Технология ремонта дорожных покрытий

Гравийные и щебеночные покрытия. При их ремонте проводят периодическую ремонтную профилировку, устраняют выбоины, колеи и просадки, а также осуществляют мероприятия по обеспыливанию. Ремонтную профилировку покрытия с добавлением нового материала выполняют автогрейдерами или грейдерами при оптимальной влажности (от 10 до 15 % в зависимости от состава песчано-глинистых фракций), соответствующей такому состоянию гравийного или щебеночного материала, когда он хорошо срезается, перемещается и уплотняется (табл. 12.4.1).

Таблица 12.4.1

Ремонтная профилировка гравийных (щебеночных) покрытий с добавлением нового материала (на 1000 м покрытия)

Подлежащее ремонту вскирковывают. Удалив вскиркованный материал, выбоину засыпают гравийным материалом, по составу близкому к материалу верхнего слоя покрытия с зернами не крупнее 20 мм, на 1...2 см выше уровня покрытия. Для заделки выбоин можно использовать вскиркованный материал, но только после его грохочения.

При большом объеме работ гравийный материал уплотняют самоходными катками на пневматических шинах или катками массой 5...10 т, а при небольшом объеме пневматическими, электрическими или ручными трамбовками массой 25...30 кг. Уплотняют от краев к середине выбоин. Для лучшего уплотнения материал поливают водой из расчета 1, 5...2 л/ м² на каждый сантиметр глубины выбоины. Вместо воды целесообразно применять 30 %-ный водный раствор хлористого кальция CaCl₂ или 30-40 %-ный водный раствор технического лигносульфоната.

Ремонт выбоин или просадок щебеночного покрытия, построенного способом заклиники, выполняют тем же методом, а покрытия из смеси оптимального состава - как и гравийных покрытий (табл. 12.4.2 и 12.4.3).

Таблица 12.4.2

Расход материалов на ремонт

Таблица 12.4.3

Состав звена и затраты труда

Колеи и небольшие гребни, образующиеся под воздействием движения, выравнивают с помощью тяжелых катков, предварительно увлажнив покрытие. Такой способ применяют для ликвидации небольших неровностей на достаточно прочном покрытии. В других случаях колеи устраняют путем ямочного ремонта.

Щебеночные и гравийные покрытия, обработанные органическими вяжущими. В процессе ремонта устраняют выбоины, повреждения и неровности кромок, бугры и наплывы, небольшие проломы и просадки покрытия.

Ямочный ремонт производят преимущественно холодными щебеночными (гравийными) смесями, обработанными органическими вяжущими.

В отдельных случаях допускается применять холодные или горячие асфальтобетонные смеси или способ пропитки прямой или обратный. В холодных смесях в качестве вяжущего используют жидкие (или вязкие) битумы, каменноугольные дегти, битумные эмульсии.

Ремонт производят: холодным способом, если температура воздуха не ниже 5 °С и горячим способом, если температура воздуха не ниже 10 °С.

Холодный способ целесообразен при глубине выбоин до 3 см, а горячий - при выбоинах глубже 3 см.

При любом из указанных способов подготавливают ремонтируемое место, включая обрубку (раскирковку) краев, очистку от пыли и грязи, обработку очищенной поверхности органическим растворителем (соляровым маслом, керосином) по норме 0, 1...0, 15 л/м с помощью краскопультов или распылителей и нанесение на нее жидкого битума, остаточного битума (гудрона) вязкостью 20-70 или дегтя в количестве 0, 3...0, 5 л/м³, нагретых до 60 °С.

Непосредственно после подгрунтовки выбоину заполняют ремонтным материалом, толщину слоя которого назначают с учетом коэффициента уплотнения.

