Навигация:
Главная → Все категории → Экономия битума

Восстановление и ремонт асфальтобетонных покрытий


Восстановление и ремонт асфальтобетонных покрытий

В начале 70-х годов, когда еще не задумывались серьезно над проблемами нехватки сырьевых ресурсов, энергии или о защите окружающей среды, актуальные вопросы в дорожном строительстве решались очень просто. По мере разрушения покрытия заменяли изношенный слой на новый или укладывали сверху еще слой асфальтобетона. Материал покрытий повторно не использовался. Старый асфальтобетон вывозился на свалку. Затрачивались средства на транспортирование, большие территории превращались в .свалки. Однако известно, что асфальтобетон, а главное битум в нем, возобновляем. Отработанный положенный срок материал можно специальными способами регенерировать и повторно использовать.

Проблемой повторного использования старого асфальтобетона начали заниматься во многих странах мира. В ССОР такие работы выполняются главным образом в КАДИ, АКХ имени Памфилова, Гипродорнии, тресте «Мосасфальтстрой». В результате определена задача регенерации: восстановить деформативную способность материала путем повышения его пластических свойств за счет введения в состав пластификаторов. Пластификаторы проникают в дисперсную структуру битумов., способствуют уменьшению жесткости асфальтенов, снижают прочность коагуляционных связей в системе.

Все это приводит к восстановлению пластичности асфальтобетона.

Определились три направления регенерации асфальтобетона:
1) пропитка покрытия омолаживающими составами;
2) восстановление на дороге;
3) удаление старого асфальтобетона и регенерация его в специальных установках.

Выбор способа регенерации асфальтобетона зависит от выявленных повреждений, установления причин их появления. Повреждения определяются при обследовании данного участка дороги. Причины повреждений выявляются путем проверки соответствия конструкции дорожной одежды транспортным нагрузкам, характеру движения и климатическим условиям данного района.

Все виды повреждений на асфальтобетонных покрытиях можно ориентировочно систематизировать следующим образом:

1-й вид повреждений. На асфальтобетонном покрытии появились макротрещины с шагом через 10-15 м (как правило, на 3-5-й год эксплуатации)... Поверхность покрытия приобрела серый цвет. Детальное рассмотрение поверхности с помощью лупы позволяет увидеть мелкие волосяные трещины, что свидетельствует о начале старения асфальтобетона. Задача заключается в затормаживании старения асфальтобетона путем обработки омолаживающими составами;

2-й вид повреждений. На асфальтобетонном покрытии имеется колейность, возникшая в результате износа покрытия. Нижний слой асфальтобетона и несущий слой повреждений не имеют. На основании этого старый слой дорожного покрытия может рассматриваться как материал для повторного применения при ремонте покрытия. Потери материала вследствие истирания могут быть восполнены нанесением дополнительного тонкого слоя с расходом асфальтобетонной смеси 20-40. кг/м2. Новый слой необходимо довести до начальной толщины;

3-й вид повреждений. На асфальтобетонном покрытии имеются колеи, которые повторяются в нижнем слое вследствие их недоуплотиения.



Рис. 1. Появление макро- и микротрещин на асфальтобетонном покрытии (а) и ремонт омолаживающим составом (б);
1 — верхний слой покрытия; 1а — слой «омолаживающего» состава; 2 — нижний слой; 3- слой основания; 4 — подстилающий слой




Рис. 2. Появление келейности на покрытии (а) и ремонт термопрофилированием с добавлением новой смеси (б):
1 — верхний слой; 1а — верхний слой с новой смесью; 2 — нижний слой; 3 — слой основания; 4 — подстилающий слой




Рис. 3. Деформации на верхнем и нижнем слое (а) и ремонт путем замены верхнего слоя и ликвидации повреждений в нижнем (б):
1 — верхний слой; 1а — верхний из новой смеси; 2 — нижний -слой; 2а — нижний;лой с добавлением новой смеси; 3 — слой основания; 4 — подстилающий слой


