Ремонт дорожных одежд.

Способы разборки слоев дорожных одежд и повторного использования их материалов

Применительно к а/б регенерация-обработка или переработка старого а/б с целью обязательного восстановления и полезного изменения некоторых его свойств. Методы регенерации можно разделить на 3 группы.

1)Метод горячей регенерации: регенерация происходит на дороге с использованием различных способов разогрева, разрыхление а/б с последующей укладкой его в покрытие. Наиболее широко используемый способ-термосмешение(remix).Заключается он в выравнивании и восстановлении форм покрытия с добавлением новой а/б смеси и ее перемешиванием со старой. Комплекс машин: отечественные-термосмеситель ДЭ-232 и асфальтонагреватель ДЭ-234; за рубежом-wirtgen. Глубина фрезерования 5-6см.

Для усиления к старому материалу добавляют новый в количестве 25-50 кг/м² при ремонте без усиления и до 150 кг/м² при работе с усилением.

Технологический процесс термосмешения включает следующие операции:

1.Подготовительные работы: ограждение места работы, подготовка машин и оборудования, разметка участка, разгрузка новой смеси приемный бункер.

2.Предворительный разогрев существующего покрытия(90-100 градусов)

3.Окончательный разогрев существующего покрытия(140-150 градусов)

4.Рыхление или фрезерование старого а/б и подача в смеситель.

5.Подача в смеситель нового материала и перемешивание его со старым

6.Распределение и предварительное уплотнение а/б смеси

7.Окончательное уплотнение(1 и 2 слоя производится одновременно по схеме: в первом периоде легкий вибро каток с выключенным вибратором или гладковольцевик 6-8т; во-втором периоде вибро каток с вкл. вибратором; в третьем периоде пневмоколесный 15-20т; завершает тяжелый гладковольцевик)

2)Метод холодной регенерации: производится на дороге, когда старое покрытие а/б или ц/б снимают холодным фрезерованием, обрабатывают битумной эмульсией или цементом и укладывают в нижний слой нового покрытия.

Включает в себя снятие и размельчение мат-ла слоев а/б или ц/б покрытия их обработку органическим минеральным вяжущим или совместно с добавлением или без добавления нового мат-ла, укладку и уплотнение.

Комплекс машин: отечественные- АО«Брянский арсенал»+ «Бители»; за рубежом-wirtgen

Основным рабочим органом такой машины является фреза-барабан, снабженная высокопрочными режущими зубьями. В процессе вращения фрезы-барабана - срезается слой покрытия на заданную толщину, срезанный фрезой материал с помощью транспортера грузят в транспортное средство или отсыпают в отвал.

Для охлаждения рабочего органа машины его в процессе работы опрыскивают водой. Поверхность, остающаяся после фрезерования, является основанием для нового слоя покрытия. Эта поверхность должна быть параллельна поверхности укладываемого на нее слоя. Машина для холодного фрезерования должна обеспечивать:

1 необходимую глубину фрезерования,

2 требуемый поперечный уклон;

3 заданный продольный уклон;

4 чистоту кромки фрезерования.

Существует значительное количество типоразмеров машин для холодного фрезерования покрытий шириной от 1,3 до 4,2 м при максимальной глубине фрезерования от 150 до 300 мм.

Выбор типоразмера холодной фрезы зависит от объема работ и необходимой глубины фрезерования с учетом технико-экономических соображений.

Вся технология холодной регенерации может быть реализована в 2-х вариантах:

1.едущая машина-фрезеровальная. В этом случае перемешивание и укладка смеси производится при помощи передвижного смесителя

2.Ведущая машина-фрезеро-смесительная, выполняющая все действия по фрезерованию, перемешиванию, укладки и ее уплотнению.

3)Метод комбинированной регенерации:материал снимают холодной фрезой, а переработка с подогревом и добавлением порции нового щебня или битума в смесительной установки полученная смесь укладывается в покрытие.

Этот метод можно разделить на 2 группы: переработка старого а/б на месте в передвижных смесительных установках; переработка старого а/б на стационарных АБЗ.

