Дорожные материалы

Повреждения покрытий могут возникать также из-за низкого качества асфальтобетонной смеси и нарушения технологии работ во время устройства покрытия.

Трещины бывают одиночные неупорядоченные и упорядоченные, атакже объединенные в крупную или мелкую сетку трещин.

Одиночные трещины в покрытии могут иметь произвольное очертание и направление относительно оси дороги, располагаться хаотично на значительном расстоянии друг от друга. Возникают они над трещинами в основании из-за его низкой несущей способности, вызванной недостаточной толщиной и неудовлетворительным качеством материала, слабостью грунта земляного полотна, нарушением технологии производства работ.

Упорядоченные трещины появляются на покрытиях, построенных на цементобетонном основании. На них трещины расположены вдоль и поперек проезжей части и точно копируют температурные и рабочие швы цементобетонного основания. Трещины образуются также в местах, где вследствие перерывов в работе по укладке асфальтобетонной смеси были расположены стыки. Такие трещины имеют прямолинейное очертание.

Помимо указанных трещин, на асфальтобетонном покрытии возникают трещины, образующие замкнутые фигуры в виде крупной сетки. Природа таких трещин связана с использованием пористых, несвязных и перегретых смесей, грубого нарушения технологии укладки и уплотнения.

Мелкая сетка трещин образуется весной при оттаивании основания, построенного на пучинистых грунтах и в местах, где не обеспечена требуемая степень уплотнения грунта.

Трещины, если их вовремя не заделать, приводят к скорому образованию выбоин на покрытии.

Выбоины существенным образом ухудшают важнейшие потребительские свойства дороги пропускную способность и безопасность движения и требуют немедленного устранения.

Выбоины образуются не только из-затрещин. Очень часто они возникают в результате выкрашивания асфальтобетона, отсутствия сцепления между верхним и нижним слоем, большихсдвиговых напряжений, разрывающих покрытие.

Колея, сдвиги также опасны для движения как выбоины. Кроме того,они затрудняют управление автомобилем при переезде с одной транспортной полосына другую, при движении на повышенной скорости и в дождь. Такие повреждения возникают в результате:

* применения в асфальтобетоне некондиционных материалов (маловязкого битума, зерен с гладкой поверхностью, слабоактивного минерального порошка и т.п.);

* нарушения рецептуры смеси(недостаточное количество щебня, минерального порошка, избыточное содержание битума);

* нарушения технологии устройства покрытия (укладка смеси толстым слоем и на плохо уплотненное основание);

* недостаточного уплотнения самой смеси, раннего открытия движения транспорта по свежеуложенному покрытию;

* превышение действующих нагрузок над расчетными для данной конструкции дорожной одежды.

Колея возникает практически сразу и, если не принять своевременных мер, ее размеры увеличиваются лавинно с выпором материала покрытия в обе стороны. Колея образуется, в основном, на покрытиях из песчаной или малощебенистой асфальтобетонной смеси и достигает часто неприемлемых величин более 50 мм.

Однако колея может образоваться также от износа покрытия в полосе наката. Износ прямо зависит от прочности каменного материала и плотности асфальтобетона, но в любом случае увеличивается постепенно в результате истирания и шлифования поверхности, особенно шипованными шинами. Опасным считается износ, превышающий 10 мм.

Выкрашивание - весьма серьезный дефект покрытия, так как может привести к быстрому и полному разрушению его на большом протяжении.

Выкрашивание характерно для пористого покрытия и связано с уносом из него составляющих - частиц песка, щебня, вяжущего в результате совместного действия воды, против огололедных реагентов и колес автомобилей. Вода, проникая в поры, нарушает сцепление вяжущего с зернами каменного материала, которые, не имея связи между собой, легко засасываются и уносятся колесами автомобилей, открывая доступ воды к новым зернам. В результате на покрытии быстро образуются и разрастаются очаги разрушения.

Причинами повышенной пористости покрытия могут быть:

* неправильная рецептура и дозировка материалов во время приготовления смеси (недостаточное количество битума и минерального порошка);

* выгорание битума при перемешивании с перегретым каменным материалом;

* недостаточное уплотнение смеси, из-за чего водонасыщение асфальтобетона превышает 5%;

* укладка смеси в холодную и сырую погоду, когда она плохо поддается уплотнению из-за быстрого остывания;

* фракционная и температурная неоднородность смеси (недостаточное время перемешивания, неправильная погрузка в кузов, охлаждение и сегрегация смеси при ее разбрасывании и т.п.).

Проломы и просадки - результат вымывания грунта земляного полотна водой из-за отсутствия дренажа дорожной одежды, применения некондиционных материалов в основании. Просадки возникают также вследствие недостаточного уплотнения грунта земляного полотна, использования грунтов, набухающих в воде (глин, суглинков, пылеватых грунтов), которые при промерзании вспучиваются, а при оттаивании оседают, деформируя и разрывая покрытие с последующим уносом отдельных фрагментов колесами транспорта.

Оперативное распознавание, конкретной причины производится с помощью георадаров, которые позволяют узнать:

* толщину конструктивных слоев и положение уровня грунтовых вод;

* наличие скрытых объектов (подземных коммуникаций);

* зоны просадочных и разуплотненных грунтов, зоны инфильтрации грунтовых и техногенных вод;

* зоны неоднородных грунтов с местамивключения пылеватых и пучинистых грунтов;

* вымоины и размытые зоны с переувлажненными грунтами в подстилающих основаниях и многое другое.

