Способы текущего ремонта дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

дорожный покрытие ремонт рециклинг

Реферат

Способы текущего ремонта дорог

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.

В России на большей части дорог с усовершенствованным типом покрытий уложен асфальтобетон (95...96%), поэтому основное количество и наибольшее разнообразие ремонтных материалов‚ машин‚ технологий и новых разработок относится именно к асфальтобетонным покрытиям.

Самым доступным и распространенным методом их ремонта является ямочный ремонт горячей асфальтобетонной смесью, поскольку в распоряжении дорожных служб имеется широкая сеть заводов по производству асфальта и все традиционные исходные материалы (щебень‚ песок‚ минеральный порошок‚ битум), необходимые для приготовления смеси.

При использовании горячей технологии качество заделки дорожного покрытия очень высокое, но этот метод ремонта зависит от погодных условий и точности соблюдения технологии, в том числе жесткого температурного режима. В меньшей степени это влияние сказывается в случае применения холодных битумосодержащих смесей и материалов на основе жидких или разжиженных битумов и битумных эмульсий.

При выборе между горячей и холодной технологиями ремонта асфальтобетонных покрытий следует обязательно учитывать‚ что прочность и водостойкость холодного асфальтобетона‚ приготовленного на жидком или разжиженном битуме‚ в 2...3 раза ниже‚ чем горячего, и по этой причине его используют в основном при устройстве и ремонте покрытий дорог III...IV категорий. Горячие асфальтобетонные смеси и литой асфальт применяют преимущественно при ремонте дорог I...II категорий.

К третьей группе можно отнести ремонт с применением нетрадиционных и мало распространенных в дорожной отрасли смесей на основе битумных‚ полимерных‚ полимербитумных‚ цементных и других вяжущих специальных материалов. Их используют лишь в особых случаях‚ например при аварийном ремонте‚ заделке дефектов на цементобетонных покрытиях‚ на покрытиях мостов и т. п. Выбор метода ямочного ремонта покрытий автодорог и мостовых сооружений является правом и обязанностью заказчика и подрядчика работ. При этом не следует игнорировать требования‚ рекомендации и результаты новых разработок и практического опыта, в первую очередь при подготовке дефектного места для ремонта. Правильно выполненные подготовительные работы способствуют выполнению ямочного ремонта с высоким качеством‚ а значит, соблюдение требований ГОСТ Р 50597-93 и гарантируют полноценную эксплуатацию дорожного покрытия 3...4 года и более (в некоторых странах гарантию на ямочный ремонт дают на 5 лет).

Подготовка ремонтируемого места покрытия включает в себя несколько операций:

1. разметку границ ремонта выбоин прямыми линиями вдоль и поперек оси дороги с захватом неразрушенного слоя покрытия на 3...5 см‚ при этом несколько близко расположенных выбоин объединяют одним контуром или картой;

2. разламывание и удаление обрезанного материала покрытия с помощью отбойного молотка с соответствующим наконечником. Отбойный молоток гидравлического типа массой обычно 16...20 кг подключают либо к специальной малогабаритной переносной гидростанции с двигателем внутреннего сгорания (ДВС)‚ либо к гидроприводу задействованных в технологическом процессе ремонта самоходной холодной фрезы‚ самоходного виброкатка или другой машины.

В отдельных случаях для такой работы можно применять пневматический отбойный молоток мощностью 0‚8...1‚0 кВт с подключением его к компрессору с расходом воздуха не менее 0‚5 м3/мин и давлением не ниже 6...7 атм;