Необходимо установить, закончен ли процесс уплотнения, выявить причины. Это может быть: недостаточное уплотнение слоя при строительстве, повышенная транспортная нагрузка на слои, не успевшие сформироваться, или применение асфальтобетонных смесей повышенной пластичности. Для получения первоначальной толщины покрытия нужно восполнить потери, возникшие при износе. Однако, если устойчивость нижнего слоя недостаточна, необходимо снять двухслойное покрытие и заменить его новым, более прочным;

4-й вид повреждений. Неровности на асфальтобетонном покрытии в виде колей, просадок повторяются в несущем слое и основании. Искажение профиля является следствием до-уплотнения конструктивных слоев и грунтового основания. В этом случае возникшие потери от износа невелики (до 10 кг/м2), и начальная толщина покрытия может быть восстановлена путем рыхления покрытия и его уплотнения без дополнительной новой смеси;

5-й вид повреждений. Неровности на асфальтобетонном покрытии в виде волн и наплывов за счет повышенной пластичности асфальтобетонной смеси. Несущие слои стабильны, работают в стадии упругих деформаций. Взрыхленная смесь из покрытия нуждается в улучшении путем добавления в нее нового материала, способствующего повышению сопротивления при сдвиге;

6-й вид повреждений. Повреждения в виде выкрашивания на больших площадях, выбоин и значительного количества трещин. Это происходит при комплексном воздействии транспортных нагрузок, погодно-климатических факторов за длительный срок службы. Также дефекты на покрытии образуются под влиянием мороза, проникновения воды в покрытие и несущие слои, из-за недостаточного сцепления между слоями, вырывания минеральных зерен из покрытия и применения тощих асфальтобетонных смесей.



Рис. 4. Деформации на покрытии и основании в виде просадок (а) и ремонт путем термопрофилировання и уплотнения (б):
1 — верхний слой; 1а — взрыхленный к уплотненный тот же слой; 2 — нижний слой с добавлением новой смеси; 3 — слой основания; За — отремонтированный и до-уплотненный слой основания; 4 — подстилающий слой




Рис. 5. Деформации на покрытии в виде наплывов, волн, вследствие излишней пластичности асфальтобетона:
1 — верхний слой; 2 — нижний слой; 3 — слой основания; 4 — подстилающий слой


В случаях когда отваливаются большие куски покрытия или образуются поперечные и продольные трещины, целесообразен капитальный ремонт всей дорожной конструкции.

Описание шести типичных дефектов, возникающих на автомобильных дорогах, показывает важность точного определения причин их возникновения для решения вопроса о выборе метода ремонта в каждом конкретном случае.

Пропитка покрытия омолаживающими составами. Восстановление первоначальных свойств асфальтобетонного покрытия способом пропитки «омолаживающими» составами является профилактическим мероприятием, замедляющим старение асфальтобетона. Пропитка существенно замедляет появление на нем трещин, выкрашивания, позволяет устранить мелкие дефекты в виде тонких трещин, мелких оспин и др.

Омолаживающие составы должны хорошо совмещаться с битумом, обладать малой летучестью и достаточной стабильностью во времени. Они не должны оказывать вредного воздействия на людей при производстве работ. За рубежом наибольшее распространение получили омолаживающие составы в виде катионных эмульсий. У нас в стране для этих целей могут быть использованы следующие нефтехимические и коксохимические продукты: экстракт селективной очистки масляных фракций нефти, креозотовое и антраценовое масла, деготь марок Д-1 и Д-2. Эти продукты содержат большое количество ароматических соединений.

Пропитка омолаживающими составами осуществляется в следующей последовательности: очистка поверхности, нанесение эмульсии с расходом 1,5-2,0 л/м2, посылка песком. Движение с ограниченной скоростью открывают через 2-3 ч. Один из способов предусматривает нанесение эмульсии равными частями в два этапа с разрывом в 20-60 мин. Посыпку песком в этом случае производят через 1-3 ч.

Расход эмульсии определяют следующим образом. На поверхности подлежащего ремонту покрытия закрепляют несколько пластилиновых колец диаметром около 50 см, в их пределах наносят на покрытие различное количество омолаживающего состава и определяют время впитывания. За требуемый расход принимают такое количество эмульсии, которое впиталось в заданное время, назначаемое из расчета возможности закрытия движения на ремонтируемом участке.

