Чтобы обеспечить надежное всесезонное функционирование автомобильных дорог в условиях увеличения интенсивности транспортных потоков, необходим мониторинг их состояния и своевременное устранение дорожных дефектов, вызванных действием природных факторов и несоблюдением правил перевозки грузов. Научно обоснованное внедрение инновационных технологий, основанных на применении новых материалов, позволяет добиться высоких результатов в этой сфере.

Шероховатая поверхностная обработка с распределением вяжущего и щебня «Чип Сил» (Chip Seal) применяется для восстановления защитных свойств дорог чаще других аналогичных способов. Принцип устройства покрытия такого типа достаточно прост. После нанесения вяжущего, распределения на нем инертного материала и его уплотнения получается относительно прочный слой износа с ровной шероховатой поверхностью, с хорошими сцепными свойствами и антибликовым эффектом. «Чип Сил» заполняет и герметизирует микротрещины, а также ограничивает доступ воды к верхнему слою асфальтобетона. Такой вид защитной обработки позволяет избежать укладки нового асфальтобетонного слоя в тех случаях, когда существующее покрытие еще не очень сильно изношено. Снижение затрат при этом может достигать 50%.

Соотношение материалов должно быть таким, чтобы получилась монолитная структура из щебенок, покрытых битумом на 2/3 высоты. Расход вяжущего составляет примерно 10% относительно расхода щебня, из них 8% идет на закрепление отдельных щебенок, а 2% – на герметизацию дефектов старого покрытия. В зависимости от заданных условий применяют несколько видов поверхностной обработки: с однократным распределением вяжущего и щебня, с двукратным распределением щебня на один слой вяжущего, с двукратным распределением вяжущего и щебня. Двукратное распределение материалов помогает улучшить ровность, повысить прочность и сдвигоустойчивость покрытия.

При устройстве «Чип Сил» могут быть применены различные типы вяжущего, например модифицированные и немодифицированные, быстрораспадающиеся и среднераспадающиеся битумные эмульсии, модифицированный полимером или резиновой крошкой асфальтобетон, а также немодифицированный асфальтобетон. Соответствующий тип вяжущего выбирается на основании оценки состояния дорожного покрытия, климата, свойств инертного материала, требуемого срока службы и стоимости работ. Состояние щебня тоже имеет большое значение. Он должен быть одного размера, дробленым и твердым, для того, чтобы обеспечить длительный срок эксплуатации покрытия. Битумная эмульсия не прилипнет к слишком пыльному или слишком влажному щебню.

«Чип Сил» применяется для профилактики деформации и разрушения дорог, поэтому не подходит для проблемных покрытий. Будущая основа должна быть прочной и не иметь структурных повреждений. Допускаются лишь незначительные дефекты на поверхности. Погодные условия во время работ оказывают непосредственное влияние на их эффективность. Погода должна быть сухой и теплой, чтобы способствовать наилучшей укладке вяжущего и его отверждению.

В состав звена техники для поверхностной обработки входят машины для предварительной очистки покрытия от пыли и грязи, распределения битума и щебня, уплотнения нанесенного слоя и подметания. При традиционном раздельном распределении самосвал с щебнераспределительным оборудованием движется за гудронатором задним ходом и рассыпает щебень перед собой. При синхронном распределении вяжущее и щебень попадают на поверхность за битумощебнераспределителем почти одновременно, с интервалом менее 1 секунды. В этом случае не успевшее остыть вяжущее заполняет микропоры щебня, что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики покрытия. Равномерность розлива вяжущего достигается перекрытием струй на заданной высоте. Для этого необходимо отрегулировать высоту гребенки и струю форсунок. Уплотнение слоя щебня должно быть выполнено сразу же после его укладки.

Чтобы избежать дробления каменного материала, для уплотнения используются пневмошинные катки с давлением в шинах от 0,7 до 0,8 МПа с нагрузкой на колесо не менее 1,5 т. Чтобы щебенки не сдвинулись, скорость катков не должна превышать 10 км/ч. Число проходов при этом может варьироваться от одного до шести. Финишные проходы можно выполнить легкими тандемными или комбинированными катками. После завершения работ дорога открывается для движения, но с соблюдением скоростного ограничения до 40 км/ч на период до пяти дней, чтобы не допустить повреждения автотранспорта, связанного с выбросом щебня из-под колес. Как только слой сформируется, отслоившийся щебень необходимо удалить щеткой, например, поливомоечной машины или КДМ. Давление щетки на поверхность не должно быть слишком сильным.

Участники рынка

Специалисты французской компании SECMAIR (с 2008 г. входит в группу компаний FAYAT ), крупного европейского разработчика и производителя техники для содержания дорог, в 1985 г. первыми внедрили в производство битумощебнераспределитель (чипсилер) с технологией синхронного распределения вяжущего и щебня. Современный вариант чипсилера на базе шасси грузового автомобиля – это высокотехнологичный комплекс для ремонта и содержания автодорог с компьютерным дозированием материалов. Чтобы сократить время, требующееся для пополнения запасов, на чипсилеры установлены большие емкости, вмещающие до 9000 л вяжущего и до 9 м 3 инертного материала, что позволяет наносить за один проход слой шириной до 4,5 м, которая соответствует одной полосе движения. Для загрузки щебня используется установленный на автомобиль манипулятор с грейферным ковшом. Чтобы сэкономить вяжущее и щебень, при необходимости можно наносить покрытие локально на участки полотна, где появились трещины, используя систему GPS. Камера, расположенная в передней части автомобиля, распознает области, подлежащие обработке, и передает данные системе управления New Pilot, которая, в свою очередь, отображает их на дисплее в кабине оператора.

Для российского рынка SECMAIR предлагает модель чипсилера 320-2 на шасси КАМАЗ с резервуаром для вяжущего объемом 3500 л, покрытым 10-сантиметровым слоем теплоизоляции Rockwool. В состав системы подогрева входят автоматическая дизельная горелка с электроподжигом и бак для дизельного топлива объемом 50 л. Распределительная гребенка с подогревом и с возможностью бокового смещения на 200 мм включает 28 форсунок с плоской струей. Равномерность розлива вяжущего достигается за счет тройного перекрытия струй при положении гребенки на определенной высоте. После раздачи вяжущего остатки из контура вяжущего и гребенки всасываются обратно в емкость.

Система распределения щебня шириной 3,2 м оснащена 14-ю заслонками с автоматически регулируемой подачей. Распределительный барабан с гидравлическим приводом диаметром 220 мм создает поток щебня. Управление системой распределения осуществляется микропроцессором, который рассчитывает и корректирует подачу битумного насоса в зависимости от скорости движения машины, измеряемой радаром, количества задействованных форсунок и ширины распределения материала. Оператор имеет возможность перейти на полуавтоматический режим работы и самостоятельно управлять отдельными заслонками и форсунками или их группами, активировать отдельно режим подачи вяжущего, режим распределения щебня или оба режима одновременно.

Совместно с компанией SECMAIR российская компания «Спецдортехника» выпускает битумощебнераспределитель СДТ-126 с цистерной для вяжущего объемом 3500 л и с кузовом вместимостью 5,5 м 3 , которого хватает в среднем на 3,3 мин работы. Гребенка СДТ-126 расширяется от 2,5 м до 3,1 м с шагом 0,22 м, расход вяжущего составляет от 0,3 до 3 м 2 с шагом 0,05 м 2 . Температура вяжушего поддерживается автоматически с помощью дизельной горелки. В качестве опции машина, имеющая рабочую скорость от 3 до 5 км/ч, может быть оснащена металлическими вальцами для предварительной прикатки щебня.

Укладочные машины OB-VARIO компании Schäfer-Technic , как указывает производитель, отвечают современным требованиям, предъявляемым к содержанию и ремонту дорог и подходят для поверхностной обработки на федеральных, областных, районных дорогах, а также на дорогах внутри населенных пунктов. Оборудование Schäfer-Technic позволяет использовать любые типы вяжущего и высокосортные щебни, отличается большой производительностью и качеством. Загрузочное приспособление позволяет загружать щебень из самосвала и подавать его в бункер прямо на рабочей площадке. За счет этого достигается значительное повышение производительности за смену. Благодаря дозировочной автоматике с сенсорным управлением вяжущее и щебень подаются в нужном количестве без ограничений на всю рабочую ширину. Оператор задает желаемую дозировку на мониторе. Топовая модель 45/12 STH с рабочей шириной 4,5 м смонтирована на полуприцепе, оснащена цистерной для вяжущего объемом 12 000 л и бункером для щебня на 17,5 т.

Модель щебнераспределителя KD 3D , которую производит польская машиностроительная компания MADROG , смонтирована на базе прицепа и предназначена для работы в составе звена, состоящего из тягача и битумовоза. Кроме того, фирма MADROG, основанная в 1985 г., выпускает гудронаторы, укладчики обочин, оборудование для поверхностной обработки и ремонта дорог. Все узлы и детали этого бренда, по заявлению MADROG, проходят многократные испытания. «Дорожный комбайн» KD 3D оборудован бункером для щебня и битумным насосом для забора вяжущего из внешней цистерны, производительность которого автоматически синхронизируется с подачей щебня.

Кроме того, электронная система поддерживает заданную оператором подачу вяжущего и щебня вне зависимости от скорости движения, учитывает пройденное расстояние и обработанную площадь. Ширина распределения KD 3D составляет 2,5 м (3 м предлагается в качестве опции). Каждая из подающих форсунок с пневмоприводом может включаться отдельно. Такая функция необходима для ямочного ремонта или для устранения колейности. Оператор имеет возможность изменять ширину, длину и плотность распределения материалов непосредственно во время движения. Для предварительного уплотнения служат встроенные прикаточные валики с пневматическим приводом. Для лучшего обзора рабочей площадки рабочее место оператора, оборудованное пультом управления с электронным дисплеем, находится в передней части машины.

Технологии поверхностной обработки традиционно очень популярны у подрядчиков из Франции, именно поэтому компания Acmar из французского города Краон сосредоточила свои усилия на разработке техники для распределения щебня и битума. Acmar предлагает две модели с синхронным распределением, RGA и RGS . Модель RGA с баком вяжущего от 5000 до 8000 л монтируется на 3- или 4-осное шасси. Для подогрева вяжущего используется автоматическая горелка, которая управляется компьютером. Очистка системы также компьютеризирована. Производительность битумного насоса составляет 45 м 3 /ч. Кузов для щебня с встроенным толкателем имеет объем от 6 до 8 м 3 . Максимальная ширина телескопических гребенок для распределения щебня и битума составляет 4,4 м. Для заделки выбоин предусмотрена штанга для подачи материала с катушкой и гибким шлангом, а также поддон с лопатой. Управление оборудованием производится джойстиком из кабины водителя. Все рабочие параметры сохраняются в памяти системы управления. RGS представляет собой аналогичную машину, но с меньшими емкостями для материалов: цистерна и кузов – до 6 м 3 .

Одна из последних разработок компании – первый в мире фронтальный распределитель щебня , который крепится к передней части самосвала, перед кабиной водителя. Использование данного оборудования обеспечивает возможность самосвалу со щебнем двигаться передним ходом, следуя сразу за автогудронатором. К преимуществам новой концепции можно отнести повышенную безопасность, точную подачу с автоматическим управлением и телескопическим расширением до 4,4 м, а также возможность демонтажа передней навески, что позволяет использовать самосвал круглый год, в том числе по прямому назначению.

Итальянская компания MASSENZA с более чем более 70-летним опытом работы считается одним из мировых лидеров в области битумных технологий. В настоящее время MASSENZA сосредоточила свои усилия на разработке нового оборудования для обслуживания дорог. Комбинированная машина COMBIMAS 10 , предназначенная для устройства покрытий «Чип Сил», сокращает время выполнения работ за счет инновационной системы загрузки материалов с двумя транспортерами с гидроприводом. Щебень в бункер объемом 10 м 3 можно загружать прямо из самосвала, без фронтального погрузчика. У теплоизолированной минеральной ватой кубической емкости для вяжущего из конструкционной стали марки S355JR объем также составляет 10 м 3 , а толщина стенок – 4 мм. В качестве вяжущего допускается применение битума, битумной эмульсии, полимерно-битумных материалов, при этом обеспечивается производительность до 20 000 м 2 в смену. Для подогрева битума используется маслонагревательная станция с автоматической дизельной горелкой, что позволяет сэкономить до 30% дизельного топлива по сравнению с факельными системами подогрева, сохранить свойства битумного материала и использовать его полностью, без необходимости поддерживать технологический объем вяжущего. Гребенка подогревается горячим маслом по всей ширине. Система дозирования регулирует подачу материала в зависимости от температуры, давления, скорости движения автомобиля, размера форсунок, что позволяет в автоматическом режиме распределять битумное сырье. Дозирование осуществляется с точностью до 10 г вяжущего на квадратный метр покрытия. Дополнительный ручной распределительный пистолет с тремя форсунками и гибким шлангом длиной 4 м используется для локальных работ. В качестве силовой установки используется дизельный двигатель Deutz BF4M2012 мощностью 74,9 кВт при 2500 оборотах в минуту.

Битумощебнераспределитель ДС-180 производства ОАО «Кургандормаш» ;также позволяет производить шероховатую поверхностную обработку с синхронным распределением вяжущего материала и щебня. Битумощебнераспределитель ДС-180 состоит из автомобильного тягача КАМАЗ-65116 и полуприцепа, на раме которого установлено оборудование. Комплект включает битумную цистерну объ­емом 6 м 3 с теплоизолирующим слоем стекловолокна толщиной 50 мм, распределитель битума циркуляционного типа, битумный насос, бункер-накопитель для щебня объемом 10 м 3 , щебнераспределитель роторного типа, уплотнитель щебня, механизм загрузки и рабочую площадку оператора. Подогрев битума в цистерне обеспечивается стационарной дизельной горелкой через жаровую трубу. Максимальная ширина распределения ДС-180 составляет 3,5 м с шагом изменения 0,19 м. По заявлению производителя, машина позволяет улучшить качество поверхностной обработки, повысить ее однородность и существенно снизить себестоимость выполняемых работ.

Российские дороги в основном выполнены из асфальтобетона, сохранить который в первозданном виде надолго в нашем климате достаточно сложно. После первых лет эксплуатации на некоторых участках дорог из-за слабого основания может образоваться колейность, весной появляются выбоины, продольные и поперечные трещины. Уже на ранней стадии износа дорожники должны выполнять комплекс работ по предупреждению дальнейшего разрушения дорожного полотна. Для продления долговечности применяются все новые материалы и передовые технологии, позволяющие добиться хороших результатов.

Чтобы увеличить межремонтный срок автомобильных дорог, был разработан метод «Чип Сил», с помощью которого быстро и с наименьшими затратами наносится тонкий слой износа. Специалисты утверждают, что, если такая работа выполнена своевременно и с соблюдением всех технологических требований, о новом ремонте можно забыть на годы. «Чип Сил» традиционно обеспечивает быструю, надежную и экономичную обработку поверхности, защищая ее от воды и повышая износостойкость.

Последние технологические и конструкторские достижения в области материалов и оборудования позволили существенно снизить зависимость результата от опыта, интуиции и навыков ремонтной бригады, которые были определяющими в недавнем прошлом. Так, по содержанию влаги, связанному с адгезией, можно точно рассчитать, когда начинать очистку лишних щебенок и открывать движение. Специальные тесты позволяют оценить физические свойства эмульсии. Практикуется использование одномерного щебня узких фракций, полимерных эмульсий, минеральных добавок, волокон, резиновой крошки и т. д. Применение компьютерного управления упрощает равномерное нанесение материалов и позволяет быстро вносить необходимые корректировки.