Технология работ по смешанной регенерации:

1)отчистка покрытий от пыли и грязи

2)распределение равномерного слоя щебня на всю полосу регенерации. Кол-во щебня рассчитывается и составляет 50-70% от объема сфрезированого гранулята

3)Холодной фрезой снимают верхний слой покрытия на глубину 3-5см., измельчают этот а/б и перемешивают с новым щебнем, и выкладывают после себя в виде валика по полосе фрезерования.

4)Погрузчик оптикателя смесь гранулята с щебнем подается в сушильный барабан асф.-смес. Установки, где высушивается и подогревается до рабочей температуры. За тем смесь поступает в смесительное отделение асф.-смес., куда при перемешивание подается битум(5-7% от массы нового щебня) и перемешивается

5)Смесь подается в приемный бункер асф.укл.. распределяется и уплотняется

6)Окончательное уплотнение производится комплектом катков

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С ЦЕМЕНТОБЕТОННЫМ ПОКРЫТИЕМ

При реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями обычно выполняют работы по усилению (повышению прочности) и уширению дорожной одежды.

В настоящее время можно применять следующие три способа усиления дорожных одежд с цементобетонными покрытиями:

1 устройство слоев усиления из асфальтобетонных смесей поверх старого цементобетонного покрытия без нарушения его сплошности;

2 то же с предварительным дроблением старого цементобетонного покрытия на мелкие блоки и тщательным уплотнением полученного таким образом материала основания,

3 устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона поверх старого цементобетонного покрытия.

При этом, если материалы старого покрытия и слоя усиления имеют различные модули упругости, то сначала определяют расчетом прочности на растяжение при изгибе эквивалентную толщину плиты из разномодульных материалов, приведенную к толщине материала с наибольшим модулем упругости, а затем определяют требуемую толщину усиления:

где h_экв - толщина однородной плиты, см;

Е_ст.п. - модуль упругости материала старого покрытия, эквивалентный по жесткости на изгиб старому покрытию и слою усиления;

h_ст.п. - толщина старого покрытия;

Е_ус - модуль упругости материала, используемого для усиления, МПа;

h_ус - толщина усиления.

Для усиления дорожных одежд с цементобетонным покрытием рекомендуется применять полимер асфальтобетон в соответствии с техническими условиями ТУ 35-1669-88 «Вяжущие полимерно-битумные на основе ДСТ и полимер асфальтобетон», утвержденными Минтрансстроем СССР в 1988 г. [28].

Полимерасфальтобетон обладает повышенной прочностью, эластичностью и теплостойкостью в широком диапазоне эксплуатационных температур. Применение полимерасфальтобетона повышает трещиностойкость слоя усиления над поперечными швами старого цементобетонного покрытия.

Для приготовления полимерасфальтобетонных смесей следует использовать полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) на основе дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) соответствующих марок.

В зависимости от вязкости ПБВ делятся на следующие марки ПБВ 40/60, ПБВ 60/90, ПБВ 90/130, ПБВ 130/200, ПБВ 200/300.

ПБВ получают введением в битум 2 - 4 % ДСТ от массы. В вязкие битумы ДСТ следует вводить в виде раствора в битумном сырье (гудроне) или жидком битуме. В качестве пластификаторов при приготовлении ПБВ используются индустриальные масла.

Введение 2, 3 и 4 % ДСТ дает возможность получить ПБВ с температурой перехода в хрупкое состояние -25, -35 и -50 °С соответственно. Для получения ПБВ с температурой перехода в хрупкое состояние -60 °С в битум необходимо вводить до 6 % ДСТ. Применение ПБВ с температурой перехода вяжущего в хрупкое состояние, соответствующей минимальной зимней температуре эксплуатации слоя усиления, обеспечивает трещиностойкость этого слоя, в особенности над поперечными швами усиливаемого покрытия.

Зерновой состав полимерасфальтобетонных смесей должен удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон».

Полимерасфальтобетонные смеси должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84 для асфальтобетонных смесей соответствующих марок.

