2015-05-30
2265
| Наименование и характер деформаций | Наиболее вероятные причины возникновения деформаций |
| Земляное полотно | |
| 1. Осадки неравномерные | Недостаточное уплотнение, переувлажнение грунтов, в результате чего снижаются параметры сдвига (j, с) грунта и под влиянием собственной массы и транспортных нагрузок он деформируется |
| 2. Просадки насыпей на основаниях из слабых грунтов - на болотах, просадочных грунтах, карстах | Не обеспечена устойчивость насыпей против выпирания грунта в основании. Недостаточное сопротивление сдвигу, обусловленному главными касательными напряжениями |
| 3. Просадки и расползание высоких насыпей | Не обеспечена устойчивость насыпей против расползания. Применение при сооружении высоких насыпей грунтов с влажностью, превышающей допустимые нормы, без осуществления мер по осушению грунта. При производстве зимних работ использованы связанные грунты с недопустимым содержанием мерзлых комьев |
| 4. Сползание откосов насыпей и выемок | Неправильное возведение насыпей: присыпка грунта на откосах без соединения с основным телом земляного полотна ступеньками; неудовлетворительный отвод воды с его поверхности; н e обеспечено достаточное укрепление откосов; повышенная против норм крутизна откосов. На косогорных участках оползанию откосов выемок, сползанию и обрушению насыпей способствует наклонное расположение водоносных слоев, образующих поверхности скольжения при малом сопротивлении сдвигу по ним, а также по основаниям насыпей |
| 5. Пучины-деформации расширения объема грунта (разуплотнение), главным образом, в направлении поверхности земляного полотна | Возникают вследствие интенсивного осенне-зимнего накопления влаги при промерзании пылеватых пучинистых грунтов. Нередко в местах образования пучин при оттаивании скапливаются в теле земляного полотна водные мешки, вызывающие его повреждение |
| 6. Размывы земляного полотна (обочин, откосов) | Происходят, когда неукрепленные поверхности не могут противостоять поверхностному стоку (водная эрозия), обусловленному атмосферными осадками, ливневыми и талыми водами, приз екающими к земляному полотну с прилегающей местности, речными, озерными и морскими водами. При продолжительном застое воды из-за недостаточного уклона водоотводных канав или наличия препятствий в них. Эта вода при недостаточном расстоянии от земляного полотна может проникнуть в него и существенно переувлажнить грунт |
| 7. Выдувание грунта из обочин и откосов слабосвязанных и несвязанных грунтов | Происходит из-за того, что поверхности не могут противостоять воздействию ветровой эрозии |
| 8. Колеи и выбоины на обочинах | Заезды транспортных средств на неукрепленные обочины, особенно в период, когда грунты значительно увлажнены |
| Дорожная одежда | |
| Деформации покрытия при достаточно прочной дорожной одежде | |
| 9. Истирание (износ) всех видов покрытия. Усиленное и, чаще всего, неравномерное истирание наблюдается на участках торможения автомобилей, на спусках, перед кривыми, в населенных пунктах, перед перекрестками и на участках с интенсивным тяжелым движением | Недостаточная износостойкость покрытия (слабая связность) |
| 10. Выкрашивание и шелушение - поверхностное и послойное разрушение покрытия н отслаивание вяжущего от минерального материала. Наблюдается на покрытиях, содержащих вяжущее (на цементобетонном, асфальтобетонном и подобном им покрытии) | Недостаточно прочное сцепление вяжущего с каменным материалом |
| 11. Выбоины - местные разрушения покрытия, имеющие вид углубления с резко очерченными краями. Наблюдаются на всех видах покрытий | Недостаточное сопротивление покрытия касательным усилиям от транспортных средств, выбивающих н выдергивающих каменные частицы; выщелачивание органических вяжущих водой; непрочное сцепление вяжущего с каменным материалом; дефекты уплотнения покрытия |
| 12. Волны - чередование (через 0,4...2,0 м) на покрытии гребней и впадин вдоль дороги. Наблюдаются на покрытиях, содержащих органическое вяжущее, а также на гравийных покрытиях, не обработанных вяжущими - чаще всего в местах остановок транспортных средств, вблизи пересечений в одном уровне, па крутых спусках | Излишняя пластичность покрытия из-за избытка вяжущего или недостаточной теплоустойчивости смеси при высоких температурах. Недостаточное содержание щебня. На гравийных необработанных покрытиях образование волн («гребенки») вызвано динамическим воздействием транспортных средств на смесь с недостаточным количеством частиц, придающих связность покрытию |
| 13. Сдвиги - смешения покрытия по основанию, сопровождающиеся часто наплывом слоя по слою. Наблюдаются на покрытиях, содержащих органическое вяжущее, на крутых спусках, в местах остановок и торможения автомобилем | Излишняя пластичность покрытия, обусловленная избытком вяжущего или недостаточной вязкостью его и теплоустойчивостью смеси при высоких температурах. Недостаточно прочное сцепление покрытия с основанием |
| 14. Трещины на покрытии, содержащем органическое вяжущее: - одиночные, разного направления, расположены, обычно, друг от друга на большом расстоянии; - отдельные поперечные трещины, расположенные примерно через одинаковое расстояние (не менее 10 м) - так называемые температурные; - редкие поперечные и косые трещины, не связанные между собой (расстояние между соседними трещинами 4-10 м), - частые поперечные и косые трещины с ответвлениями, иногда связанные между собой, но, как правило, не образующие замкнутых фигур, расстояние между соседними трещинами соответственно 2-4 м и 1-2 м; - сетка трещин с крупными ячейками; - трещины произвольного очертания, образуют замкнутые фигуры, расположены в разных местах по ширине проезжей части | Дефекты организации работ, технологии укладки и укатки смеси. Недостаточная деформативная способность покрытия и малая сопротивляемость его напряжениям, возникающим от изменения температуры и многократного воздействия нагрузки. Неоднородность свойств покрытий и основания, а также ряд случайных факторов |
