Спосіб ремонту покриття автомобільних доріг

1. Спосіб ремонту покриття автомобільних доріг, що включає визначення межі деформованого покриття ділянки дороги, вирізання покриття пошкодженої ділянки дороги, укладання на поверхню основи ґрунтового полотна цементних блоків з асфальтовим покриттям, сформованим в дорожніх умовах з використанням спеціальної дорожньої техніки, який відрізняється тим, що в основі ґрунтового полотна бурять проміжні свердловини, в які вставляють залізобетонні палі, котрі з'єднують з дорожніми залізобетонними плитами з асфальтобетонним покриттям, сформованим в умовах спеціалізованого підприємства. 2. Спосіб ремонту покриття автомобільних доріг за п. 1, який відрізняється тим, що на рівні поверхні торцевої частини проміжних залізобетонних паль, який знаходиться нижче рівня шару якісного дорожнього покриття на товщину дорожніх залізобетонних плит, розміщують підстилаючий контактний шар суміші ущільнених дисперсних матеріалів (пісок, щебінь, подрібнені відходи зруйнованого дорожнього покриття та ін.), що складається із окремо оброблених бітумним в'яжучим шарів, котрі опираються на ґрунтове полотно. 3. Спосіб ремонту покриття автомобільних доріг за U 2 UA 1 3 будівництву нового дорожнього полотна. Із матеріалів Internet www.rastom.ru/info/remontdorozhinpocritiv.html відомий один із основних способів відновлення покриття автомобільних доріг у весняно-літній період - ямковий ремонт. Він пов'язаний із реконструкцією дорожнього полотна шляхом заміни покриття («одягу») в межах карти («латки»). Ямковий ремонт включає наступні основні етапи: 1) визначення межі деформованого покриття ділянки дороги; 2) вирізання деформованого покриття в місці ремонту; 3) укладання асфальтобетонної суміші і ущільнення покриття. Місце для ремонту готують без гострих кутів, частіше прямокутної форми. Вибірку покриття в місті ремонту виконують фрезеруванням матеріалу. Видалення зруйнованого покриття здійснюють переважно ручним способом. При необхідності повторного використання знятого асфальтобетону, останній після кількісного розрахунку і визначення якості, змішують із свіжою асфальтобетонною сумішшю, підвезеною із асфальтобетонного заводу. Ущільнення асфальтобетонного покриття при ямковому ремонті виконується віброущільнювачем і/або віброкатком. Для всіх технологічних етапів ямкового ремонту дорожного покриття необхідні різні види спеціального обладнання: 1) каток малого класу для ущільнення асфальту в місці ремонту, 2) ущільнювач (віброплита) для ущільнення асфальтобетону на невеликих ділянках, в недосягнутих катком місцях; 3) нарізчик швів для розділення карт («латок»); 4) компресор і відбійний молоток для розділення поверхні карт, зняття старого покриття, видалення вологи; 5) вантажна машина (трейлер) для доставки (буксирування) до місця ремонтних робіт спеціальних машин і механізмів. Доцільно відмітити, що укладання асфальтобетонної суміші та ущільнення покриття слід проводити тільки в суху погоду і при температурі повітря не нижче +5°С. Недотримання цього правила може привести до неякісного покриття дороги, яке буде нестійким до механічної дії і впливу погодних умов, тому швидко потріскається і зруйнується. Особливу увагу звертають на зберігання температури гарячих і теплих сумішей в процесі транспортування від місця їх виготовлення до місця реалізації. В таки випадках використовують термос-бункери для підтримання температури шляхом обігріву і утеплення кузова ємкостей транспортних машин-бункерів при транспортуванні гарячої асфальтобетонної суміші. Остання в процесі завантаження, транспортування, розвантаження і навіть тривалого зберігання, схильна до сегрегації, тобто розподілу по фракціям різного хімічного складу, що може служити причиною неоднорідності шарів покриття із цих матеріалів і негативного впливу на якість дорожного покриття. Для запобігання цьому явищу необхідно здійснювати постійне примусове перемішування в процесі доставки асфальтобетонної суміші на значні відстані до 54873 4 місця її використання, дотримуватись вимог до способів завантаження, розвантаження і подачі суміші в укладальні машини, особливо при використанні для транспортування автомобілів дуже великої вантажопід'ємності. Важливо забезпечити контроль якості суміші на місті укладання, завбачений нормами. Таким чином, одним із основних недоліків ямкового ремонту є технічні труднощі, що пов'язані із збереженням асфальтобетонної суміші в робочому стані з врахуванням погодних умов, відстані до місця її використання, тривалості часу її зберігання і підвезення, адже приготування суміші переважно виконується на підприємстві, що в багатьох випадках знаходиться на значній відстані від ділянки ремонту, де основний процес - асфальтування виконується на відкритому повітрі, і через відсутність контролю привезеної суміші її оптимальні робочі параметри (в'язкість, консистенція, температура і т.