Размещено на http://allbest.ru

26

Министерство образования и науки Российской Федерации

Частное образовательное учреждение

«ОО ДПО МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ ЭКСПЕТИЗЫ И ОЦЕНКИ»

РЕФЕРАТ

на тему:

«Основы научных исследований в дорожном строительстве»

Автор: слушатель Костенко Сергей Витальевич

Научный руководитель:

к.э.н., доцент Данилова Светлана Николаевна

Орёл2019 г.

Содержание

Введение

1. Существующие методы ямочного ремонта

1.1 Ремонт с использованием горячей а/б смеси

2. Метод ремонта с помощью инфракрасных разогревателей

3. Ремонт литой асфальтобетонной смесью

4. Ремонт с помощью «холодного асфальта»

5. Струйно-инъекционный метод ремонта

6. Технологический процесс по ликвидации ям на дорогах

6.1 Ремонт с использованием горячей а/б смеси

6.2 Метод ремонта с помощью инфракрасных разогревателей

6.3 Ремонт с помощью «холодного асфальта»

6.4 Струйно-инъекционный метод ремонта

7. Усовершенствованные материалы для защиты асфальтобетона от факторов внешней среды

7.1 MasterSeal

7.2 Защитные покрытия Rejuvenator

7.3 Защитное покрытие SealMaster. LV

8. Современное покрытие для автомобильных дорог Сларри Сил

9. Типы покрытий Сларри

9.1 Сларри Сил

9.2 Микросюрфейсинг

Заключение

Библиографический список

Введение

Автомобильная дорога‚ как любое другое инженерное сооружение‚ рассчитана на определенный срок службы‚ в течение которого она подвергается различного рода и количества воздействиям транспорта и погодно-климатических факторов (влага‚ температура). Самым первым и наиболее незащищенным ее элементом‚ испытывающим такие воздействия‚ является асфальтобетонное (в большинстве своем) покрытие.

Из-за нагрузок и перегрузок материалы дорожного покрытия изнашиваются и стареют. Износ происходит и по другим причинам, например из-за изначального невысокого качества материалов, нетехнологичного выполнения дорожно-строительных операций. Распространенной технологической ошибкой является недостаточное уплотнение дорожного полотна‚ из-за чего со временем образуются неровности‚ деформации, шелушения‚ выкрашивания‚ трещины‚ сколы‚ выбоины‚ ямы.

Практика установила‚ что ежегодно локальный текущий ремонт покрытия требуется для 2...3% общей площади дороги. Когда серьезные повреждения и дефекты достигают 12...15%‚ общепринято ставить на ремонт все 100% этой площади. Систематическое «лечение» дорожного покрытия осуществляют разными методами‚ средствами и материалами‚ что в совокупности определяет качество‚ срок службы и стоимость‚ т. е. эффективность ремонтных работ, главная цель которых - обеспечить на дороге безопасное движение автотранспорта с разрешенной Правилами дорожного движения скоростью.

В России ремонт дорожных покрытий выполняют чаще всего с наступлением устойчивой теплой, не ниже +5 °С, и сухой погоды, хотя потребность в проведении срочного внепланового или аварийного ремонта возникает практически в любое время года и при любых погодных условиях.

Выбор технологического метода ямочного ремонта должен отвечать определенным требованиям или критериям. Заделка дефекта должна быть высокого качества и соответствовать требуемым показателям плотности‚ прочности‚ ровности и шероховатости основной части покрытия. Отремонтированный участок в результате правильно проведенной работы прослужит долго. Для соблюдения технологического процесса ремонта дорожного покрытия необходимо наличие или доступность требуемых материалов‚ машин и установок. В зависимости от погодных условий выбирают метод ремонта простой или сложный, но в любом случае он должен соответствовать критериям оперативности для своевременного открытия дорожного движения. И, естественно, ремонтные работы должны быть низкозатратными.

1. Существующие методы ямочного ремонта

1.1 Ремонт с использованием горячей а/б смеси

Горячая асфальтобетонная смесь - это материал, состоящий из смеси инертных материалов, которая в горячем состоянии равномерно смешана с битумом, равномерно покрывающим все ее частицы. Особенность горячей асфальтобетонной смеси в том, что температура укладки её составляем 150-180°С.