3. подготовку к ремонту узких и длинных выбоин площадью более 2...3 м2 или трещин с разрушенными краями, для чего целесообразно использовать холодные фрезы, а также вырезку‚ вырубку или холодное фрезерование материала ремонтируемого места покрытия по очерченному контуру на всю глубину выбоины‚ но не менее толщины слоя покрытия, при этом боковые стенки должны быть вертикальными. Существуют холодные фрезы разных видов: малогабаритные и компактные самоходные, прицепные или навесные‚ срезающие дефектный материал покрытия шириной 200...500 мм на глубину 50...150 мм. Обычно за час непрерывной работы фреза может пройти 2300 м погонной длины. На значительных площадях разрушенного покрытия возможно применение более крупных холодных фрез с большей шириной срезаемого материала (500...1000 мм) и максимальной глубиной до 200...250 мм. Отдельные модели холодных фрез дополнительно оснащены ленточным транспортером‚ подающим срезаемый материал в ковш фронтального погрузчика или кузов транспортного средства‚ что заметно сокращает объем ручных работ;

4. очистку дна и стенок места ремонта от мелких кусков‚ крошки‚ пыли‚ грязи и влаги, для чего в основном используют вспомогательные машины типа «пылесос» фирмы Johnston или щеточные;

5. обработку дна и стенок тонким слоем жидкого (горячего) или разжиженного битума или битумосодержащей эмульсии. Обработку или подгрунтовку дна и стенок оконтуренной выбоины‚ очищенной от мелких кусков и пыли‚ тонким слоем жидкого битума или битумной эмульсии (расход битума 0‚3...0‚5 л/м2) можно выполнять с использованием тех средств‚ которые есть в наличии (битуморазогреватель передвижной‚ битумный котел‚ автогудронатор‚ дорожный ремонтер и т. п.). При этом следует иметь в виду‚ что избыточная смазка битумом‚ как и недостаточная, снижает качество сцепления нового слоя покрытия со старым. Очень эффективны для смазки выбоины малогабаритные установки (5 л.с.)‚ подающие насосом битумную эмульсию в разбрызгивающее сопло ручной удочки со шлангом длиной 3...4 м. Есть и более простые агрегаты и установки с подачей эмульсии из бочки ручной помпой или переносным насосом с ДВС. При малых объемах работ и небольших размерах выбоины подгрунтовку эмульсией можно выполнять из переносных емкостей (10...20 л) с разбрызгиванием сжатым воздухом по принципу пульверизатора.

Как сказано выше, для ремонта лучше использовать горячую асфальтобетонную смесь с АБЗ (асфальтобетонный завод)‚ где ее приготовят с высоким качеством и наименьшими издержками. Доставлять смесь с АБЗ к месту ремонта целесообразно транспортным средством‚ оборудованным специальным термосным бункером‚ сохраняющим смесь в горячем состоянии несколько часов. В некоторых странах (Германии‚ Голландии, Швеции и др.) нормативными документами узаконено обязательное применение теплоизолированных контейнеров (термосных бункеров) на ремонте дорожных покрытий‚ так как укладываемая смесь с температурой ниже 110...120 °С считается браком.

Обычно термоконтейнеры зарубежного производства в зависимости от типоразмера и потребностей вмещают от 2...2‚5 до 8...10 т горячей смеси (объем 1‚5...6 м3) и сохраняют ее высокую температуру‚ в том числе за счет небольшого подогрева‚ в течение всего рабочего дня. Примером подобного наиболее совершенного отечественного средства доставки горячей смеси с эффективным термосным бункером вместимостью 4 м3 (хватит для заделки примерно 80...100 выбоин и ям размером около 100х100х5 см) может служить универсальная машина ЭД-105.1.

Машина для ремонта дорог горячей смесью ЭД-105.1 предназначена для механизации ямочного ремонта дорог с покрытием из асфальтобетона и битумоминеральных смесей (ликвидация ямочности, ремонт картами) при температуре окружающей среды не ниже +4 °C и при отсутствии снежного покрова. В состав ремонтного комплекса входят: кабина для обслуживающего персонала, кабина для технологического оборудования, термос-бункер для асфальтобетона, котел битумный, компрессор, оборудование для получения горячей воздушной струи («Хот Дог» - лицензионное производство), виброплита VS-134 (опция), обрезчик кромок CS-146 (опция), краскопульт, пневмодрель, отбойный молоток. Привод гидронасоса и компрессора осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности.