Выравнивание при нагреве покрытия без добавления смеси. Этим способом на асфальтобетонном покрытии устраняются мелкие дефекты в виде шелушения, выкрашивания и небольших выбоин. Он включает следующие технологические операции: нагрев покрытия при помощи энергии инфракрасного излучения, рыхление асфальтобетона, перераспределение смеси по ширине покрытия, планирование и уплотнение.

Этот способ ремонта рекомендуется применять в следующих случаях:
- когда физико-механические свойства асфальтобетона в процессе эксплуатации покрытия практически не изменились или изменились незначительно (за исключением случаев, когда в старом асфальтобетоне недостает битума или минерального материала);
- когда вязкость битума по глубине проникания иглы при 25 °С, извлеченного из асфальтобетона ремонтируемого покрытия, не ниже 30;
- когда асфальтобетон в покрытии содержит битум менее вязкий, чем требуется по стандарту (при регенерации такого покрытия повторное образование колей, можно исключить или замедлить за счет повышения вязкости битума в результате нагрева покрытия);
- при наличии на покрытии колей и других неровностей, не превышающих 20 мм (просвет под трехметровой рейкой), и отсутствии деформаций в нижележащих слоях;
- при толщине регенерируемого слоя не менее 40 мм, а покрытия 60 мм;
- в безветренную погоду при температуре нагруженного воздуха не ниже 15 °С.

Рассматриваемый вид ремонта выполняют машины «Робот» и «Реформер» (ФРГ). Машина «Робот» фирмы «Гербрудер Фильгабен» оснащена инфракрасным разогревателем и навесной фрезой. Перед автомобилем двигается регулируемая по высоте, управляемая тележка инфракрасного нагревателя, питаемого сжиженным газом — пропаном из баллона. Инфракрасный нагреватель доводит температуру покрытия до 180 °С, при этом температура на границе между верхним и нижнием слоем достигает 60-70 °С, после чего происходит рыхление фрезой на глубину до 6 см. Ширина рыхления от 2 до 7,5 м. Производительность машины от 250 до 1000 м2/ч и зависит от ширины и глубины рыхления, а также от состояния асфальтобетонного покрытия. Проезд транспортных средств по фрезерованной и уплотненной катками поверхности возможен сразу после окончания работ.

Машина аналогичного типа разработана в Госдорнии и изготовлена на опытно-механическом, заводе Миндорстроя УССР. Она предназначена для восстановления ровности и монолитности асфальтобетонных покрытий за счет перераспределения в продольном и поперечном направлениях предварительно разогретой и разрыхленной асфальтобетонной смеси.

Базовой машиной является асфальтоукладчик Д-150 Б, на котором установлен блок разогревателей инфракрасного излучения, рыхлитель с двумя рядами зубьев, торцовые фрезы, поперечный разравниватель.

Технология работ с использованием этой машины (модель 4240) заключается в следующем: разогрев асфальтобетонного покрытия до 80-120 °С, затем рыхление, профилирование, предварительное уплотнение трамбующим брусом и планировка поверхности выглаживающей плитой. Окончательное уплотнение производят катками.

Выравнивание при нагреве покрытия с добавлением новой смеси без перемешивания. Этим способом выполняют ремонт при отсутствии деформаций нижележащих слоев дорожной одежды. Общая толщина покрытия должна быть не менее 80 мм, а толщина регенерируемого слоя на 10«мм больше максимальной глубины рыхления. Работы выполняют при температуре воздуха не ниже 5 °С.