Располагая информацией о происхождении, можно эффективным способом устранить повреждения и свести к минимуму вероятность повторного разрушения дорожной одежды и, в частности покрытия.

6. Меры защиты асфальтобетонных дорожных покрытий от коррозии

Заделка трещин

Обычно эту работу выполняют в сухую погоду весной и осенью и преимущественно в первой половине дня, когда трещины максимально раскрыты. В зависимости от размера трещин применяют и соответствующие методы ремонта.

Мелкие волосные трещины, при отсутствии просадок, устраняют в жаркую погоду наездом тяжелого катка массой 10-18 т с гладкими вальцами или на пневмоходу. С этой же целью производят розлив разжиженного или горячего битума марки БНД 60/90 или БНД 90/130с присыпкой его песком или минеральным порошком при норме 1 м³ на 10000 м² и последующим вдавливанием катком.

Трещины шириной до 5 мм очищают от пыли и грязи сжатым воздухом, просушивают и заполняют горячим битумом указанных выше марок с помощью специальной лейки или удочки с насадкой, присыпают мелким или среднезернистым песком и закатывают легким катком.

Трещины шириной до 15 мм очищают от пыли и грязи стальными крючками, щетками, сжатым воздухом и заполняют полимерными мастиками горячего применения.

Крупные трещины - более 15 мм расшивают фрезами и после очистки, продувки и просушки грунтуют специальными полимерными праймерами, заполняют полимерно-битумной мастикой (ПБМ) или минерально-мастичной смесью (ММС), обрабатывают горячим песком или минеральным порошком и затирают горячим утюгом.

Герметизирующие составы должны обладать эластичностью, водонепроницаемостью, теплоустойчивостью и хорошим сцеплением с кромками трещины.

Широко раскрытые трещины - более 30 мм эффективно ремонтировать с помощью литой смеси IV или V типа.

Подготовительные работы производят в следующей последовательности. При наличии на покрытии трещин, близких к прямой линии или отклоняющихся от нее на 100 мм в обе стороны, на поверхность наносят контур будущей вырубки в виде прямоугольника с размерами короткой стропы 200 мм. Далее, по контуру нарезают швы и удаляют разрушенный участок покрытия, используя отбойный молотоки ручной инструмент. Отходы грузят в автомобиль-самосвал или в ковш погрузчика.

Если позволяет погода и размеры участка, то вместо нарезчика швов и отбойного молотка можно использовать малогабаритную дорожную фрезу. При этом глубина вырубки не должна быть менее 30 и более 60 мм.

При наличии разветвленных крупных трещин,отстоящих друг от друга не более чем на 500 мм, их объединяют в одну общую карту иработы выполняют, как при ямочном ремонте, картами.

Ремонт сетки мелких трещин указанными методами продолжительного эффекта, как правило, не дает. Устранение этих трещин связано с разборкой дорожной одежды, переустройством водоотвода, заменой грунтаземляного полотна, основания и покрытия. В ряде случаев возможно удаление покрытия фрезами, укладка геосеток и других трещинопрерывающих прослоек и устройство двухслойного покрытия.

Заделка выбоин

Выбор способа и оборудования для заделки выбоин определяется размерами поврежденного участка.

Мелкоямочный ремонт повреждений размером до 0,5 м лучше всего выполнять струйно-инъекционным способом, используя эмульсионномеральную смесь и оборудование БЦМ-24 ЗАО «Бецема», УДМ-1 Верхне-Уфалейского завода «Дормаш»,Р-310 Радицково машиностроительного и завода илиДН-011 Николаевского завода «Дормаш» (Украина) - Приодинаковом принципе работы машины отличаются друг от друга конструктивнымиособенностями и качеством комплектующих изделий.

Технология отличается высокой производительностью и весьма эффективна при ремонте выбоин и широко раскрытых трещин на внегородских автомагистралях.

Оборудование состоит из следующих основных узлов:

* приемного бункера с загрузочным люком для мелкого щебня;

* теплоизолированного и обогреваемого бака для катионной эмульсии;

* дизеля;

* компрессора;

* пневмоструйногонасоса;

* насоса для эмульсии;

* рабочего органа, представляющего собой стрелу-манипулятор с навесным, гибким рукавом для мелкого щебня и трубопроводом с форсункой для распыления эмульсии;

* пульта управления, с помощью которого контролируется работа дроссельного клапана подачи эмульсии и мелкого щебня иобеспечивается световая и звуковая сигнализации.

Комплект оборудования смонтирован на прицепе и работает в сценке с автомобилем-самосвалом, который обеспечивает загрузку оборудования мелким щебнем (высевками).

К аналогичным машинам относится американская «Turbo Jet T-250 AE», чешская - «Turbo-Comby», машина совместного производства Чехии иБеларуси - «БЕЛТА». В отличие от БЦМ-24 и других аналогичных машин они загружаются мелким щебнем не из самосвала, а из емкости размешенной на шасси автомобиля, что позволяет использовать, их также зимой для посыпки дорог мелким щебнем.