Для перемещения материала внутри бункера служат шнеки, приводимые в движение через редуктор. Выдача разогретого битума осуществляется битумным насосом.

Раньше таких специализированных транспортных средств в России не было. Этот ремонтер оснащен всеми необходимыми материалами‚ инструментом и приспособлениями (горячая смесь‚ битум для подгрунтовки‚ гидромолоток‚ виброплита и др.). К сожалению‚ зачастую используемые для перевозки смеси бункера российских пескоразбрасывающих КДМ (комбинированные дорожные машины) не могут обеспечить сохранность тепла смеси‚ особенно ранней холодной весной или сырой поздней осенью‚ что значительно снижает качество и сокращает срок службы заделки выбоин.

В тех случаях‚ когда АБЗ не работает (поздняя осень‚ зима и ранняя весна) или если дальность перевозки смеси с АБЗ слишком велика‚ рекомендуется использовать технологию рециклинга - вторичной переработки асфальтобетонного материала в виде кусков‚ лома или продуктов фрезерования (крошка) путем его разогрева и тщательного перемешивания на месте ремонта в специальной прицепной или самоходной машине - рециклере. Перемешивание загружаемых материалов происходит гравитационным способом в цилиндрическом барабане‚ оборудованном лопастями и специальной горелкой. Масса одного замеса (вместимость барабана-мешалки) в зависимости от типа и размеров рециклера составляет от 200 до 1600 кг. Время приготовления одного замеса после загрузки материала и разогрева барабана до требуемой температуры - 10...20 мин.

Наиболее эффективно рециклер работает‚ если в него загружают мелкую асфальтобетонную крошку‚ полученную путем холодного фрезерования. Для улучшения свойств смеси при загрузке крошки или кускового лома рекомендуется добавлять твердый или полутвердый битум в количестве 1...2% по массе. Порционную или полную выгрузку горячей смеси из рециклера производят непосредственно на ремонтируемое место либо в малогабаритную ручную тележку или ковш погрузчика для подачи смеси к месту 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 можно снизить на 50...60% по сравнению с доставкой новой смеси с АБЗ, однако рециклеры в России пока не прижились.

Струйно-инъекционная холодная технология заделки выбоин на дорожных покрытиях с помощью битумной эмульсии является сейчас одной из наиболее передовых и прогрессивных‚ несмотря на то‚ что в некоторых странах Европы и в Америке ее применяют давно и успешно. Суть технологии в том‚ что все необходимые операции выполняют рабочим органом одной машины (установки) самоходного или прицепного типа.

Подготовка выбоины к ремонту сводится фактически только к тщательной ее очистке от пыли‚ мусора и влаги путем продувки высокоскоростной струей воздуха, промывке и обработке поверхности выбоины битумной эмульсией. Операции обрезки‚ разлома или фрезерования асфальтобетона вокруг выбоины в этой технологии можно не проводить.

При заделке выбоины ее заполняют мелким щебнем, смешанным с битумной эмульсией. За счет вовлечения и подачи щебня воздушной струей его укладка в выбоину происходит с высокой скоростью‚ что обеспечивает хорошее уплотнение‚ практически исключающее необходимость дополнительного использования виброплит и виброкатков. Подобные агрегаты и машины предусматривают выход ремонтера-машиниста из кабины транспортного средства для выполнения ямочного ремонта сзади автомобиля или прицепа.

Для ямочного ремонта по струйно-инъекционной холодной технологии рекомендуется использовать чистый мелкий щебень фракции 5...10 (15) мм и быстро распадающуюся катионную (для кислых каменных пород‚ например гранита) или анионную (для основных каменных пород‚ например известняка) битумную эмульсию 60%-ной концентрации. Расход эмульсии 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%).

Существенные преимущества по сравнению с классическими способами текущего ремонта дорожных покрытий достигаются при использовании в качестве ремонтного материала литых горячих битумоминеральных смесей по соответствующей технологии.