Таким образом, сегодня обработка способом «Чип Сил», наряду с технологиями «Сларри Сил» и «Новачип», надежно сохраняет различные дорожные покрытия при самых разнообразных условиях выполнения работ.

С применением различных материалов и машин

Рабочие операции, номера	Наименование материала
белый щебень с применением:	черный щебень с применением:	песчано-резино-битумная смесь
щебнерасп.	битумощеб-нерасп.	Втапли-вания в смесь
щебне-расп.	биту-мощеб-нерасп.
	+	+	+	+	-	+
2. Подгрунтовка покрытия автогудронатором жидким битумом при температуре 50-60 ° С	-	-	-	-	-	+
3. Розлив вязкого битума автогудронатором при температуре 140...150 о С по норме (1,0-1,3), (0,8-0,9) л/м 2	+	-	+	-	-	-
4. Подвоз щебня автосамосвалами 8 т: Белый щебень, Черный щебень – 120…140 ° С Песчано-резинобитумная смесь (150...160 ° С) и укладка асфальтоукладчиком	+ - -	+ - -	- + -	- + -	- + -	- - +
5. Подкатка свежеуложенной асфальтобетонной смеси верхнего слоя покрытия катком 6…8 т за 2…4 прохода	-	-	-	-	+	-
6. Укладка материала на верхний слой покрытия	+	-	+	-	+	-
7. Втапливание черного щебня в верхний слой покрытия при температуре 120-140 о С катком 6…8 т за 2…4 прохода	-	-	-	-	+	-
8. Подвоз и заправка цистерны битумо-щебнераспределителя горячим (160…180 ° С) вязким битумом	-	+	-	+	-	-
9. Розлив битума по норме (1,0…1,3), (0,8...0,9) л/м 2 и россыпь щебня	-	+	-	+	-	-
10. Подкатка верхнего слоя покрытия катком 6…8 т за 2…4 прохода	-	-	-	-	+	-
11. Уплотнение щебня катком 10 т за 4…6 проходов	+	+	+	+	-	+
12. То же за 12...18 проходов	-	-	-	-	+	-
13. Исправление мелких дефектов при формировании покрытия дорожными рабочими	+	+	+	+	+	+

Примечание. Розлив битума по норме 1…1,3 л/м 2 производится по фракциям белого щебня, а по норме 0,8...0,9 л/м 2 - по фракциям черного щебня.

Таблица 62

Технология устройства двойной поверхностной обработки покрытия с применением различных материалов и машин

Рабочие операции, номера	Наименование материала
белый щебень с применением	черный щебень с применением
щебнерасп.	битумо-щебнерасп.	щебнерасп.	битумо-щебне-расп.
1. Очистка от пыли и грязи верхнего слоя покрытия поливомоечной машиной из расчета 5...10 л/м 2	+	+	+	+
2. Первый розлив вязкого битума автогудронатором при температуре 140...160 ° С из расчета (1,4...1,6), (0,8...0,9) л/м 2	+	-	+	-
3. Подвоз щебня автосамосвалами 8 т: белый щебень, черный щебень - 120...140 °С	+ -	+ -	- +	- +
4. Укладка материала	+	-	+	-
5. Подвоз и заправка цистерны биту-мощебнераспределителя горячим (160...180 ° С) вязким битумом. Розлив битума из расчета (1,4...1,6), (0,8...0,9) л/м и россыпь щебня	-	+	-	+
6. Укатка первого слоя щебня катком 10 т за 4...6 проходов	+	+	+	+
7. Второй розлив вязкого битума автогудронатором при температуре 140...160 о С из расчета (0,8...0,9), (0,6…0,7) л/м 2	+	-	+	-
8. Подвоз щебня автосамосвалами 8 т. Вторая россыпь белого щебня	+	-	+	-
9.Подвоз и заправка цистерны биту-мощебнераспределителя горячим (160...180 ° С) вязким битумом. Второй розлив битума из расчета (0,8...0,9), (0,6…0,7) л/м 2 и россыпь щебня	-	+	-	+
10. Укатка второго слоя щебня катком - 10 т за 3...5 проходов	+	+	+	+
11. Исправление мелких дефектов при формировании поверхности покрытия 4 дорожными рабочими	+	+	+	+

Примечание. Расход битума (1,0...1,6), (0,8...0,9) л/м 2 предусмотрен для белого щебня, а (0,8...0,9), (0,6...0,7) л/м 2 для черного щебня.

Таблица 62

Недостатки и способы их устранения при устройстве поверхностной

Обработки покрытия

Вероятные недостатки	Причины их возникновения	Способы их устранения или предотвращения
Щебень отстает от покрытия и даже уносится колесами	Загрязненная или влажная поверхность покрытия, низкая температура битума при розливе	Восстановить поверхностную обработку помощью ручного гудронатора
Щебень сбрасывается на обочины при движении транспорта	Плохое сцепление битума с частицами щебня. Движение открыто рано, вяжущий материал не затвердел. Щебень с пыльной «рубашкой». Битум затвердел, с россыпью щебня опоздали	Исправить трудно. Следует применить черный щебень, укатать, а движение транспорта открыть на следующий день.
Поверхность покрытия затягивается битумом и теряет шероховатость	Избыточное количество битума	Дополнительная россыпь черного щебня при температуре воздуха более 15 ° С
На поверхности в отдельных местах образуются жирные пятна	Подтек вяжущего из распределителя автогудронатора	На небольших площадях битум счищают вручную горячими лопатами и засыпают одномерным щебнем. Под распределителем автогудронатора на стоянках следует устанавливать металлический поддон
Щебень при укатке раздавливается	Применен щебень слабых пород. Избыток щебня	Лишний щебень убрать до укатки. Участок дороги переделать щебнем требуемой прочности
Щебень сбрасывается с проезжей части продольными полосами	При розливе отдельные сопла распределителя автогудронатора не работают	Перед каждым розливом прочищать сопла распределителя. Пропуски заделать ручным гудронатором

Контроль качества работ

1. Проверяют температуру битума в каждом автогудронаторе.

2. Постоянно проверяют однородность и чистоту щебня, равномерность распределения битума и щебня на покрытии.

3. Не реже одного раза в смену проверяют сцепление вяжущего материала с поверхностью зерен щебня по ГОСТ 12801-84.

Глава 4. АВТОДОРОЖНЫЕ ВОДОПРОПУСКНЫЕ ТРУБЫ

Общие положения

Водопропускные трубы различают:

по материалу тела трубы - бетонные, железобетонные, металлические, полимерные;

по форме поперечного сечения - круглые, прямоугольные, овоидальные;

по числу очков в сечении - одно-, двух-, многоочковые;

по работе поперечного сечения - безнапорные (работающие неполным сечением на всем протяжении), напорные (работающие полным сечением на всем протяжении), полунапорные (работающие у входного оголовка полным сечением, а на остальной длине - неполным).

Отверстия труб на автомобильных дорогах следует принимать не менее:

1,0 м - при длине трубы не более 30 м;

0,75 м - при длине трубы не более 15 м;

0,50 м - на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока.

На внутрихозяйственных дорогах можно применять трубы с отверстиями размером 0,5 м при их длине не более 10 м.

Толщина засыпки над звеньями или плитами труб до низа дорожной одежды принимается не менее 0,50 м.

Малые, средние автодорожные мосты и водопропускные трубы разрешается располагать на участках дорог с любым профилем и планом, принятым для данной категории дороги.