При использовании горячих смесей материал укладывают в один слой, когда глубина выбоин не превышает 5 см, и в два слоя, если глубина более 5 см, и тщательно послойно уплотняют. Если применяют способ пропитки, в подготовленную выбоину укладывают щебень размером не более 0, 8 глубины выбоины, но не мельче 16 мм, и уплотняют. Затем разливают вязкий битум или деготь из расчета 0, 8-1, 0 л/м² на каждый сантиметр глубины выбоины. Температура вяжущего при розливе должна быть: битума марок БНД 200/300, БНД 130/200 - 120...160°С. Разлив вяжущее, распределяют щебень фракции 5...15 мм и уплотняют. Небольшие ремонтируемые площади уплотняют трамбовками.

Участки покрытия, поврежденного многочисленными выбоинами, ремонтируют картами. Поврежденные участки кромок покрытия в местах сопряжения с обочинами исправляют указанными выше способами ямочного ремонта, обеспечивая надлежащий упор со стороны обочины.

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"

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

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

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

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)

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)

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

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

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

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

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

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

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.

Технология ремонта цементобетонных покрытий. Ремонт цементобетонных покрытий включает ремонт швов и трещин, заделку повреждений кромок швов, граней плит и отдельных раковин, ликвидацию местных просадок, вспучивания плит, заделку отдельных участков с шелушением поверхностного слоя бетона. Ремонтные работы должны обеспечивать требуемую ровность покрытия и плавное сопряжение его с поверхностью отремонтированного участка.

Текущий ремонт швов предусматривает исправление повреждений граней бетона плит и на их поверхности непосредственно у кромки шва, очистку и заливку мастикой. При текущем ремонте трещины предварительно разделывают пальцевыми фрезами, очищают, а затем заливают мелкие трещины шириной до 5 мм жидким битумом (дегтем), нагретым до рабочей температуры, поверхность трещин, заполненных вяжущим, присыпают песком; швы и трещины от 5 до 25 мм - преимущественно битумными мастиками (в том числе резинобитумными), составы которых подбирают в зависимости от категории дороги и дорожно-климатической зоны согласно нормативно-техническим документам. Применение полимерных герметиков для заполнения швов дает наибольший эффект.

Ориентировочные нормы затрат труда на ремонт швов и трещин приведены в табл. 12.4.16

Таблица 12.4.16

Нормы времени на 100 м шва или трещин

Раковины, выбоины, очаги поверхностного разрушения заделывают цементо- и полимербетонными смесями, а также смесями на жидком промышленном стекле. Цементобетонные смеси применяют при возможности закрытия движения на ремонтируемых участках в период набора бетоном необходимой прочности (до 7 сут.). В отдельных случаях допускается применять асфальтобетонные смеси. Рекомендуются другие методы ремонта, например способ пропитки минеральных материалов (щебня, гравия, песка, предварительно нагретых до 120...140°С) расплавленной пластифицированной технической серой или заполнение выбоин горячей литой смесью подобранного состава из серы, пластификатора и минерального наполнителя (содержание серы в смеси - 25..30 % от общего объема).

Ремонт покрытия с помощью цементобетонных или асфальтобетонных (в том числе литых), а также смесей на жидком стекле должен выполняться в теплое время года, когда температура воздуха не ниже 5°С. Полимербетонные смеси применяют при температуре воздуха не ниже 15°С.

Смесь укладывают на очищенную, сухую поверхность бетона (цементобетонные смеси укладывают на увлажненную поверхность). При ремонте цементо- и полимербетонными смесями, а также смесями на жидком промышленном стекле производят дополнительную очистку участков, где имеются битумные, топливные и другие пятна. Их удаляют механическим способом - выжиганием или химическим способом - обработкой поверхности 28 %-ным раствором соляной кислоты (плотность по ареометру 1, 139) из расчета 0, 4...0, 5 л/м². Затем покрытие тщательно промывают водой и просушивают.

Применяемые для ремонта бетоны на минеральных вяжущих должны иметь прочность на растяжение при изгибе не менее 3, 5 МПа, а морозоустойчивость - не ниже морозоустойчивости ремонтируемого бетона.