Контрольные испытания качества полимерасфальтобетона в покрытии следует производить по водонасыщению, набуханию, пористости минерального остова и остаточной пористости, а также по коэффициенту уплотнения.

Качество ПБВ устанавливают стандартными методами, принятыми для оценки свойств дорожных битумов. Кроме того, определяют однородность и показатель эластичности, характеризующий способность ПБВ к обратимым деформациям, в соответствии с ТУ 35-1669-88.

Слои усиления из непрерывно армированного бетона устраивают неограниченной длины и прерывают их только перед искусственными сооружениями (мостами, путепроводами и т.д.). Концевые участки слоев усиления из непрерывно армированного бетона должны быть закреплены неподвижными упорами траншейного или свайного типа.

Слои усиления должны обеспечивать прочность и ровность дорожной одежды в течение заданного срока службы под воздействием автомобильных нагрузок и климатических факторов.

Толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона определяется расчетом.

При усилении дорожной одежды с цементобетонным покрытием толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона может составлять 10 - 12 см. Слой усиления из непрерывно армированного бетона следует укладывать непосредственно на старое цементобетонное покрытие без устройства изолирующих и выравнивающих прослоек.

Для армирования покрытий должна применяться арматура периодического профиля. Диаметр арматуры следует подбирать с учетом минимального раскрытия трещин и принятой технологии строительства. Армирование покрытий можно осуществлять плоскими сварными или вязаными сетками, сварными каркасами, отдельными арматурными стержнями. Непрерывную арматуру следует располагать на расстоянии 1/3... 1/2 h_ус (h_ус - толщина слоя усиления) от поверхности слоя усиления (рис. 30). Арматурные каркасы ставятся симметрично относительно нейтральной оси слоя усиления.

Поперечные швы (сжатия и расширения) на слое усиления не устраивают. Продольные швы в зависимости от количества поперечной арматуры устраивают через 3,75 м по типу ложных или через 7,5 м по типу шпунта (рис. 31).

Непрерывность армирования обеспечивается нахлесткой стержней в продольном и поперечном направлениях.

Рис. 29. Конструкция стыкового соединения нового дорожного покрытия с существующим:

1 - армирующий элемент; 2 - верхний слой покрытия асфальтобетонного; 3 - нижний слой покрытия из асфальтобетона; 4, 5 - слои основания из тощего бетона; 6 - слой щебня; 7 - морозозащитный слой из песка; 8 - существующее земполотно; 9 - фрезерование существующего асфальтобетонного покрытия; 10 - существующее цементобетонное покрытие; 11 - существующее асфальтобетонное покрытие

Рис. 30. Принципиальные схемы дорожных одежд с непрерывно армированными покрытиями:

1 - непрерывно армированное бетонное покрытие; 2 - песчано-цементная смесь; 3 - черный щебень; 4 - тощий бетон; 5 - песок; 6 - теплоизолятор (стиропорбетон, пенопласт и др.)

Рис. 31. Конструкции продольных швов:

а - шов по типу ложного; б - шов по типу шпунта; 1 - бетонная плита покрытия; 2 - арматурная сетка; 3 - битумная мастика

Длина нахлестки должна быть не менее: в продольном направлении - 30 - 35d; в поперечном направлении - 25d (где d - диаметр стержней), и во всех случаях не менее 250 мм. Поперечные стыки смежных сеток должны располагаться вразбежку с шагом не менее 50 см. Для армирования слоя усиления следует применять следующие виды арматурных сталей: стержневая горячекатанная периодического профиля класса А-II диаметром от 10 до 20 мм, класса А-III диаметром от 6 до 20 мм; стержневая, упрочненная вытяжкой периодического профиля класса А-IIв диаметром от 10 до 20 мм, класса А-IIIв диаметром от 6 до 20 мм.

Расчет на прочность слоя усиления из непрерывно армированного бетона производят в соответствии с ВСН 4-75 [2] «Временные технические указания...» и с ВСН 29-76 «Технические указания по оценке и повышению технико-эксплуатационных качеств дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог», утвержденными Минавтодором РСФСР в 1976 г.