По способу выравнивания при нагреве с добавлением смеси без перемешивания работает машина «Репейвер» фирмы «Вирт-ген Гмбх». Это самоходный агрегат на пневматических шинах длиной около 13 м и массой до 3 т. В головной части машины находится бункер, принимающий новую асфальтобетонную смесь. За ним расположена первая группа панелей инфракрасного излучения. Позади передней управляемой оси машины расположена вторая группа панелей того же назначения. За ней находится взрыхляющая балка, разделенная на четыре сегмента, каждый сегмент имеет пять взрыхляющих ножей. Сегменты независимо друг от друга могут быть переставлены по высоте. За балкой расположены шнековый распределитель и разравнивающий отвал. За ними следует третья группа панелей инфракрасного излучения. Позади задней приводной оси расположено устройство для новой смеси, которое состоит из двух шнеков и комбинированной вибрационной и трамбующей балки.

Расположенный в передней части бункер соединен с комбинированной балкой, проходящим вдоль всего агрегата подогреваемым инфракрасными горелками транспортером.

Агрегат работает следующим образом. Первая и вторая группы панелей разогревают асфальтобетонное покрытие. Блок с элементами рыхления и рядами ножей взрыхляет разогретый слой покрытия, который перемешивается расположенным за ним шнековым распределителем и распределяется им равномерно по всей ширине полосы. Отвалом смесь разравнивается, и одновременно устанавливается норма нанесения новой смеси. Третья группа панелей разогревает спланированную смесь до заданной температуры.



Рис. 6. Последовательность операций при ремонте покрытий способом «Репейвер»


Транспортер подает смесь из бункера к комбинированной балке, где она равномерно распределяется по всей площади старой спланированной смеси. После этого оба слоя подгоняют под существующий профиль и предварительно уплотняют вибрационной и трамбующей балкой. Окончательное уплотнение осуществляется самоходными катками. На рис. 6.10 показана последовательность операций, выполняемых способом «Репейвер».

Асфальтобетонное покрытие может быть взрыхлено на глубину 4 см. Полученный при этом материал используется частично или полностью для восстановления покрытия. Регенерируемый участок асфальтобетонного покрытия при ширине 3,75 м может составлять ежедневно около 1000 м. В результате повторного разогрева асфальтобетона вязкость битума в нем возрастает на 10-15%.

Выравнивание при нагреве покрытия с добавлением новой смеси и перемешиванием. В последние годы в ряде стран получил распространение способ «Ремикс», заключающийся в перемешивании взрыхленной асфальтобетонной смеси с новой и последующей укладкой в покрытие.

Восстановление верхнего слоя асфальтобетонного покрытия производится, как правило, когда покрытие подверглось сильному износу в виде выбоин, трещин или наплывов, а также при резком снижении шероховатости покрытия. Производится лабораторный анализ существующего асфальтобетонного покрытия и устанавливаются причины появления деформации на покрытии. Данные лабораторного анализа подлежащего восстановлению изношенного асфальтобетона и анализ причин деформаций являются основой для принятия решения о применении метода «Ремикс» для восстановления покрытия и установления типа и количества добавляемой асфальтобетонной смеси.

Система «Ремикс» состоит из двух машин: первая — асфальторазогреватель с батареями инфракрасного излучения, вторая машина «Ремиксер» фирмы «Виртген» напоминает «Репейвер», в нее дополнительно встроено дозирующее устройство и смеситель.

Технология работ заключается в следующем. Асфальтобетонное покрытие размягчается панелями инфракрасного облучения. Блок с элементами рыхления и рядами ножей взрыхляет разогретый слой покрытия и подает в смеситель, имеющий вал. Новая смесь, находящаяся в приемном бункере, подается транспортером на дозатор и оттуда в смеситель, где старая и новая смесь перемешиваются в течение 30-40 с и шнековым распределителем разравнивается по всей ширине полосы. Виброплита осуществляет 'предварительное уплотнение. Окончательное уплотнение производится обычными катками. Норма расхода смеси до 60 кг/м2. Температура смеси при перемешивании не ниже 130 °С. Рабочая скорость потока около 3 м/мин.

Восстановление асфальтобетонных покрытий способом «Ремикс» позволяет получать покрытие более однородное, с более высокими физико-механическими свойствами, чем при способе «Репейвер».

Похожие статьи:
Переработка старого асфальтобетона в стационарных установках

Навигация:
Главная → Все категории → Экономия битума

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум