Ремонт и содержание автомобильных дорог: термопрофилирование и регенерация



Сеть автомобильных дорог, тоннели, эстакады, транспортные развязки, мосты и другие объекты являются одной из важнейших составляющих структуры страны. Содержание автомобильных дорог, как и строительство, играет немаловажную роль.

Целью содержания и ремонта транспортных объектов заключается в обеспечение круглогодичного, непрерывного, безопасного и удобного движения автотранспорта со скоростями и нагрузками, соответствующими требованиям строительных норм, технических правил их содержания и ремонта.

Основной задачей эксплуатационных служб является осуществление комплекса работ по ремонту и содержанию транспортных сооружений и дорог, которые обеспечивают необходимые требования к транспортно -эксплуатационным показателям, к ним относят:

– безопасность движения;

– скорость;

– непрерывность;

– удобство движения;

– пропускная способность дороги и ее загруженность;

– допустимая осевая нагрузка;

– габариты и масса транспорта, разрешенное для движения;

– экологическая безопасность.

Транспортно-эксплуатационное состояние дороги должно поддерживаться в течении всего года и обеспечивать требования к потребительским свойствам дороги. Поэтому очень важной частью является проведение работ по оценке качества и состояния автомобильной дороги и, на основе полученных данных, назначение и обоснование ремонтных мероприятий, разработка технологии и организации производства работ по ремонту и содержанию.

Все установленные требования направлены на обеспечение безопасности дорожного движения и на сохранение имущества, здоровья и жизни населения; являются обязательными и должны соответствовать допустимому значению показателей эксплуатационного состояния по ГОСТ Р 50597 — 93, где все дороги по их транспортно-эксплуатационным характеристикам подразделяются на несколько групп (рис.1) [1].

Рис. 1. Подразделение групп по транспортно-эксплуатационным характеристикам

Требуемый вид ремонта определяется по фактическим параметрам и показателям значения частных коэффициентов обеспеченности расчетной скорости (К_рс), которые сопоставляют с их нормативными значениями комплексного транспортно — эксплуатационного состояния при оценке технического уровня дороги (КП_н) и с предельно допустимыми значениями при эксплуатационной оценки (табл.1).

Таблица 1

Виды дорожных работ в зависимости от частных коэффициентов К_рсi

Частный коэффициент Крсi	Учет влияния	Вид дорожно-ремонтных работ при Крсi<КПн
Крс2	Ширины и состояния обочин	Укрепление обочин
Крс3	Интенсивности и состава движения, ширины фактически используемой укрепленной поверхности покрытия	Уширение проезжей части, устройство укрепительных полос, укрепление обочин, уширение мостов и путепроводов
Крс4	Продольного уклона и видимости поверхности дороги	Смягчение продольного уклона, увеличение видимости
Крс5	Радиуса кривых в плане	Увеличение радиусов кривых, устройство виражей, спрямление участка
Крс6	Продольной ровности покрытия	Устройство выравнивающего слоя с поверхностной обработкой или восстановление верхнего слоя методами термопрофилирования и регенерации (ремонт покрытия при Еф ≥ Етр). Ремонт (усиление) дорожной одежды при Еф < Етр
Крс7	Сцепных качеств покрытия	Устройство шероховатой поверхности методом поверхностной обработки, втапливания щебня, укладки верхнего слоя из многощебенистого асфальтобетона
Крс9	Поперечной ровности покрытия (колеи)	Ликвидация колеи методами перекрытия, заполнения, фрезерования
Крс10	Безопасности движения	Мероприятия по повышению безопасности движения на опасных участках

*Еф и Етр — фактический и требуемый модули упругости дорожной одежды и земляного полотна [2].

Одним из важнейших показателей ТЭС автомобильных дорог является ровность покрытия, от которой зависит безопасность, удобство, скорость движения дорожного транспорта и транспортные расходы.

Нормы ровности представляются по следующим показателям:

– величина просветов под рейкой;

– разность относительных отметок при нивелировании;

– международный индекс ровности.

Основным показателем является просветы под рейкой, нормированные значения которых представлены в табл.2.

Таблица 2

Нормы ровности дорожных покрытий (оснований) по показателям просветов под рейкой

№п/п	Основание и покрытие	Допускаемый просвет под рейкой, мм	Требования
1	Асфальтобетонные и монолитные цементобетонные основания и покрытия: — дороги I категории; — дороги II и III категорий	3 (5) 5 (7)	— 5 % измерений могут иметь под рейкой просветы до 6 мм (в поперечном направлении до 10 мм); — 5 % измерений — до 10 мм (14 мм).
2	Основания и покрытия из черного щебня, холодных асфальтобетонных смесей, из грунтов и отходов промышленности, укреп- ленных вяжущими: — дороги I, II, III категории; — дороги IV и V категории	7 (10) 10 (15)	— 5 % измерений до 14 мм (20 мм); — 5 % измерений до 20 мм (30 мм).
3	Щебеночные, шлаковые и гравийные основания и покрытия: — дороги I, II, III категории; — дороги IV и V категории	10 (15) 15 (15)	— 5 % измерений до 20 мм (30 мм); — 5 % измерений до 30 мм (30 мм).