ін.) можуть не відповідати нормативним вимогам. Крім того, суттєвим недоліком існуючого ґрунтового полотна є його ненадійна міцність, що часто супроводжується виникненням усадки, утворюваної через відсутність досягнення такої щільності при укатуванні, яка була б рівнозначна дії транспортних навантажень. А у випадку укладання дорожніх плит великого розміру потрібна особливо старанна підготовка основи, тому що нерівномірне опирання плит на ґрунтове полотно не забезпечує достатню їх стійкість і при наїзді автомобіля може виникнути руйнування покриття. Із матеріалів Internet www.rastom.ru/info/remontdorozhinpocritiv.html відомо, що на початку 80-х років 20-го століття США розробили нову технологію відновлення доріг спосіб холодного ресайклінгу (регенерації). Цей спосіб ремонту асфальтобетоном дороги заключається також в попередньому визначенні межі пошкодженого покриття ділянки; холодному фрезеруванні дефектного шару покриття; завантаженню видаленого матеріалу в передвижний змішувач, забезпечуючий добавку необхідних компонентів; розігріву і переміщуванні асфальтобетону; вивантаженні готового матеріалу в приймальний бункер асфальтоукладача та укладанні ним рівного шару із регенерованої асфальтобетонної суміші. Регенерації асфальтобетону передують лабораторні дослідження з метою оцінки його фізичних, хімічних та інженерних (модуль пружності, деформативність та ін.) характеристик. Одночасно здійснюють вибір пластифікатора з врахуванням його складу, властивостей і здатності розм'якшувати бітум. Одержані результати лабораторних досліджень використовують при проектуванні і оптимізації складів регенеруючої асфальтобетонної суміші. Холодний ресайклінг як спосіб ремонту дорожного покриття має ряд переваг: 1) відпадає необхідність вивозу старого покриття і можливого придбання свіжої гарячої асфальтобетонної суміші; 2) не потрібно складати видалений матеріал поблизу ділянки, що ремонтується; 3) витрата бітуму значно менша, ніж при влаштуванні нового покриття. Нарешті, використовується весь старий матеріал 5 (для покращення зернового складу асфальтобетонної суміші до неї може бути доданий новий щебінь). Таким чином, головні переваги холодної регенерації економія палива, зниження трудовитрат, зменшення витрат будівельних матеріалів . Розроблені і запропоновані компанією Caterpiller ресайклери - спеціальне обладнання, замінююче собою декілька одиниць дорожнобудівельної техніки, і здатне за 1 прохід повністю відновлювати пошкоджену проїздну частину. Машини Caterpiller RM-300 і RM-500 обладнані ротором, який зрізує пласти ґрунту або старий дорожній «одяг» глибиною до 0,51м і шириною 2,44м, виконує подрібнення, перемішує і знову розподіляє перероблену фракцію по поверхні дороги. Метод особливо цінний для використання в районах, віддалених від асфальтобетонних заводів. Не дивлячись на значні досягнення запропонованого способу холодного ресайклінгу в плані максимального використання старого асфальтобетонного покриття та механізації технологічних процесів за допомогою дорогих дорожніх машин Caterpiller RM-300 і RM-500, реалізація способу суттєво залежить від кліматичних умов його здійснення, адже цикл робіт по підготовці асфальтобетонної суміші, її нанесення на основу та ущільнення покриття виконується на відкритому повітрі. Крім того, цей спосіб, як і спосіб ямкового ремонту не враховує існуючої загальної проблеми автомобільної магістралі - підвищення надійної довготривалої експлуатації основи ґрунтового полотна в різних кліматичних умовах, на різних ґрунтах і, як наслідок, не гарантує стабільності її існування. Порівняльний аналіз способів ямкового ремонту і холодного ресайклінгу свідчить, головним чином, про ідентичність послідовного виконання основних технологічних етапів підготовки та ремонту дорожного покриття ділянки дороги - фрезерування старого дорожного покриття, його подрібнення, підготовки асфальтобетонної суміші, укладання останньої на основу з ущільненням за допомогою спеціальної