Трубы, как правило, устраиваются в безнапорном режиме и, как исключение, в напорном и полунапорном режимах для пропуска расчетного расхода воды (табл. 64).

Нельзя строить трубы при наличии наледей, ледохода, корчехода. На реках и ручьях, имеющих нерестилища рыб, трубы устраивают с разрешения инспекции рыбнадзора.

Возвышения бровки земляного полотна на подходах к трубам над расчетным уровнем воды следует принимать не менее 0,50 м, а для труб, работающих в напорном или полунапорном режиме, - не менее 1,0 м.

Поверхностная обработка – технологический процесс устройства на дорожных покрытиях тонких слоев с целью обеспечить шероховатость, водонепроницаемость, износостойкость и плотность покрытий. Слой, устраиваемый этим способом, также называют поверхностной обработкой

Поверхностные обработки используются:

• либо как профилактический слой, который закрывает и предохраняет в плохую погоду основные конструктивные слои дорожных покрытий от преждевременного разрушения;
• либо как слой износа, подверженный стиранию в процессе движения, предохраняя наилучшим образом структуру дороги. Такому слою требуется только периодическое обновление для придания структуре дороги ее первоначальных качеств;
• либо как верхний слой дорожного покрытия с характеристиками шероховатости, обеспечивающими сцепление и хорошее дренирование поверхностных вод, приводящими к значительному понижению порога аквапланирования и создающими, благодаря повышенному удельному давлению, хорошее сопротивление формированию гололеда.

Кроме технических преимуществ, поверхностные обработки имеют достаточно конкурентоспособную стоимость по сравнению с комплексом верхних слоев дорожных одежд, используемых в этих случаях.

Существует много различных способов устройства поверхностных обработок, из которых в настоящей статье рассматривается лишь один – использование для этой цели фракционного щебня и различных органических вяжущих, в том числе эмульгированных.

Чтобы создать поверхностную обработку, соответствующую представленным требованиям, необходимо при ее устройстве соблюдать несколько принципиальных положений:

• использовать вяжущее, которое прочно и надолго соединяется с поверхностью покрытия или основания. Это соединение называется парой «вяжущее – основа»;
• каменный материал должен быть прикреплен к покрытию или основанию, а каждая щебенка должна быть прочно соединена с соседними. Это взаимодействие называют парой «вяжущее – щебень»;
• количество вяжущего должно быть достаточным, чтобы покрыть пленкой каждую щебенку на необходимую высоту и заполнить все микротрещины покрытия, но не быть избыточным, чтобы не выступать на поверхность щебеночного слоя. Это основной принцип дозировки и распределения вяжущего;
• каменный материал должен быть чистым, обладать высокими физико-механическими свойствами (прочностью, морозостойкостью, сопротивлением истиранию и др.), иметь определенные формы и размеры. Это основные требования к каменным материалам;
• количество каменного материала должно быть достаточным, чтобы создать нужную структуру поверхности, но не быть излишним, чтобы избежать необходимости удаления его. Это принцип дозировки и распределения каменного материала;
• каждая щебенка должна занять наиболее стабильное положение, а все вместе должны создавать сплошной монолитный слой с шероховатой поверхностью. Это основной принцип уплотнения.

Таковы основные принципы обеспечения высокого качества поверхностной обработки. Кроме того, есть ряд дополнительных условий:

• все работы по устройству поверхностной обработки должны быть выполнены в наиболее благоприятных условиях погоды. Это принцип назначения сроков выполнения работ;
• до начала работ должны быть решены все организационные вопросы, касающиеся поставки материалов, подготовки машин и оборудования. Это принцип организации работ;
• в процессе работ должны строго выполняться требования к технологии производства работ и качеству применяемых материалов. Это принцип организации контроля качества.

Поверхностные обработки с использованием фракционированного щебня устраивают преимущественно на участках дорог с опасными и затрудненными условиями движения на дорогах I – III категорий.

В зависимости от типа и состояния покрытия поверхностные обработки могут быть одиночными и двойными; на цементобетонных покрытиях – только двойными.

Требования к материалам

Щебень

Щебень поверхностной обработки воспринимает и передает на нижележащие слои нагрузку от автомобилей, служит слоем износа и обеспечивает сцепление между дорогой и колесами автомобилей.

Каменный материал, применяемый для устройства поверхностной обработки, должен обладать высокими физико-механическими свойствами, такими как прочность, морозоустойчивость, сопротивление удару и износу (истиранию), хорошей прочностью сцепления с вяжущим и т.д. Соответствие горной породы вяжущему определяют путем испытания в лабораторных условиях на прочность сцепления.

Рис. 1. Влияние формы щебенок на стабильность их положения

Форма щебенок должна быть как можно ближе к кубической, чтобы обеспечить устойчивое положение на поверхности покрытия. Яйцевидная форма щебенок, так называемая форма «колумбового яйца», не имеет стабильного положения. Плоские плитки и щебенки в виде вытянутой иглы хрупки и плохо укладываются в покрытие (рис. 1).

Щебень поверхностной обработки должен быть очень чистым, что обуславливает его тщательную мойку во время производства. Наличие глины, даже в очень слабых пропорциях, весьма нежелательно: глина крайне гидрофильна, и сильное разбухание, которое происходит при наличии воды, приводит к тенденции разрыва связки «вяжущее – щебень».

Правильно выбранная форма и размер щебенок формируют шероховатость поверхностной обработки, обеспечивают снижение шума в салоне автомобиля при движении.

Прицепной битумощебнераспределитель БЩР-375 совместного производства ОАО «Строммашина» и фирмы Breining (Fayat Group), Германия

Важное значение имеет выбор размера щебня. Установлено, что размеры щебня порядка 10–15 и 15–20 мм вызывают довольно высокий уровень шума в салоне автомобиля и мешают прослушиванию музыки при скорости движения более 130 км/ч. Исходя из этого, отдают предпочтение поверхностной обработке из щебня фракций 5–10 мм.

Еще один фактор, который необходимо учитывать при назначении требований к размеру щебня, состоит в исключении возможности разбития лобовых стекол автомобилей щебенками, вылетающими из-под колес автомобилей при движении с высокой скоростью. Использование мелкозернистого щебня позволяет почти полностью решить эту проблему.

Для устройства поверхностных обработок применяют щебень марки не ниже 1200 по ГОСТ 8267-82 из трудношлифуемых изверженных и метаморфических горных пород для автомобильных дорог I и II категорий, марки 1000 – для дорог III категории и марки не ниже 800 – для дорог IV категории, фракций 5–10, 10–15, 15–20 мм (допускается применение щебня фракций 5–15 и 10–20 мм при условии обеспечения коэффициента сцепления) преимущественно кубовидной формы зерен (зерна пластинчатой формы составляют не более 15%); содержание пылеватых, глинистых и илистых частиц в щебне не должно превышать 1% массы. Выбор фракции щебня производят в зависимости от твердости дорожного покрытия.

Вяжущее

При устройстве поверхностной обработки в качестве вяжущих используют вязкие битумы, битумы с добавками дегтей, битумы и дегти с добавками полимеров, битумные эмульсии.

Вяжущее обеспечивает гидроизоляцию покрытия, приклеивание каменного материала к покрытию или основанию и соединение щебенок в единый слой.

Марку битума выбирают по ГОСТ 22245-90 с учетом дорожно-климатической зоны: для I – БНД 90/130 и БНД 130/200, для II и III – БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БН 60/90, БН 90/130 и БН 130/200, для IV и V – БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90 и БН 90/130 .

Битум должен выдерживать испытание на сцепление со щебнем, используемым для устройства поверхностной обработки. При неудовлетворительном сцеплении битума со щебнем следует использовать добавки соответствующих ПАВ или производить предварительную обработку щебня дегтем или смесью битума с дегтем.

Применяемые каменноугольные дегти должны иметь марку Д-5, Д-6 или Д-7 по ГОСТ 4641-80 и использоваться на автомобильных дорогах не выше III категории. На участках дорог, проходящих по населенным пунктам, применение каменноугольных дегтей не разрешается.

При устройстве поверхностной обработки с использованием эмульсий применяют преимущественно катионные битумные эмульсии класса ЭБК-1, ЭБК-2, отвечающие требованиям ГОСТ 52128. В условиях III – IV дорожно-климатических зон и при благоприятных погодных условиях во II зоне допускается применение анионных эмульсий класса ЭБА-1, ЭБА-2. Эмульсии должны выдерживать испытание на сцепление пленки вяжущего со щебнем.

При устройстве поверхностной обработки на катионных битумных эмульсиях используют необработанный органическим вяжущим щебень, на анионных эмульсиях – преимущественно черный щебень.

При устройстве поверхностной обработки на дорогах с интенсивностью движения свыше 3000 авт/сут., с движением преимущественно грузовых автомобилей, также в районах с резко континентальным климатом применяют битум и деготь с добавками полимеров. Дегтеполимерное вяжущее используют на дорогах не выше II категории.

Различают несколько видов поверхностных обработок, каждая из которых имеет свою сферу наиболее эффективного применения (рис. 2).

Рис. 2. Виды поверхностных обработок

1. Однослойная поверхностная обработка с однократным распределением вяжущего и щебня . Применяется для создания шероховатой поверхности и слоя износа дорожной одежды с достаточной прочностью. Это самый распространенный вид шероховатой поверхностной обработки, наиболее подходящий для всех видов движения. Чаще всего она устраивается из щебня фракций 5–10 мм.
2. Однослойная поверхностная обработка с двойным распределением щебня . На слой нанесенного вяжущего сначала рассыпают крупную фракцию щебня (например, 10–15 или 15–20 мм), прикатывают катком, а затем рассыпают более мелкую фракцию щебня (например, 5–10 мм) и уплотняют. Применяется на дорогах с интенсивным движением и высокой скоростью движения. Такая поверхностная обработка способствует улучшенной герметичности покрытия, устранению мелких неровностей и деформаций, лучше распределяет усилия от колес автомобилей. Особенно эффективно такая обработка работает на хорошем жестком основании.
3. Двухслойная поверхностная обработка . На первый слой разлитого вяжущего рассыпают крупную фракцию щебня и уплотняют. Затем разливают второй слой вяжущего, рассыпают более мелкую фракцию щебня и окончательно уплотняют. Применяется на покрытиях с недостаточной прочностью, при наличии сетки трещин, ямочности, колей, при высокой интенсивности движения, т.е. в тех случаях, когда необходимо не только создать шероховатый слой износа и защитный слой, но и улучшить ровность, несколько повысить прочность и сдвигоустойчивость. Применяется также на цементобетонных покрытиях.
4. Поверхностная обработка типа «сэндвич» . На покрытие рассыпают щебень более крупной фракции, затем распределяют вяжущее, рассыпают щебень мелкой фракции и уплотняют. Структура получаемого слоя поверхностной обработки сравнима с однослойной поверхностной обработкой, устроенной путем розлива вяжущего и двойной россыпью щебня. Такая поверхностная обработка рекомендуется при неоднородном по ровности покрытии для его выравнивания и некоторого усиления. Применяется на дорогах второстепенного, местного значения.

При выборе способа устройства поверхностной обработки покрытий необходимо учитывать ее назначение, условия движения на дороге, климатические условия района строительства, показатель твердости дорожного покрытия, наличие материалов и средств механизации.

Технология производства работ

Существует два способа устройства поверхностных обработок:

• традиционный – с раздельным распределением материалов;
• способ с синхронным распределением вяжущего и щебня.

Традиционный способ

Работы по устройству одиночной поверхностной обработки традиционным способом с использованием битумов, дегтебитумов, битумо- и дегтеполимерных вяжущих производят в следующем порядке:

• розлив вяжущего;
• распределение щебня;
• укатка;
• уход в период формирования.

Работы по устройству двойной поверхностной обработки производят в такой последовательности:

• подготовка поверхности (очистка от пыли и грязи) и ремонтные работы;
• первый розлив вяжущего;
• первая россыпь щебня;
• укатка;
• второй розлив вяжущего;
• вторая россыпь щебня (между первой и второй россыпью щебня допускается перерыв не более 3–5 суток);
• укатка;
• уход в период формирования.

Очистку покрытия от пыли и грязи выполняют механическими щетками, наиболее загрязненные участки промывают с помощью поливомоечной машины.

Струны щеток, какова бы ни была их природа (нейлон, сталь), должны быть в хорошем состоянии и достаточно жесткими, чтобы обеспечить эффективное соскабливание.

В случаях, когда старое покрытие не удается полностью очистить от пыли и грязи, оставшихся в мелких трещинах и впадинах, его необходимо подгрунтовать путем розлива жидкого битума по норме 0,3–0,5 л/м 2 или битумной эмульсией с расходом 0,5–0,8 л/м 2 .

Розлив вяжущего производят автогудронатором. Для равномерного розлива вяжущего необходимо обеспечить бесперебойность действия сопел, равномерность работы насоса и требуемую скорость перемещения гудронатора.

Сопла должны быть теплоизолированы и оснащены устройством обогрева, позволяющим поддерживать или обеспечивать определенную температуру вяжущего.

В зависимости от выбранного вяжущего и от ширины обрабатываемой поверхности водитель определяет, с помощью элементов регулировки гудронатора (номограмма, вычислительный диск, программирование), необходимое соотношение между скоростью передвижения и количеством оборотов насоса, который определяет дозирование вяжущего на покрытии. Во время осуществления распределения соотношение между скоростью автомобиля и количеством оборотов насоса поддерживается постоянным, путем, либо автоматического слежения, либо непосредственного считывания шофером показаний тахометра и счетчика оборотов.

Во время розлива температура битума марок БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90 и БН 90/130 должна составлять 150–160° C; марок БНД 130/200 и БН 130/200 – 100–130° C; температура полимерно-битумного вяжущего – 140–160° C; дегтеполимерного вяжущего – 100–110° C.

Распределение щебня производят самоходным щебнераспределителем, автомобилем-самосвалом с навесным приспособлением или другим механизмом, обеспечивающим быстрое и равномерное распределение щебня. Кузов всех этих механизмов должен быть плоским и без локальных деформаций. Высота сброса щебня должна быть небольшой, чтобы обеспечить более однородное распределение заполнителя на покрытии. Автощебнераспределители могут быть оснащены системой гидравлического расширения, позволяющей изменять без остановки рабочую ширину от 2,50 до 4 м.

Щебень распределяют непосредственно после розлива вяжущего слоем в одну щебенку и укатывают катком 6–8 т за 4–5 проходов по одному следу.

Уплотнение поверхностной обработки покрытий обеспечивает укладку щебня и его закрепление на покрытии. Пневматические шинные уплотнители великолепно обеспечивают эти функции. Они приспосабливаются к неровностям дороги и не дробят щебень.

В течение первых дней эксплуатации необходимо осуществлять уход за формирующимися слоями. Незакрепившийся щебень должен быть удален с покрытия не позднее чем через 1 сутки после открытия движения. Скорость движения автомобилей ограничивают 40 км/ч и регулируют по ширине проезжей части.

Выброшенный лишний щебень подбирается очистительными машинами-сборщиками, очистительными машинами и втягивающими машинами. Оснащенные различными щетками и всасывающими соплами, они оборудованы сборными емкостями для мелкозернистого материала, который они поднимают. Эти всасывающие механизмы представляют большой прогресс в технологии поверхностных покрытий, поскольку они позволяют значительно снизить самый большой вред от загрязнения: битье ветровых стекол автомобилей после возобновления движения.