Примечание: в скобках указаны допустимые просветы в поперечном направлении [3].

Для восстановления ровности, сплошности и прочностных свойств дорожной одежды широко используют метод термопрофилирования и регенерации, в основу которого входит переработка или обработка старого асфальтобетона с целью восстановления и изменения свойств материала.

Метод термопрофилирования (или метод горячей регенерации) состоит из следующих основных этапов (рис. 2):

– разогрев верхнего слоя покрытия на глубину 3…5 см (с помощью асфальтонагревателей);

– измельчение нагретого слоя;

– введение в полученный гранулят новую асфальтобетонную смесь (по необходимости введение пластификаторов, вяжущих, добавок);

– перемешивание;

– планировка и уплотнение.

Рис. 2. Схема последовательности технологических операций: 1 — покрытие до ремонта; 2 — нагрев; 3 — рыхление; 4 — сбор разрыхленной смеси, добавление новой и перемешивание; 5 — разравнивание и предварительное уплотнение; 6 — контрольное уплотнение; 7- готовое покрытие

Существуют два основных способа этого метода: термосмешение и термоукладка (рис.3).

Рис. 3. Основные способы метода термопрофилирования и регенерации

Минимальная толщина ремонтируемого слоя должна составлять 5 мм.

Метод термопрофилирования и регенерации используют в основном для восстановления изношенного слоя асфальтобетонного покрытия, но его так же можно использовать и для усиления дорожной одежды.

Выбор участка с использованием этого метода зависит от вида и объема повреждений, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3

Критерии и рациональные условия применения метода термопрофилирования и регенерации

Повреждения существующего покрытия	Виды ремонтных работ, их краткое описание и объемы повреждения	Способы термопрофилирования
		термосмешение	термоукладка	термоусиление
Ремонт асфальтобетонного покрытия
Выкрашивание	Поверхностное разрушение покрытия за счет потери отдельных зерен минерального материала (общая площадь повреждения не менее 50 % от площади ремонтных работ)	+	+	-
Выбоины	Частые выбоины глубиной до 5 см и имеющиеся на покрытии места их заделки	+	+	-
Колеи	На полосе наката при стабильности свойств нижележащих слоев (средняя глубина колеи до 50 мм)	+	+	-
Трещины	Трещины с шагом менее 15 м и шириной раскрытия более 5мм	+	+	-
Капитальный ремонт дорожной одежды
Повреждения, которые образовались в результате усталости асфальтобетонных слов (выполнение холодной регенерации невозможно)	Требуется усиление дорожной одежды (объемы работ определяют после выполнения расчета прочности дорожной одежды)	-	-	+

Прежде чем выбрать метода восстановления верхнего слоя асфальтобетонного покрытия необходимо, в первую очередь, выявить причины появления повреждений.

Рассмотрим причины образования этих повреждений:

1) Выбоинообразования — связано с высоким водонасыщением данного региона или с низкой коррозийной стойкостью покрытия, причиной которой может быть старение битума. Еще одной основной причиной является отсутствие сцепления между верхним и нижним слоем покрытия.

2) Колейность — наличие или отсутствие гребней выпора в колее. Так же причиной может являться истирание покрытия под воздействием шипованных шин.

3) Трещины могут образоваться в последствии отсутствия сцепления верхнего и нижнего слоя покрытия, а также из-за старения битума [4].

Подводя итоги можно сказать, что главное назначение этого метода является восстановление верхнего изношенного слоя дородного покрытия с целью подержания допустимой ровности и ликвидации дефектов, имеющихся на обследуемом участке. Так же дает возможность эффективного использования гранулята старого асфальтобетона, тем самым сокращая общий расход дорожно-строительных материалов и соответственно снижая себестоимость.

Литература:

1. ГОСТ Р 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения» — 1994г.
2. ОДН 218.0.0006-2002 «Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог (взамен ВСН 6-90)» — Москва, 2002г.
3. ГОСТ 3301-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Покрытия дорожные. Методы измерения ровности» — 2016 г.
4. ОДН 218.3.004.2010 «Методические рекомендации по термопрофилированию асфальтобетонных покрытий» — Москва, 2011 г.