дорожньої техніки. Проте існує різниця в етапі підготовки асфальтобетонної суміші. Якщо при ямковому ремонті суміш переважно готують на спеціалізованому підприємстві, а потімтранспортують до місця її впровадження, то при холодному ресайклінгу асфальтобетонну суміш готують з використанням фрезерованого дорожного покриття і пластифікатора, яку здійснюють на спеціальних дорожніх машинах із залученням широкого спектру лабораторних досліджень для визначення оптимального рецептурного складу. Тому один і другий способи заявники використали в якості аналогу і прототипу. Отже, загальними головними ознаками з обома аналогами-прототипами є визначення межі деформованого покриття ділянки дороги, вирізання (фрезерування) покриття пошкодженої ділянки дороги, укладання на основу ґрунтового полотна цементно-бетонних блоків з асфальтобетонним покриттям, одержаним в дорожніх умовах з використанням спеціальної дорожньої техніки. 54873 6 Узагальнюючи аналіз обох способів ремонту можна констатувати, що загальним їх недоліком є відсутність заходів по підсиленню (укріпленню) основи ґрунтового полотна різного виду з метою зміцнення композиції «ґрунтове полотно - основаасфальтобетонне покриття» та існуюча підготовка асфальтобетонної суміші в польових умовах або заводських умовах, але з наступним її транспортуванням на різні відстані до місця її використання. В основу корисної моделі поставлено завдання по укріпленню основи ґрунтового полотна, зміцненню зв'язку ґрунтового полотна з основою та створення в умовах підприємства надійної, якісної і продуктивної технології одержання асфальтобетонного покриття на основі. Поставлене завдання досягається тим, що в основі ґрунтового полотна бурять проміжні свердловини, в які вставляють залізобетонні палі, котрі з'єднують з дорожніми залізобетонними плитами з асфальтобетонним покриттям, сформованим в умовах спеціалізованого підприємства. Згідно з корисною моделлю, на рівні поверхні торцевої частини проміжних залізобетонних паль, який знаходиться нижче рівня шару якісного дорожнього покриття на товщину дорожніх залізобетонних плиту розміщують підстилаючий контактний шар суміші ущільнених дисперсних матеріалів (пісок, щебінь, подрібнені відходи зруйнованого дорожнього покриття та ін.), що складається із окремо оброблених бітумним в'яжучим шарів, котрі опираються на ґрунтове полотно. Згідно з корисною моделлю, в процесі формування дорожньої залізобетонної плити в нижній частині граней арматурного каркасу в горизонтальній площині по периметру розташовані проміжні арматурні пальці довжиною 40-50мм, в проміжок яких вводять аналогічні пальці сусідньої дорожньої залізобетонної плити, а по вертикальній площині граней арматурного каркасу по периметру розташовані ідентичні проміжні арматурні пальці, відстань між вертикальними рядами яких по горизонталі складає 250-300мм. Згідно з корисною моделлю, жорстке з'єднання дорожніх залізобетонних плит в місці їх стикування досягають зварюванням стикованих проміжних арматурних пальців з наступним заповненням і ущільненням асфальтобетонною сумішшю стикового простору і смуги стику дорожньої ділянки поверхні. Згідно з корисною моделлю, глибина свердловини, кількість і розміри проміжних залізобетонних паль в ґрунтовому полотні, відстань між ними, кількість і розміри дорожніх залізобетонних плит попередньо розраховують відповідно до розмірів запланованої до ремонту ділянки дороги, з урахуванням геологічних і топографічних умов розташування пошкодженої ділянки. Згідно з корисною моделлю, на ґрунтовому полотні з проміжними залізобетонними палями і підстилаючим контактним шаром суміші ущільнених дисперсних матеріалів виконують поздовжнє укладання дорожніх залізобетонних плит з асфальтобетонним покриттям відповідно з напрямком дорожньої траси. Запропонований спосіб виконують в такій пос 7 лідовності. Спочатку організовують спеціалізоване підприємство для формування та одержання асфальтобетонного покриття на дорожніх залізобетонних плитах в промислових умовах для їх наступного монтажу на дорожному ремонтному об'єкті. До його складу входять : 1. Інженерно-розрахункове відділення по встановленню та аналізу пошкодженої ділянки, визначенню об'ємів робіт та спеціальних машин і механізмів по підготовці конкретної пошкодженої ділянки дороги до ремонту, визначення складу ремонтно-монтажної бригади; 2. Фізико-хімічна лабораторія аналізу складових матеріалів асфальтобетонної суміші з