| 15. Трещины на цементобетонных покрытиях: поперечные сквозные | Изменение температуры покрытия при большем, чем допустимо, расстоянии между швами сжатия или расширения, при невысоком качестве их устройства, перерыве в бетонировании более 2 ч |
| продольные сквозные | Дефекты в устройстве продольных швов. Неоднородность качества земляного полотна |
| неглубокие | Неравномерное распределение температуры но толщине плиты, обусловливающее ее коробление, и недостаточная деформативная способность плиты при одновременном с температурой воздействием нагрузок |
| волосные усадочные | Усадка бетона, особенно при неправильном уходе после укладки, а также от замерзания воды, попадающей в пего |
| косые вблизи углов плиты | Недостаточно плотное прилегание бетонной плиты к основанию и повышенные напряжения в плите при проезде транспортных средств |
| Деформации всей конструкции дорожной одежды | |
| 16. Сетка трещин с мелкими ячейками (10...20 см) на полосах наката покрытий, содержащих органическое вяжущее | Недостаточная прочность дорожной конструкции |
| 17. Частые, отстоящие друг от друга на 20...40 см, продольные трещины на полосах наказа в сочетании с частыми (1...4 м) поперечными трещинами на всю ширину проезжей части. Наблюдаются на покрытиях, содержащих органическое вяжущее, построенных на основаниях из грунта (материала), укрепленного цементом или другим минеральным вяжущим | Недостаточная прочность дорожной конструкции |
| 18. Просадки - резкие искажения профиля покрытия, имеющие вид впадин с округлой поверхностью. На покрытиях, содержащих органическое вяжущее, нередко сопровождаются сеткой трещин | Недостаточная прочность дорожной конструкции |
| 19. Келейность - плавное искажение поперечного профиля покрытия на полосах наката. Наблюдается на всех типах покрытия | Недостаточная прочность дорожной конструкции |
| 20. Проломы - полное разрушение дорожной одежды с резким искажением поперечного профиля. Наблюдаются на всех типах покрытий | Весьма незначительная прочность дорожной одежды в сравнении с требуемой по условиям движения |
| 21. Те же деформации и разрушения, что и в пп. 16, 18, 19 и 20, когда оттаяла лишь дорожная одежда, а грунт земляного полотна находится в мерзлом состоянии. Наблюдается на всех типах одежд, за исключением цементобетонных | Неустойчивость (пластичность) и недостаточная прочность хотя бы одного промежуточного слоя дорожной одежды |
| 22. Продольные и косые пересекающиеся трещины или паутинообразная сетка трещин при искаженном поперечном профиле проезжей части, связанные с неравномерным поднятием (пучением) земляного полотна при промерзании. Чаще всего наблюдаются на усовершенствованных монолитных покрытиях. Весной в местах этих деформаций иногда наблюдается «зыбь» покрытия под колесом автомобиля | Неудовлетворительные грунтовые условия при неблагоприятных условиях увлажнения, главным образом, подземными или длительно застаивающимися поверхностными водами и глубоком промерзании земляного полотна |
| 23. Местные просадки и искажения профиля покрытия, образующиеся в первые годы после постройки дороги при достаточно благоприятных грунтово-гидрологических условиях на всех типах покрытия | Недостаточное уплотнение грунта земляного полотна, особенно его верхней части |
22. Асфальтобетонные покрытия. К основным работам по ремонту асфальтобетонных покрытий относят восстановление изношенных верхних слоев, устранение повреждений в виде выбоин, трещин, отдельных волн, бугров и наплывов, обломов и неровностей кромок, устройство поверхностной обработки, защитных слоев и слоев износа. К выполнению этих работ приступают весной с наступлением теплой и устойчивой погоды. Ремонтные работы начинают с заделки выбоин методами ямочного ремонта с использованием холодного фрезерования покрытия. Фрезерование выполняется при помощи машин для холодного фрезерования. Технические характеристики ряда фрез фирмы " Wirtgen" приведены в табл. 12.4.4 [80].
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12.4.4
Технические характеристики фрез " Wirtgen"
| Параметры | Марка фрезы | ||||
| W 350 | W 500 | W 600 D С | W 1000 F | W 1200 F | |
| Ширина фрезерования | 350 мм | 500 мм | 600, 500, 400 мм | 1000 мм | |
| Глубина фрезерования | 0...100 мм | 0...160 мм | 0...300 мм | 0...315 мм | 0...315 мм |
| Мощность двигателя | 35 кВт (48 л.с.) | 19 кВт (107 л.с.) | 123 кВт (167 л.с.) | 185 кВт (252 л.с.) | 185 кВт (252 л.с.) |
| Рабочая масса | 4400 даН (кг) | 7400 даН (кг) | 12030 даН (кг) | 17300 даН (кг) | 17300 даН (кг) |
| Привод фрезерующего барабана | механич. | гидравл. | механич. | механич. | механич. |
| Число колес | 3 (доп. оборуд. 4) | ||||
| Ходовой привод | гид./на перед. колеса | гид./на перед. колеса | гид./на перед. колеса | гид./на перед. колеса | гид./на перед. колеса |
При ремонте соблюдают общую технологическую последовательность, которая включает подготовку поврежденного места, приготовление, укладку и разравнивание смеси, уплотнение.
В качестве ремонтных материалов служат горячие и холодные асфальтобетонные смеси, литой асфальт, щебеночные и гравийные материалы, обработанные органическим вяжущим. Горячие асфальтобетонные смеси и литой асфальт используют преимущественно не дорогах I и II категорий.
Ремонт покрытий с применением горячих асфальтобетонных смесей производят в сухое и теплое время года при температуре воздуха не ниже 10°С. Литой асфальт допускается укладывать и при пониженных температурах воздуха - до -5°С.
Подготовку ремонтируемого места ведут в следующем порядке: границы выбоин оконтуривают прямыми линиями, захватывая на 3-5 см неповрежденную часть покрытия, несколько небольших выбоин, близко отстоящих друг от друга, объединяют в одну общую карту; старый асфальтобетон удаляют по очерченному контуру, выбоину очищают и (при необходимости) просушивают; дно и ее стенки подгрунтовывают битумной эмульсией жидким или вязким битумом, нагретым до 60 °С, по норме 0,3- 0,5 л/м2.
После подготовительных работ заполняют выбоину ремонтным материалом с учетом коэффициента запаса на уплотнение. Если глубина выбоин до 5 см, смесь укладывают в один слой, более 5 см - в два слоя.
Небольшие изолированные одна от другой выбоины уплотняют электро- или пневмотрамбовками, ручными виброкатками, а значительные площади - гладковальцовыми катками массой 4-10 т. Лучшие результаты достигаются при использовании катков с обрезиненными вальцами.
Уплотнение проводят от краев к середине, при этом поверхность ремонтируемых мест после уплотнения должна быть на уровне покрытия. Ориентировочные показатели работ приведены в табл. 12.4.5.
Таблица 12.4.5
Затраты труда и выработка при ремонте покрытия
| Материалы | Трудоемкость, чел.-ч, при площади карт, м2, до | ||
| Затраты груда на 100 м2 ремонта асфальтобетонного покрытия при заделке выбоин и просадок | 54,1 | 46,1 | 24,1 |
| Выработка на 1 чел.-день отремонтированного покрытия при заделке выбоин и просадок, м2 | 14,8 | 17,4 | 33,2 |
При заделке выбоин глубже 5 см, когда удаляют не только верхний, но и нижний слой асфальтобетона, порядок работы не меняется: в нижний слой укладывают крупнозернистую смесь и уплотняют, затем мелкозернистую в верхний слой и уплотняют. Если выбоина глубиной до 8 см и отсутствует крупнозернистая смесь, в два слоя укладывают среднезернистую. Мелкозернистую или песчаную смесь используют только для верхнего слоя.
При использовании горелок инфракрасного излучения выбоину, очистив от пыли и грязи, разогревают до 140-170°С, раскирковывают разогретые кромки на глубину 1-2 см, дно выбоины взрыхляют, а вскиркованный материал распределяют по дну и добавляют необходимое количество новой смеси, уплотняют ее (если это не литая смесь) до требуемой плотности. Количество добавляемой смеси устанавливают по размерам и глубине выбоины с учетом осадки при уплотнении (табл. 12.4.6).
Таблица 12.4.6
Потребность в смеси
| Глубина выбоины, мм | Количество добавляемой смеси, кг при площади выбоины, м2 | ||||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
При заделке выбоин, опасных для движения, в ранний весенний или осенний период, когда покрытие находится во влажном состоянии, а температура воздуха выше 0°С, рекомендуется применять щебеночные материалы, обработанные битумом с ПАВ. Для этой же цели минеральный материал обрабатывают активаторами - известью или цементом - 1,5...2 % от массы минерального материала.
Наплывы, волны и сдвиги на покрытии устраняют способом ямочного ремонта или срезают ножом автогрейдера (после их предварительного разогрева) с последующей поверхностной обработкой. Для разогрева целесообразны самоходные асфальторазогреватели с горелками инфракрасного излучения (рабочая скорость передвижения 0,5...3,0 м/мин). Трещины в покрытии заделывают, когда они раскрыты - в сухую и теплую погоду, температура не менее 5°С. Трещины шириной 5 мм и более заделывают мастикой, а мелкие заливают битумом и присыпают каменной мелочью. Отдельные трещины шириной более 5 мм заделывают следующим образом: очищают от пыли и грязи сжатым воздухом, щеткой или металлическими крючьями; смачивают органическим растворителем (соляровым маслом, керосином) по норме 0,1...0,15 л/м2 с помощью распылителей или краскопультов с малым углом распыления; заливают битумной мастикой (табл. 12.4.7). Трещины заполняют с избытком. Удалив избыток мастики, трещину присыпают горячими каменными высевками или песком. Трещины с разрушенными краями разделывают, вырубая или фрезеруя асфальтобетон полосой 10...15 см с каждой стороны на всю толщину деформированного слоя. Вырубку материала можно заменить разогревом горелками инфракрасного излучения.
Таблица 12.4.7
Рекомендуемые составы мастики
| Дорожно-климатическая зона | Номер состава смеси | Состав смеси, % По массе | |||
| битум марки БНД 90/130 или БНД 60/90 | минеральный порошок | резиновая крошка | асбестовая крошка | ||
| II | |||||
| II и III | - | ||||
| - | |||||
| III и IV | - | ||||
| - | |||||
| IV и V |
На покрытиях, содержащих органические вяжущие, в том числе асфальтобетонных, при ремонте устраивают одиночную или двойную поверхностную обработку или укладывают тонкий слой из асфальтобетонных и подобных им смесей (табл. 12.4.8). До выполнения этих работ покрытие должно быть очищено от пыли и грязи, ликвидированы выбоины и заделаны трещины.
Таблица 12.4.8
Устройство одиночной поверхностной обработки на асфальтобетонных и других черных покрытиях (на 1000 м2 покрытия)
| Вид работы | Состав звена | Трудоемкость, чел.-ч |
| Очистка покрытия от пыли и грязи за шесть проходов механической щетки | Машинист 4-го разряда - 1 | 0,25 |
| Решив битума автогудронатором (норма 0,5...1,1 л/м2) | Машинист 5-го разряда - 1 | 0,43-0,45 |
| Распределение мерного щебня распределителем Т-224 (норма 15...30 кг/м2) | Машинист 5-го разряда - 1, дорожные рабочие 3-го разряда - 2 | 0,39 |
| Уплотнение (прикатка) черного щебня легким катком (5...6 т) за 5...6 проходов по одному следу | Машинист 5-го разряда - 1 | 2,1 |
| Уплотнение черного щебня тяжелым пневмокатком (10... 16 т) за 5...6 проходов по одному следу | Машинист 5-го разряда - 1 | 1,5 |
К ремонту асфальтобетонных покрытий относят также работы по восстановлению сплошности и ровности верхнего слоя с применением технологии термопрофилирования, основанной на принципе регенерации (восстановления утраченных свойств).
Повышение сцепных качеств асфальтобетонных и цементобетонных покрытий осуществляется, главным образом, путем устройства двойной поверхностной обработки. Технология выполнения работ изложена в разделе 4.
Для устройства поверхностной обработки на цементобетонных покрытиях целесообразно применять резинобитумное вяжущее: битум БНД 60/90 или БНД 90/130 от 85 до 91 %; каменноугольное масло - 6...10 %; резиновая крошка - 3...5 %.
Резинобитумное вяжущее приготавливают в котлах с лопастной мешалкой. В мешалку сначала загружают обезвоженный и нагретый до 150-160 °С битум в количестве 10 % от требуемого объема, затем расчетное количество обезвоженного и нагретого до 40...70°С каменноугольного масла и смесь тщательно перемешивают в течение 10...15 мин. В разжиженный таким образом битум небольшими порциями добавляют заданное количество просушенной резиновой крошки, просеянной через сетку с отверстиями 3 мм. Смесь в течение 1,0...1,5 ч перемешивают при температуре 150-160 °С. Затем, не прекращая перемешивания, загружают остальной обезвоженный и нагретый до 160 °С битум. Окончательно перемешивают все составляющие в течение 30 мин при температуре 160 °С. Технология устройства поверхностной обработки изложена в разделе 4.
Состав работ по устройству слоев износа, а также ориентировочные показатели работ приведены в табл. 12.4.9
Таблица 12.4.9
Устройство слоя износа толщиной 1,5-3 см из асфальтобетонных и им подобных смесей на черных покрытиях (на 1000 м2 покрытия)
| Вид работы | Состав звена | Трудоемкость, чел.-ч. |
| Очистка покрытия от ныли и грязи механической щеткой | Машинист 4-го разряда - 1 | 0,25 |
| Подгрунтовка покрытия жидким битумом, распределяемым автогудронатором (норма 0,5 л/м2) | Машинист 5-го разряда - 1 | 0,24 |
| Укладка асфальтобетонной смеси асфальтоукладчиком ДС-181 | Машинист 6-го разряда 1, асфальтобетонщики: 5-го разряда - 1, 4-го разряда - 1, 3-го разряда - 3, 2-го разряда - 1, 1-го разряда - 1 | 21,6 (2,7) |
| Предварительное уплотнение слоя легкими катками за 5-8 проходов по одному следу | Машинист 5-го разряда - 1 | 5,2 |
| Уплотнение слоя тяжелыми катками на пневматических шинах за 10-12 проходов по одному следу | Машинист 5-го разряда - 1 | 7,6 |
Термопрофилирование асфальтобетонных покрытий. Для восстановления верхнего слоя асфальтобетонных покрытий все более широкое применение находит технология, основанная на регенерации покрытий с помощью специальных машин.
Регенерацию выполняют различными способами термопрофилирования, основными операциями которых являются: разогрев покрытия; рыхление (фрезерование) его на глубину 2-5 см; планирование разрыхленной смеси; уплотнение. Способы термопрофилирования имеют разновидности: термопланирование; термогомогенизация; термоукладка; термосмешение; термопластификация.
Способ термопланирования - наиболее простой, предусматривает выполнение только основных операций, указанных выше. Средняя глубина рыхления ремонтируемого покрытия зависит от ряда факторов, в том числе от типа асфальтобетона и температуры воздуха (табл. 12.4.10).
Таблица 12.4.10
Средняя глубина рыхления покрытия
| Тип асфальтобетона | Глубина рыхления, мм, мри температуре воздуха, ° С | ||||
| 5...10 | 10...15 | 15...20 | 20...25 | >25 | |
| Песчаный | |||||
| - | |||||
| Мелкозернистый (до 20 мм) | |||||
| Крупнозернистый (£ 40 мм) | |||||
В режиме термопланирования ремонтируют покрытия из песчаного асфальтобетона с водонасыщением, не превышающим 3 % по объему (1,5 % для районов с избыточным увлажнением).
При ремонте покрытия из мелкозернистого асфальтобетона с водонасыщением, не превышающим 4 % (3 % для районов с избыточным увлажнением), или песчаного с водонасыщением более 3 % (до 4 % включительно) термопланирование сочетают с поверхностной обработкой или ковриком износа При этом достигается исправление поперечного уклона покрытия в пределах до 4 %.