Концевые упоры траншейного типа (рис. 32) устраивают следующим образом. В старом покрытии перфораторами с компрессором устраивают поперечные прорези на ширину бетонных шпор, вблизи поперечных швов отрывают поперечные траншеи экскаватором; устанавливают в траншеях арматурные каркасы; укладывают и уплотняют бетонную смесь; отделывают верхнюю поверхность бетонных шпор. Арматурные каркасы должны иметь выпуски, свариваемые в последующем с непрерывной арматурой покрытия.

Перед бетонированием слоя усиления арматуру в виде плоских сеток или каркасов устанавливают на подкладках, уложенных на основание. Подкладки могут быть изготовлены из арматуры любого класса или из бетона того же состава, который применяется для устройства слоя усиления.

Работы по устройству слоя усиления должны производиться непрерывно. Рабочие поперечные швы устраивают следующим образом. По окончании смены устанавливают упорную доску с прорезями для пропуска продольной арматуры. Перед возобновлением укладки бетона доску удаляют и торец плиты смачивают водой.

Слои усиления из непрерывно армированного бетона могут применяться и при реконструкции дорожных одежд нежесткого типа.

Из трех способов усиления дорожных одежд с цементобетонным покрытием предпочтительнее устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона. В этом случае слой усиления имеет свойства, близкие к свойствам материала существующего покрытия (цементобетона); кроме того, объемы и стоимость работ по ремонту дорожной одежды после ее усиления будут минимальными.

На практике усиления цементобетонных покрытий производят путем укладки слоев асфальтобетона, причем конструкция, тип и марка асфальтобетона и технология производства работ определяются в зависимости от технической категории дороги и дорожно-климатической зоны.

Для автомобильных дорог высших категорий, а также дорог, расположенных и в I - III дорожно-климатической зонах, применяют асфальтобетонные смеси типов А или Б первой марки.

Подготовительные работы при этом направлены в основном на устранение дефектов цементобетонного покрытия:

1 полностью разрушенные плиты удаляются и заменяются на новые монолитные, изготовленные на месте или на заводах ЖБИ;

2 пустоты над плитами и нарушение уклонов исправляются путем профилирования основания (при этом плиты снимаются) или нагнетания под плиты песка или цементного раствора;

3 сколы кромок и углов плит устраняют путем укладки асфальтобетонных (мелкозернистых или песчаных) смесей при толщине слоя до 6 см и цементобетонных более 6 см;

4 искажения продольного и поперечного профилей устраняют путем укладки выравнивающего слоя из песчаного или мелкозернистого асфальтобетона асфальтоукладчиками, оснащенными системами автоматики;

5 восстанавливают швы существующего покрытия и заливают их герметизирующей мастикой.

Перед укладкой выравнивающего слоя или покрытия производят розлив горячего битума (0,3 - 0,5 л/м²) или битумной эмульсии (0,6 - 0,8 л/м²).

Технология производства работ при усилении дорожных одежд с учетом повышения трещиностойкости слоя может выполняться следующими способами:

1 путем укладки толстыми слоями за один проход (толщина слоя 10 - 18 см в России, 14 - 26 см за рубежом);

2 использованием асфальтобетонных смесей на основе ПБВ;

3 армированием асфальтобетона взонах швов цементобетонного покрытия геоматериалами;

4 армированием асфальтобетонных смесей металлическими или полимерными волокнами;

5 путем устройства в асфальтобетоне деформационных швов над швами существующего цементобетонного покрытия.

Наибольший эффект достигается при комплексном использовании нескольких способов одновременно.

В технологии укладки асфальтобетона толстыми слоями за один проход наибольшую сложность вызывает уплотнение, так как необходимо применять тяжелые катки массой 15 - 25 т и увеличивать число проходов катка по одному следу. Температура воздуха при укладке не должна быть ниже 5 °С, а температура смеси - не ниже 140 °С.

Технология ремонта переходных типов покрытия. Технология уширения ПЧ.