Поверхностную обработку с использованием битумных эмульсий выполняют в следующем порядке:

• подготовка поверхности (очистка от пыли и грязи) и выполнение в случае необходимости ремонтных работ;
• смачивание поверхности водой (в жаркую сухую погоду);
• розлив эмульсии по покрытию в количестве 30% нормы;
• распределение щебня в количестве 70% нормы;
• розлив оставшейся эмульсии (70%);
• распределение оставшегося щебня (30%);
• укатка;
• уход в период формирования.

Температуру и концентрацию эмульсии устанавливают в зависимости от погодных условий. При температуре воздуха ниже 20° C рекомендуется применять эмульсию с температурой 40–50° C и концентрацией битума 55–60%. Подогрев эмульсии до указанной температуры следует производить непосредственно в автогудронаторе в процессе транспортирования к месту работ. При температуре воздуха выше 20° C эмульсию применяют в холодном состоянии, а концентрацию битума можно снизить до 50%.

Распределение щебня осуществляют таким образом, чтобы щебень распределялся не далее 20 м от автогудронатора, разливающего эмульсию.

Уход за поверхностной обработкой с применением битумных эмульсий выполняется так же, как и при использовании битума. При использовании анионных эмульсий движение автомобилей открывается не ранее чем через 1 сутки после окончания работ.

Технология поверхностной обработки с синхронным распределением вяжущего и щебня

Основным отличием новой технологии устройства поверхностной обработки является синхронное, практически одновременное распределение вяжущего и россыпь щебня (рис. 3).

Рис. 3. Поверхностная обработка с синхронным распределением материалов

При устройстве поверхностной обработки традиционными методами разрыв во времени между распределением вяжущего и россыпью щебня лимитируется временем остывания горячего битума и может достигать 1 часа.

При синхронном распределении вяжущего и щебня разрыв между этими операциями не превышает 1 сек, что существенно сказывается на повышении качества поверхностной обработки, как при использовании в качестве вяжущего горячего битума, так и битумной эмульсии.

Повышение качества при использовании в роли вяжущего горячего битума объясняется тем, что за столь короткий промежуток времени битум не успевает остыть и сохраняет жидкую консистенцию и высокую клеящую способность. В результате битум хорошо проникает в микропоры щебня и покрытия, обволакивает каждую щебенку и прочно приклеивает их к покрытию и одну к другой.

Уплотнение уложенного слоя также происходит при горячем состоянии битума, что обеспечивает максимальный эффект уплотнения.

При использовании в роли вяжущего битумной эмульсии высокое качество поверхностной обработки с синхронным распределением вяжущего и щебня объясняется тем, что за столь короткий промежуток времени распад эмульсии только начнется, и эмульсия в жидком состоянии заполнит все микропоры щебня и покрытия, покроет каждую щебенку тонким слоем вяжущего и обеспечит возможность хорошего уплотнения слоя поверхностной обработки.

Синхронное распределение решает все проблемы организации и координации работ, возникающие при асинхронном распределении, поскольку при каждой остановке в распределении щебня автоматически прекращается и распределение вяжущего. Существенно сокращаются простои из-за климатических условий и повышается производительность работ. Это важно при использовании вяжущих высокой вязкости, но особенно важно при работе в неблагоприятных погодных условиях.

Синхронное распределение вяжущего и щебня благоприятно сказывается на формировании сопряжения между вяжущим и щебнем, что гарантирует высокие эксплуатационные характеристики поверхностной обработки, уменьшает риск неудачи работ из-за разницы температур основания и вяжущего, а также из-за наличия сухих тонкодисперсных фракций при устройстве поверхностных обработок с использованием эмульсий.

Опыт показывает, что высокий уровень качества поверхностной обработки с синхронным распределением вяжущего и щебня позволяет добиться поразительных результатов, когда тонкий слой щебня и вяжущего выдерживает интенсивное воздействие колес автомобилей в течение 10–15 лет.

Таким образом, синхронное распределение вяжущего и щебня с временем задержки в 1 секунду является самым важным нововведением в практике поверхностной обработки за последние 20 лет.

Для реализации идеи поверхностной обработки с синхронным распределением вяжущего и щебня фирма SECMAIR разработала и выпускает широкую номенклатуру битумощебнераспределителей различной производительности, а также других машин для содержания и ремонта дорожных покрытий с использованием щебня, обработанного битумом или битумной эмульсией.

Выпускаемые машины могут работать при движении передним ходом или при движении задним ходом (рис. 4).

Рис. 4. Принципы работы машин для поверхностной обработки

Учитывая значительный интерес российских дорожников к внедрению технологии поверхностной обработки с синхронным распределением вяжущего и битума, французская фирма SECMAIR и ГУП Саратовский научно-производственный центр «Росдортех» создали в г. Саратове совместное производство машин типа Chipsealer.

В 1999 г. начат выпуск следующих машин:

• Chipsealer-40 . Это высокопроизводительное оборудование, предназначенное для устройства шероховатых поверхностных обработок в больших объемах. Оборудование Chipsealer-40 монтируется на базе полуприцепа Caizer и обладает полностью автономной системой энергообеспечения. За один цикл загрузки кузова щебнем позволяет выполнять поверхностную обработку на полосе шириной 3,75 м длиной до 800 м за 10 минут.
• Chipsealer-26 выполнен на базе российского полуприцепа СЗАП – 9905. В качестве автомобиля-тягача могут использоваться седельные тягачи МАЗ и КамАЗ. Имеет такие же характеристики, как и Chipsealer-40, но меньшие габариты кузова для щебня и резервуара для вяжущего.
• Chipsealer-19 – предназначен для выполнения ремонта дорожных покрытий и устройства шероховатых поверхностных обработок в небольших объемах.

Машины типа «Стоппер»

Применяются для сдерживания эрозии покрытия на ранней стадии путем устройства местной поверхностной обработки на участках шелушения и выкрашивания покрытия, появления мелких трещин, сетки трещин, мелких выбоин и колей. Машина имеет на одном шасси емкость для вяжущего, кузов для щебня, грейферный ковш для загрузки щебня в кузов и распределительные устройства для нанесения битума и щебня (рис. 5).

Еще одним отличием является наличие у «Стоппера» уплотняющего блока из 8 пневматических гладких колес, которые при помощи 4 гидравлических домкратов опускаются на поверхность в рабочее положение и поднимаются вверх в транспортное положение. Это особенно важно для ускоренного формирования ремонтного слоя в холодном и влажном климате. В сухом и жарком климате указанное формирование происходит под действием движущегося транспорта, и необходимость в уплотняющем блоке отпадает. Кроме того, «Стопперы» приспособлены для проведения локального ремонта с применением поверхностной обработки.

Машины для устройства поверхностной обработки

Для устройства поверхностной обработки традиционным способом, т.е. с раздельным распределением вяжущего и щебня, используют автогудронаторы и распределители щебня.

Автогудронаторы различают и выбирают по:

• вместимости цистерны (грузоподъемности);
• ширине распределения вяжущего; при этом, как правило, выбирают ширину распределения равной ширине полосы движения дороги или на 5–10 см меньшую.

Распределители щебня различают по:

• вместимости (емкости) бункера для щебня;
• ширине распределения щебня; при этом, как правило, ширину распределения щебня принимают равной ширине распределения вяжущего;
• типу хода (движения): прицепные и навесные базовые машины. Как правило, в качестве базовых машин для прицепных и навесных распределителей щебня используют автомобили-самосвалы.

Для устройства поверхностной обработки методом синхронного (одновременного последовательного) распределения вяжущего и щебня используют битумо-(эмульсие)-щебнераспределители.

Битумощебнераспределители различают по:

• ширине обработки, т.е. по соответствию (кратности) этого параметра ширине проезжей части автомобильной дороги;
• емкости (вместимости) бака для вяжущего и бункера для щебня;
• методу загрузки щебнем, т.е. использованию специальных загрузочных машин для загрузки щебня в бункер или специального самозагрузочного оборудования.

На рис. 6 представлены графики выработки (в тыс. м 2) всех трех типов машин: автогудронаторов, распределителей щебня и битумо-(эмульсие)-щебнераспределителей при норме розлива битумной эмульсии в 1,4 и 2,1 л/м 2 и норме распределения щебня в 10,0 и 15,0 кг/м 2 . В зависимости от ширины розлива вяжущего и распределения щебня на рис. 6 представлены также выработка в пог. м полосы обработки.

Представленные графики с учетом величин вместимости бака для вяжущего и бункера для щебня и битумощебнераспределителей показывают, что вместимость бака для вяжущего обеспечивает значительно большую выработку, чем вместимость бункера для щебня. Таким образом, бункер для щебня должен быть заполнен несколько раз для обеспечения выработки вяжущего. Соотношение выработок по вяжущему и щебню для различных битумощебнераспределителей колеблется от 2,0 до 9,5 . Поэтому значительное влияние на сменную выработку (производительность) оказывает метод загрузки щебня.

Совместная работа автогудронатора и прицепного щебнераспределителя ЗАО «Бецема», загружаемого из самосвала

При загрузке щебня в бункер щебнераспределителя (без самозагрузки) на базе с использованием одноковшового фронтального погрузчика или крана с грейфером (челюстным ковшом), т.е. с двойным пробегом от места работы до базы и обратно, затраты времени на одну загрузку составляют от 40 минут до 1 часа 20 минут.

При загрузке щебня в бункер битумощебнераспределителя на месте работ с использованием самозагрузки или с использованием автомобиля-самосвала с краном-манипулятором, оснащенным грейфером, затраты времени на одну загрузку составляют от 10 до 15 минут.

При загрузке щебня в бункер битумощебнераспределителя с самозагрузкой из приемного бункера, расположенного сзади машины и загружаемого из автомобиля-самосвала, даже при остановке битумощебнераспределителя, затраты времени на одну загрузку составляют от 2 до 6 минут.

При расчете загрузка вяжущего совмещена с загрузкой щебня, т.е. производится через две–девять загрузок щебня, скорость движения битумощебнераспределителя принята равной 4 км/ч = 1,1 м/сек = 66 м/мин., ширина распределения принята равной 3 м, коэффициент использования по времени принят равным 0,8 (при загрузке на базе) и 0,6 (при загрузке на дороге), что связано с необходимостью и большой сложностью ритмичной подачи материалов, применением дополнительных машин (автомобилей-самосвалов, автобитумовозов).

Поверхностная обработка состоит в том, что на укатанное и подготовленное, очищенное от пыли дорожное покрытие разливают тонким слоем горячий битум, по которому распределяют каменную мелочь (или крупный песок).

Толщина одиночной поверхностной обработки 1-1,5 и двойной 2,5-4 см. На поверхности дороги создают ровный водонепроницаемый слой с достаточной сопротивляемостью износу и шероховатой поверхностью, обеспечивающей хороший тормозной эффект. Для поверхностной обработки применяют вязкие битумы БНД 130/200 и БНД 200/300, имеющие рабочую температуру 90-150° С, и жидкие битумы МГ 130/200 и СГ 130/200, разогреваемые до температуры 80-100° С.

Технология производства одиночной поверхностной обработки включает следующие операции: подготовку поверхности покрытия для поверхностной обработки (ремонт, исправление поперечного профиля и очистка поверхности от грязи и пыли); предварительный розлив жидкого вяжущего (0,5 -0,8 л/м 2) на покрытие, устроенное без применения черных вяжущих; основной розлив вяжущего по поверхности покрытия с расходом битума (дегтя) 0,7-2,4 л/м 2 ; россыпь в разлитый слой горячего битума минеральных материалов размером 3-15 мм (мелкий щебень, гравий, крупный песок); укатку слоя поверхностной обработки.

Покрытия, на которых предполагается поверхностная обработка, не должны иметь поперечных уклонов свыше 30‰. При большем уклоне их необходимо смягчить с использованием, например, смеси песка с битумом. Покрытия перед поверхностной обработкой следует очистить механическими щетками, подметально-уборочными или поливочно-моечными машинами (2-3 прохода). Покрытия из укрепленных грунтов очищают от комков и пластов засохшей грязи проходами легких грейдеров, при этом металлические щетки следует применять очень осторожно, чтобы не повредить верхний слой укрепленного грунта.

Особенно тщательной очистки требуют поверхность и швы мостовых. На поверхности покрытий, устроенных без черного вяжущего (в частности, гравийных), почти всегда остается некоторое количество пылеватых частиц, которые могут вызвать отслаивание поверхностной обработки от покрытия. Во избежание этого следует создавать слой контакта в виде предварительного розлива, который по возможности лучше делать за 1-2 сут до основных работ. При этом жидкие битумы в теплую погоду можно применять без подогрева.

Вяжущие обычно разливают автогудронатором. Перед розливом их подогревают до рабочей температуры, указанной выше. Через 20-30 мин после розлива слой жидкого битума или дегтя следует засыпать минеральным материалом, в качестве которого лучше всего применять щебень из твердых пород камня; хуже - гравий и крупный песок.

В условиях лесхозов (леспромхозов) приходится применять любой прочный материал, включая дробленые доменные шлаки. Наибольший размер частиц не должен превышать толщину слоя вяжущего более чем на 5 мм. Если сразу после укатки слоя износа идет дождь или наступает похолодание, участок следует закрыть для движения до полного просыхания и последующей укатки. Для лучшего прилипания битума к минеральному заполнителю следует добавлять 1-3% гашеной извести. Минеральный материал удобно рассыпать с помощью навесных распределителей к самосвалам или имеющихся в совхозах, колхозах и отделениях «Сельхозтехники» распределителей минеральных удобрений.

Автомобиль с минеральным материалом должен двигаться задним ходом, при этом колеса должны находиться на рассыпанном слое каменной мелочи. Сразу после распределения минерального материала (до застывания вяжущего) начинают укатку. Обычно используют достаточно тяжелые катки (5-8 т), однако они не должны раздавливать куски минерального материала; при использовании слабых материалов укатку следует выполнять более легкими катками. Хорошие результаты получают при работе катков на пневматиках (любого веса). Окончательную укатку и формирование слоя поверхностной обработки осуществляют под воздействием движущихся машин примерно в течение месяца. При двойной поверхностной обработке после укатки 1-го слоя все остальные операции повторяют.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ «ЧИП СИЛ»

«ЧИП СИЛ» — это поверхностная обработка, при которой происходит синхронное распределение битумной эмульсии и фракционированного каменного материала. Она применяется для поддержания в рабочем состоянии и продления долговечности, а также для повышения транспортно-эксплуатационных характеристик дорог.

Из истории

Технология устройства шероховатой поверхностной обработки с синхронным распределением вяжущего и каменного материала по технологии «ЧИП СИЛ» берет свое начало в 1960 году. Чувашскими специалистами было разработано предложение по замене традиционной технологии укладки на новую с синхронным распределением. В ремонтных мастерских было изготовлено несколько опытных образцов, однако дальнейшего развития данная технология не получила. А в 1985 году французская компания «Secmair» начала применение данной технологии при строительстве автомобильных дорог Франции. В 1999-2001 годах ФГУП СНПЦ «РОСДОРТЕХ» были разработаны и в 2001 году утверждены Росавтодором «Методические рекомендации по устройству одиночной поверхностной обработки техникой с синхронным распределением битума и щебня». СНПЦ «РОСДОРТЕХ» совместно с французской компанией «Secmair» разработал российский аналог машины «Чипсилер – 26». Прошло порядка 40 лет с момента разработки до внедрения данной технологии на автомобильных дорогах России.

