Технология ремонта дорожных покрытий. Технологии ремонта дорог Ямочный ремонт асфальтового покрытия гост и снип

В статье описывается технология струйно-инъекционного ремонта асфальтобетонного дорожного покрытия.

Что такое струйно-инъекционный метод, его достоинства и недостатки. Когда целесообразно проводить ямочный ремонт по струйно-инъекционной технологии.

Струйно-инъекционная технология(СИТ) применяется для небольшого ямочного ремонта, заделки неглубоких трещин и выбоин, позволяющая выровнять поверхность дорожного полотна. Трещину или яму очищают, при необходимости моют струей воды, с последующей обязательной просушкой. После чего обрабатывают водно-битумной эмульсией (ВБЭ), засыпают мелким черным щебнем и пропитывают ВБЭ, при необходимости обрабатывая поверхность заплатки мелким белым щебнем.

Струйно-инъекционная технология для небольшого ямочного ремонта, заделки неглубоких трещин и выбоин.

Ремонт с использованием СИТ применяется при температуре воздуха от + 40 до — 15 градусов. Это позволяет проводить ремонт в любое время года. Отремонтированное по этой технологии покрытие выдерживает средний по интенсивности поток легковых автомобилей(не более тысячи автомобилей в час). Не подходит для дорог общего пользования, потому что давление колес грузовиков быстро продавит заплатку. СИТ применяется для ремонта тротуаров, пешеходных дорожек, парковок перед небольшими магазинами.

Плюсом технологии является низкая, по сравнению с традиционными и литьевыми методами, стоимость ремонта. Ведь данная технология не требует нарезки карт, не требует приготовления смеси и позволяет проводить очень быстрый ремонт.

Меры безопасности

Меры безопасности при проведении ремонта по СИТ стандартны. Согласование с ГИБДД временной схемы движения, установка временных знаков, ограждение места проведения работ барьерами. Обязательно ежедневное проведение медицинского осмотра всех рабочих, операторов и водителей и осмотр техники. Необходимо обеспечить нахождение на месте проведения работ стандартной аптечки.

Согласование с ОАТИ не требуется, потому что дорожное покрытие не подвергается механической обработке и земляным работам.

Подготовка покрытия

Для подготовки покрытия к ремонту, ямы и трещины продувают ручными или механизированными воздуходувами. После очистки необходимо обработать место проведения работ ВБЭ. Это улучшит сцепление заплатки с основным слоем. Оптимальным является использование машин ремонтеров. В этом случае нет нужды в дополнительной технике. Ремонтер обеспечивает достаточный поток воздуха, чтобы очистить даже высохшую грязь. Затем с помощью ремонтера место ремонта обрабатывается ВБЭ, засыпается щебнем, и обрабатывается ВБЭ.

Очистка и обработка ямы или трещины перед ремонтом.

Укладка щебня

Для СИТ используют очищенный щебень твердых горных пород, фракцией 5-10 мм. Качество щебня должно соответствовать ГОСТ и СНиП. Использование более крупного щебня приведет в меньшей плотности и меньшей крепости отремонтированного участка. Перед укладкой щебень обрабатывают ВБЭ, после чего насыпают и разравнивают Можно использовать приготовленный на асфальтобетонном заводе черный щебень. При использовании ремонтера, щебень обрабатывается ВБЭ в процессе подачи к месту ремонта.

Обработка эмульсией

Уложенный и уплотненный черный щебень тщательно проливают ВБЭ. Необходимо чтобы эмульсия полностью пропитала щебень в месте ремонта. В этом случае отремонтированное покрытие будет служить много лет. В некоторых случаях – крутые повороты, спуски, подъемы, необходимо после обработки эмульсией присыпать место ремонта мелким белым щебнем, с фракцией 5-10 мм. Это улучшает сцепление заплатки с колесами автомобиля и обувью пешеходов и особенно важно в зимний период.

Уплотнение

Несмотря на то, что большинство ремонтных организаций не используют уплотнение щебня, применение ручных катков и особенно виброплит способно улучшить прочность и надежность заплатки на 10-15%.

Применение ручных катков и виброплит для уплотнения щебня.

Наиболее популярные машины для СИТ(ямочные ремонтеры)

• БЕЦЕМА 24-3. Обеспечивает подачу двух видов щебня, подогрев ВБЭ и подачу ее под давлением, подачу воздуха по давлением для очистки места ремонта. Имеет возможность обработки щебня ВБЭ внутри. Подача щебня производится воздуходувом с двигателем ММЗ. Идеально подходит для небольших объемов ремонта.
• HYDROG PATCHER PA-5000. Более мощный ремонтер, подающий щебень с помощью шнекового привода. Имеет два бункера под щебень различных фракций, бункер для ВБЭ, автономный дизельный двигатель, дизельную горелку для подогрева ВБЭ. Может использоваться как прицеп или устанавливаться на платформу грузового автомобиля.
• MADROG MADPATCHER MPA. Обеспечивает обработку щебня и его пневматическую подачу. Имеет автономные двигатель и горелку для подогрева ВБЭ. Цена нового агрегата начинается от шестидесяти тысяч евро.

Все машины для ремонта по СИТ выполняют одни и те же функции, отличаясь лишь ценой и дизайном.

Применение струйно-инъекционной технологии позволит в два-три раза сократить затраты на плановый ремонт.

При небольших размерах выбоин распределение и выравнивание смеси выполняют‚ как правило‚ вручную лопатами и гладилками или с помощью ящиков без дна (рис. 9)‚ а на больших ремонтируемых картах (площадь более 20–25 м 2) целесообразно использовать небольшой тротуарный асфальтоукладчик.

После заполнения выбоины (карты) горячей смесью производят ее уплотнение специальными виброплитами или малогабаритными виброкатками с соблюдением всех технологических правил и требований (см. 3-й раздел). Поверхность отремонтированного места после уплотнения должна быть на уровне основного покрытия‚ т. е. не должна иметь ни впадин‚ ни выступов‚ ни вида «корявой нашлепки».

Движение транспорта по отремонтированному участку 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/м 2 .

Довольно часто возникает вопрос о ремонте покрытий с помощью литого асфальта‚ известного 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. Все это сдерживает применение в России достаточно привлекательного литого асфальта на ямочном ремонте и строительстве покрытий.

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 она с успехом применяется уже давно.

Суть ее состоит в том‚ что все необходимые операции (рис. 10) выполняются рабочим органом одной машины (установки) самоходного или прицепного типа (рис. 11).

Подготовка выбоины к ремонту 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.

Для ямочного ремонта по струйно-инъекционной холодной технологии рекомендуется использовать чистый мелкий щебень фракции 5–10 (15) мм и быстрораспадающуюся катионную (для кислых каменных пород‚ например‚ гранита) или анионную (для основных каменных пород‚ например‚ известняка) битумную эмульсию 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 показаны на рис. 12.

Все эти элементы и агрегаты 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.

Подобные агрегаты и машины предусматривают выход ремонтера-машиниста из кабины транспортного средства для выполнения ямочного ремонта сзади автомобиля или прицепа. В дальнейшем в эту технологию и схему выполнения работ были внесены некоторые усовершенствования‚ снизившие затраты на сам ремонт.

В частности‚ гибкий рукав‚ подающий материалы в выбоину‚ был установлен впереди автомобиля и закреплен на легкой стреле гидроманипулятора‚ которая способна удлиняться‚ складываться и горизонтально поворачиваться‚ обслуживая определенный сектор покрытия. Пульт управления всеми операциями размещен в кабине грузовика‚ и у водителя ремонтера отпала надобность покидать свое рабочее место. Он выполняет заделку выбоины прямо из кабины в течение 20–30 с (рис. 13).

Струйно-инъекционный метод заделки выбоин можно использовать почти круглый год. Небольшой опыт в России (Рощинское ДРСУ Ленинградской области‚ Подмосковье‚ Саратовская область и в других местах) и более обширная практика его применения‚ например в США‚ Англии и Швеции‚ показывают‚ что фактически крепкую и долговечную заделку выбоины можно обеспечить даже при температуре воздуха до -10...-15°С.

Как правило‚ таким способом ремонтируются выбоины в начальной стадии ямочного разрушения покрытий‚ т. е. в основном небольшого размера (диаметр не более 40–60 см)‚ хотя нет принципиальных и серьезных возражений и препятствий для ремонта выбоин и карт большего размера.

Исследования и опытные работы в течение нескольких последних лет (в основном в США) показали‚ что для качества ямочного ремонта чистота и сухость выбоины играют более важную роль‚ чем даже температура материала и наружного воздуха. Поэтому струйно-инъекционная технология в последнее время подверглась дальнейшему качественному усовершенствованию‚ суть которого свелась к замене очистки и сушки выбоины продувкой высокоскоростной струей воздуха на вакуумную очистку (рис. 14).

Высокопроизводительный вакуумный насос отсасывает из выбоин мусор‚ пыль и влагу. Поверхность становится более сухой и чистой‚ чем при обычном подметании или продувке сжатым воздухом.

Подгрунтовка битумной эмульсией и заполнение выбоины щебнем‚ обработанным эмульсией‚ в вакуумно-струйно-инъекционной технологии аналогичны таким же операциям по струйно-инъекционной технологии.

Разработчики метода и оборудования на основе опыта его использования в 25 штатах США дают гарантию на 3-летний срок службы отремонтированных мест.

Российские дорожники сегодня уже начали более широкое практическое применение струйно-инъекционного метода ремонта с помощью выпускаемого АО «Бецема» (Подмосковье) прицепного к автосамосвалу комплекта оборудования БЦМ-24 (рис. 15).

Уместно заметить‚ что в некоторых российских местах способ ямочного ремонта посмесями не потерял своей актуальности и привлекательности до сих пор.

К холодным относятся асфальтобетонные смеси всех типов или составов по ГОСТ 9128-97 (за исключением типа А)‚ приготовленные на жидком или разжиженном битуме марок СГ 70/130 (среднегустеющий) или МГ 70/130 (медленногустеющий). Предпочтение‚ как правило‚ отдается битуму среднегустеющему‚ так как с ним слой материала в покрытии формируется быстрее‚ чем на медленногустеющем.

Такие смеси готовят в тех же смесительных установках‚ что и горячие. Однако температура приготовления холодных смесей на 40–50% ниже. После мешалки смесь проходит обязательную стадию охлаждения до температуры наружного воздуха‚ затем она складируется и только после этого может укладываться в слой покрытия в холодном состоянии. Допускается ее хранение на складе в штабеле и расходование по мере надобности в течение 3–5 месяцев. Она хорошо поддается погрузке машинами и перевозке обычными транспортными средствами на любые расстояния.

Самой главной и особой технологической проблемой для холодной смеси является обеспечение ее неслеживаемости‚ т. е. сохранение рыхлости без слипания минеральных зерен в комки. Без этого невозможна заготовка смеси впрок и дальнейшее эффективное применение.

Обычно слеживаемость смеси перед складированием понижают путем ее охлаждения на воздухе с неоднократным перелопачиванием отвалом бульдозера‚ погрузчика или автогрейдера‚ а иногда и с поливом водой. Охлажденные и затвердевшие на минеральных зернах тонкие слои и пленки битума теряют свою липкость‚ и смесь в штабелях на складе не слеживается. Для возврата битуму липкости и формирования структуры смеси после укладки в покрытие она должна некоторое время прогреваться теплом воздуха и солнца для испарения легких фракций битума с одновременным хорошим уплотнением катками и транспортом в течение 2–3 недель. Поэтому такой ямочный ремонт асфальтобетонных покрытий предпочтительнее весной или летом и только на дорогах III–IV категорий (интенсивность движения транспорта не более 3000–1000 авт./сут.).

Технология и все ремонтные операции в этом случае аналогичны ямочному ремонту покрытий горячими смесями. В холодной технологии отсутствует лишь жесткое ограничение на время укладки и уплотнения‚ которое накладывается в горячей технологии из-за возможности быстрого охлаждения смеси и снижения ее уплотняемости.

В некоторых зарубежных странах (Швеция‚ Финляндия Норвегия и др.) асфальтобетонные смеси на маловязких и жидких битумах‚ а также на специальном нефтяном вяжущем (смесь в этом случае называют нефтегравием) используют для устройства покрытий из так называемых «мягких асфальтобетонов»‚ применение которых ограничивают дорогами с интенсивностью движения до 1000–1500 авт./сут. Причем‚ при использовании маловязких или жидких битумов смесь для мягкого асфальтобетона готовят и укладывают в покрытие по обычной горячей технологии.

Если же в качестве вяжущего применяют нефтяное вяжущее или битумную эмульсию на основе маловязких и жидких битумов‚ материал для таких смесей может быть холодным или теплым (подогрев паром до 40°С). Так‚ в частности‚ в Финляндии получают холодные складируемые смеси для указанной разновидности асфальтобетона. Их качественное приготовление осуществляется в специальных мобильных (передвижных) установках МХ-30С финской фирмы «Калоттиконе»‚ в которых отсутствует сушильный барабан‚ но имеется специальная емкость для эмульсии и турбоагрегат для производства пара.

Не меньшей эффективностью для ямочного ремонта обладают холодные асфальтобетонные смеси‚ приготовленные на весьма популярных и широко распространенных в мире эмульсиях на основе вязких битумов. Такие смеси называют эмульсионно-минеральными‚ и они могут быть как пористыми‚ так и плотными.

В зависимости от категории дороги и прочности материала в покрытии подбирают требуемый тип или сорт эмульсии по вязкости используемого битума‚ необходимые минеральные материалы и приготавливают холодные смеси‚ которые можно складировать и хранить.

В «холодных» смесительных установках эмульсия заданного типа‚ концентрации и температуры смешивается с ненагретым заполнителем. Сами смесительные установки могут быть практически любой конструкции и назначения‚ в том числе и очень простые с низкими капиталовложениями. При использовании высокосортных эмульсий и минеральных заполнителей в сочетании с более эффективным и совершенным смесительным и дозировочным оборудованием эмульсионно-минеральные смеси способны обеспечить свойства и качество покрытий‚ близкие к таковым у покрытий из горячих асфальтобетонных смесей.

Сроки (до 2–3 месяцев) и условия хранения на складе (открытая площадка‚ закрытое помещение‚ герметичные емкости или запаянные полиэтиленовые мешки) таких холодных смесей зависят от типа эмульсии‚ вязкости битума‚ времени распада эмульсии и устанавливаются индивидуально в каждом конкретном случае.

При необходимости срочно заделать выбоины‚ аварийно опасные для движения транспорта‚ можно использовать любые простейшие и доступные методы‚ материалы и средства‚ способные обеспечить временную (не менее 2–3 месяцев) безаварийную эксплуатацию дороги.

Аварийный ремонт выполняют в любое время года – поздней осенью (мокро и холодно)‚ зимой (холодно) и ранней весной (холодно и мокро)‚ что‚ естественно‚ не может не отразиться на качестве ремонтных работ.

Такие некачественно отремонтированные места с наступлением теплой и сухой погоды подлежат повторному ремонту‚ но уже с соблюдением всех требований и правил выполнения качественной заделки выбоин. Это экономически вполне допустимо и приемлемо‚ учитывая не совсем массовый характер и незначительные объемы аварийно-дефектных мест на покрытии.

При аварийном ремонте используются‚ как правило‚ такие способы временной заделки‚ которые не требуют специальной подготовки выбоин‚ за исключением возможной их очистки от грязи‚ влаги‚ снега и льда.

Главное при таком ремонте состоит в закреплении используемого материала в выбоине так‚ чтобы у него была приемлемая связь с дном и стенками выбоины и чтобы частицы такого материала имели достаточно прочные контакты между собой за счет механического распора и битумных‚ цементных‚ полимерных или других склеивающих прослоек.

Для аварийного ремонта рекомендуется использовать известняковые‚ доломитовые или другие не очень прочные щебеночные материалы (фракции 5–20 мм)‚ предварительно обработанные («холодный» черный щебень) или обрабатываемые прямо в выбоине жидким битумом с ПАВ или битумной эмульсией.

Как правило‚ жидкий битум должен иметь показатель вязкости не ниже 130–200 с ‚ а битумная эмульсия должна быть быстрораспадающейся‚ 50–60-процентной концентрации в подогретом виде. Щебень для этих целей иногда обрабатывают известью или цементом (1‚5–2% по массе).

Некоторые из ремонтных материалов при соответствующих технологиях использования можно применять даже при отрицательных температурах воздуха (до -10...-15°С)‚ хотя другие материалы и технологии эффективны только при +5°С и выше.

В последнее время в зарубежных странах широко практикуется аварийная заделка выбоин и других дефектных мест специальными ремонтными смесями со сроком их хранения 1–2 года в готовом виде в герметичных пластиковых емкостях (ведра‚ бочки‚ ящики)‚ в запаянных пластиковых мешках (по 25–50 кг) и даже в штабелях на открытом воздухе. К таким смесям можно отнести «Репасфальт»‚ «Бормикс» и «Штраласфальт» из ФРГ‚ «Веспро» и «Силвакс» из США‚ «Колмак» из Англии‚ «Эксцел» из Канады и целый ряд других.

Большей частью вяжущим для этих холодных материалов служит модифицированный полимерами жидкий битум со специальными добавками или эмульсия на его основе‚ что делает такие ремонтные смеси достаточно дорогими – около 200 USD/т при цене вяжущего примерно 1000 USD/т. Однако их привлекательные технологические достоинства (холодная технология‚ длительный срок хранения‚ выполнение работ по сырой поверхности и даже при морозе) вместе с высокой прочностью заделки дефектных мест делают возможным и даже целесообразным их использование на мелком и единичном аварийном ямочном ремонте.

Иногда‚ учитывая временный характер и не слишком высокое качество аварийного ремонта‚ умышленно идут на упрощение и удешевление как самого ремонтного материала‚ так и технологии его приготовления и применения.

По такому пути пошла‚ например‚ дорожная служба г. Хельсинки‚ которая уже более 20 лет ежегодно выпускает около 3000 т складируемой холодной смеси «Корсал» для неотложного (срочного) ремонта покрытий и временной заделки траншейных разрытий на городских улицах.

В ее состав входят щебень (3–8 мм)‚ песок и битумная эмульсия (7–8%). Готовят ремонтную смесь холодным способом в обычной бетономешалке (емкость 3 м 3) периодического действия и складируют на открытой площадке. Перед использованием зимой смесь отогревается в теплом помещении.

При наличии битумной эмульсии и соответствующей машины или установки целесообразно для аварийного ямочного ремонта использовать уже рассмотренный струйно-инъекционный холодный способ. Однако из-за невозможности сделать тщательную очистку и подготовку выбоины срок службы такой заделки будет значительно ниже‚ чем в обычных нормальных условиях.

При отсутствии же требуемой струйно-инъекционной техники заделка выбоины возможна путем ручной ее набивки (втрамбовывания) холодным щебнем (лучше черненым) с последующей его обработкой с поверхности битумной эмульсией простым разбрызгиванием из подручных средств. В итоге получится заделка выбоины щебнем‚ пропитанным битумной эмульсией.

Метод пропитки щебня в выбоине‚ но битумом‚ несколько разжиженным и горячим‚ тоже практикуется дорожниками разных стран‚ в том числе России‚ для ликвидации аварийной ямочности. Его отличие от метода пропитки эмульсией состоит в том‚ что сама пропитка выполняется до трамбования щебня. При этом битум нагревают до температуры не ниже 170–180°С. Удовлетворительные результаты можно получить даже при пониженных температурах воздуха (до -5...-10°С).

К своеобразным технологическим приемам можно отнести российский метод обратной пропитки‚ в котором нагретый минимум до 170–180°С битум‚ попадая на оставшуюся на дне и стенках выбоин влагу и на сырой щебень‚ вспенивается с кратностью до 4–6 и покрывает тонким слоем поверхность выбоины и частиц щебня. Проникновение битума между частицами и зернами щебня идет снизу вверх‚ поэтому этот технологический прием ремонта получил название «метод обратной пропитки». Его эффективность ограничена температурой воздуха +5...+10°С. При более низких температурах битум плохо и трудно вспенивается.

В методе пропитки вместо битума иногда используют полимерные материалы. В частности‚ при ремонте полимербетоном выбоина заполняется щебнем‚ который затем пропитывается жидкотекучим составом на основе полиуретановой‚ акриловой или другой смолы‚ при этом в процессе трамбования остаточная вода отжимается из лунки наверх.

Такой ремонт возможен при температуре воздуха от -30 до + 50°С. Движение транспорта открывается через 30 минут. В неблагоприятных погодных условиях (сырость‚ холод) аварийный ямочный ремонт может быть также выполнен влажной органоминеральной смесью (ВОМС)‚ состав и технологию приготовления и использования которой разработали в РосдорНИИ.

ВОМС состоит из известнякового или доломитового щебня фракции 5–20 мм (до 40%)‚ песка с модулем крупности не менее 1‚0‚ минерального порошка (6–12%)‚ вяжущего (гудрон‚ жидкий или разжиженный вязкий битум) в количестве 6–7% и воды. Вместо щебня возможно использование отсевов дробления‚ ПГС‚ дробленого шлака. Готовится такая смесь в холодном виде в смесительных установках АБЗ‚ дооборудованных системой подачи и дозировки воды в мешалку. После выгрузки из мешалки готовую смесь при температуре 25–40°С подают на склад‚ где она хранится в штабеле в течение нескольких месяцев.

Ремонтируют такой смесью выбоины глубиной не менее 3–4 см. Главное достоинство ВОМС состоит в том‚ что она используется уже в готовом виде по холодной технологии‚ на сухом или сыром покрытии и при температуре воздуха до -10°С. Однако следует иметь в виду‚ что зимой и ранней весной формирование прочной структуры ВОМС в покрытии происходит медленно и трудно из-за частых переходов температуры воздуха через 0°С.

Наибольшую прочность этот материал приобретает после полного высыхания‚ но эта прочность не столь велика (в 1‚5–2 раза ниже прочности холодного и в 2‚5–3 раза ниже прочности горячего асфальтобетона)‚ чтобы использовать ВОМС даже на обычном ямочном ремонте покрытий дорог высоких категорий. Лишь аварийный (временный) ремонт покрытий таких дорог допустим этой смесью.

Не менее интересную и полезную разработку для ямочного ремонта покрытий‚ в том числе аварийного‚ в свое время сделали в СоюздорНИИ: складируемые асфальтобетонные смеси (САС) на вязких битумах‚ которые можно хранить‚ укладывать и уплотнять в холодном виде.

Их готовят на вязких битумах с повышенными тиксотронными свойствами‚ что достигается путем ввода в них специальных пластификаторов (летнее автотракторное дизельное топливо ЛТД и нефтяное сырье СБ для производства вязких дорожных битумов). Но положение с практическим использованием и внедрением САС остается пока таким же‚ как и с ВОМС‚ т. е. не очень удовлетворительным.

С. Дорохин

Автомобильная дорога, как любое инженерное сооружение‚ рассчитана на определенный срок службы‚ за который она подвергается воздействиям транспорта и погодно-климатических факторов. Наиболее незащищенным элементом дороги является асфальтобетонное 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.

В апрельском номере журнала речь шла о заливке швов как первой, упреждающей дальнейшее разрушение мере. Сегодня мы поговорим об устранении дорожных ям, выбоин и сколов, проще говоря – о ямочном ремонте.

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.

Российские дорожники медленно осваивают альтернативные материалы‚ особенно на основе битумных эмульсий, хотя эта группа технологических методов ремонта популярна во многих странах благодаря простоте и менее строгим правилам и требованиям к погодным условиям‚ высокой экономичности и более длительному сезону для использования такого покрытия.

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 м 3 /мин и давлением не ниже 6...7 атм;

3. подготовку к ремонту узких и длинных выбоин площадью более 2...3 м 2 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/м 2) 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‚ 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 м 3) 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 м 3 (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 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%).

Агрегат можно стационарно монтировать на прицепе или на шасси МАЗ, КамАЗ. Основной машиной для ямочного ремонта методом пневмонабрызга для российских дорожников станет и новая модель ЭД-205М, предлагаемая ЗАО «Коминвест-АКМТ». В состав машины входят:

• базовое шасси, КамАЗ-55111, МАЗ-533603-240, прицеп;
• двухсекционный бункер для двух фракций щебня: 5...10 мм – 2,4 м 3 , 10...15 мм – 2,4 м 3 ;
• подогреваемая и утепленная емкость на 1300 л для эмульсии с контролем уровня эмульсии в баке;
• емкость для воды на 1000 л;
• воздуходувка для пневматической подачи щебня высокой производительности (от 13 до 24 м 3 /мин);
• два шнека для подачи щебня с отсеков бункера в трубопровод с регулируемой скоростью вращения гидромоторов;
• два диафрагменных насоса для подачи эмульсии и воды с регулируемым давлением;
• экономичный дизель с воздушным охлаждением мощностью 38 кВт (HATZ или Deutz) с плавным регулированием частоты вращения с пульта оператора;
• комплект оборудования с газовой горелкой для подогрева эмульсии. По желанию заказчика возможна установка автономной дизельной горелки;
• компрессор с подачей 510 л/мин и давлением до 12 атм;
• два регулятора давления с манометрами для воды и эмульсии;
• стрела облегченной конструкции с пневмоподъемом для выполнения работ в радиусе до 8 м;
• пульт управления, позволяющий управлять технологическим процессом ремонта дорожного покрытия одному оператору;
• система круговой циркуляции, предотвращающая застывание эмульсии в трубопроводах при низких температурах;
• система, позволяющая промывать и продувать трубопроводы от остатков эмульсии, закачивать эмульсию в бак с использованием собственного диафрагменного насоса, промывать водой дно ямы от глины и грязи под давлением до 8 атм, смачивать и промывать щебень перед подачей его в трубо-провод для улучшения адгезии;
• трубопровод подачи щебня диаметром 75 мм и длиной 4,5 м, износостойкий, семислойный, с двумя нитями металлокорда;
• съемная форсунка с раздельной подачей воды и эмульсии.

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.

Метод пропитки является одним из наименее трудоемких и быстро выполняемых способов ремонта ямочного покрытия. Его суть заключается в том, что заполнитель и вяжущее перемешиваются (вяжущее пропитывает пространство между зернами заполнителя) непосредственно в заделываемой выбоине.

Существует две разновидности этого способа: метод пропитки и метод обратной пропитки. Рассмотрим их подробнее.

Для ремонта методом пропитки выбоина очищается с помощью щетки или воздуходувки, а затем просушивается.

Для ремонта дорог способом пропитки подготовка выбоин к ремонту почти ничем не отличается от других технологий, за исключением того, что этот способ не требует обработки кромок. Хотя для качества заделки ее проводить рекомендуется.

