Преимущества горячей регенерации асфальтобетонных покрытий
В статье приведены достоинства технологии горячей регенерации асфальтобетона существующего покрытия.
Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, покрытие, укладка асфальтобетона
Воздействие на асфальтобетонное покрытие динамических нагрузок [1] приводит к возникновению напряженно-деформированного состояния (НДС) динамического характера, которое значительно агрессивнее статической нагрузки [2]. Такое НДС приводит к возникновению дефектов в структуре асфальтобетона, которые учитываются специальным параметром материала, называемым поврежденностью. Поврежденность является функцией числа нагрузок, величина которых обуславливает возникновение в наиболее опасной точке определенных напряжений. Величина этих напряжений и функция поврежденности учитывается в современных методах расчета асфальтобетонных покрытий, которые в качестве задач включают в себя задачи разработки критериев прочности и условий пластичности [3, 4], а также способов прогнозирования изменения поврежденности [5–7]. Условия пластичности асфальтобетона, применяемые при расчете покрытия на сдвиг, получены модификацией грунтовых критериев [8–10], в которых главные напряжения вычисляют по способу, найденному в работах [11–13].
Ввиду накапливания асфальтобетоном покрытия повреждений они постепенно разрушаются, что обуславливает актуальность работ по капитальному ремонту дорожной одежды. Одними из наиболее перспективных технологий ремонта являются методы холодной и горячей регенерации.
В Германии и США были разработаны технологии горячей регенерации асфальтобетонных покрытий, которые включают в себя: разогрев существующего покрытия, его фрезерование с добавлением нового вяжущего, а при необходимости гранулометрических добавок. Для реализации этой технологии созданы специальные машины, которые получили название рециклеры (регенераторы). Рециклеры отличает высокое качество переработки вторично используемых материалов. Их использование дает возможность создавать нужное количество вспененного битума и других его видов вяжущего. Обеспечивающие производство дорожных материалов в необходимых объемах устройства для разогрева и переработки дорожных материалов соответствуют экологическим нормам и режимам рециркуляции вторично применяемых материалов.
Показатели механических свойств, а точнее параметры прочности и деформируемости переработанного асфальтобетона не уступают аналогичным характеристикам пористого нового асфальтобетона.
Для оценки экономической эффективности используя методы работ [3–13] нами были запроектированы две равнопрочные конструкции усиления существующего покрытия. Первая конструкция представляет собой двухслойный асфальтобетонный пакет усиления с верхним слоем из плотного асфальтобетона и нижним слоем из пористого асфальтобетона. Вторая конструкции запроектирована в виде переработанного по технологии горячей регенерации асфальтобетона с покрытием из плотного асфальтобетона.
Локальный ресурсный сметный расчет показал, что второй вариант более экономичный, что позволяет снизить затраты на 29,32 %. Кроме того, расчеты по критериям накапливания пластической деформации, выполненные по методам [14, 15], показали, что период эксплуатации второй конструкции по критериям ровности на 1 год 2 месяца больше, чем традиционной конструкции. Это обстоятельство повышает экономическую эффективность.
Литература:
1. Смирнов А. В., Андреева Е. В., Герцог В. Н. Воздействие подвижных нагрузок на покрытия и основания автомагистралей // В сборнике: Актуальные проблемы архитектуры и строительства Материалы международной научно-практической конференции. 2014. С. 117–124.
2. Смирнов А. В., Андреева Е. В., Кузин Н. В. Гашения колебаний и резонанс в дорожных конструкциях. // Наука и техника в дорожной отрасли, № 3 – 2006, С. 39–41.
3. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Учет поврежденности структуры асфальтобетона в критериях прочности и условиях пластичности // В сборнике: Политранспортные системы материалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия-ЕС. Новосибирск: СГУПС, 2015. – С. 219–225.
4. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Модификация критериев прочности и условий пластичности при расчетах дорожных одежд // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2015. № 1 (41). — С. 47–54.
5. Александрова Н. П., Чусов В. В.Применение интегральных уравнений наследственных теорий для расчета изменения мер теории поврежденности при воздействии повторных нагрузок (eng) // Инженерно-строительный журнал. — 2016. № 2(62). — С. 69–82.
6. Александрова Н. П., Чусов В. В. Особенности расчета асфальтобетонных покрытий по сопротивлению сдвигу с учетом накапливания повреждений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2016. № 3 (49). — С. 42–50.
7. Чусов В. В., Александрова Н. П. Два способа расчета мер теории накапливания повреждений // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого — взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции — Омск, СибАДИ, 2016 — С. 271–275.
8. Александров А. С. Трехпараметрическое условие пластичности Кулона-Мора. Часть 1. Вывод критерия. // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого -взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции – Омск, СибАДИ, 2016. – С. 50–54.
9. Александров А. С., Долгих Г. В. Модификация критерия Кулона — Мора для расчета конструкций лесных дорог по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Ввод третьего параметра материала // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 6–2 (48). С. 6–9.
10. Александров А. С., Долгих Г. В. Александрова Н. П. Модифицированный критерий Кулона — Мора. Часть 1. Вывод уравнения предельного равновесия. // Вестник научных конференций. –- 2016.№ 5–4 (9). — С. 17–18.
11. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. П. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 2. Модифицированные модели расчета главных и касательных напряжений // Инженерно-строительный журнал. — 2016. № 2(62). — C. 51–68.
12. Александров А. С., Долгих Г. В. Александрова Н. П. Расчет минимальных главных напряжений в слое конечной толщины // Вестник научных конференций. – 2016.№ 5–4 (9). — С. 23–24.
13. Александров А. С., Долгих Г. В. Александрова Н. П. Расчет минимальных главных напряжений в грунтовом полупространстве // Вестник научных конференций. – 2016.№ 5–4 (9). — С. 21–23.
14. Александров А. С. Расчет пластических деформаций материалов и грунтов дорожных конструкций при воздействии транспортной нагрузки // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. — 2009. — № 2. — С. 3–11.
15. Стригун Т. В., Александрова Н. П. Моделирование пластических деформаций дискретных материалов в слоях дорожных конструкций // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого -взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции – Омск, СибАДИ, 2016. – С. 229–233.