2. Метод ремонта с помощью инфракрасных разогревателей

Рисунок. Инфракрасный нагреватель асфальта КМ-40.

Использование разогревателя позволяет ремонтировать различные дефекты покрытия практически в любую погоду. Основой технологии является инфракрасный нагрев ремонтируемой поверхности для достижения максимальной её адгезии с новым материалом. В зависимости от модели за короткий промежуток времени можно отремонтировать значительную площадь покрытия, обеспечив надёжность и долговечность ремонта. При применении метода нагрева нет необходимости в фрезеровании карты ремонта и связанных с этим затрат, практически исключается зависимость от погодных условий. При традиционном методе ямочного ремонта существует проблема быстрого разрушения кромки сопряжения, а при использовании литого асфальтобетона - его выдавливания шинами автомобилей.

3. Ремонт литой асфальтобетонной смесью

Технология ремонта дорог с помощью литого асфальта известна еще с 1914 года. Литой асфальт - горячая смесь тестообразной консистенции‚ в которой важнейшей компонентой является мастика‚ состоящая из высоковязкого твердого битума‚ большого количества минерального порошка и песка (иногда мелкого щебня). Литой асфальт может содержать до 13% битума и до 30-35% минерального порошка‚ что делает его значительно дороже традиционных асфальтобетонных смесей К тому же температура его приготовления и укладки должна быть достаточно высокой (220-250°С). К заметному росту затрат на использование литого асфальта ведет также необходимость специальных транспортных средств (кохеры с мешалками и обогревом) и особых укладчиков (для строительства покрытий)‚ которые не могут работать на укладке других смесей. Поэтому ямочный ремонт в России редко производится по такой технологии.

4. Ремонт с помощью «холодного асфальта»

На сегодняшний день холодные битумно-минеральные смеси -- это самый оптимальный вид дорожного ремонта по соотношению цена -- качество. "Холодный асфальт" представляет собой готовую к использованию смесь для ремонта дорожных покрытий. Ремонт можно производить в любую погоду при температуре от -15 до +40 °С, в том числе при наличии осадков. Сразу после укладки «холодного асфальта» по нему может двигаться автотранспорт, при этом отремонтированный участок прослужит не меньше, чем само ремонтируемое покрытие.

«Холодный асфальт» производится при более низкой температуре (+70... +80 °С), чем обычный -- горячий или тёплый. В его состав входят щебень и специальное битумно-минеральное вяжущее. Уникальность этого материала в том, что его можно использовать при температуре воздуха до -15 °С, т.е. практически круглый год. Для лучшего обволакивания при производстве холодного асфальта используются специальные виды битума, характеризующиеся очень высокой текучестью и эластичностью, а также специальные адгезионные добавки. Правильный подбор каменного материала и вяжущего вещества обеспечивает их хорошее сцепление, а также предотвращает преждевременное окисление щебня при обволакивании битумом.

Преимущества:

- Укладывается прямо на поверхность. Не требует нанесения подгрунтовки, и добавок, ускоряющих затвердение.

- Высокощебенистая структура и малая насыпная плотность холодных смесей по сравнению с горячими, позволяет сэкономить до 25% материала, что наряду с меньшими трудозатратами и большим сроком службы позволяет оптимизировать затраты на содержание дорожной сети.

- Края ямы или выбоины не нуждаются в предварительной обработке или разогреве, а также в последующем прогреве шва.

- Хранится на открытом воздухе до года, без потери качества.

- Дорожное движение ограничивается только на той части дороги, которая подвергается ремонту.

- Сразу после уплотнения холодного асфальта движение может быть восстановлено.

- Быстрый ремонт может быть легко выполнен одним рабочим с уплотнением уложенного слоя колесами автомобиля, что способствует снижению затрат.

- Экологически безопасен.

- Безотходный, остатки могут быть использованы для следующих работ.

- В твердом состоянии сохраняет определенную гибкость (не растрескивается).

- Тщательный контроль размера заполнителя дает возможность получения поверхности с высокими сцепными свойствами соответствующими требованиям ГОСТа.

5. Струйно-инъекционный метод ремонта

Струйно-инъекционная холодная технология заделки выбоин на дорожных покрытиях с помощью битумной эмульсии является сейчас одной из наиболее передовых и прогрессивных технологий, по которым имеет смысл производить ямочный ремонт дорог. При этом, в некоторых странах Европы и в Америке она с успехом применяется уже давно.

