В статье рассмотрено явление сегрегации, оказывающее неблагоприятное воздействие на качество покрытия. В результате экспериментальных исследований был найден эффективный способ устранения сегрегации, как фракционной, так и температурной — метод беспрерывного устройства асфальтобетонного покрытия с применением перегружателей.
Ключевые слова: асфальтобетонное покрытие, капитальный ремонт, перегружатель, асфальтобетонная смесь, сегрегация, качество покрытия, гранулометрический состав.
Постановлением от 30 мая 2017 года № 658 межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог федерального значения с усовершенствованным типом покрытия увеличены до 12 лет, по капитальному ремонту до 24 лет. Переход на новые межремонтные сроки будет осуществляться постепенно по мере проведения работ по усилению конструкций дорожных одежд в рамках реконструкции и капитального ремонта. Установлены новые нормативы финансовых затрат и утверждены Правила расчёта размера ассигнований федерального бюджета на капитальный ремонт, ремонт и содержание автомобильных дорог федерального значения. Это позволит обеспечить поэтапное решение задачи приведения в нормативное состояние сети автомобильных дорог по требуемой нагрузке при соблюдении увеличенных межремонтных сроков [1].
Одним из способов повышения межремонтных сроков является устранение сегрегации. Сегрегация — изменение гранулометрического состава минеральных материалов или температуры в первоначально однородной асфальтобетонной смеси из-за отдельных перемещений частиц крупного и мелкого заполнителя в процессе работы со смесью [2].
В процессе производства и укладки асфальтобетонной смеси, загрузке автосамосвалов, транспортировании и выгрузке в асфальтоукладчик происходит перераспределение фракций в объеме — фракционная сегрегация, которая приводит к появлению сегрегационных пятен (неоднородность по структуре асфальтобетонного покрытия) и в дальнейшем ведет к преждевременному локальному разрушению покрытия.
При появлении сегрегации в смеси происходит концентрация крупнозернистых фракций на одних участках покрытия, в то время как другие включают концентрацию мелкозернистых (создание неоднородной смеси по гранулометрическому составу).
Иное явление оказывающее неблагоприятное воздействие на качество покрытия — температурная сегрегация, возникающая при транспортировании асфальтобетонной смеси и выгрузке в бункер укладчика. Факторы, влияющие на величину разницы температур:
– температура смеси при загрузке автосамосвала;
– температура окружающего воздуха;
– размер кузова по отношению к количеству перевозимой смеси;
– дальность и скорость перевозки (время транспортирования);
– остывание в кузове асфальтобетонной смеси;
– время ожидания перед выгрузкой смеси в бункер укладчика.
Методика беспрерывного устройства асфальтобетонного покрытия с применением перегружателей возникла сравнительно недавно (примерно 30 лет назад в США). При производстве перегружателя конструкторы задались целью обеспечить высокую скорость укладки, уменьшить остановки асфальтоукладчика и исключить контакт с ним автосамосвала.
В штатах США расписаны требования по качественным показателям асфальтобетонной смеси, за превышение которых подрядчикам платят дополнительные деньги, за их снижение — взыскивают штрафы. За существенные снижения — удерживают сумму от контракта, которая идет на переделку покрытия и работы по исправлению дефектов. Также в 27 штатах запрещена укладка асфальтобетонной смеси без применения перегружателя, в некоторых штатах утвердили обязательное использование перегружателей асфальтобетонной смеси на определенных объектах. В других даже подробно описали технические характеристики используемых машин, так как не все перегружатели способны обеспечить необходимые показатели.
В 2005 году в Испании были испытаны перегружатели Roadtec Shuttle Buggy, доказавшие свою эффективность для устранения сегрегации, а также усталостные испытания, которые свидетельствуют о влиянии сегрегации на долговечность покрытия.
После проведения исследований Министерство Транспорта приняло решение об обязательном применении перегружателей при работе на объектах с площадью укладки более 70000 м2.
Также в борьбе с сегрегацией в странах Европы далеко продвинулась Швеция. Они ввели понятие — «фактор риска», который является отношением площади свежеуложенного покрытия низкой температурой относительно общей площади укладки. Транспортной администрацией была введена система бонусов и штрафов, привязанных к этому фактору.
В 2002 года в России были проведены работы, связанные с оценкой влияния сегрегации на долговечность и качество покрытия. Было проведено исследование температуры свежеуложенного слоя с применением специальных видеокамер.
В 2013 году при строительстве автомобильной дороги А-1414 Брянск-Смоленск был выполнен анализ использования в составе отряда машин перегружателя асфальтобетонной смеси.
В таблице приведены результаты измерения температуры асфальтобетонной смеси в кузове автосамосвала, которые подтверждают, что смесь подвержена сегрегации даже при малом транспортном расстоянии (15 км).
При традиционной укладке асфальтобетонной смеси разница температур в среднем достигает 22С, при использовании перегружателя средняя величина сокращается до 2С.
Подобные результаты получились при температурном контроле укладываемого покрытия в рамках той же программы исследований:
|
Трасса |
Км |
Температура вкузове автосамосвала |
Разница температур на покрытии, устроенном сперегружателем |
|
А-181 «Скандинавия» |
110+000–128+000 |
95С |
не более 6С |
|
М-10 «Россия» |
530+000–570+000 |
83С |
не более 3С |
|
А-114 Вологда — Новая Ладога |
530+000–570+000 |
98С |
не более 2С |
На данный момент структурными подразделениями центрального аппарата Росавтодора, федеральным управлением автомобильных дорог, управлением автомобильных магистралей, межрегиональным дирекцией по строительству автомобильных дорог федерального значения, территориальным органом управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации был рекомендован к применению с 06.08.2009 ОДМ 218.5.002–2009 «Методические рекомендации по устройству асфальтобетонных слоев с применением перегружателей смеси» (ОДМ 218.5.002–2009) [3].
Применение перегружателей позволяет:
– увеличить производительность по укладке дорожного покрытия, так как исключается время на разгрузку из автосамосвала в бункер укладчика, перегружатель может выгружать смесь без остановки асфальтоукладчика;
– снизить стоимость транспортирования материала, так как количество автосамосвалов снижается на 25 % в связи с тем, что исключается «узкое место» — ожидание грузовика возле асфальтоукладчика, так же более эффективно используются более крупные машины.
– устранить эффект сегрегации;
– температура асфальтобетонного покрытия более стабильная, чем температура, без применения перегружателя, что значительно повышает качество дорожной одежды.
– можно добиться стабилизации температур смеси в покрытии;
Так же технология существенно увеличивает межремонтный срок службы, что влечет за собой экономический эффект.
Литература:
- Постановление Правительства от 30 мая 2017 года № 658. Об актуализации нормативов денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения.
- ОДМ 218.3.016–2011.
- ОДМ 218.5.002–2009.
- Технический документ Т-134 «Температурная сегрегация как причина разрушения асфальтового покрытия»
- Технический документ Т-117 «Сегрегация. Причины и средства устранения»
