Средний ремонт цементобетонных покрытий дорог в США и странах Европы

Средний ремонт - так называются ремонтные работы, проводимые один раз в несколько лет при необходимости восстановления слоя износа дорожного покрытия с одновременным исправлением и устранением всех видов деформации и разрушений покрытия.

Восстановление слоя износа при помощи укладки нового слоя покрытия

В США при ремонте цементобетонных покрытий автомобильных дорог широко применяется асфальтобетонная смесь, так как она удобоукладываема и движение транспортных средств по дороге возобновляется через небольшой промежуток времени после производства ремонтных работ. Очень часто после укладки нового слоя асфальтобетона на нем появляются отраженные трещины. Американские специалисты предложили эффективный способ обработки цементобетонного покрытия (армированного или неармированного) по методу дробления и укатки. По этому методу старое покрытие дробилось на куски размером 45х90 см, которые затем вдавливались тяжелыми пневмокатками в слой под покрытием. При правильном выборе метода дробления не происходит расклинивание и разрушение нижнего слоя дорожной одежды. Необходимо производить дробление так, чтобы трещины, проходящие сквозь толщину верхнего слоя, были очень мелкими, едва заметными и не возникали продольные трещины. Укладка асфальтобетонной смеси осуществляется сразу после уплотнения старого покрытия или через несколько недель. Преимущество этого метода заключается в увеличении срока службы покрытия, снижении стоимости содержания дороги, а также времени прекращения движения транспортных средств в связи с ремонтом.

Для ремонта старых цементобетонных покрытий во Франции применяют асфальтобетонную смесь, которая содержит битум, модифицированный эластомерной добавкой Asphapol. Смесь укладывают в два слоя. В нижнем слое покрытия используют песок, обработанный вяжущим, в верхнем слое применяют асфальтобетонную смесь 0/14. Смесь для устройства нижнего слоя покрытия состоит из песка с гранулометрическим составом 0/3, содержащего 15% мелких частиц и модифицированного вяжущего в количестве 12,6%. Добавка Asphapol вводится в смесительный барабан при обработке песка. Большое процентное содержание вяжущего дает возможность получать смеси с необходимыми свойствами. Следует учитывать, что вяжущее включает значительное количество природного тринидадского битума, содержащего 43% минеральных наполнителей.

Эластомерная добавка способствует повышению температуры размягчения и увеличению глубины проникания иглы основного вяжущего, что позволяет, сохраняя пластичность вяжущего, уменьшить чувствительность материала к воздействию температур.

Для устройства верхнего слоя покрытия дорог применяли асфальтобетонную смесь следующего состава: эластомерная добавка - 2,4%; порфировый щебень фракции 10/14 - 25; дробленый песок фракции 6/10 - 45; порфировый песок фракции 0/2 - 28; каменная мелочь - 2; вяжущее - 7,3%.

Перед укладкой смеси с добавкой Asphapol особое внимание следует уделять подготовке старого цементобетонного покрытия. При необходимости швы очищают, на их поверхность наносят материал типа Micalfat, обеспечивающий хорошее сцепление нижнего слоя покрытия с краями швов. После заделки швов старое цементобетонное покрытие обрабатывают битумной эмульсией, которая способствует улучшению сцепления покрытия с асфальтобетонной смесью.

На автомобильной магистрали №1 Женева-Лозанна (Швейцария) произвели ремонт цементобетонного покрытия путем укладки на него нового асфальтобетонного слоя. В новом асфальтобетонном покрытии над швами старого нарезались поперечные швы, которые заполнялись материалом Coljoint AK, имеющим высокий показатель растяжимости и представляющим собой мастику, в состав которой входят органические вяжущие и эластомерные добавки.

На полосе экстренной остановки уложили дренирующую асфальтобетонную смесь Forainasphalt, характеризующуюся однородностью гранулометрического состава и возможностью укладки тонким слоем. В укладываемой асфальтобетонной смеси использовали битум с эластомерными добавками и кремнийизвестняковый или известняковый местный каменный материал с однородным гранулометрическим составом. Эластомерное вяжущее способствует повышению прочности асфальтобетона, устойчивости к воздействию различных факторов, предупреждает отслаивание вяжущего от каменного материала, выкрашивание кромок швов, волно- и трещинообразование, обеспечивает шероховатость покрытия в течение длительного периода времени.

Для ремонта поврежденного участка автомобильной дороги №1-81 (штат Нью-Йорк) длиной 26,6 км, имеющего цементобетонное покрытие, была использована горячая асфальтобетонная смесь, приготовленная с добавлением старого асфальтобетона, сфрезерованного с участка дороги площадью 31,6 тыс. м 2.