Суть ее состоит в том‚ что все необходимые операции выполняются рабочим органом одной машины (установки) самоходного или прицепного типа.

Подготовка выбоины сводится фактически только к тщательной ее очистке от пыли‚ мусора и влаги путем продувки высокоскоростной струей воздуха и к обработке поверхности выбоины битумной эмульсией. Операция обрезки‚ разлома или фрезерования асфальтобетона вокруг выбоины в этой технологии может не производиться.

Сама заделка выбоины осуществляется посредством ее заполнения мелким щебнем‚ предварительно обработанным битумной эмульсией в камере смешения машины. За счет вовлечения и подачи щебня воздушной струей‚ его укладка в выбоину происходит с высокой скоростью‚ что обеспечивает хорошую его упаковку (уплотнение)‚ практически исключающую необходимость в дополнительном использовании виброплит и виброкатков.

При струйно-инъекционной холодной технологии рекомендуется использовать чистый мелкий щебень фракции 5-10 (15) мм и быстрораспадающейся катионную (для кислых каменных пород‚ например‚ гранита) или анионную (для основных каменных пород‚ например‚ известняка) битумной эмульсии 60-процентной концентрации.

Предварительно в лаборатории следует проверить прилипаемость битума к щебню и время распада эмульсии‚ которое не должно превышать 25-30 мин. При необходимости следует внести коррективы в состав эмульсии и адгезионных добавок.

Расход эмульсии указанной концентрации для подгрунтовки выбоин и обработки щебня в камере смешения машины ориентировочно может составлять 3-5% по массе щебня (по расходу битума - не более 2-3%).

Основные элементы машины или установки для струйно-инъекционного метода заделки выбоин могут стационарно монтироваться на легком прицепе или базовом грузовике. В некоторых случаях возможно их объединение на отдельной раме в виде навесного или переставляемого модуля для подходящего транспорта.

6. Технологический процесс по ликвидации ям на дорогах

6.1 Ремонт с использованием горячей а/б смеси

Чаще всего, ямочный ремонт производится с использованием мелкозернистых и горячих среднезернистых асфальтобетонных смесей типов Б‚ В и Г.

Жесткие и прочные крупнозернистые и многощебенистые смеси (тип А) не очень технологичны для ручной работы лопатами‚ граблями и гладилками на вспомогательных операциях.

Ямочный ремонт дорожных покрытий лучше всего производить с использованием горячей асфальтобетонной смеси с АБЗ‚ где она может быть приготовлена с наиболее высоким качеством и наименьшими издержками.

Чтобы доставить смесь с АБЗ к месту где производится ямочный ремонт покрытия, необходимо транспортное средство‚ оборудованное термосным бункером‚ сохраняющим смесь в горячем состоянии несколько часов. Такие специализированные транспортные средства сейчас выпускают как зарубежные, так и российские производители.

В тех случаях‚ когда АБЗ не работает (поздняя осень‚ зима и ранняя весна) или когда дальность перевозки смеси с АБЗ слишком велика‚ ямочный ремонт дорог, рекомендуется производить пользуясь технологией рециклинга - вторичной переработки асфальтобетонного материала в виде кусков‚ лома или крошки. Материал разогревается и тщательного перемешивается на месте ремонта в специальной прицепной или самоходной машине - рециклере.

Перемешивание загружаемых материалов происходит гравитационным способом в цилиндрическом барабане‚ оборудованном лопастями и обогреваемом специальной горелкой. Вес одного замеса (емкость барабана-мешалки) в зависимости от типа и размеров рециклера может составлять от 200-300 до 1600 кг. Время приготовления одного замеса после загрузки материала и разогрева барабана до требуемой температуры составляет 10-20 мин.

Порционная или полная выгрузка горячей смеси из рециклера может производиться либо непосредственно на ремонтируемое место‚ либо в малогабаритную ручную тележку или ковш погрузчика для подачи смеси к месту ее укладки.

Экономическая эффективность и целесообразность использования технологии рециклинга очень высока. При наличии асфальтобетонной крошки или кускового лома на месте заделки выбоин расходы на ямочный ремонт дороги могут быть снижены на 50-60%‚ в сравнении с доставкой новой смеси с АБЗ.

