Спосіб ремонту покриття доріг

Реферат: Спосіб ремонту дорожнього покриття включає очищення вибоїни, укладання шару в'яжучого, заповнення ремонтним матеріалом і ущільнення. Після очищення вибоїну спочатку заповнюють ремонтним матеріалом із запасом на ущільнення, після цього безпосередньо зверху з перекриттям по контуру вибоїни насипають шар гранульованого в'яжучого, потім площу ремонтованої поверхні нагрівають за допомогою джерела інфрачервоного випромінювання, а ущільнення виконують після перемішування ремонтного матеріалу з розігрітим в'яжучим. UA 109108 U (54) СПОСІБ РЕМОНТУ ПОКРИТТЯ ДОРІГ UA 109108 U UA 109108 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва й експлуатації автомобільних доріг, а саме - стосується способів ремонту дорожніх покриттів з асфальтобетону, та може бути використана при проведенні ямкового ремонту малих і середніх карт дорожнього покриття. Відомим є спосіб ремонту дорожнього покриття, який включає очищення вибоїн, ґрунтування їх бітумною емульсією з наступним заповненням сумішшю дрібного щебеню й бітумної емульсії шляхом подачі повітряним струменем [Струйно-инъекционная холодная технология ямочного ремонта [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://dorprogress.ru /articles/85-struynoinekcionnyaholodnyatehnologiyayamochnogo-remont.phtml - Назва з екрана]. Відомий аналог належить до так званих холодних методів ремонту - без нагрівання ремонтного матеріалу і в'яжучого. Недоліками вказаного способу є висока витрата в'яжучого (окремо на ґрунтування порожнини вибоїни й обробку поверхні щебеню), суворі вимоги до якості ремонтного матеріалу (для заповнення вибоїн можна використовувати тільки чистий дрібний щебінь фракції 5-10 мм), а також необхідність застосування високотехнологічного спеціалізованого обладнання. Відомий також спосіб ремонту дорожнього покриття, відповідно до якого вибоїну спочатку очищують, потім її стінки і дно покривають попередньо нагрітим до 60 °C бітумом з розрахунку 2 0,3-0,5 л/м , після чого заповнюють порожнину ремонтним матеріалом і ущільнюють [Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог: Учебно-практическое пособие. - М.: Инфра-Инженерия, 2005. - С. 708-709]. Недоліком відомого способу є незадовільна якість зчеплення між стінками вибоїни та відновленою ділянкою покриття через незначну товщину шару в'яжучого та відносно низьку температуру його нагріву. Найближчим аналогом за своєю суттю та результатом, що досягається є спосіб ремонту дорожнього покриття, що включає очищення вибоїни, укладання шару в'яжучого, заповнення ремонтним матеріалом і ущільнення, при чому перед укладанням в'яжуче розігрівають до температури 160-220 °C, ремонтний матеріал перед заповненням вибоїни попередньо зволожують, а ущільнення виконують після остигання в'яжучого до температури 70-90 °C. Спосіб передбачає взаємодію зволоженого ремонтного матеріалу (щебеню, гравію, піску тощо) з гарячим в'яжучим, наприклад бітумом, внаслідок чого відбувається піноутворення, і частина в'яжучого матеріалу у вигляді піни піднімається вгору, обволікаючи всю поверхню мінеральних часток, - таким чином відбувається зворотне (знизу вгору) просочування ремонтного матеріалу [див. а. с. СРСР № 834303 з класу Е 01 С 7/22, опубл. 30.05.1981 у Бюл. № 20]. Основним недоліком відомого способу є надмірні енергетичні витрати при обробці матеріалу в'яжучого. Так, для досягнення необхідного результату температура розігріву в'яжучого (бітуму) на практиці має наближатися до верхньої межі заявленого температурного режиму, тобто до 200-220 °C, адже при більш низькій температурі висота підйому спіненого бітуму є недостатньою (покриття просочується лише наполовину, а отже його поверхня залишається необробленою). При цьому існує необхідність використовувати спеціальне обладнання (автогудронатор) для транспортування, нагрівання й підтримання температури бітуму у ході виконання ремонтних робіт. Через це відомий спосіб є економічно недоцільним при ремонті середніх і особливо малих карт дорожнього покриття. Ще одним суттєвим недоліком відомого способу є підвищені вимоги до якості ремонтного матеріалу, зокрема важливо, щоб його фізико-хімічні показники не перешкоджали піноутворюванню в'яжучого. Відповідно до цього при здійсненні відомого способу не можна використовувати, наприклад, відходи, отримані при фрезеруванні поверхонь асфальтованих доріг (рециклат) через їх неоднорідну фракційність. Також недоліком відомого способу те, що шар розігрітого бітуму не дозволяє належним чином прогріти ремонтовану ділянку покриття, некажучи вже про прилеглі ділянки. Через це не вдається уникнути холодного з'єднання різних шарів асфальту, внаслідок чого погіршується зчеплення матеріалів нового і старого покриттів, що неминуче призводить до швидкого руйнування відремонтованої ділянки. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити відому технологію ремонту дорожнього покриття за рахунок покращення експлуатаційних характеристик його відновлених ділянок при одночасному зниженні витрат на виконання ремонтних робіт шляхом зміни послідовності здійснення технологічних операцій і властивостей матеріалів, що використовуються. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб ремонту дорожнього покриття, що включає очищення вибоїни, укладання шару в'яжучого, заповнення ремонтним матеріалом і ущільнення, в якому згідно корисної моделі після очищення вибоїну спочатку заповнюють ремонтним матеріалом із запасом на ущільнення, після цього безпосередньо зверху з перекриттям по 1 UA 109108 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контуру вибоїни насипають шар гранульованого в'яжучого, потім площу ремонтованої поверхні нагрівають за допомогою джерела інфрачервоного випромінювання, а ущільнення виконують після перемішування ремонтного матеріалу з розігрітим в'яжучим. Крім того, як в'яжуче використовують гранули бітуму, а як ремонтний матеріал - рециклат або гравійно-пісчану суміш, при цьому площу ремонтованої поверхні нагрівають до 180 °C. Завдяки використанню в'яжучого, зокрема бітуму, у гранульованому стані забезпечується суттєве зниження витрат на його обробку. Бітум у гранулах легко зберігати і зручно транспортувати. При цьому, відповідно до пропозиції, нагрівання гранульованого бітуму виконують безпосередньо на поверхні створюваного покриття, а отже зникає необхідність використовувати автогудронатор чи інше подібне устаткування. Завдяки тому, що шар гранульованого в'яжучого укладають безпосередньо зверху на ремонтний матеріал, а не навпаки (як у найближчому аналозі), досягається покращення експлуатаційних характеристик відремонтованого дорожнього покриття. Після нагрівання бітум із твердого гранульованого стану переходить у в'язкий і таким чином під дією сили тяжіння просочує ремонтний матеріал зверху до низу (повністю або частково, залежно від товщини самого шару ремонтного матеріалу). В даному разі поверхня покриття дороги гарантовано підлягає обробці, незалежно від температури в'яжучого та умов навколишнього середовища, а отже виходить більш міцною. Завдяки нагріванню всієї площі ремонтованої ділянки за допомогою джерела інфрачервоного випромінювання забезпечується швидке, економне та ефективне відновлення дорожнього покриття. Суть інфрачервоного ремонту полягає в тому, що нагрівання дорожнього покриття відбувається зсередини як результат прискореного руху молекул асфальту. При цьому головною перевагою є те, що в результаті дії інфрачервоного випромінювача нагрівається не тільки ремонтована ділянка покриття, а й прилеглі області, що дозволяє уникнути холодних з'єднань різних шарів асфальту. Це, у свою чергу, сприяє кращому зчепленню матеріалів, а отже збільшує ресурс експлуатації відновленого покриття. Відсутність вимоги фракційної однорідності дає можливість використовувати в якості ремонтного матеріалу будь-які мінеральні суміші, наприклад гравійно-пісчану, і навіть рециклат - відходи, отримані при фрезеруванні поверхонь асфальтованих доріг. В останньому випадку, завдяки доступності матеріалу досягається надзвичайно високий економічний ефект. Використання рециклату сприяє вирішенню екологічної проблеми, а саме забезпечує утилізацію небезпечних відходів. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованої корисної моделі стосовно способу ремонту дорожнього покриття забезпечує досягнення технічного результату. Подальша суть корисної моделі пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено послідовність етапів ремонту дорожнього покриття відповідно до запропонованого способу. Спосіб, що пропонується, здійснюють наступним чином. Спочатку вибоїну 1 очищують від пилу, сміття і вологи (фіг. 1). Потім її порожнину заповнюють ремонтним матеріалом 2, наприклад рециклатом або гравійно-пісчаною сумішшю, із запасом на ущільнення (фіг. 2). Після цього безпосередньо зверху на ремонтний матеріал 2 насипають шар гранульованого в'яжучого 3, перекриваючи контур вибоїни 1 (фіг. 3). Потім площу ремонтованої поверхні нагрівають до 180 °C за допомогою джерела інфрачервоного випромінювання 4 будь-якої відомої