Контуры размечают с помощью на тертого мелом шнура (или мела и рейки) прямыми линиями, параллельными и перпендикулярными оси проезжей чисти, захватывая неповрежденное покрытие на ширину 5 см.

Разрушенные места, находящиеся на расстоянии до 0,5 м друг от друга, объединяют общим контуром, по возможности, захватывая покрытие, на котором пока нет выбоин, но имеются трещины.

Далее, участок фрезеруют с помощью самоходных, навесных или прицепных малогабаритных дорожных фрез приданием ему правильной прямоугольной формы.

При отсутствии фрезы или невозможности ее использования (труднодоступные места, отрицательная температура) применяют резательную машину и отбойный молоток.

Резательной машиной нарезают ровный низ по контуру будущей карты, а отбойным молотком вырубают разрушенный слой. В этом случае сохраняется целостность рядом находящегося покрытия и его разрушение в дальнейшем не происходит. Далее из карты удаляют пыль, воду и грязь.

При положительной температуре воздуха допускается проведение работ без сушки и грунтования битумом влажного дна и стенок карт, так как литая смесь, благодаря высокой температуре и жидкой консистенции, прогревает, плавит и грунтует их. В результате достигается прочное сцепление свежей смеси с покрытием.

Смесь заливают в карту из термоса-миксера(см. рис. 42), руководствуясь следующими правилами:

* машину на объекте должен принимать специально выделенный опытный рабочий-сигнальщик, который обязан проверить наличие паспорта на смесь, ее температуру (не ниже 200 °С) и количество;

* литая смесь должна укладываться слоем не менее 40 мм;

* заливку глубоких выбоин (глубиной до 150 мм) и площадью менее 1 м² лучше производить послойно по 50 мм после остывания каждого слоя до температуры 40...50 °С;

* широкие карты (шириной более 2 м) заливают полосами с установкой в продольном направлении опалубки из деревянных брусков, длиной,равной протяженности ремонтной карты или захватки, и высотой, равной толщине укладываемого слоя, как при устройстве гидроизоляционного покрытия;

* организация работ как в дневное, так и ночное время должна быть, построена таким образом, чтобы после их окончания подготовленные карты не оставались незаполненными литой смесью;

* на подходах к эстакадам, мостам, тоннелям и путепроводам следует выставлять дополнительные, предупредительные знаки, посты сигнальщиков через 30-40 м, а сами работы вести оперативно и строго на огороженной полосе. Работы следует начинать с крайней правой полосы, вести непрерывно до конца поврежденного участка и только потом переходить к ремонту следующей транспортной полосы;

* в целях снижения шума при подготовке ремонтных карт в ночное время в жилых кварталах города пневмоинструмент и асфальтофрезерные машины рекомендуется заменять разогревателями. Образующаяся при этом горячая смесь может быть использована для выравнивания основания или для заделки глубоких выбоин.

По прибытии термоса-миксера на объект его устанавливают в пределах огороженной полосы над подготовленной картой .Рабочий-оператор при помощи штурвала открывает заслонку термоса-миксера и направляет смесь в карту по лотку. Положением заслонки регулируется объем подачи смеси.

Другой рабочий производит распределение смеси по карте разравнивателем до уровня, превышающего уровень существующего покрытия на 3-5 мм, т.е. с учетом усадки слоя при охлаждении.

Далее термос-миксер переезжает к другой подготовленной карте. После выработки основного объема смеси водитель включает гидронасос, наклоняет емкость термоса-миксера на угол 15-20°, сливает остатки в карту, выключает мешалку и с помощью рабочих очищает емкость и поворотный лоток.

После зачистки и затирки границ карты погорячей поверхности распределяют сухой щебень фракции 5-10 или 10-15 мм в количестве 6-8 кг/ м²равномерным слоем в одну щебенку.

Под действием гравитации щебень самостоятельно погружается на глубину примерно 2/3 диаметра зерна и прочно закрепляется на покрытии. Однако когда в составе литой смеси собственного щебня мало или смесь слишком жидкая, щебень может полностью погрузиться в слой и поверхность останется скользкой. В таких случаях рекомендуется производить распределение щебня после снижения температуры слоя до 160...180°С.

Щебень, не имеющий надлежащего сцепления, удаляют с поверхности с помощью подметально-уборочной машины, работа которой возможна только после того, как слон остынет до температуры воздуха.

Укладку смеси на участках с продольным уклоном более 3% производят и карты площадью до 3 м². Во избежание вытекания смеси за пределы ремонтируемой карты смесь распределяют сверху вниз и малыми порциями. Для снижения подвижности смеси рекомендуется повысить расход щебня для втапливания до 15-20 кг/м².

Движение транспорта открывают после остывания слоя до 30...40°С, на что требуется летом не более 1-1,5 ч.

Важное преимущество литьевой технологии ремонта - возможность ее эффективного применения зимой, особенно при аварийных работах и в ночное время суток.

Высокое качество ремонта обеспечивается благодаря тому, что:

* смесь до выгрузки постоянно находится в отапливаемой теплоизолированной емкости термоса-миксера и перемешивается;

* промежуток времени от начала выгрузки до укладки составляет несколько секунд;

* смесь может выдаваться как малыми, таки большими порциями;

* смесь обладает высокой подвижностью, асфальтобетон формируется без укатки;

* смесь имеет высокую температуру, вследствие чего высушивает влажную поверхность карты и обеспечивает сцепление нового материала со старым покрытием;

* близкая к нулю пористость литого асфальтобетона обеспечивает большой срок службы отремонтированной карты.

Зимой низкая температура способствует быстрому охлаждению слоя смеси, что позволяет уже по истечении 20 мин открыть движение по отремонтированному участку.

При температуре ниже -10°С карты стараются делать небольших размеров (площадью не более 3 м²). Кромки карт режут ровно с помощью резательных машин. Слой внутри карты удаляют с помощью отбойного молотка.

Использование отбойного молотка для обрубки карты по контуру не рекомендуется, так как от вибрации на покрытии могут образоваться микротрещины, развитие которых чревато появлением сколов, новых выбоин и других разрушений покрытия вокруг отремонтированной карты.

После очистки подготовленной карты от скола, льда, песка, соли карту заполняют литой асфальтобетонной смесью. Подачу и распределение смеси ведут интенсивно.

Ремонт асфальтобетонного покрытия при отрицательных температурах требует оперативной и согласованной работы звеньев, готовящих карты и производящих укладку в них литой смеси.

Водитель машины должен постоянно следить за температурой смеси, не допуская ее падения ниже 200°С.

При отрицательной температуре воздуха литая смесь должна иметь более высокую температуру (220...230°С), и ее следует укладывать в безветренную погоду или при слабом ветре. При температуре минус 10°С и скорости ветра 2 м/с, смесь укладывают слоем не менее 5 см.

При заделке глубоких выбоин (более 10 см) смесь укладывают сразув один слой, а при мелких выбоинах (глубиной до 3 см) их углубляют до 5 см и только потом заполняют литой смесью.

При температуре воздуха ниже -20°С и скорости ветра более 5 м/с, от ремонта асфальтобетонного покрытия следует воздержаться.

Литые смеси для ямочного ремонта можно выпускать не только на АБЗ, но и приготавливать в термосе-миксере как из новых материалов, так и из вторичного асфальтобетона и полуфабрикатов.

Приготовление литой смеси из новых материалов, вторичного асфальтобетона и полуфабрикатов в термосе-миксере производится по соответствующим техническим регламентам и рецептуре.

Готовая продукция может использоваться сразу или заготавливаться впрок, в виде брикетов (полуфабрикатов). Брикеты получают горячим формованием в специальных формах. Перед заполнением форм поверхности контакта обрабатываются антиадгезивом при расходе 0,5 кг/м². После остывания брикеты извлекают из форм и упаковывают в полиэтиленовые мешки или пленку. Упакованные брикеты хранят в штабелях высотой не более 1 м на поддонах в прохладном месте.

При производстве литой смеси требуемое количество брикетов с помощью погрузчика помещают в мешалку термоса-миксера, разогревают при постоянном перемешивании до температуры 180...200 °С и доводят смесь до однородного вязкотекучего состояния.

При использовании новых материалов важная роль отводится их подготовке. Щебень и песок должны быть высушены до влажности не более 1%, минеральный порошок быть абсолютно сухим и расфасованным в мешки по 50 кг, а битум - в жидком или твердом виде и обезвоженным. В ряде случаев удобно вместо битума применять заранее приготовленные брикеты асфальтового вяжущего вещества.

Фазовый состав и количество асфальтового вяжущего вещества назначают с учетом свойств исходной горной породы (основная или кислая, плотная или пористая), гранулометрического состава смеси щебня и песка, тонкости помола минерального порошка и марки битума.

При выпуске литой смеси с использованием вторичного асфальтобетона (колотого асфальтобетона или асфальтовой крошки)необходимо:

* предварительно рассортировать сырье на песчаное и мелкозернистое и рассчитать содержание каждого в смеси;

* определить в лаборатории содержание и фазовый состав асфальтового вяжущего вещества, выбрать оптимальный состав по результатам определения подвижности литой смеси и деформации образцов литого асфальтобетона под штампом;

* приступить к изготовлению смеси.

Приготовление начинают с загрузки в смеситель с помощью автопогрузчика рассчитанного количества брикетовасфальтового вяжущего вещества, их разогрева до жидкого состояния. Затем, порционно вводят песчаное и мелкозернистое сырье, нагревают смесь до температуры 180…200°С и перемешивают до однородного вязкотекучего состояния.

Приготовление литой асфальтобетонной смеси из новых материалов в термосе-миксере обходится дороже, чем в заводской смесительной установке, на 15-20%. Однако с учетом использования оборудования как смесителя, транспортного средства и ремонтера, особенно при выполнении непредвиденных, экстренных работ в неблагоприятных погодных условиях, затраты окупаются сравнительно быстро. А при использовании вторичного асфальтобетона и сама смесь становится дешевле заводской.

Устранение колейности и сдвигов

Слабовыраженные деформации при отсутствии разрывов на покрытии устраняют и жаркую погоду или после предварительного нагрева слоя специальными нагревателями, наездом на гребень тяжелого катка в направлении от края к середине.

Выраженные деформации можно устранить только ликвидацией поврежденного участка и заменой асфальтобетона более сдвигоустойчивым.

Если повреждения распространяются на нижние слои и к тому же вызваны недостаточной прочностью дорожной одежды, производят усиление конструкции с заменой нижнего и верхнего слоя покрытия на новые.

Колея, среди указанных выше повреждений, требует наибольших материальных и трудовых затрат на устранение.

Колею, а также трещины, выбоины и выкрашивание ликвидируют с помощью специальной техники. При этом применяют технологии, позволяющие вторично использовать старый асфальтобетон.

При вторичном использовании можно производить регенерацию асфальтобетона, т.е. восстановление его свойств как на дорожном объеме, так и в заводских условиях. Регенерацию на дорожном объекте делают в том случае, если объект расположен вне населенного пункта. В городе регенерацию предпочитают делать на заводе, оснащенном эффективной системой очистки отходящих газов.

В составе оборудования: автомобиль с навесным оборудованием для распределения щебня, дорожная фреза, барабанный смеситель и асфальтоукладчик.

Работы выполняют следующим образом. По старому покрытию распределяют щебень фракции 10-15(20) мм слоем 50-100 мм и пропускают фрезу .Фреза снимает покрытие, превращая его вместе со щебнем в рыхлую массу, и направляет ее с помощью подборщика и конвейера и барабанный смеситель. В барабанном смесителе массу нагревают, дозируют в нее свежий битум и перемешивают. Готовую смесь с температурой 150 °С конвейером перегружают в асфальтоукладчик, распределяют и уплотняют. Такое покрытие служит не более 2-3 лет.

Для более продолжительной работы покрытия используют технологию «Remix» и оборудование германской фирмы «Wirtgen».

Работы производят в следующем порядке.

Старое покрытие, поврежденное колеей и другими дефектами, предварительно разогревают инфракрасными горелками, разрыхляют на глубину до 60 мм, полученную массу пластифицируют дозой битума, опять разрыхляют и направляют в смесительную камеру на смешивание с порцией свежей асфальтобетонной смеси, поступающей по отдельной технологической линии.

Далее однородную смесь направляют в шнековую камеру, распределяют и уплотняют. Порция свежей смеси зависит от толщины укладываемого слоя и колеблется обычно в пределах30-60%. При устройстве покрытия слоем 50 мм расход свежей смеси составляет примерно55 кг/м². Срок службы нового покрытия - не более 5 лет.

Отличие его от предыдущего в том, что материал старого покрытия после обогащения его дозой битума не смешивают со свежей смесью, а укладывают в нижний слой. Свежую смесь направляют в отдельную шнековую камеру, расположенную за шнековой камерой для регенерированной смеси, и укладывают в верхний слой. Оба слоя уплотняют катками вместе. Срок службы до 7 лет.

При регенерации асфальтобетона на действующих асфальтобетонных заводах, в составе технологического оборудования требуется иметь:

* склад для хранения сырья (старого асфальтобетона в виде лома или крошки) с транспортной линией;

* дробильно-сортировочную установку для измельчения сырья;

* бункер-накопитель;

* транспортную линию для подачи подготовленного сырья на переработку;

* асфальтосмесительную установку (периодического или непрерывного действия), дополнительно оснащенную дозатором вторичного асфальтобетона и специальными фильтрами для очистки воздуха от дыма, газа и пыли.

Технологический процесс предусматривает разогрев крошки, ввод дозированного количества (примерно 20-25%) на смешивание со свежими материалами и битумом, перемешивание и выдачу смеси в транспортные средства.

Весьма эффективным и не дорогим методом ремонта глубокой колеи является отечественный метод, который предусматривает использование простых и доступных машин, литой и высокощебенистой вязкопластичной смесей. Каждую полосу наката колеи фрезеруют малогабаритной фрезой на ширину 50-60 см и в образовавшиеся корыта заливают заподлицо с неповрежденным покрытием литую асфальтобетонную смесь V типа с помощью термоса-миксера. Далее, если требуется, производят выравнивание поверхности до требуемой нормы, а затем всю площадь покрытия перекрывают высокощебенистой асфальтобетонной смесью слоем 15-25 мм, используя обычные асфальтоукладчик и каток.

Устройство тонкослойных шероховатых и защитныхслоев

Поверхностная обработка дорожных покрытий- это способ создания шероховатой поверхности покрытия и устройства слоя износаили защитного слоя путем нанесения на покрытие тонкой пленки органического вяжущего, распределения высокосортного щебня и его уплотнения. При этом вяжущий материал не контактирует с колесами автомобиля, фиксирует щебень на поверхности покрытия, обеспечивает его герметичность и одновременно снижает и стабилизирует скорость деградации верхнего слоя старого покрытия.

Щебень обеспечивает контакт с колесами автомобиля, воспринимает их сжимающее и истирающее воздействие и защищает верхний слой покрытия от износа.

При многослойной поверхностной обработке щебень образует структуру самостоятельного верхнего слоя, что часто используется при устройстве «черного» слоя на щебеночных и гравийных, т.е. «белых» дорожных одеждах.