Подготовленную выбоину заполняют материалом слоями по 5-6 см с учетом коэффициента запаса на уплотнение. При небольших размерах выбоин распределение и выравнивание смеси выполняют‚ как правило‚ вручную лопатами и гладилками или с помощью ящиков без дна, а на больших ремонтируемых картах (площадь более 20-25 м²) целесообразно использовать небольшой тротуарный асфальтоукладчик.

После заполнения выбоины горячей смесью ее уплотняют специальными виброплитами или малогабаритными виброкатками. Поверхность отремонтированного места после уплотнения должна быть на уровне основного покрытия‚ т. е. не должна иметь ни впадин‚ ни выступов.

Движение транспорта по отремонтированному участку дорожного покрытия открывают сразу после завершения всех работ и остывания уложенной смеси до температуры не выше 30°С. В жаркую погоду время охлаждения смеси можно сократить путем разлива воды с расходом примерно 2 л/м².

Кратко все операции можно описать так:

1. Фрезеровка(вырезка) ремонтируемого участка;

2. Подгрунтовка битумной эмульсией;

3. Заполнение горячей смесью;

4. Уплотнение.

6.2 Метод ремонта с помощью инфракрасных разогревателей

1. Установка разогревателя над картой ремонта и нагрев её поверхности до необходимой температуры в автоматическом режиме, при достижении которой разогреватель перемещается на новую карту или выключается.

Если размеры разогревателя превышают размер карты, то можно использовать лишь часть горелок, не расходуя в пустую газ.

2. С помощью специальных инструментов разрыхляется поверхность карты ремонта, добавляем необходимое количество нового материала (рекомендуется горячий асфальтобетон с увеличенной долей содержания битума).

При необходимости с помощью разогревателя можно догреть новый материал до нужной температуры. С помощью инструмента материал в карте ремонта перемешивается и выравнивается.



3. Используя виброплиту или небольшой каток новый материал уплотняется до необходимых значений.

4. Чтобы обеспечить защиту отремонтированной карты рекомендуется её обработать битумным праймером, который защитит поверхность от воздействия влаги.

6.3 Ремонт с помощью «холодного асфальта»

1. Если укладка планируется при температуре ниже нуля градусов, рекомендуется оставить на ночь перед укладкой смесь в помещении с плюсовой температурой;

2. Произвести очистку выбоины от воды и грязи;

3. Уложить смесь. Толщина слоя должна быть на 25% больше глубины выбоины; ямочный ремонт автомобильный дорога

4. Утрамбовать смесь виброплитой или колесами автомобиля (после трамбовки слой должен выступать над поверхностью окружающего покрытия на высоту 15-20% от изначальной глубины выбоины);

5. Присыпать отремонтированный участок отсевом или песком;

6. Открыть движение по участку.

6.4 Струйно-инъекционный метод ремонта

1.Очистка поврежденного покрытия воздушной струей

2.Подгрунтовка битумной эмульсией

3.Нагнетание ремонтного материала (щебень с

эмульсией)

4.Присыпка чистым щебнем

7. Усовершенствованные материалы для защиты асфальтобетона от факторов внешней среды

Материал - защитный слой, специального назначения для продления срока службы покрытий, который на сегодняшний день, наиболее часто используются в отделочных работах. Это обусловлено тем, что они имеют определенные преимущества перед другими видами материалов. Эти материалы могут использоваться практически на любых поверхностях, быстро сохнут, являются очень стойкими. Они не выгорают на солнце, не тускнеют со временем, их можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Поэтому они могут быть использованы для высокоскоростных трасс, открытых парковок, фасадов зданий, жилых помещений, даже детских комнат.

7.1 MasterSeal

Материал на основе минералов и эмульсии, разработанный, для защиты любых поверхностей дорожного покрытия, от воздействий, окисления, влажности, различных химикатов, таким образом, увеличивает срок службы асфальта в 2-3 раза, а так же придает ему красивый внешний вид.

Объекты применения -- автостоянки, дороги, аэропорты, торговые центры, дорожные полотна и т.п.

Преимущества: прост в нанесении, глубокого проникновения, гибкий, препятствует образованию трещин, предназначенный для любых поверхностей дорожного покрытия, богатый черный цвет.