Затем проводится очистка мест ремонта. Для нее используют механические щетки или ручной инструмент (метелки, лопаты, скребки). Эффективно также применение мощной воздуходувки. Затем проводится просушка выбоины (если используется катионная эмульсия, от этой операции можно отказаться). Для этого используется или промышленный фен, или воздуходувка. После этого место готово к ремонту.

Метод пропитки не требует обработки кромок выбоины, но для эффективности рекомендуется его выполнять.

Метод пропитки

При методе пропитки в выбоину сразу засыпают щебень. Рекомендуется, чтобы его фракционный состав и свойства максимально соответствовали тому материалу, который использовался при изготовлении асфальтобетона, из которого сделано покрытие. Но на практике это трудноосуществимо, поэтому применяют смесь нескольких фракций максимально заполняющую полость.

После засыпки щебня в выбоину производят проливку битумом с помощью лейки или раздающего устройства.

Затем проводится проливка заполненной ямы с помощью лейки или раздающего устройства. При необходимости место ремонта (если у ямы большая площадь) выравнивают гладилкой.

Если глубина выбоины более 5 сантиметров, то заполнение и проливание производят в несколько слоев, выполняя те же операции, что и при ремонте выбоин в один этап.

Метод обратной пропитки

При методе обратной пропитки в полость дефекта сразу заливается битум. Важно, чтобы нагрев битума был максимально близок к верхнему пределу, который обозначается в марке битума цифрой после дроби, тогда происходит наиболее интенсивное вспенивание, которое необходимо для полного обволакивания зерен щебня.

Технология обратной пропитки позволяет обеспечить более полное наполнение полости дефекта. В этом случае получается более плотная структура ремонтной массы. По окончании работ поверхность также выравнивается лопатой или гладилкой.

При использовании катионной эмульсии не имеет важности какой способ применялся, прямой или обратной пропитки, результат будет одинаков.

Метод обратной пропитки заключается в том, что сначала выбоину заливают битумом, а затем засыпают щебнем. Это обеспечивает более полное наполнение полости выбоины.

Завершение работ

Завершаются работы уплотнением с помощью виброплиты ручного или самоходного катка. Но знаки, которые ограничивают скорость движения и предупреждают о выбросе щебня, убираются только после полного отвердевания вяжущего и удаления несвязавшихся частиц щебня с поверхности.

Ручная виброплита используется для уплотнения щебня в том случае, если выбоины была глубиной более 5 см.

Материалы для ремонта пропиткой

Для ремонта способом пропитки используются вяжущие и заполнители.

Рассмотрим требования к ним:

• Вяжущие вещества чаще всего представляют собой битум или вещества на его основе. Хотя в последнее время все шире используют составы на основе разнообразных полимеров, которые обеспечивают большую прочность заделанных участков дороги, а также позволяют применять метод пропитки в тех случаях (пониженная температура, влажность), когда битум или эмульсии на его основе не обеспечивают гарантированного качества. Но все же битум является основным материалом. Для ремонта способом пропитки используют марки с высокой температурой плавления и размягчения, таким образом, стараются предотвратить появление летней скользкости. Вторым по распространенности материалом являются катионные эмульсии на основе битума. Преимуществом такого вяжущего является небольшая требуемая температура разогревания (60-80 градусов против 150-200 у чистого битума), а также хорошая способность сцепления с влажными поверхностями. При использовании эмульсий можно работать даже в дождь.
• В качестве заполнителя используют щебень и песок из твердых пород (чаще всего гранита). Для более плотного заполнения выбоин тщательно подбирают фракционный состав с той целью, чтобы вяжущее занимало минимальный объем. Также обязательно обеспечить отсутствие пылевидных и глинистых частиц, ухудшающих контакт с вяжущим, поэтому щебень обязательно промывают. При использовании чистого битума, заполнитель для ямочного ремонта предварительно покрывают слоем битума.

Таким образом, технология ямочного ремонта способом пропитки является наиболее экономной, не требующей больших затрат средств и времени.