визначенням її рецептурного оптимального складу, реологічних характеристик суміші та фізико-хімічних характеристик покриття; 3. Відділення підготовки і шихтування складових асфальтобетонної суміші, що має контейнери для збереження шихтових матеріалів, ваги, змішувач, виконує рецептурне формування складу асфальтобетонної суміші; 4. Відділення по організації доставки спеціально підготовлених дорожніх залізобетонних конструкцій на ділянку струмної обробки піском або корундом, наступним обдуванням стиснутим повітрям зовнішньої поверхні плити, ділянку спеціалізованого підприємства для підготовки та формування на зовнішній поверхні плити асфальтобетонного покриття. 5. Транспортне і монтажне відділення спеціальних машин і обладнання для доставки залізобетонних паль і залізобетонних плит з асфальтобетонним покриттям на ремонтну ділянку дороги, організація буріння і установки залізобетонних паль, їх монтажу із плитами з покриттям на ремонтно-дорожньому об'єкті. Визначаються етапи запропонованого способу ремонту покриття автомобільних доріг з конкретними об'ємами робіт. Етап А. Підготовка пошкодженої ділянки дороги для ремонту: 1) визначення межі деформованого покриття ділянки дороги; 2) вирізання шляхом фрезерування покриття пошкодженої ділянки; 3) видалення зруйнованого покриття з наступним його подрібненням; 4) вирівнювання поверхні пошкодженої ділянки основи ґрунтового полотна; 5) проектний кількісний розрахунок необхідного числа і розмірів залізобетонних паль і дорожніх залізобетонних плит на ділянці ремонту; 6) буріння проміжних свердловин на розрахункову глибину та установка залізобетонних паль в основі ґрунтового полотна пошкодженої ділянки; 7) складання рецептурного складу підстилаючої контактної суміші із піску, щебню, грануляту подрібненого зруйнованого покриття, шихтування І перемішування суміші в передвижному змішувачі; 8) висипання та розрівнювання підстилаючого контактного шару ущільнених дисперсних матеріалів, що складається із окремо оброблених бітумним в'яжучим шарів, який розміщений на рівні поверхні торцевої частин проміжних залізобетонних 54873 8 паль, що знаходиться нижче рівня шару якісного дорожного покриття на товщину дорожньої залізобетонної плити. Етап Б. Підготовка дорожньої залізобетонної плити. 1) Виготовлення в умовах заводу залізобетонних конструкцій попередньо розрахованих числа і розмірів (п.5, етап А) залізобетонних паль і дорожніх залізобетонних плит з проміжними арматурними пальцями довжиною 40-50мм, розміщеними в горизонтальній і вертикальній площинах по периметру граней плити; 2) струмна обробка піском або корундом поверхні дорожньої залізобетонної плити із наступним очищенням поверхні стиснутим повітрям; 3) підігрівання зовнішньої поверхні дорожньої залізобетонної плити інфрачервоним випромінюванням до температури 60-80°С; 4) підґрунтовка розігрітої поверхні дорожньої залізобетонної плити рідким бітумом (клас СГ) по нормі 0,2-0,3л/м2 ,витримка 24год; 5) розливання по поверхні гарячого в'язкого бітуму марок БНД 90/130, 130/200 із розрахунку 0,50,6л/м2 безпосередньо перед укладанням асфальтобетонної суміші. 6) транспортування дорожніх залізобетонних плит на спеціалізоване підприємство по нанесенню і формуванню асфальтобетонного покриття; Етапи А і Б виконуються паралельно. Етап В. Підготовка та укладання асфальтобетонної суміші на дорожні залізобетонні плити в умовах спеціалізованого підприємства: 1) фізико-хімічний аналіз складових матеріалів асфальтобетонної суміші; 2) розрахункове визначення рецептурного складу асфальтобетонної суміші; 3) шихтування і перемішування складових матеріалі асфальтобетонної суміші та її синтез, визначення реологічних характеристик суміші та фізико-хімічних властивостей покриття; 4) укладання готової асфальтобетонної суміші на підготовлену (по п. 6, етап Б) поверхню дорожньої залізобетонної плити; 5) розрівнювання, ущільнення асфальтобетонної суміші на дорожніх залізобетонних плитах з використанням спеціальних машин і механізмів в умовах спеціалізованого підприємства; 6) транспортування дорожніх залізобетонних плит із сформованим асфальтобетонним покриттям на ділянку ремонту дороги. Етап Г. Монтаж дорожніх залізобетонних плит з асфальтобетонним покриттям на ділянці ремонту автомобільної дороги: 1) укладання дорожніх залізобетонних плит з асфальтобетонним покриттям на ущільнений підстилаючий контактний шар суміші дисперсних матеріалів і торцеву поверхню проміжних залізобетонних паль основи ґрунтового полотна; Для досягнення необхідного контакту нижньої поверхні плити з підстилаючим контактним шаром ущільненої суміші і поверхнею залізобетонних паль, а також перевірці контакту слід проводити неодноразовий підйом і повторне укладання плит декілька разів та систематичний контроль рівня спеціальними шаблонами. 