Обычное необработанное, дорожное покрытие асфальта быстро ухудшается.

Битумное вяжущее, которое крепит дорожное покрытие, начинает окисляться под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца.

Проникает влажность, асфальтовое покрытие повреждается и быстро изнашивается. MasterSeal -- герметизирует и восстанавливает дорожное покрытие, потерявшее свои свойства через выветривание и старение, и обеспечивает защиту от воздействий окружающей среды и аварийных ситуаций.

Поставляется концентрированный материал MasterSeal в 20-и литровых ведрах и 210-и литровых бочках, затем смешивается с водой и добавлением полимера с песком, для придачи шероховатой поверхности.

Нанесение материала осуществляется при помощи специального оборудования для равномерного распределения эмульсии, а если не большие участки, то резиновой шваброй, щеткой.

Расход материала 3-3,5 литра на 10 квадратных метров, в зависимости от правильности смешивания, способа нанесения, качества и возраста дорожного покрытия.

7.2 Защитные покрытия Rejuvenator

Еще одна разновидность защитных покрытий Rejuvenator: экологически чистый продукт предназначенный для нанесения на федеральные трассы, аэродромные поверхности, а так же используется при дизайне асфальта.

Обработка поверхности дорожного покрытия асфальтовой эмульсией, которая выполняет функцию вязки, и восстанавливает свойства асфальта, потерянного от воздействий окисления, выветривания и старения. Придает красивый внешний вид, в комбинации с декоративным дизайном асфальта дает возможность проектировщикам осуществлять безграничные творческие возможности.

7.3 Защитное покрытие SealMaster. LV

Защитное покрытие, для асфальтобетонных покрытий, укрепленное каменноугольным дегтем для еще большего сопротивления и износостойкости. Герметизирует и восстанавливает дорожное покрытие.

Материал на основе минералов и эмульсии, разработанный, для защиты любых поверхностей дорожного покрытия, от воздействий, окисления, влажности, различных химикатов, таким образом, увеличивает срок службы асфальта Защитное покрытие, укрепленное каменноугольным дегтем для еще большего сопротивления и износостойкости. Герметизирует и восстанавливает дорожное покрытие, потерявшее свои свойства через выветривание и старение, и обеспечивает дополнителую защиту от воздействий окружающей среды и аварийных ситуаций.

8. Современное покрытие для автомобильных дорог Сларри Сил

Покрытие Сларри Сил представляет собой литую эмульсионно-минеральную смесь, состоящую из битумной эмульсии, каменного материала с определенным гранулометрическим составом, воды и специальных добавок. Смесь готовится холодным способом и обладает рядом преимуществ, относящихся к подбору рецептуры смеси и методу ее нанесения.

Материалы смешиваются и укладываются с помощью мобильного укладочного комплекса, который может быть как самоходным, так и установленным на шасси автомобиля.

Для смесей применяются так называемые «быстросхватывающиеся эмульсии» (quickset) (для Сларри Сил) или «эмульсии быстрого открытия движения» (quick traffic emulsion) (для Микросюрфейсинга). В большинстве стран мира данные эмульсии являются катионными. Они обладают рядом преимуществ по сравнению с анионными. Например, обеспечивают быстрое взаимодействие каменного материала и вяжущего с получением хорошей адгезии, совместимость с широким спектром каменного материала и быстрое формирование смеси. В покрытии Сларри мало пустот, и, будучи самовыравнивающимся, оно обладает высокой стабильностью и сопротивлением к деформациям. Такие покрытия могут быть спроектированы с применением нескольких типов гранулометрических составов каменного материала и различных видов битумов, что дает возможность оптимизирования свойств.

Покрытия Сларри обеспечивают:

· Рабочую полосу движения для транспорта.

· Водонепроницаемость покрытия.

· Небольшую корректировку профиля, имеющего продольные и поперечные деформации

· Заполнение колеи.

· Текстурированную поверхность для обеспечения превосходного сцепления.

· Внешнее сходство с покрытиями из горячих асфальтобетонных смесей с низким уровнем шума.

· Сокращение стоимости выполнения текущего ремонта за расчетный срок службы покрытия на 38%.