Научное обоснование технической целесообразности и экономической эффективности ремонта, автомобильных дорог литым асфальтом нами было выполнено еще в начале 80-х годов, которое затем было подтверждено результатами опытно-технологических работ, проводившихся впервые на автомобильной дороге Москва-Минск-Брест (участок Столбцы-Барановичи) и в г. Минске (бывшая Парковая магистраль).

Проверенная на практике технология первоначально была опубликована в "Рекомендациях по способам ускоренного ремонта дорожных покрытий" (Минск, 1984г.), затем была включена в качестве рекомендуемой в состав "Технических правил по ремонту и содержанию городских дорог" и практически одновременно и без существенных отличий она же была отражена впервые в последней редакции "Технических правил ремонта и содержания, автомобильных дорог (ВСН 24-88 Минавтодора Российской Федерации), являвшихся тогда общесоюзным нормативным документом в данной области.

Преимущества литого асфальта при дорожно-ремонтных работах по сравнению с традиционно применяемыми уплотняемыми асфальтобетонами обусловлены особенностями структуры вышеназванного материала. Прежде всего, в застывшем состоянии литой асфальт не имеет сообщающихся воздушных пор, т.е., его водонасыщаемость практически равна нулю. А это, в свою очередь, предопределяет повышенную морозостойкость, сопротивляемость к старению, невосприимчивость к внешним воздействиям окружающей среды и долговечность. Материал не нуждается в уплотнении катками, благодаря высокой температуре смеси при укладке достигается хорошая приживаемость литого асфальта к ремонтируемой поверхности. Можно еще добавить, что не требуется выполнять подгрунтовку кромок выбоины нефтебитумом, а сам ремонт производится в короткие сроки в сочетании с минимальными ограничениями для движения транспорта. Несмотря на то, что литой асфальт содержит больше битума и доломитового минерального порошка и примерно на 20% дороже обычного асфальтобетона, отремонтированные им покрытия имеют многократно больший срок службы при любых транспортных нагрузках.

К литому асфальту, как ни к какому другому, вполне применим термин «материал высшего сорта». Долговечность новых дорожных покрытий из литого асфальта выше, чем долговечность покрытий из уплотняемого асфальтобетона в 2 - 2,5 раза, а срок их службы без ремонта достигает 40-45 лет. При текущем ремонте дорог преимущества литого асфальта являются еще большими, а в зимний период года применение его для указанных целей практически является безальтернативным.

В СТБ 1257-2001 «Смеси битумоминеральные горячие литые и литой асфальт. Технические условия», наряду со смесями из новых сырьевых материалов рассматриваются смеси, получаемые непосредственно в варочных котлах из асфальтобетонного лома и добавок битумного вяжущего вещества. При этом, как показывают технико-экономические расчеты, приготовление литых горячих битумоминеральных смесей в варочном котле с использованием асфальтобетонного лома обходится примерно на 30% дешевле, чем приготовление таких же смесей на асфальтобетонных заводах (АБЗ) из новых сырьевых компонентов.

В настоящее время преимущества и экономическая эффективность технологии круглогодичного ремонта дорог литыми горячими битумоминеральными смесями повсеместно признаны. Только в г. Минске и его окрестностях, например, помимо ЗАО «Ремавтодор», литой асфальт стали применять УП «Горремавтодор», СП «Аэродорстрой», дорожно-строительные тресты, ЗАО «Ирмаст», дорожно-эксплуатационные предприятия большинства административных районов города, суммарные ежегодные объемы применения литого асфальта достигли 10 тыс. т., что эквивалентно укладке или ремонту примерно 75 тыс. кв. м, дорожной площади с экономическим эффектом за счет продления сроков службы отремонтированных покрытий в размере более 1 млн. долларов в год.