Защитные слои выполняют следующие функции:

* останавливают разрушение и продлевают срок службы старых покрытий, на которых появились признаки износа в виде выкрашивания, шелушения, трещин и др.;

* восстанавливают и повышают сцепные свойства дорожного покрытия;

* повышают ровность и сдвигоустойчивость покрытия;

* защищают дорожную одежду от проникания воды;

* улучшают эстетические свойства покрытий, придавая им однородный вид.

Толщина защитного слоя не превышает, как правило, 20 мм. Срок службы слоя в значительной мере зависит от свойств материала слоя и технологии его устройства, от состояния поверхности покрытия и условий его эксплуатации и составляет от нескольких месяцев до нескольких лет.

На практике применяют разные способы устройства шероховатых и защитных слоев:

* поверхностную обработку дорожного покрытия путем последовательного грунтования асфальтобетонного покрытия битумом распределения и прикатки мелкого черного щебня узких фракций;

* поверхностную обработку с синхронным распределением катионной битумной эмульсии и мелкого щебня и последующей прикаткой слоя;

* устройство тонкослойного покрытия из холодной эмульсионно-минеральной смеси литой консистенции;

* устройство тонкослойного покрытия по высокотемпературной технологии с последующей запрессовкой слоя в размягченную поверхность;

* устройство тонкослойного покрытия из щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей.

Различают несколько видов поверхностных обработок, каждая из которых имеет свою сферу наиболее эффективного применения.

Поверхностная обработка с последовательным распределением вяжущего и щебня

Среди разновидностей поверхностных обработок однослойная обработка с однократным распределением вяжущего и щебня самая распространенная и применяется для создания шероховатой поверхности и слоя износа на асфальтобетонных покрытиях дорог различных категорий. Для ее создания используется щебень фракции 5-10 мм.

Однослойная поверхностная обработка с двойным распределением щебня предусматривает сплошное грунтование поверхности вяжущим, распределение по обработанной поверхности черного щебня фракции 10-15 или 15-20 мм, прикатку щебня катком, а затем, распределение мелкой фракции 5-10 мм и ее запрессовку в слой более крупного щебня. Такую обработку применяют на дорогах с интенсивным и скоростным движением. Она хорошо герметизирует существующее покрытие, выравнивает его и лучше распределяет усилия от колес автомобилей. Ее эффективно применять на дорогах, имеющих жесткое основание.

Двухслойная поверхностная обработка заключается в обработке покрытия вяжущим, распределении и прикатке крупной фракции черного щебня катком, обработке полученной поверхности вяжущим, распределении и запрессовке слоя черного мелкого щебня. Эта технология находит применение на дорогах с ослабленным покрытием, при наличии мелкой сетки трещин, ямочности, колеи, при высокой интенсивности движения, т.е. в тех случаях, когда необходимо создать не только шероховатый слой износа и защитный слой, но и повысить ровность, прочность и сдвигоустойчивость покрытия. Этот вид обработки можно применять на цементобетонных покрытиях.

Поверхностную обработку типа «сэндвич» устраивают следующим образом. По поверхности покрытия распределяют щебень крупной фракции, распределяют вяжущее, распределяют щебень мелкой фракции, и весь слой уплотняют. Структура слоя сравнима с однослойной обработкой, устроенной путем разлива вяжущего с двойным распределением щебня. Ее рекомендуется применять на дорогах местного значения с неровным покрытием и для усиления конструкции.

Для устройства поверхностных обработок споследовательным нанесением компонентов в качестве вяжущего применяют битум или битумную эмульсию.

В состав механизированного отряда входит, как правило, автогудронатор, щебне распределитель или автомобиль-самосвал с навесным оборудованием, а также каток на пневматиках.

В течение первых дней эксплуатации с покрытия сметают не прижившийся щебень и ограничивают скорость движения до 40 км/ч.

ПОВЕРХНОСТНАЯ ОБРАБОТКА С СИНХРОННЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ВЯЖУЩЕГО И ЩЕБНЯ(ТЕХНОЛОГИЯ ФИРМЫ «СЭКМЭР»)

Основной недостаток традиционной технологии устройства поверхностной обработки - раздельное распределение вяжущего и щебня и, как следствие, плохая приживаемость щебня, обуславливающая необходимость ограничения скоростного режима движения на период формирования слоя.

При синхронном распределении вяжущего и щебня разрыв между операциями не превышает одной секунды, что позволяет достичь быстрого и равномерного распределения вяжущего по поверхности щебенок, надежно склеить их между собой и с покрытием, быстро ввести дорогу в эксплуатацию.

В качестве вяжущего используют, в основном, катионную эмульсию. Битум используется значительно реже. Выбор эмульсии производится в зависимости от свойств каменного материала, степени повреждения покрытия, числа слоев обработки, климатических условий, состава и интенсивности движения и др.

Наибольшей эффективностью обладает эмульсия, в составе которой не менее 69% битума. Она достаточно вязкая, чтобы не стекать в углубления на покрытии, и в то же время позволяет за один разлив обеспечить достаточную дозировку на щебень для укладки его в один слой.

Температура эмульсии должна быть в пределах 40...70 °С. В этом случае можно более точно нанести пленку вяжущего, быстрее охладить и предотвратить ее стекание с поверхности зерен. В этой связи, важно, чтобы поверхность зерен каменного материала была достаточно активной, чтобы образовывать с вяжущим водонерастворимые соединения.

Форма щебенок должна быть кубовидной для обеспечения устойчивого положения на покрытии.

Размер зерен щебня должен быть таким, чтобы обеспечивалось близкое расположение зерен, плотная и однородная структура слоя, низкий уровень шума при движении на повышенной скорости (100-150 км/ч) и минимальная вероятность повреждения лобовых стекол. Исходя из этих требований, предпочтительно использовать, фракции 6-10 и 4-6 мм.

Щебень должен быть чистым и сухим. Наличие глины, даже в незначительных количествах, крайне нежелательно ввиду ее набухания в воде и ослабления сцепления между вяжущим и щебнем.

Для формирования слоя используют катки на пневматических шипах массой 15-18 т. Количество проходов до 10 по одному следу.

Требуемая текстура слоя формируется под действием катка и движения транспорта во времени, продолжительность которого зависит от погоды и характера движения, но в любом случае не превышает нескольких часов.

Устройство шероховатого защитного слоя с помощью холодной эмульсионно-минеральной смеси литой консистенции.

Эмульсионно-минеральная смесь литой консистенции состоит из высевок, песка, цемента (минерального порошка), воды, регулятора скорости распада и катионной эмульсии.

Портландцемент или минеральный порошок служит для регулирования скорости распада эмульсии и консистенции смеси.

Машина имеет автономную силовую установку, бункер для щебня, емкости для эмульсии, воды и добавок, бункер для цемента, транспортер, смеситель и распределитель смеси.

Слой смеси укладывают в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +5 °С. Укладку производят полосами, кратными ширине проезжей части.

При движении машины в рабочем режиме компоненты смеси в заданных пропорциях вводятся в смеситель. Из смеси теля готовая смесь подастся и шнековую камеру и распределяется слоем 5-10 мм. Расход смеси 14-15 кг/м²

Формирование защитного слоя происходит под влиянием гравитации без применения уплотняющих средств за счет распада эмульсии и активности вяжущего и длится от 1 до 3 часов, в зависимости от погоды. В конце указанного срока движение по дороге должно быть закрыто.

При устранении колеи расход смеси увеличивают до 22 кг/м². Колеи глубиной до 25 мм заполняют смесью за один проход, а глубиной более 25 мм - за два прохода.

Устройство шероховатого тонкослойного покрытия по высокотемпературнойтехнологии

Основные и, пожалуй, самые главные недостатки зарубежных технологий - высокая стоимость оборудования и компонентов для приготовления эмульсии, а также техники для выполнения работ продолжительные сроки формирования защитного слоя, необходимости ограничения скорости движения и короткий срок службы (2-3 года).

Покрытие устраивают из высокощебенистой вязкопластичной асфальтобетонной смеси. Ее приготавливают на АБЗ из мелкого щебня, минерального порошка и дорожного битума по Техническим условиям и технологическому регламенту, разработанному с учетом местных условий (климата, качества материалов, технического состояния заводского оборудования, асфальтоукладчика и катков).

Укладку производят асфальтоукладчиком слоем 15-25 мм на заранее подготовленную поверхность покрытия. При этом необходимо, чтобы:

* существующее покрытие было тщательно выровнено и отвечало требованиям по ровности, уклонам в продольном и поперечном направлениях как к верхнему слою покрытия дороги соответствующей категории, было обязательно чистым и сухим;

* люки колодцев были установлены на прочное основание и без качания;

* поверхность сплошь (без пропусков) под грунтована равномерным слоем битума или битумной эмульсии;

* смесь имела при укладке температуру200…210°, а погода сухой и теплой;

* укладчик имел исправные органы виброуплотнения и обогрева выглаживающей плиты;

* смесь не просыпали перед приемным бункером асфальтоукладчика;

* длина захватки при многополосной укладке не превышала 70 80 м в теплую и 30-40 м в прохладную погоду;

* средний каток начинал запрессовку смеси без промедления, т.е. как только для него образовался фронт работы;

* каток завершал запрессовку слоя до момента, когда температура смеси опустится ниже 120°.

При соблюдении указанных требований происходит:

* прогрев старого покрытия на глубину примерно 3-8 мм до 100° и его размягчение;

* расплавление грунтовочного слоя и его проникание в трещины, поры и микродефекты старого покрытия;

* тиксотропное разжижение высокощебенистой вязкопластичной смеси под действием виброплиты укладчика, быстрая упаковка зерен в слое, расширение и частичный выход асфальтового вяжущего вещества к поверхности покрытия с закупориванием и герметизацией межзернового пространства;

* частичная запрессовка зерен высокощебенистой смеси в нижний слой и прочное склеивание слоев между собой.

В результате:

* мелкие дефекты старого покрытия залечиваются, и оно защищается от коррозии и дальнейшего разрушения примерно на5 лет;

* возрастает устойчивость покрытия к колее;

* высокие фрикционные характеристики покрытия во влажном состоянии и при применении противогололедных реагентов обеспечиваются как сразу после его устройства, так и при его продолжительной эксплуатации;

* достигается впечатляющий эстетический эффект;

* движение по дороге открывают сразу и без ограничения скорости;

* дорога эффективно поддерживается в хорошем состоянии при минимальных затратах.