9. Типы покрытий Сларри

9.1 Сларри Сил

Тонкий слой покрытия Сларри, толщиной примерно от 1 до 1,5 величины камня максимального размера, используется для восстановления дорожного покрытия. Вяжущее может быть как обычным, так и полимермодифицированным. В полимермодифицированном в качестве модификатора используется латекс, функция которого заключается в том, чтобы способствовать быстрому набору прочности, повышению эластичности и температуры размягчения вяжущего. Эмульсионные системы бывают как медленно-, так и быстросхватывающимися. При благоприятных условиях движение можно открывать через 1- 4 часа.

Смеси Сларри Сил основываются на каменном материале меньшего размера, и толщина слоя ограничивается величиной 8 мм (1,5 величины камня максимального размера). Сларри Сил используют:

· Для герметизации прочного, но уже окислившегося покрытия.

· Для восстановления текстуры покрытия и его сцепных свойств.

· Для восстановления изношенного верхнего слоя и предотвращения дальнейшего выноса каменного материала.

· Для снижения шума от трения колес о крупный щебень поверхностной обработки - «Кейп Сил».

· В местах, где невозможно устройство более толстых слоев из-за ограничений, связанных с колодцами и бордюрным камнем.

· Для заливки небольших трещин в поверхности покрытия.

· Для улучшения транспортно-эксплуатационных параметров дороги.

Смесь «Сларри Сил» готовится в передвижной установке «RoadSaver» и с её помощью укладывается на дорожное покрытие. Каменный материал обычно содержит 45-60 % щебня, 28-49 % песка и минеральный порошок (обычно это цемент). Подгрунтовка существующего дорожного покрытия не требуется. Стандартная толщина одного нанесенного слоя «Сларри Сил» - 12 мм.

Смесь «Сларри Сил» укладывается на дорожное покрытие с помощью специальной техники. Это передвижные мини-заводы укладчики «RoadSaver». Скорость укладки - до 10 километров за смену с шириной укладываемой полосы от 2,5 до 4,2 м.

Технология «Сларри Сил» применима при температуре воздуха от +10 °С в отсутствие дождя и при условии, что снижения температуры до 0 °С не ожидается в течение следующих суток после нанесения. В теплую погоду 1-2 часов достаточно для формирования материала слоя, после чего открывается движение автотранспорта. В прохладную погоду может потребоваться перерыв до 6 часов.

Компания «Тэком» (Россия, Екатеринбург) проводит ремонт областных и федеральных автомагистралей по технологии «Сларри Сил» используя собственный автопарк специальной техники «RoadSaver».

9.2 Микросюрфейсинг

Это разновидность эмульсионно-минеральной смеси типа Сларри, позволяющая производить укладку смеси более толстым слоем и в несколько слоев, более прочная, с более высокими требованиями к качеству каменного материала. Эта технология может применяться как для исправления незначительных деформаций, так и для ликвидации колейности. Модифицирование полимером позволяет использовать каменный материал более крупных фракций без риска его выноса, а более высокая когезия означает, что более толстые слои могут нести нагрузку не деформируясь.

Для полимерного модифицирования таких смесей, обеспечивающего более высокое сопротивление колееобразованию, могут использоваться EVA и латекс. Возможно устройство слоев толщиной 50-75 мм. Такие материалы производятся с добавлением специальных эмульгаторов, для того, чтобы повысить когезию и ускорить их застывание. Это означает, что открытие движения по отремонтированным участкам может происходить в период от 30 минут до 1 часа после окончания укладки, даже при более низких температурах.

Микросюрфейсинг используется для:

· Заполнения колей.

· Уширения обочин.

· Незначительных исправлений профиля.

· Везде, где возможно применение Сларри Сил.

Заключение

В данном реферате были рассмотрены основные методы и технологии ремонта автомобильных дорог, а так же дано краткое описание новых усовершенствованных технологий, которые только начинают заполнять отечественный рынок. Конечно же, при ямочном ремонте многие подрядчики будут использовать проверенный годами метод и технологию ремонта, но не стоит забывать о развитии своего производства и стремлении шагать в ногу со временем, именно время покажет что лучше: новые технологии, или же преданность давним традициям.

Библиографический список

1. http://www.idt-invest.ru

2. http://petroflex.ru

3. http://remontdorog.su

4. osavtodor.ru

5.Журнал Автомобильные Дороги.

Размещено на Allbest.ru

...