Условия для устройства поверхностной обработки «ЧИП СИЛ»

Главным условием производства работ по устройству ШПО является температура окружающей среды. При использовании в качестве вяжущего битумной эмульсии температура должна быть не ниже +5°С, а при использовании битума – не ниже +15°С. Однако на основании имеющегося опыта, существуют следующие ограничения по производству работ в связи с погодными условиями:

• Температура воздуха весной должна быть не ниже +15°С;
• Работы нельзя производить, если в течение 48 часов после устройства ШПО ожидается понижение температуры до +5°С и ниже;
• В августе работы по устройству ШПО следует производить при температуре воздуха не ниже +20°С;
• Поверхность покрытия должна быть ровной и очищенной от пыли и грязи;

Подготовительные работы перед устройством

При устройстве поверхностной обработки по технологии «ЧИП СИЛ» в существующем покрытии должны быть заделаны выбоины и герметизированы трещины. Как правило, обязательной герметизации подлежат трещины с раскрытием более 3 мм. Здесь следует отметить, что применение холодных асфальтобетонных смесей при последующем устройстве ШПО по технологии «ЧИП СИЛ» не рекомендуется. Кроме того, отремонтированная поверхность асфальтобетонного покрытия должна быть ровной, сухой (при использовании в качестве вяжущего битума) и очищенной от пыли и грязи (свободной начиная от любых сыпучих материалов, заканчивая розливом вяжущего). Поэтому подготовительные работы должны включать:

• Удаление дорожной разметки из термопластика путем демаркировки, т.к. отсутствие адгезии между термопластиком и распределяющейся битумной эмульсией (битума) приводит к таким дефектам, как «залысины» и выкрашивание;
• Герметизация трещин горячим битумом или мастикой с присыпкой песком;
• Ремонт существующего покрытия в местах отслаивания и выкрашивания проезжей части;
• Заделка выбоин с применением технологий ремонта горячими асфальтобетонными смесями;
• Устранение колейности;
• Очистка дорожного покрытия от пыли и грязи комбинированной дорожной машиной.
• Устройство ШПО

После проведения всех подготовительных работ определяется оптимальная протяженность участка работ и производится заправка установки каменным материалом и вяжущим. Щебень для поверхностной обработки предварительно очищается и увлажняется. Не допускается содержание глины в комках, а содержание пылеватых и глинистых частиц не должно превышать 0,5%. Несоблюдение данных требований может привести к разрыву связки «вяжущее-щебень».

Синхронный розлив вяжущих материалов и россыпь щебня выполняется специальной машиной – «Чипсилер – 41» .

Основные этапы устройства ШПО

• 1 этап: Синхронное распределение вяжущих материалов и щебня специальной машиной – «Чипсилер – 41» .
• 2 этап: уплотнение шероховатой поверхностной обработки пневмокатками.
• 3 этап: через 2 – 3 суток с момента укладки производится сметание не закрепившегося щебня комбинированной дорожной машиной.
• 4 этап: открытие движения и нанесение дорожной разметки не менее чем через 0,5 – 2 часа с ограничением скорости до 40 км/ч на 7 суток.

При выполнении работ по устройству ШПО стыки укладываемых полос устраиваются по аналогии с традиционной поверхностной обработкой. Для обеспечения качества устройства продольного стыка распределение битумной эмульсии (битума) со стороны стыка выполняется на 0,20 – 0,25 м шире, чем распределение щебня, что достигается закрытием крайней заслонки щебня. При устройстве смежной полосы распределение битумной эмульсии (битума) выполняется с двойным перекрытием на смежную полосу с шириной 0,20 — 0,25 м и распределением щебня на получившийся стык. Таким способом получают ровное продольное сопряжение.

«Ковёр» шероховатой поверхностной обработки должен иметь однородную текстуру. Для того, чтобы обеспечить однородность текстуры и придать каждой щебёнке состояние «покоя», применяют уплотнение ШПО пневмокатками. В случае образования локальных дефектов (выкрашивание щебня, выпотевание битумной эмульсии и т.п.) их необходимо устранить.

Преимущества устройства ШПО по технологии «ЧИП СИЛ»

• Безопасность;
• Долговечность;
• Заделка и предотвращение образования трещин;
• Облегчение организации и координации работ за счет синхронности;
• Защита покрытия;
• Сокращение срока выполнения работ;
• Экономичность;
• Высокая производительность.

Недостатки устройства ШПО по технологии «ЧИП СИЛ»

• Возможность повреждения автомобилей щебнем;
• Увеличение уровня шума;
• Жесткая зависимость от погодных условий и температурных условий;
• Временное ограничение скорости.

ВЫВОД: Устройство шероховатой поверхностной обработки по технологии «ЧИП СИЛ» в качестве профилактических методов содержания еще не разрушенных асфальтобетонных слоев, а также восстановления изношенных слоев все чаще привлекает внимание заказчиков благодаря повышению транспортно-эксплуатационных характеристик, а также срока службы автомобильных дорог. А исходя из технико-экономического анализа данный метод значительно выгоднее по сравнению с традиционным фрезерованием с дальнейшей укладкой нового слоя покрытия. Данную технологию не рекомендуется применять в населенных пунктах.

С 2012 года компанией «ТехДорГрупп» были произведены работы по устройству шероховатой поверхностной обработке на таких дорогах, как:

1. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 187+000 — км 197+000.
2. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-351 Екатеринбург-Тюмень км 280+000 — км 289+820.
3. Ханты-Мансийский автономный округ – Югра:
— Автомобильная дорога Р-404 Тюмень — Тобольск — Ханты-Мансийск км 827+000 – км 830+000;
— Автомобильная дорога Р-404 Тюмень — Тобольск — Ханты-Мансийск км 899+000 – км 903+000.
4. Ханты-Мансийский автономный округ – Югра. Автомобильная дорога дороги Р-404 Тюмень — Тобольск — Ханты-Мансийск км 932+000 — км 939+000, в Ханты-Мансийском автономном округе-Югра.
5. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-242 Пермь – Екатеринбург км 239+000 – км 260+000.
6. Пермский край. Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 154+000 — км 160+046.
7. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-242 Пермь – Екатеринбург км 232+000 — км 239+000.
8. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-351 Екатеринбург – Тюмень км 191+000 — км 218+000.
9. Свердловская область.

— Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 169+000 — км 187+000.
— Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 260+000 — км 269+000.

10. Свердловская область.

— Автомобильная дорога Р-351 Екатеринбург-Тюмень км 67+000 — км 80+000;
— Автомобильная дорога Р-351 Екатеринбург-Тюмень км 261+000 — км 280+000;
— Автомобильная дорога Р-351 Екатеринбург-Тюмень км 225+000 — км 233+000.

11. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 187+000 — км 205+000
12. Свердловская область. Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 205+000 — км 232+000.
13. Свердловская область:

— Автомобильная дорога Р-351 Екатеринбург — Тюмень км 174+200 — км 191+000;
— Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 232+000 — км 239+000;
— Автомобильная дорога Р-242 Пермь — Екатеринбург км 239+000 — км 260+000.

14.Устройство двойной поверхностной обработки покрытия проезжей части щебнем, обработанным органическим вяжущим в установке:

— Большая Соснова – Частые км 27+000 – км 33+000;
— Нытва – Григорьевское – Ильинский км 4+500 – км 19+000;
— Нытва – Григорьевское – Ильинский км 22+000 – км 25+200;
— Нытва – Григорьевское – Ильинский км 26+700 – км 31+700;
— Дыбки – Таборы – Оханск км 11+800 – км 19+000;
— Очер – Верещагино – Сива км 3+900 – км 10+300;
— Очер – Верещагино – Сива км 15+000 – км 24+310.