9 54873 2) зварювання проміжних арматурних пальців, стикованих в горизонтальній і вертикальній площинах по периметру граней суміжних дорожніх залізобетонних плит; 3) укладання асфальтобетонної суміші в простір між гранями (дорожній стик) суміжних плит, ділянки стику з наступним ущільненням. Використання струмної обробки піском або корундом зовнішньої поверхні дорожньої залізобетонної плити з наступною обдувкою стиснутим повітрям забезпечує чистоту поверхні від залишків пилу,окалини, масел і гарантує якісну адгезію асфальтобетонного покриття до поверхні плити. Обробка бітумним в'яжучим кожного із окремих шарів загального підстилаючого контактного шару створює надійну композицію, що сприяє гальмуванню інтенсивного розвитку руйнуванні основи. Використання залізобетонних паль в ґрунтовому полотні проводиться з метою виключення усадки, розміщених на них дорожніх залізобетонних плит з асфальтобетонним покриттям. Використання в запропонованому способі ремонту залізобетонних паль в ґрунтовому полотні разом з підстилаючим контактним шаром ущільненої суміші, на які опираються зварені між собою дорожні залізобетонні плити, збільшує міцність, надійність і довготривалість експлуатації системи «полотно-основа-плити», адже у випадку нерівномірного опирання плит на основу ґрунтового полотна не забезпечується достатня стійкість системи і при наїзді автотранспорту на плити може виникнути руйнування дороги. Індустріальний спосіб виготовлення залізобетонних паль, дорожніх залізобетонних плит, формування асфальтобетонного покриття в умовах підприємства дозволить в значній мірі звести дорожньо-ремонтні або дорожньо-будівельні роботи до монтажних, підсилити контроль за якістю робіт, і підвищити якість робіт,незалежно від часу і кліматичних умов. Впровадження залізобетонних паль для укріплення ґрунтового полотна, дорожніх залізобетонних плит з сформованим, в умовах спеціалізованого підприємства, асфальтобетонним покриттям Комп’ютерна верстка А. Крулевський 10 значно вдосконалює технологію ремонту і/або будівництва автодоріг, здешевлює ремонтні роботи шляхом часткової розборки без повторного відновлення дорожньої ділянки без повного руйнування дорожного одягу, а також сприяє круглорічному використанню збірних конструкцій для доріг в районах з невеликим перепадом знакоперемінних температур, розширюючи, таким чином, ремонтноі дорожньобудівельний сезон робіт. Створення на Україні спеціалізованих підприємств по виробництву залізобетонних паль, дорожніх залізобетонних плит з формуванням на них асфальтобетонного покриття для ремонту і/або будівництва автомобільних доріг, забезпечить належний контроль за якістю виробів і умов по вдосконаленню існуючих технологій їх виготовлення з метою зниження кошторису виробів і ремонту. Проектування оптимального рецептурного складу асфальтобетонної суміші, старанний контроль за шихтуванням і якістю змішування складових матеріалів, синтез суміші, визначення реологічних л фізико-хімічних характеристик суміші і покриття, безпосереднє використання суміші без її транспортування на значні відстані і тривалий час, та укладання суміші на попередньо підготовлені дорожні залізобетонні плити в умовах СПЕЦІАЛІЗОВАНОГО ПІДПРИЄМСТВА дозволяє мати значні переваги і одержати економічний ефект за рахунок раціонального використання сировинних матеріалів, бітуму, паливно-енергетичних ресурсів, транспортних витрат. Запропонований спосіб ремонту покриття автомобільних доріг, скерований на зростання ефективної діяльності дорожньої галузі шляхом підвищення технічного контролю і продуктивності праці в умовах спеціалізованого підприємства, що забезпечується механізацією і екологізацією трудоемких процесів, скорочення об'ємів ручної праці, використанні енерго- і ресурсозберігаючих технологій в ремонті і/або будівництві доріг. Таким чином, вказані технічні ознаки дають можливість масштабного використання запропонованого технічного рішення в промислових умовах і забезпечить йому відповідність критерію «Промислова придатність». Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601