Заключение

Темпы дорожного строительства в Казахстане непрерывно растут. Резкое увеличение выпуска автомобилей выдвинуло перед строителями автомобильных дорог повышенные требования как к ускорению ввода в эксплуатацию новых и реконструированных дорог, так и в области повышения их качества, долговечности и надёжности, а также безопасности движения.

Благоприятные условия для дальнейшего совершенствования дорожного строительства создаются в результате значительного роста материальной базы дорожно-строительных организаций и ускоренного развития дорожной науки и техники.

Промышленность поставляет для дорожного строительства всё более мощные и высокопроизводительные машины. Технология производства работ базируется на широком внедрении комплексной механизации с постепенным переходом к автоматизации отдельных технологических процессов и видов работ. Шире применяются местные материалы и грунты, укреплённые органическими и минеральными вяжущими. Получают распространение новые вяжущие материалы и различные поверхностно-активные вещества.

Применение новых машин, материалов и разработка более совершенных технологических схем требуют соответствующего повышения уровня организации строительства. Чем сложнее задачи строительства и чем больше сосредоточено на каждом объекте трудовых и материально-технических ресурсов, тем труднее управлять ими.

Рациональная организация работ резко повышает эффективность использования всех видов ресурсов.

Сложность производства дорожно-строительных работ усугубляется зависимостью их технологии от погодных и климатических условий. В зависимости от периодов года, температурных и других климатических условий изменяется удобоукладываемость и удобообрабатываемость многих дорожно-строительных материалов. Это влечёт за собой необходимость изменения технологии производства работ.

В таких сложных, непрерывно изменяющихся условиях выполнение больших объёмов механизированных дорожно-строительных работ с обеспечением целесообразного использования наличных парков современных высокопроизводительных машин может быть успешным только при тщательной и комплексной разработке организации всех видов работ.

Под организацией работ понимают разработку и осуществление комплекса мероприятий, определяющих численность и расстановку всех необходимых трудовых и материально-технических ресурсов, их взаимодействие, порядок использования и перемещения в процессе строительства, а также систему управления ими. Все эти мероприятия в своей совокупности должны обеспечивать сооружение объекта в заданные сроки и в соответствии с проектом.

В условиях современного строительства, характеризующегося большой насыщенностью высокопроизводительными машинами и сложной технологией производства работ, решения организационных вопросов требуют глубоких знаний в области проектирования, технологии и экономики дорожного строительства, а также максимального использования современных достижений технического прогресса.

В настоящее время в практике дорожного строительства всё шире используются новые, в большинстве случаев химически-сложные материалы (новые вяжущие, поверхностно-активные вещества и т.п.). Расширяются границы применения материалов, считавшихся ранее некондиционными. Разрабатываются новые технологические схемы и способы производства работ, базирующиеся на комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Развитие дорожного машиностроения идёт по линии проектирования и изготовления новых, более совершенных, мощных машин высокой производительности, позволяющих значительно повысить темпы производства дорожно-строительных работ.

Соответственно необходимо развивать и совершенствовать организацию работ, систематически проводить научные исследования, изучать и обобщать передовой опыт лучших дорожно-строительных организаций. Чем сложнее организация работ, тем меньше должно быть в ней так называемых «волевых» решений. Принимаемые решения как в проектах, так и при оперативном управлении работами должны быть результатом научно обоснованных расчётов, учитывающих все стороны сложного строительного процесса.



Список литературы

1. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М., Химия, 1973, 432 с.

2. Грудников И.Б. Производство нефтяных битумов. М., Химия, 1983, 192 с.

3. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. М., Транспорт, 1973,284 с.

4. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М., Транспорт, 1984, 228 с.

5. Битумные материалы. Асфальты, смолы, пеки (пер.) Под ред. А.Дж. Хойберга. М., Химия, 1974, т.1, 246 с.

6. Сергиенко СР., Таимова Б.А., Талагаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. М., Паука, 1979, 269 с.

7. Хайрутдинов И.Р. и др. Технология производства неокисленных дорожных битумов на ОАО «ТАИФ-НК». Материалы II конгресса нефтепромышленников России. Уфа. 25-28 апреля 2000 г., с. 64.

8. Сюняев З.И., Сюняев Р.З., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. М., Химия, 1990, 226 с.

9. Гуреев А.А. и др. Новое в технологии производства битумных материалов. Химия и технология топлив и масел, 2000, № 2, с.49.

10. Кутьин Ю.А. и др. Рациональные направления производства дорожных битумов. Башкирский химический журнал. Т. 3, вып. 3, 1996, с. 27.

11. Гохман Л.М. Применение полимерно-битумных вяжущих в дородном строительстве. В сб. «Применение полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС. М., Центр метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ТУ), 2001, с. 5-60.

12. Королев И.В., Финашин В.Н., Феднер Л.А. Дорожно-строительные материалы. -- М.: Транспорт, 1988. -- 304 с.

13. Королев И. В. Пути экономии битума в дорожном строительстве. - М.: Транспорт, 1986. - 149 с.

14. ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний.

15. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний.

16. ГОСТ 16557-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия.

17. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.

18. ГОСТ Р 52129-2003. Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия.

Размещено на Allbest.ru

...