Для ремонта повреждений глубиной менее 5 см следует применять мелкозернистый (песчаный) цементобетон. При большей глубине разрушений используют песчаные или щебенистые бетоны с предельной крупностью щебня до 20 мм. Перед укладкой цементобетонной смеси (за 10...20 мин) на подготовленную поверхность наносят тонкий слой цементного клея из пластифицированного цемента марки не ниже 500. Клей приготавливают в металлической емкости. Для этого пластифицированный цемент затворяют необходимым количеством воды (исходя из водоцементного отношения 0, 3...0, 35) и в течение 1...3 мин перемешивают смесь. Затем цементный клей подвергают виброактивации глубинным вибратором. Срок хранения клея не должен превышать 30 мин.

Чтобы ускорить твердение ремонтного бетона, для его приготовления применяют высокоактивный дорожный цемент марки не ниже 500, а также вводят в воду затворения бетонной смеси хлористый или азотнокислый кальций - до 2 % от массы цемента.

Ускоренное формирование отремонтированных мест (6...12 ч при температуре 20...25°С) достигается также использованием быстротвердеющих бетонов, для затворения которых вместо воды (в том же количестве) применяют жидкую фазу - пульпу гипохлорита кальция с содержанием 4-6 % активного хлора, являющуюся побочным продуктом хлорперерабатывающей промышленности. Максимальная крупность заполнителя в таких бетонах 20 мм.

Быстротвердеющие бетоны, приготовленные с использованием пульпы гипохлорита кальция, можно применять при срочном ремонте в осенний и весенний периоды при температуре воздуха 5°С. Движение на отремонтированном участке может быть открыто через 1...7 сут.

Бетонную смесь на пульпе гипохлорита кальция готовят в передвижных бетоносмесителях непосредственно на месте или доставляют к месту ремонта в автобетоносмесителях. Смесь должна быть уложена в течение не более 1 ч. Перед укладкой смеси ремонтируемую поверхность подготавливают, как указано ранее.

Бетонную смесь укладывают с запасом на уплотнение 2...3 см. В зависимости от толщины слоя смесь уплотняют поверхностными вибраторами или виброрейками (при уплотнении песчаных цементобетонных смесей применяют поверхностные вибраторы с пригрузом 10...30 Па), глубинными вибраторами, сочетанием глубинной и поверхностной вибрации - вначале глубинные, а затем поверхностные вибраторы.

Если разрушения глубже 3 см, применяют мелкозернистый торкретбетон. Ремонтные работы ведут с помощью комплекта оборудования, включающего: бетоншприцмашину с загрузочным устройством БМ-60 или БМ-68; компрессорную станцию, передвижную электростанцию, водяной бак и насос, передвижную платформу.

Для получения торкретбетона класса В20 и выше используют портландцемент марки не ниже 500, заполнители с относительной влажностью от 2 до 6 %. Водоцементное отношение принимают в пределах 0, 40...0, 45.

Работы по ремонту покрытия торкретбетоном включают: подготовку поверхности, приготовление сухих смесей в стационарных бетоносмесителях или непосредственно на месте. Точность дозировки компонентов смеси цемента ±2 % и наполнителя ±3 % по массе. Торкретбетон наносят на всю глубину выбоины с превышением над поверхностью покрытия в 1-2 см. Окончательную отделку выполняют с помощью поверхностных вибраторов или виброреек.

Уход за свежеуложенным бетоном осуществляют так же, как и при новом строительстве цементобетонных покрытий. Следует преимущественно использовать пленкообразующие материалы. Их наносят с помощью пневматических опрыскивателей или ручных насосов, малогабаритных распределителей пленкообразующих жидкостей.

Движение по отремонтированному участку открывают при наборе бетоном не менее 70 % требуемой прочности (5-7 сут. после окончания работ при температуре воздуха 15...25°С).