Ремонтные работы состояли из следующих этапов: выявлялись поврежденные плиты и дробились вдоль раскрытых трещин и швов бетоноломами, а мало поврежденные плиты - падающим молотом типа "гильотина" массой 6,5 т для искусственного создания трещин, затем обработанные таким образом плиты уплотнялись 50-тонными катками, для того чтобы в дальнейшем избежать подвижки плит и придать прочность каждому участку старого покрытия, после этого на предварительно подгрунтованное покрытие укладывалась горячая асфальтобетонная смесь толщиной 10-13 см, приготовленная с добавлением сфрезерованного материала старого покрытия.

В процессе ремонта дороги предусматривалось удаление материала, поврежденного на глубину, не превышающую 8,89 см. С этой целью предполагалось использовать пилу для резки бетона диаметром 1,8 м, модифицированную для резки цементобетона на ширину 30,48 см. Но вследствие выявленных недостатков ее применения: невозможности работы вдоль поперечных швов без прекращения движения транспортных средств, недостаточной ширины рабочего органа пилы при работе вдоль продольных швов и недостаточной глубины разрезов подрядчиками использовался комплект из трех дробильных установок, оснащенных бетоноломами шириной 50,8 см, расположенными в передней части машины. При проведении ремонтных работ одна полоса оставляется свободной для движения транспортных средств. Комплект из нескольких дробильных установок состоит из вращающейся щетки; смонтированного на тракторе компрессора, выдувающего остатки каменного материала с покрытия; разбрызгивателя битумного вяжущего и катка для уплотнения вновь уложенного материала. Производительность такого комплекта составляет 450-540 м 2 обрабатываемой поверхности в день. Укладка нового покрытия дороги осуществляется обычным способом.

На участке автомобильной дороги Labrede-Langon (Франция) протяженностью 1 км был проведен ремонт цементобетонного покрытия, включающего слой из битумопесчаной смеси и тонкий слой из асфальтобетонной смеси. Этот способ предназначен для ремонта жестких и полужестких дорожных одежд, характеризующихся значительным развитием поперечных трещин.

При производстве ремонтных работ для устройства нижнего слоя использовали битумопесчаную смесь следующего состава: резинобитумное вяжущее Flexochape Е - 10,57%; дробленый диоритовый песок фракции 0/2 - 80; скатанный кремнийизвестняковый песок фракции 0/4 - 20%.

Приготовление битумопесчаной смеси осуществляли в установке TSM17, расположенной в 5 км от ремонтируемого участка. Температура приготовления смеси составила 185-190°С, вязкость вяжущего в момент перемешивания с заполнителем 1,2-1,5 Па€с. Для обеспечения хорошего сцепления битумопесчаной смеси со старым цементобетонным покрытием перед ее укладкой производили разлив быстрораспадающейся битумной эмульсии, содержащей 65% битума (из расчета 500 г/м 2). Битумопесчаную смесь укладывали слоем толщиной 2 см из расчета 45 кг/м 2 двумя финишерами, движущимися параллельно с интервалом 10 м (см. рис. 1). Температура свежеуложенной смеси составляла 180-185°С непосредственно за виброплитой и 120°С - на расстоянии 20 м от виброплиты.

Для устройства верхнего слоя покрытия дороги использовали асфальтобетонную смесь следующего состава: резинобитумное вяжущее Flexоchape Е - 7,3%, диоритовый заполнитель фракции 6/10 - 78, диоритовый заполнитель фракции 0/2 - 13, окатанный песок - 5, известняковый песок - 4%.

Асфальтобетонную смесь укладывали слоем толщиной 2,5 см (см. рис. 2). Для улучшения сцепления слоев из битумопесчаной и асфальтобетонной смесей производили предварительный разлив вяжущего из расчета 300 г/м 2. Температура свежеуложенной смеси составляла 180°С.

После трех лет эксплуатации на участке не обнаружено никаких разрушений. Шероховатость покрытия обеспечивается за счет отсутствия фракций заполнителя 2/6. В результате проведения ремонтных работ по такой технологии достигаются акустический комфорт и плавность хода автомобилей по отремонтированному участку дороги.

В ФРГ для усиления дорожной одежды с цементобетонным покрытием укладывают тонкослойные цементобетонные покрытия.

Цементобетонная смесь с пластифицирующей добавкой, которую вводили в передвижной смеситель на месте производства работ, включала следующие компоненты, кг/м 3:

Groеlupor2,7
Visboment8,26
Портландцемент 4/45459
Гравийно-песчаная смесь фракции 0/8921
Щебень фракции 8/16372
Щебень фракции 16/32387
Вода171


Укладку цементобетонной смеси осуществляли вручную. После затирки поверхности деревянным брусом вдавливали пленку толщиной 0,4 мм из непластифицированного поливинилхлорида с сеткой швов 1000х1000 мм.

