книги / Техническое нормирование макрошероховатости дорожных покрытий автомобильных и лесовозных дорог

Для увеличения срока службы в ряде случаев применяется прикатка щебня легкими прицепными катками. Однако она уменьшает разновысотность и, соответственно, коэффициент сцепления между колесом и дорожным покрытием.

При устройстве ШПО традиционным методом время между распределением битума и посыпкой щебня лимитируется временем остывания горячего вяжущего и достигает одного часа. Во время синхронного распределения щебня и вяжущего перерыв между рабочими операциями не превышает секунды, что положительно влияет на улучшение качества ШПО при применении в качестве вяжущего битумной эмульсии, горячего или вспененного битума [42, 78].

Это объясняется, например, тем, что битум не может быстро остыть и поэтому долго сохраняет клеящую способность и нахождение в жидкой фазе. Битум просачивается в поры дорожного покрытия

ищебня, обволакивая каждое зерно и прочно склеивая их между собой

ис покрытием. Синхронное распределение положительно сказывается на сцеплении между щебнем и вяжущим: это гарантированно обеспечивает качество изготовления и высокие эксплуатационные параметры. Кроме этого, уменьшается риск невыполнения работ с требуемым качеством при больших разницах температур вяжущего и основания, а также при наличии сухих тонкодисперсных фракций щебня при работах с использованием эмульсий [51, 69].

Высокий уровень качества устраиваемого ШПО с синхронным распределением материалов позволяет добиться срока службы макрошероховатого дорожного покрытия до десяти лет.

Выпускаемые битумощебнераспределители (БЩР) работают с передним и задним ходом движения (рис. 1.6) [76, 6, 48, 61, 62].

Рис. 1.6. Принципы работы битумощебнераспределителей с передним (а) и задним ходом (б)

21

Также известно новое дорожное противогололедное покрытие с макрошероховатой поверхностью SafeLane™ СА-48 и SafeLane™ HDX, разработанное в Мичиганском технологическом университете. Реализация этих технологий в России проводится компанией Cargill (CША) и ООО «Зиракс» [114]. Данные покрытия обладают способностью аккумулировать и в нужный момент (при снегопаде и образовании гололеда) выделять компоненты противогололедного материала на дорожное покрытие. Одновременно такое покрытие обеспечивает гидроизоляцию конструкции и противогололедного материала. При этом гарантированно выполняются требования по коэффициенту сцепления. Покрытие также работает как слой износа и препятствует прилипанию снега и формированию гололеда (снежно-ледяного образования). Такие покрытия находят свое применение на автомобильных магистралях, транспортных сооружениях, мостах и тоннелях, особенно на опасных участках дорог: места с большой концентрацией ДТП, на перекрестках, при подъездах к шлагбаумам и пешеходным переходам, на пешеходных мостах, открытых автопаркингах, пешеходных переходах

итротуарах, в местах посадки в общественный транспорт, на велосипедных дорожках и примыканиях к различным объектам транспортной инфраструктуры.

Научная новизна этой новой технологии заключается в обеспечении заданных физико-химических свойств и размерных параметров применяемого щебня. Интересны методы нормирования параметров шероховатой поверхности (впадин), особенностью свойств которых является случайный характер образования пятен во время гололеда на выступах щебня (активные зерна), которые не позволяют равномерно

иодновременно образовываться пленке гололеда и могут быть просто удалены проходящими транспортными средствами.

Использование технологии SafeLane сводится к подготовке поверхности исходного дорожного покрытия и нанесению щебня (заполнитель) и полимерного состава. Антигололедное (противогололедное) покрытие SafeLane™ HDX отличается от предыдущего тем, что это модифицированная полимерная двухкомпонентная система типа III, отвечающая нормативным требованиям (документ AASHTOC-881, сорт 1, класс B&C). Пример антигололедного дорожного покрытия с достигнутой максимальной макрошероховатостью типа SafeLane™ приведен на рис. 1.7 [84].

22

Он имеет следующие технические характеристики: ширина распределения 3,5 м, величина щебня 5–30 мм, дозировка битума 0,5–3 кг/м3, скорость устройства покрытия 60–70 м/мин. Дозирование щебня 2–22 м3/1000 м3, объембитумнойцистерны6 м3, емкостиподщебень10 м3.

Рис. 1.9. Битумощебнераспределитель XCMG RF100

Рис. 1.10. Битумощебнераспределитель TBS3500B

Если рассматривать технологическую компоновку битумощебнераспределителей для синхронного распределения щебня и вяжущего, то конкурентоспособна компоновка, выполненная по раздельной схеме – распределителей битума и щебня или с прицепным щебнераспределителем (например, с навесным прицепом БЦМ-70).

Прицепной распределитель щебня БЦМ-70 (ЗАО «Бецема», рис. 1.11) предназначен для дискретной укладки щебня на покрытие дороги [43]. БЦМ-70 работает в комплекте с гудронатором и распределяет щебень сразу после пролива эмульсии на дорожное покрытие.