Срочный ремонт сколов кромок и углов плит, раковин и выбоин (глубиной 5-15 и шириной до 50 см) можно выполнять с помощью быстротвердеющих мелкозернистых (песчаных) бетонов на промышленном жидком стекле, состав которых (% по массе):

натриевое жидкое стекло плотностью 1380 кг/см³ - 13;

феррохромовый шлак саморассыпающийся - 4...6;

гранулированный доменный тонкомолотый шлак с удельной поверхностью 2500...3000 см²/г - 20...22;

песок (модуль крупности более 2, относительная влажность менее 5 %) - 59...63.

Помимо указанных, можно применять и другие материалы, содержащие двухкальциевый силикат различных модификаций.

Чтобы сократить продолжительность ремонта, сухую смесь из шлака и песка приготавливают заранее и хранят в крафтмешках. Жидкое стекло разбавляют водой до плотности 1380 кг/см³ (по ареометру) и хранят в металлических бочках, флягах и канистрах, а перед применением перемешивают до однородной консистенции. Разбавленное жидкое стекло, а также смесь шлака и песка можно хранить в закрытых неотапливаемых помещениях неограниченное время.

При выполнении ремонтных работ стенки и дно выбоины за 15...20 мин до укладки бетонной смеси смазывают тонким слоем грунтовочного раствора из жидкого стекла и феррохромового шлака в соотношении 1: 2 по объему.

Готовую смесь равномерно распределяют мастерками и деревянными гладилками на 3...4 см выше поверхности покрытия, а затем уплотняют механическими трамбовками с прямоугольным башмаком (2-3 удара по каждому следу) и заканчивают уплотнение виброплощадкой.

Следует учитывать сроки схватывания ремонтных составов: при температуре воздуха 15...20°С схватывание смеси происходит через 20...50 мин после приготовления. Уход за отремонтированным участком аналогичен указанному выше. Движение открывают через 5-7 ч после окончания работ.

Эффективно также применение полимербетонных смесей на основе эпоксидного вяжущего.

Для приготовления вяжущего в емкость с эпоксидной смолой добавляют пластификатор (дибутилфталат или разогретый до 40-60°С каменноугольный деготь) и перемешивают. После того как смесь приобретает температуру наружного воздуха, к ней добавляют отвердитель (полиэтиленполиамин). Во избежание преждевременного отверждения эпоксидное вяжущее готовят небольшими, порядка 25-30 кг, порциями, чтобы использовать его в течение не более часа при температуре воздуха 15-25°С и примерно четверти часа при более высокой температуре.

После обработки стенок и дна эпоксидным вяжущим по норме 0, 3...0, 4 кг/м² выбоину заполняют полимербетонной смесью. Через 20...30 мин уложенный материал уплотняют ручным катком. Если вяжущее выступает на поверхность, присыпают каменными высевками и повторно уплотняют. Движение по отремонтированному участку открывают через 5...8 ч.

Полимербетонную смесь целесообразно использовать и при восстановлении поврежденных граней плит, в том числе в температурных швах. В этом случае к поврежденной грани приставляют доску, обернутую полиэтиленовой пленкой (а при поврежденных кромках плиты у шва доску устанавливают в паз шва, предварительно очистив его от остатков мастики). Доска должна выступать над поверхностью покрытия на 3...5 см. Затем поврежденное место заполняют полимербетонной смесью.

Если для ремонта используют асфальтобетонные смеси, то их укладывают в ремонтируемое место после подгрунтовки разжиженным битумом или битумной эмульсией из расчета 0, 3...0, 5 л/м². При глубине разрушения менее 5 см смесь укладывают в один слой, при большей глубине - в два слоя с послойным уплотнением ручным катком или нагретыми трамбовками массой 12...16 кг. Литыми асфальтобетонными смесями выбоины заполняют сразу на всю глубину, а уплотнение не производят.

В местах выпучивания плит необходимо вырубить цементобетонное покрытие на ширину 0, 5...1 м и уложить асфальтобетонное покрытие на всю толщину плиты.