конструкції (фіг. 4). Під дією тепла в'яжуче із твердого гранульованого стану переходить у в'язкий і таким чином просочує ремонтний матеріал 2. Для кращого контакту ремонтного матеріалу 2 з розігрітим в'яжучим 3 їх перемішують. При цьому у випадку значної глибини вибоїни перемішування виконують лише у верхньому шарі створюваного покриття (як показано на фіг. 5), що не впливає на якість результату. Після цього створене покриття ущільнюють за допомогою катка або вібратора (фіг. 6). Запропонована корисна модель перевірена на практиці. Запропонований спосіб ремонту дорожнього покриття не містить у своєму складі жодних технологічних і конструктивних елементів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі будівництва й експлуатації автомобільних доріг, а отже є придатним для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено способів ремонту дорожнього покриття із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак. Суттєва відмінність запропонованого способу полягає у тому, що, по-перше, в'яжуче використовують у вигляді гранул; по-друге, ремонтний матеріал і в'яжуче нагрівають разом безпосередньо після їх відповідного пошарового закладання у порожнину вибоїни; по-третє, 2 UA 109108 U 5 10 15 20 25 нагрівання здійснюють інфрачервоним випромінюванням; по-четверте, ущільнення виконують після перемішування ремонтного матеріалу з розігрітим в'яжучим. Вказані відмінності у сукупності забезпечують покращені експлуатаційні характеристики відремонтованого покриття при одночасному зниженні матеріальних та енергетичних витрат. Жоден із відомих способів не може одночасно володіти всіма перерахованими властивостями, оскільки не передбачає у своєму складі всієї сукупності заявлених у пропозиції суттєвих ознак. До технічних переваг запропонованого способу, у порівнянні з найближчим аналогом, можна віднести: - покращення експлуатаційних характеристик відремонтованого дорожнього покриття за рахунок більш якісної обробки його поверхні в'яжучим; - високу економічність ремонтних робіт завдяки використанню в'яжучого у твердому гранульованому стані; - збільшення ресурсу експлуатації відновленого покриття за рахунок кращого зчеплення матеріалів внаслідок інфрачервоного прогрівання всієї площі покриття, що підлягає ремонту; - доступність ремонтних матеріалів і простоту реалізації всіх технологічних складових способу з вищенаведених причин. Після опису запропонованого способу фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти реалізації вказаного способу можуть змінюватися залежно від конкретних умов виконання ремонтних робіт (загальної площі покриття, його вихідного стану, погодних умов тощо), а також інших факторів, але при цьому знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань. Квінтесенцією запропонованої корисної моделі є те, що вибоїну спочатку заповнюють ремонтним матеріалом - рециклатом або гравійно-пісчаною сумішшю - із запасом на ущільнення, після чого безпосередньо зверху з перекриттям по контуру насипають шар в'яжучого, зокрема бітуму, у вигляді гранул, потім площу ремонтованої поверхні нагрівають до 180 °C за допомогою джерела інфрачервоного випромінювання, а ущільнення виконують після перемішування ремонтного матеріалу з розігрітим в'яжучим, і саме ці обставини у сукупності дозволяють надбати запропонованій корисній моделі вищезгадані й інші переваги. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 1. Спосіб ремонту дорожнього покриття, що включає очищення вибоїни, укладання шару в'яжучого, заповнення ремонтним матеріалом і ущільнення, який відрізняється тим, що після очищення вибоїну спочатку заповнюють ремонтним матеріалом із запасом на ущільнення, після цього безпосередньо зверху з перекриттям по контуру вибоїни насипають шар гранульованого в'яжучого, потім площу ремонтованої поверхні нагрівають за допомогою джерела інфрачервоного випромінювання, а ущільнення виконують після перемішування ремонтного матеріалу з розігрітим в'яжучим. 2. Спосіб ремонту дорожнього покриття за п. 1, який відрізняється тим, що як в'яжуче використовують гранули бітуму. 3. Спосіб ремонту дорожнього покриття за п. 1, який відрізняється тим, що як ремонтний матеріал використовують рециклат. 4. Спосіб ремонту дорожнього покриття за п. 1, який відрізняється тим, що як ремонтний матеріал використовують гравійно-пісчану суміш. 5. Спосіб ремонту дорожнього покриття за п. 1, який відрізняється тим, що площу ремонтованої поверхні нагрівають до 180 °С. 3 UA 109108 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4