24

Его оборудование монтируется на базе полуприцепа Сaizer и обладает автономной системой энергообеспечения. «Чипсилер-26» смонтирован на базе полуприцепа СЗАП-9905. По сравнению с «Чипсилер-40» он имеет меньшие объем цистерны для битума и кузова для щебня.

Технология устройства одиночных макрошероховатых дорожных покрытий [33] заключается в следующем.

Работы по устройству макрошероховатой поверхности обычно проводят в теплый период времени, на прогретом сухом покрытии. Пе-

27

ред работами надо устранить все имеющиеся деформации и повреждения (просадки, выбоины, трещины, наплывы и т.п.) и тщательно очистить дорожное покрытие от грязи и пыли; при окружающей температуре воздуха не ниже +15 °С (для битумов), +5 °С (для эмульсий).

Технология производства работ по устройству ШПО за один проход с применением машин с синхронной подачей вяжущего и каменного материала состоит из перечисленных ниже операций.

Предварительная очистка проезжей части. Поверхность дорож-

ного покрытия должна быть чистая и сухая. Чистота поверхности необходима для лучшего сцепления вяжущего с покрытием. С покрытия должна быть удалена существующая разметка из термопластика.

Синхронное распределение вяжущего и щебня. К синхронному рас-

пределению вяжущего и щебня приступают, если позволяют атмосферные условия, налажено и проверено вспомогательное оборудование, имеется в наличии вся техника.

Работы по устройству шероховатой обработки нельзя начинать на кривом участке дороги. В конце рабочего дня работы по укладке заканчиваются только при устройстве слоя ШПО по всей ширине автомобильной дороги и заканчиваться в одну поперечную линию. Распределение битума не рекомендуется производить при сильном ветре (деформация струи при распределении вяжущего). Непосредственно перед распределением битуманеобходимопроверить следующиепараметры [33]:

–соответствие температуры битума рекомендуемой при распределении;

–состояние форсунок гребенки и фильтра вяжущего;

–расстояние от поверхности до гребенки;

–подобранную норму распределения битума с учетом окружающей температуры и вязкости битума.

Уплотнение слоя ШПО. Для лучшего формирования слоя ШПО, применяют легкие самоходные дорожные катки с пневматическими шинами или катки с обрезиненными металлическими вальцами. Уплотнение необходимо осуществлять сразу за проходом распределителя. При устройстве одиночной ШПО уплотнение производится за 5–6 проходов по одному следу при нагрузке не более полутора тонн на ось. Окончательно слой формируется проходящим транспортом при скоростях не более 40 км/ч.

Уход за слоем ШПО. Перед открытием участка автомобильной дороги необходимо обследовать состояние устроенной поверхности. Срок ограничения скорости движения зависит от марки вяжущего и природ-

28

но-климатических условий. В случае открытия движения сразу по завершении устройства слоя ШПО предусматриваются мероприятия по защите свежеуложенного слоя, такие как: регулирование потока транспорта по ширине дороги; ограничение предельной скорости движения; уборка не прижившегося щебня; уплотнение при необходимости. Снимать ограничение скорости можно при условии хорошего сцепления щебня с вяжущим.

Уборка излишков щебня. Срок уборки зависит от интенсивности движения и вязкости вяжущего и может составлять от нескольких часов до нескольких суток после окончания уплотнения. Уборку необходимо выполнять машинами с капроновой щеткой. В начале участка распределения (на первых 30–70 см) вяжущее и щебень распределяются неравномерно. Для предотвращения некачественного поперечного стыка на конец слоя предыдущей захватки укладывают промасленную бумагу или непромокаемый материал.

Распределение материалов начинать над тем местом, где расположена бумага. Чтобы уменьшить количество поперечных стыков надо укладывать материал на поверхность проезжей части дороги, не останавливая щебнеукладчик, по всей длине захватки. Продольные полосы устраиваются последовательно по ширине и без разрывов на поверхности автомобильной дороги.

1.2. Особенности технологии устройства макрошероховатых дорожных покрытий на мостовых сооружениях

Создание макрошероховатых дорожных покрытий на мостовых сооружениях имеет определенную специфику. Это обусловлено прежде всего особенностями конструкции дорожного покрытия (ездового полотна) мостового сооружения [50, 110].

В частности, на мостовых сооружениях начинают в массовом порядке применять в качестве конструктивных элементов технологически недоуплотняемые (эластичные) слои обычного асфальтобетона с посыпкой и прикаткой щебня и верхние слои литого асфальтобетона на основе полимерно-битумных вяжущих с распределением и втапливанием черненого щебня.

Один из примеров такого технического решения на мостовом переходе через реку Волгу у с. Пристанное в Саратовской области представлен на рис. 1.14 и 1.15.

29