В остальных случаях после термопланирования на покрытие укладывают защитный слой из новой асфальтобетонной смеси. Наиболее эффективно осуществлять эту операцию в одном потоке с термопланированием. Асфальтоукладчик перемещается на 15-20 м or термопрофилировщика. Благодаря тому, что окончательное уплотнение старой и новой смесей производится в одном слое, повышается его плотность. Кроме того, толщина защитного слоя из новой смеси может быть уменьшена до 1-2 см против 3 см в традиционном способе. Данный режим является разновидностью способа термоукладки.
Способ термогомогенизации отличается от термопланирования тем, что кроме основных операций он предусматривает и регенерацию асфальтобетона путем перемешивания старой асфальтобетонной смеси. При этом повышается однородность асфальтобетона и улучшается уплотняемость слоя, что позволяет несколько расширить область применения этого способа по сравнению с предыдущим.
Способом термогомогенизации ремонтируют покрытия с водонасыщением, не превышающим 4%. Термогомогенизацию осуществляют с применением термопрофилировщиков, оснащенных мешалкой в виде одной машины или комплекта машин.
Способ термоукладки, кроме основных операций, предусматривает добавление новой смеси в виде самостоятельного слоя над разрыхленной старой смесью.
Этот способ, в отличие от предыдущих, имеет более широкую область применения, так как позволяет ремонтировать покрытия с большими амплитудами неровностей, более глубокими колеями, значительной ямочностью, неудовлетворительными поперечными уклонами и более высоким водонасыщением. Кроме того этот способ эффективен, когда по каким-либо причинам покрытие не удается разрыхлить на глубину, равную или превышающую минимально допустимую.
Способом термоукладки можно ремонтировать покрытия с водонасыщением до 6 %. Количество добавляемой новой смеси зависит от ровности ремонтируемого покрытия, степени его износа и обычно назначается в пределах 25...50 кг/м2. При необходимости исправления поперечного уклона покрытия более чем на 4 % расход добавляемой асфальтобетонной смеси увеличивают (табл. 12.4.11).
Таблица 12.4.11
Увеличение расхода добавляемой смеси
| Ширина полосы термопрофилирования, м | Количество смеси, кг на 1 м длины покрытия, при исправлении поперечного уклона ‰ | |||
| 3,0 3,5 3,75 |
Преимущество способа термоукладки - возможность одновременного уплотнения старой и новой смеси в одном слое, что повышает его плотность. Термоукладку осуществляют с применением термопрофилировщика, оснащенного оборудованием для приема и распределения новой смеси в виде одной машины или комплекта машин. Можно также использовать комплект оборудования, включающий асфальтоукладчик для добавления новой смеси.
Способ термосмешения, в отличие от термоукладки, предусматривает перемешивание новой добавляемой смеси со старой и укладку полученной смеси одним слоем.
Его преимущество - возможность коррекции в определенной мере состава старой смеси и ее регенерации. При производстве работ этим способом не предъявляется к старому покрытию требований, ограничивающих его водонасыщение. Расход добавляемой смеси устанавливают в зависимости от ровности ремонтируемого покрытия, степени его износа и желаемого изменения свойств старого асфальтобетона. Термосмешение осуществляют с применением термопрофилировщика, оснащенного, кроме оборудования для термоукладки, также и мешалкой.
Способ термопластификации отличается от предыдущих добавлением пластификатора в старую смесь в количестве 0,1-0,6 % от массы последней. Эта операция должна сопровождаться перемешиванием. Способ обладает всеми преимуществами термопланирования и термогомогенизации, так как не требует добавления новой смеси. Кроме того он позволяет регенерировать старый асфальтобетон, расширяет область применения этого способа, распространяя его на покрытия с водонасыщением, превышающим 3 %. (Единственное ограничение применимости способа термопластификации - наличие больших неровностей на покрытии и сильного износа, требующих добавления смеси. Термопластификацию осуществляют теми же машинами, что и термогомогенизацию, при условии оснащения их узлом введения пластификатора. В качестве пластификатора целесообразно использовать масла нефтяного происхождения, содержащие ароматические углеводороды не менее 25 % по массе. Наиболее доступен ренобит - пластификатор, предложенный ГипродорНИИ. Можно также применять экстракты селективной очистки масляных фракций нефти, моторную нефть. Показатели физических свойств пластификаторов должны отвечать требованиям:
Вязкость кинематическая при 50°С, м2/с........ (25...70) 106
Температура вспышки в открытом тигле, °С, не менее....100
Механические примеси, % массовой доли, не более... 2,0
Вода, % массовой доли, не более................... 4,0
Горючее, % массовой доли, не более............. 6,0
Расход пластификатора в зависимости от глубины рыхления покрытия и скорости термосмесителя приведен в табл. 12.4.12.
Таблица 12.4.12
Нормы расхода пластификатора, л/мин
| Глубина рыхления, см | Дозировка пластификатора, % по массе асфальтобетонной смеси | |||||||||||
| 0,3 | 0,5 | 0,7 | ||||||||||
| Скорость движения машины, м/мин | ||||||||||||
| 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | |
| 0,8 | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 1,3 | 1,8 | 2,2 | 2,5 | 2,3 | 2,6 | 3,0 | 3,5 | |
| 1,2 | 1,5 | 2,0 | 2,3 | 2,0 | 2,5 | 3,3 | 3,8 | 2,8 | 3,5 | 4,7 | 5,4 | |
| 1,6 | 2,0 | 2,6 | 3,1 | 2,7 | 3,3 | 4,3 | 5,2 | 3,7 | 4,7 | 6,1 | 7,2 | |
| 2,0 | 2,6 | 3,3 | 3,8 | 3,3 | 4,3 | 5,5 | 6,3 | 4,6 | 6,1 | 7,7 | 8,9 |
Термопрофилирование без использования дополнительного асфальторазогревателя при всех способах (кроме третьего с расходом новой смеси более 25 кг/м) осуществляют при температуре воздуха не ниже 15 °С; в третьем способе при расходе новой смеси 25...50 кг/м2 работы производят при температуре воздуха 10 °С и выше, а при расходе более 50 кг/м2 - 5 °С и выше.
С применением дополнительного асфальторазогревателя работы всеми способами можно выполнять, когда температура воздуха не ниже 5 °С.
Работы по термопрофилированию выполняют при скорости ветра не более 7 м/с. Температура на поверхности разогретого асфальтобетонного покрытия не должна превышать при первом и третьем способах термопрофилирования (расход новой смеси менее 25 кг/м2) - 180°С.
Температура смеси перед трамбующим брусом при всех способах термопрофилирования (кроме пятого) не должна быть ниже 100°С, при пятом способе - не ниже 85 °С.
Специалистами Миндорстроя Украины установлена следующая продолжительность разогрева слоя асфальто- и дегтебетонного покрытия до средней температуры соответственно 110 и 80°С (табл. 12.4.13).
Таблица 12.4.13
Продолжительность разогрева слоя покрытия
| Толщина слоя, см | Продолжительность разогрева, мин, мри начальной температуре, ° С | ||||
| + 10 | + 20 | + 30 | + 40 | + 50 | |
| 0,6/0,8 | 0,5/0,7 | 0,4/0,6 | 0,40/0,50 | 0,3/0,4 | |
| 2,2/3,2 | 2,0/2,8 | 1,7/2,4 | 1,5/2,0 | 1,3/1,4 | |
| 5,0/7,2 | 4,5/6,4 | 3,9/5,4 | 3,3/4,5 | 2,8/3,2 | |
| 8,8/12,9 | 8,0/11,4 | 6,9/9,6 | 5,9/8,0 | 5,0/5,0 |
Примечание. В числителе - время разогрева асфальтобетона до допустимой температуры 200°С, а знаменателе - дегтебетона до допустимой температуры 125°С.
Ориентировочная потребность в ресурсах для различных способов ремонта асфальтобетонных покрытий (на 1000 м) приведена в табл. 12.4.14.
Таблица 12.4.14
Потребность в ресурсах
| Способ ремонта | Трудовые затраты, чел.-ч | Условное топливо, кг | Число автомобилей-самосвалов |
| Устройство нового слоя (традиционный способ) | |||
| Термосмешение | |||
| Термопластификация |
Ремонт с использованием литого асфальта и холодных органо-минеральных смесей. В соответствии с положениями действующих нормативных документов ремонт с использованием литого асфальта типа V может производиться практически в течение всего года (при температуре до -10 °С) [ 54].
Подготовительные работы выполняют в соответствии с установленными требованиями. В зимний период в состав подготовительных работ включается очистка ремонтируемых карт от пескосоляного наноса, снега, льда, удаление воды.
Транспортирование смеси к месту производства работ производится в специальных самоходных установках с котлом-термосом или бункером, оборудованных обогревом и мешалкой. При транспортировании должны обеспечиваться непрерывное перемешивание и температура смеси 180-240 °С, а в необходимых случаях - порционная выгрузка с варьированием скорости выдачи смеси.
Перед началом загрузки котел-термос (бункер) прогревается в течение 10 мин двумя подогревателями или форсункой до 180-190°С. Крышка загрузочного отверстия должна быть открыта не ранее чем за 5 мин до загрузки котла смесью.
Запрещается включать сцепление привода мешалки перед запуском двигателя, а также привод мешалки до прогрева бункера и при наличии в нем остатков затвердевшей (неразогретой) смеси, препятствующей движению лопастей мешалки. В процессе транспортирования общее время перемешивания смеси в передвижной установке должно быть не менее 20 мин.
Прибыв к месту укладки, самоходная установка устанавливается перед подготовленной картой с таким расчетом, чтобы выпускной лоток при наклоне котла (бункера) был направлен непосредственно в карту. Выгрузка смеси производится при наклоне выпускного лотка с одновременной работой лопастной мешалки в котле. Работы по распределению смеси с распределением на края карты и удалением излишков, а также заглаживание и затирку мест сопряжения выполняют вручную.
Отдельной операцией является распределение черного (или необработанного) щебня по поверхности свежеуложенной литой смеси для обеспечения требуемых сцепных свойств на отремонтированных участках.
Щебень размером 3-5 (8) или 5-8 (10) мм доставляют к месту проведения ремонтных работ автомобилями-самосвалами в количестве, необходимом для бесперебойной работы. Россыпь щебня производится равномерным слоем в одну щебенку немедленно после распределения смеси. Ориентировочный расход щебня для смеси типа I - 5...8 кг/м2. После остывания покрытия до температуры 80-100 °С допускается прикатка распределенного щебня ручным катком массой 30-50 кг. После охлаждения уложенного слоя до температуры наружного воздуха невтопившийся щебень должен сметаться.
Движение автомобильного транспорта по готовому покрытию открывается по достижении покрытием температуры наружного воздуха, но не ранее чем через 3 часа после завершения работ.
При незначительных объемах ремонта картами до 3 м2 (чаще всего аварийного) целесообразно использовать холодные органо-минеральные смеси. В строительный сезон, при температуре воздуха выше 5 °С для ремонта применяют смесь I марки, в зимнее время - II марки. В отличие от ранее изложенных способов ремонта малыми картами, в данном случае допускается укладывать смесь даже в дождливую погоду [ 54]. Как и при ремонте с использованием литого асфальта нет необходимости в обработке подготовленных карт битумными материалами. Также исключена необходимость специального уплотнения уложенной органо-минеральной смеси.
Смесь распределяется в подготовленную карту вручную с коэффициентом запаса на уплотнение 1,25-1,30. После распределения смесь достаточно прикатать колесом любого автомобиля, в том числе легкового за один проход по одному следу. Возможно использование для этой цели виброплит.
Движение на отремонтированном участке можно открывать сразу после прикатки. Окончательное формирование слоя органо-минеральной смеси происходит в процессе эксплуатации дорожного покрытия под воздействием транспортной нагрузки.
Ремонт покрытий с использованием органо-минеральных смесей на участках разгона и торможения транспорта (перекрестки, остановки общественного транспорта) из-за особенностей формирования слоя может быть только временным мероприятием, например, аварийным ремонтом в дождливый или зимний периоды. Более длительный срок службы подобных карт (прямо пропорциональный интенсивности движения транспортных средств) отмечается на перегонных участках.
За рубежом при текущем ремонте с использованием подобных материалов допускается их укладка непосредственно в выбоины (без подготовки карт) минимальной глубиной, равной размеру крупного заполнителя.
По результатам обследования отремонтированных участков на объектах федеральной дорожной сети установлено, что оптимальной следует считать толщину слоя в плотном теле, составляющую не менее двух диаметров крупного заполнителя.
Основным условием правильного назначения способа ремонта является определение причины образования трещины, степень разрушения материалов основания и покрытия, обоснованный выбор времени производства ремонтных работ и экономическая целесообразность затрат на выполнение ремонтных работ.
Плановые работы по заделке температурных трещин целесообразно выполнять в периоды их максимального раскрытия. Наиболее оптимальные периоды - весенний при наступлении сухой и теплой погоды или поздней осенью, когда ночные заморозки вызывают сжатие асфальтобетона дорожного покрытия, но днем сравнительно тепло (не ниже 5...10 °С).
При заделке трещин кроме их герметизации должен быть создан «мягкий шарнир» из ремонтного материала между разделенными в горизонтальной плоскости слоями асфальтобетона. Поэтому в теплое время года, когда трещины раскрыты на меньшую ширину, рекомендуется их дополнительная разделка с образованием деформационной камеры (резервуара).
В табл. 12.4.15 приведены рекомендации фирм «Ирмаст-Холдинг» и «CRAFCO» по геометрическим параметрам разделки трещин с целью создания деформационных камер.
Таблица 12.4.15
Параметры деформационных камер
| Параметры, мм | Рекомендации фирм | |
| "Ирмаст-Холдинг" | " CRAFCO " | |
| Глубина h, не менее Ширина b | По расчету | 16...38 |
Расчет ширины камеры может быть выполнен по упрощенной формуле
В = 100· b · К 1· Т / l, (12.4.1)
где b - расстояние между трещинами, установленное при визуальном обследовании покрытия, мм;
К 1 - коэффициент линейного температурного расширения асфальтобетона, принимается в зависимости от марки и типа асфальтобетона, вида использованных каменных материалов и вяжущих, градус (ориентировочно 2,1 ´10 ° для асфальтобетонов типа «А» и «Б»; 3,3 ´10 ° - асфальтобетонов типа «В» и «Г»);
Т - разность между температурой воздуха в период производства работ и минимально возможной температурой в зимний период, °С;
l - предельное относительное удлинение ремонтного материала при минимальной температуре воздуха, % (по соответствующим нормативным документам, менее 50 %).
В случае разрушения кромок температурных трещин ширина камеры принимается не менее ширины разрушения.
При всех способах заделки трещин обязательной операцией является очистка с помощью ручного инструмента или щеточной машины с последующей продувкой сжатым воздухом. Трещины с разрушенными кромками должны быть разделаны с помощью швонарезчиков со сменными фрезами, позволяющими регулировать ширину разделки. Трещины шириной до 5 мм после очистки промазывают жидким битумом марок СГ 15/25, СГ 25/40, МГО 25/40, затем с помощью заливщика трещин заполняют битумом марок СГ 130/200, МГ 130/200, МГО 130/ 200 или БНД 200/300, нагретым до 160-170 °С.
На объектах с приведенной интенсивностью движения в одном направлении до 2000 авт./ч трещины шириной более 5 мм заполняют полимерно-битумной мастикой. Для повышения адгезии мастики к материалу покрытия стенки трещин предварительно обрабатывают полимерной грунтовкой с помощью распылителя. При заделке трещин или деформационных швов цементобетонных покрытий такая операция строго обязательна. При работе на асфальтобетонных покрытиях достаточно продуть и подогреть стенки трещин газогенераторной установкой до выступания на них капель вяжущего. При этом не допускать выгорания битума.
На магистралях с повышенной интенсивностью движения необходимо использовать мастику с повышенной работоспособностью - битумно-полимерную с добавкой натурального каучука. Температура мастики при заливке трещин 160-180 °С. Глубина заливки мастикой должна быть равна толщине верхнего слоя покрытия. При сквозных трещинах, проходящих через всю конструкцию дорожной одежды, глубина заливки ограничивается за счет укладки уплотнительного шнура из пористой резины. Трещины заполняют с избытком. После удаления выступающей над поверхностью покрытия мастики заделанную трещину засыпают дробленым песком с размером частиц 3-5 мм. На магистралях с непрерывным движением целесообразно производить заливку трещин с устройством пластыря на ширину не менее 5 см и толщину до 2 мм с целью дополнительного укрепления кромок с обязательной посыпкой дробленым песком. На объектах, где возможна стоянка транспортных средств, во избежание прилипания мастики к колесам пластырь не устраивают.