Технология ремонта дорог литым асфальтом обеспечивает максимальный срок службы дорожных одежд при минимальных затратах. Литой асфальт является наиболее рациональным средством устранения постоянно возникающих в процессе эксплуатации дороги повреждений проезжей части, проведения профилактических дорожных работ (особенно на участках, где после дождя появляется стоячая вода), а также восстановления асфальтобетонных покрытий после ремонта подземных коммуникаций в городах. И, наконец, самое главное заключается в том, что трудно найти альтернативу технологии непредвиденного ремонта дорог литым асфальтом в ситуации необходимости соблюдения существующих общеевропейских норм эксплуатационного состояния дорог по условиям обеспечения безопасности движения. Согласно этим нормам, например, максимальные размеры отдельных просадок, выбоин и т.п. на проезжей части не должны превышать по длине 15 см, ширине-60 см и глубине-5 см, на ликвидацию отдельных подобных повреждений и дефектов отводится не более 24 часов с момента обнаружения, а вплоть до завершения ремонтных работ на дорогах и улицах должны осуществляться временные ограничения, обеспечивающие безопасность движения.

Именно поэтому применение технологий ремонта дорог литым асфальтом в последнее время повсеместно признается наиболее перспективным и эффективным направлением, поскольку по своим техническим, экономическим и экологическим показателям данная технология неоспоримо превосходит традиционные способы текущего ремонта дорог обычными уплотняемыми асфальтобетонными смесями, а в зимний период года является практически единственно возможной.

На реконструкции автомобильной дороги Москва-Минск-Брест только в 1997г. при ремонте цементобетонного покрытия было уложено более трех тысяч тонн литого асфальта.

Литой асфальт находит применение при новом строительстве дорог, а также в других условно нетрадиционных для него областях, В частности, в октябре 1994т, практически на всех мостах и путепроводах автомобильной дороги Минск-Могилев были устроены долговечные тротуарные покрытия из асфальтовых смесей. Аналогичные работы были осуществлены при завершении строительства в августе 2001 г. нового современного моста через р. Березина в городе Бобруйске, когда практически за пять дней было устроено около 3 тыс. кв. метров тротуарных покрытий из литого асфальта. Жидкий асфальт в больших объемах использовали в 2001 г. на реконструируемой Минской кольцевой автомобильной дороге для устройства покрытия под металлическим барьерным ограждением разделительной полосы, где применить уплотняющие механизмы и обычный укатываемый асфальтобетон в принципе не представляется возможным. Проведены поисковые исследования и экспериментальные работы по устройству кровельных и гидроизоляционных покрытий из литого асфальта специального состава на зданиях и сооружениях промышленного назначения.

Зарубежный опыт, в частности - Германии, также подтверждает эффективность использования т.н. гусасфальта («жидкого асфальта») на мостах, путепроводах, промышленных сооружениях, паркингах, в индустриальном и высотном строительстве и т.д. Более того, по данным журнала «Ди Асфальтштрассе» положительная динамика роста потребления в строительной индустрии литого асфальта приводит к снижению потребления более дорогостоящих битумных мастик и битумно-полимерных материалов.

Анализируя, таким образом, существующие тенденции, можно с большой достоверностью утверждать, что, по мере наращивания объемов выпуска специализированной техники, производство и потребление смесей литого асфальта в строительстве будет многократно возрастать.

В заключение стоит сказать о нескольких «но», которые можно охарактеризовать как причины второй российской проблемы - плохих дорог. При проведении ремонтных работ в дождь и снег‚ когда трудно или вообще невозможно очистить выбоину от влаги‚ пыли и мусора, нарушается технология, а следовательно, сокращается срок службы отремонтированного участка - он редко превышает пару месяцев.

Следует разделять методы и средства механизации ремонта в зависимости от стадии разрушения и классификации дорог. Надо стараться проводить ремонт на ранних стадиях, когда только появляются трещины. Не следует допускать к ремонту подрядные организации, которые, эксплуатируя дешевую нелегальную и, как следствие, непрофессиональную рабочую силу, проводят ремонт кустарными методами: перевозят горячую асфальтовую смесь самосвалами и КДМ, а распределяют, выравнивают и уплотняют ее вручную лопатами и граблями. Такие заплатки имеют вид «корявой нашлепки» и долго не служат.

Размещено на Allbest.ru