При усилении участка автомобильной дороги CD67 (Франция) была использована цементобетонная смесь. Она имела следующий состав: цемент 35 - 10%; окатанный кварцевый песок фракции 0/2 - 20; дробленый известняковый песок 0/6 - 10, дробленый кремнийизвестняковый песок 0/6 - 18, дробленый кремнийизвестняковый щебень - 6/16 - 42%.

Цемент 35 содержит 30% золы, 65% клинкера и 5% известняка. Введение в цементобетонную смесь замедлителя схватывания дало возможность продлить время ее удобообрабатываемости до 10 ч при температуре воздуха 20°С.

Смесь укладывали финишером и уплотняли виброкатком и пневмокатком (см. рис. 3). После уплотнения поверхность цементобетона обильно поливали водой и устраивали защитный слов (по поверхности цементобетона распределяли битумную эмульсию в количестве 800 г/м и осуществляли россыпь кварцевого песка с размером зерен 2/4). Через три недели после укладки смеси устраивали двойную поверхностную обработку.

На автомобильной дороге US 322 (США) поверхность старого цементобетонного покрытия, подверженного шелушению, очищали сжатым воздухом. Для устройства нового цементобетонного покрытия с толщиной слоя 6,36 см использовали смесь с осадкой конуса 5,08 см. Для предупреждения появления трещин в цементобетонную смесь вводили полипропиленовое волокно. Смесь укладывали бетоноукладчиком со скользящей опалубкой. Окончательную отделку поверхности свежеуложенного бетона производили вручную, для создания на ней шероховатости щетками наносили бороздки.

Слой износа в виде поверхностных обработок

Одним из видов разрушений цементобетонных покрытий являются поверхностные разрушения, проявляющиеся в виде шелушения и переходящие затем в отслаивание. Для предотвращения этого и повышения прочности поверхностного слоя на поверхности покрытий производят устройство защитных слоев с применением полимерных вяжущих, пропитки мономерами с последующим их отверждением в порах бетона, льняным маслом и другими веществами.

Американская фирма "Tamms" предлагает специальный материал для восстановления поверхности покрытий. Применение этого материала не требует специального оборудования, дополнительных вяжущих элементов. Материал прост в работе, дешев, обладает высокой прочностью и морозостойкостью, теплоустойчивостью. Перед началом работы его смешивают с водой. Он быстро схватывается (менее чем за 10 минут) и приобретает высокую прочность на сжатие и высокую адгезию.

На одном из участков национальной дороги №3 (Швейцария) протяженностью 5,58 км наблюдалось сильное повреждение цементобетонного покрытия (выпирание цементобетонных плит с соответствующим повреждением швов, шелушение).

С целью минимального расхода денежных средств было решено на участке протяженностью 2,825 км произвести ремонт покрытия методом поверхностной обработки, а на участке протяженностью 2,755 км дополнительно устроить тонкослойное покрытие для снижения шума.

Перед началом ремонтных работ проводили тщательную обработку швов: вырубали материал, используемый для заливки шва, нарезали швы глубиной 3 см с кромкой высотой 5 мм под углом 45°, очищали швы щеткой и струей воздуха, подаваемого под давлением, подгрунтовывали и заливали швы. Затем удаляли избыток материала, использованного для заливки шва.

После обработки швов и удаления старой разметки очищали поверхность покрытия струей воды, подаваемой под давлением 26 МПа, а затем устраивали поверхностную обработку. Вяжущее распределяли по всей ширине полосы движения участками по 50 м. В конце каждого цикла работ на покрытие накладывали лист картона шириной 1,5 м для получения четкой границы и главного перехода при устройстве поверхностной обработки на следующем участке.

В качестве вяжущего применяли модифицированное вяжущее Rugoten с расходом 1,8 кг/м 2. Затем распределяли твердый клинец с размером зерен 8/10 мм, предварительно обработанный вяжущим ТВ 60/1100, и укатывали тремя катками на пневматических шинах. При устройстве тонкослойного покрытия поверхностную обработку проводили вяжущим Ralasten, модифицированным каучуком из расчета 2,8 кг/м 2, затем распределяли щебень с размером зерен 8/10 мм, предварительно обработанный вяжущим ТВ 60/1100.

Добавка каучука в вяжущее обеспечивает лучшее его сцепление с цементобетонным и с верхним тонкослойным покрытиями.

Устройство тонкослойного покрытия толщиной 2,2 см осуществляли двумя параллельно движущимися укладчиками на участке протяженностью 8 м, равном длине старой бетонной платы. Состав тонкослойного покрытия: твердый клинец с размером зерен 0/10 мм, модифицированное полимерное вяжущее Mikroten.

Шероховатость нового покрытия, устроенного методом поверхностной обработки, составляет 0,49-0,54, тонкослойного 0,43-0,48.

Евгений МАРГАЙЛИК


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 25 за 1998 год в рубрике техника

©1995-2024 Строительство и недвижимость