При ширине трещин (камер) более 20 мм вместо мастики необходимо использовать минерально-мастичные или органо-минеральные ремонтные смеси. Отраженные трещины при величине раскрытия до 5 мм и отсутствии вертикальных перемещений заделывают аналогично температурным. При возможных больших горизонтальных перемещениях и наличии вертикальных перемещений плит или блоков основания ремонт отраженных трещин производится путем разделки трещин до геометрических размеров, определенных расчетом, устройством прослойки из антиадгезионного материала и заполнением минерально-мастичной смесью.
Одиночные силовые трещины также заделывают мастикой по технологии ремонта температурных трещин.
При наличии сетки трещин долговременный ремонт возможен только путем замены разрушенных элементов основания и покрытия. Замена конструктивных слоев основания и покрытия должна предусматриваться в случаях, когда не ожидается дальнейшей консолидации основания.
Технологические трещины подлежат ремонту путем удаления разрушенного асфальтобетона на ширину не менее 50 мм от кромок фрезерованием или обрезкой алмазными дисками по контуру с последующим удалением асфальтобетона отбойными молотками и грунтовкой стенок. Заделка трещин при большой ширине повреждений производится асфальтобетонной смесью, при ширине разрушений до 50 мм минерально-мастичной смесью и при ширине до 15 мм битумно-полимерной мастикой. Поверхность заполненных пазов посыпается минеральным материалом фракции 2-5 мм.
При многообразии технологических операций с целью сокращения общего времени производства работ (особенно при заделке повторяющихся с постоянной периодичностью температурных трещин) их целесообразно выполнять поточным способом.
Технология приготовления и распределения литых эмульсионно-минеральных смесей принципиально одинакова при использовании машин различных фирм-изготовителей.
Эмульсионно-минеральная смесь литой консистенции при распределении должна образовывать непрерывный защитный коврик.
Укладку защитных слоев целесообразно выполнять полосами, равными ширине полосы движения конкретной проезжей части (3,75 или 3,5 м).
В рабочие смены, предшествующие непосредственно укладке защитного слоя, необходимо выполнить следующие подготовительные работы:
- ремонт покрытия с заделкой выбоин и трещин;
- демаркировку линий разметки проезжей части;
- заготовку требуемого количества каменных материалов на притрассовых складах (запас не менее чем на одну смену).
Бортовой камень, дождеприемные решетки и люки колодцев, уровень которых находится в нормативных пределах, перестановки не требуют.
Непосредственно перед укладкой слоя производится ограждение участка, очистка и увлажнение (с расходом 0,5 л/м2) его поверхности.
Рабочий цикл укладки защитного слоя включает следующие технологические операции: загрузка бункеров и емкостей машины компонентами ЛЭМС на притрассовом складе; переезд машины к месту производства работ, укладка защитного слоя на огражденном участке; переезд машины для загрузки на притрассовом складе.
При необходимости сокращения временного интервала между укладкой слоя и открытием движения предусматривают его прикатку катком на пневмоходу массой до 10 т c целью отжатия воды при распаде эмульсии.
Работы по укладке защитного слоя выполняет бригада в составе 7 человек: машинист укладочной машины 6 разряда - 1; помощники машиниста (операторы) 5-го разряда - 2; дорожные рабочие: 5-го разряда - 1; 4-го разряда - 2; 3-го разряда - 1. При необходимости в состав бригады включают машиниста катка 5-го разряда.
Машинист управляет укладочной машиной, при необходимости, с использованием системы связи, выполняет указания оператора об изменении режимов подачи материалов и их смешения. Оператор с дорожным рабочим 5-го разряда регулирует положение распределительной рампы, визуально оценивает степень увлажнения уложенной смеси, в случае необходимости дополнительно ее увлажняет с помощью распылительного устройства. Дорожный рабочий 5-го разряда проверяет качество и равномерность распределения смеси, совместно с рабочим 3-го разряда устраняют выявленные дефекты, заделывают места сопряжения полос, перед последующими заправками машины очищают распределительную рампу. Дорожные рабочие 4-го разряда выполняют обязанности регулировщиков и находятся впереди распределительной машины.
При загрузке распределительной машины в технологическом процессе участвуют машинисты фронтального погрузчика, поливомоечной машины, автогудронатора, а также дорожный рабочий 3-го разряда.
В операциях по расстановке и снятию дорожных знаков и ограждений участвуют дорожные рабочие основной бригады (совместно с водителем бортового автомобиля).
Распад уложенной смеси наступает, когда частицы битума в эмульсии начинают соединяться друг с другом и каменным материалом, при этом коричневый цвет смеси сменяется на черный. Формирование слоя начинается при образовании битумной пленки на минеральном заполнителе и почти полном испарении воды. Окончательное обезвоживание уложенного материала, практически не влияющее на эксплуатационные свойства защитного слоя, может занять 2-4 недели. Полное формирование слоя, при котором допускается открытие движения, происходит (в зависимости от погодных условий) в дневное время за 0,5-2,0 часа. При работе в ночное время возможно закрытие участка с уложенным слоем до 4 часов.
В процессе производства работ необходимо контролировать качество исходных материалов, смеси и уложенного слоя в соответствии с положениями ТУ 5718-001-53737504-00. Зерновой состав каменного материала и качество эмульсии необходимо определять каждую смену.
При каждой заправке распределительной машины проверяются дозировочные устройства.
Ровность и сцепные качества защитного слоя контролируют в соответствии с требованиями СНиП 3.06.03-85 и ВСН 3-90.
