превышают допустимые значения. Выдача специальных разрешений на движение тяжеловесной и (или) крупногабаритной сельскохозяйственной техники происходит на общих основаниях и в некоторой степени не учитывает всех особенностей нагружения дорожной одежды сельскохозяйственной техникой.

Допустимые весовые параметры, указанные в упомянутом Постановлении, устанавливаются из условия обеспечения сохранности автомобильных дорог и связаны с типовыми механизмами нагружения дорожной одежды, основанными на принятых характеристиках отпечатка колеса грузового транспортного средства.

Известно, что сельскохозяйственная техника, на которой установлены шины большого диаметра и ширины, имеет сравнительно невысокое внутреннее давление в шине. Согласно ГОСТ 7463-2003 «Шины пневматические для тракторов и сельскохозяйственных машин. Технические условия» на сельскохозяйственную технику приводят нормы значений давления в шине, которые варьируются от 0,06 МПа до 0,47 МПа. Согласно ГОСТ 5513-97 «Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия» значения давления в шине грузового ТС варьируются от 0,4 МПа до 0,9 МПа. При этом утверждение, что давление в шине полностью соответствует давлению на покрытие, зачастую не соответствует действительности.

Согласно ГОСТ 58655-2019 «Техника сельскохозяйственная мобильная. Нормы воздействия движителей на почву» транспортные средства сельскохозяйственного назначения имеют нормированное значение максимального давления на почву колесного движителя, которое зависит от ее типа, влажности, а также периода проведения работ. Данное требование достигается путем увеличения размеров шины, количеством шин или снижением давления в шине. Согласно ГОСТ Р 58656–2019 «Техника сельскохозяйственная мобильная. Нормы воздействия движителей на почву» максимальное нормальное давление колесного движителя на почву определяется с учетом коэффициента приведения площади контакта протектора шины колеса на жестком, ровном опорном основании к условиям работы на почвенном основании, зависящим от диаметра шины колеса и с учетом коэффициента продольной неравномерности распределения давления по площади контакта шины.

Следует отдельно отметить, что почвы на территориях, отведенных под засев, имеют значительно меньшую жесткость, чем автомобильные дороги с грунтовым или асфальтобетонным покрытием. Таким образом, форма сельскохозяйственной шины обеспечивает условия минимального воздействия на грунт при возможности обеспечения движения, но при этом сельскохозяйственная шина не обеспечивает условия минимизации разрушающего воздействия на конструкции дорожной одежды и обочины автомобильной дороги.

Процесс движения и воздействия сельскохозяйственной техники на автомобильную дорогу стоит рассмотреть более подробно. Важно отметить, что конструкция техники сельскохозяйственного назначения имеет ряд особенностей, связанных с тяжелой управляемостью на автомобильных дорогах с твердым покрытием. Такие факторы, как высокий центр масс, низкое давление воздуха в шине и прочие, оказывают пагубное влияние на эффективность торможения и управляемость машины, что, соответственно, ведет к снижению безопасности дорожного движения. Один из примеров дорожно-­транспортного происшествия с участием сельскохозяйственной техники приведен на рисунке 1.

Таким образом, искусственно понижать давление в шинах, тем более в случае с техникой с высоким центром масс, небезопасно с точки зрения дорожного движения.

Сельскохозяйственные шины на более жесткой поверхности для обеспечения управляемости сельхозтехники должны иметь более высокое давление и, соответственно, уменьшенное пятно контакта, из-за чего контактное давление на покрытие дорожной одежды возрастает по сравнению с движением по почвам. Пример распределения давления по пятну контакта шины в зависимости от жесткости покрытия и давления воздуха в шине приведен на рисунке 2.

Таким образом, воздействие на твердое покрытие будет характеризоваться контактным давлением грунтозацепов сельскохозяйственной шины на покрытие (рисунок 3).

В отношении автомобильных дорог в соответствии с ГОСТ 32960-2014 расчетное давление от колеса грузового транспортного средства на дорожное покрытие в зависимости от характеристик дорог может составлять 0,8 или 0,6 МПа. Так, согласно исследованиям [1], давление от сельскохозяйственной шины на поверхность автомобильной дороги достигает 1,04 МПа. Высокие концентрации давления на границе раздела шин с грунтозацепами и дорожным покрытием могут создавать значительные пластические деформации в асфальтобетонных слоях покрытия в летний период, а также приводить к усталостным повреждениям асфальтобетонных слоев, создавать сдвиговые деформации грунтовых дорог и обочин в условиях повышенной влажности в осенний и весенний периоды.

Стоит отдельно рассмотреть случай возникающих максимальных напряжений и деформаций в конструктивных элементах автомобильной дороги под воздействием сельскохозяйственных шин. Согласно исследованиям [2], широкие сельскохозяйственные шины могут вызывать деформации в верхних слоях основания и грунтах земляного полотна нежестких дорожных одежд, превышающие деформации от расчетной нагрузки. Это означает, что использование широких специализированных шин может привести к большему повреждению нежестких дорожных одежд по сравнению с обычными шинами грузовых транспортных средств.

Помимо этого, сельскохозяйственная техника часто является крупногабаритной, что становится помехой для движения встречного направления. Во избежание аварийных ситуаций с выездом на полосу встречного направления водители сельскохозяйственных транспортных средств правыми колесами съезжают с проезжей части на неукрепленную обочину, не снижая скорости (рисунок 4). При данном механизме нагружения обочины возрастает нанесенный ей ущерб, что приводит ее к ненормативному состоянию. Это требует со стороны эксплуатирующих дорожных организаций проведения мероприятий (вне директивных сроков) по содержанию, что вызывает непредвиденные затраты на восстановление конструкции обочины.

В целях совершенствования регулирования в данном вопросе, а также дополнения методики расчета размера вреда необходимо провести более подробный анализ воздействия тяжеловесной и (или) крупногабаритной сельскохозяйственной техники на автомобильные дороги. Максимально точные и достоверные данные возможно получить по результатам полномасштабных натурных испытаний, в ходе которых будут зафиксированы фактические характеристики напряженно-­деформированного состояния дорожных одежд. При организации таких испытаний также важно учитывать условия эксплуатации, тип дорожного покрытия и другие факторы, которые могут влиять на степень повреждений. Замеры данных характеристик следует проводить на специально созданных мониторинговых участках автомобильных дорог, оборудованных измерительными датчиками, требования к которым необходимо разработать исходя из специфики воздействия движущейся сельскохозяйственной техники.

Проведение таких исследований позволит решить один из актуальных вопросов в области обеспечения сохранности автомобильных дорог и установить предпосылки по внесению дополнений к методике расчета размера вреда, причиняемого автомобильной дороге сельскохозяйственной техникой.

Конорев А. С., к. т. н., доц.;

Мирончук С. А., к. т. н.;

Еременко Е. А., инж.;

Думенко В. А., инж.

(ФАУ «РОСДОРНИИ»)