Чтение онлайн

В последние годы заметно повышена доля ремонтных работ с использованием струйно-инъекционной холодной технологии, заделки выбоин и трещин на покрытии автомобильных дорог с применением битумной эмульсии [88]. Эта технология в настоящее время является наиболее передовой и прогрессивной для нашего региона, хотя в зарубежных странах применяется уже более 15 лет. По этой технологии используется чистый мелкий щебень фракции 5–10 мм и быстрораспадающаяся катионная или анионная битумная эмульсия с концентрацией 60 %. В зависимости от типа функциональной группы и свойств, проявляющихся в водных растворах, эмульсии разделяют на анионоктивные с образованием отрицательно заряженного иона органического остатка молекулы:

и катионоактивные с образованием положительно заряженного иона органического остатка молекулы:

где Х– – сульфат, хлорид, бромид, ацетат-гидроксильные ионы.

В катионоактивных эмульсиях содержатся соли первичных, вторичных и третичных аминов, а также четвертичные аммониевые соли. Принято считать, что катионоактивные эмульсии являются наиболее редкими и дефицитными для дорожной отрасли.

Катионная эмульсия обеспечивает надлежащее сцепление с каменными материалами из кислых горных пород (гранита и др.), анионная – эффективна при использовании материалов карбонатных и основных горных пород (известняк и др.) [71]. При этом необходимо в лабораторных условиях проверить степень прилипаемости битума к каменным материалам и время распада эмульсии, которое не должно превышать 30 мин.

Заделка выбоин и трещин струйно-инъекционным методом, как показывает отечественная и зарубежная практика, обеспечивает крепкую и долговечную заделку даже при температуре воздуха 10–15 °С, но проводить ремонтные работы этим методом во время дождя, снегопада невозможно, так как в этот период исключена очистка поверхности выбоин и трещин от влаги, пыли и мусора, то есть невозможна подгрунтовка ее битумной эмульсией. Указанные технологические особенности ремонта струйно-инъекционным методом приводят к существенному ограничению области его использования. В частности, требуется строго дозированный состав компонентов, существенно снижается период производства работ. Для сети дорог Красноярского края этот показатель, как правило, в 2– 4 раза меньше, что указывает на низкую эффективность этого метода.

В настоящее время разработаны технологии ремонта асфальтобетонных покрытий с использованием энергии инфракрасного [79, 136, 138], электромагнитного [2, 3] и сверхвысокочастотного нагрева [4, 5], что позволяет выполнять работы практически в любую погоду. Однако данные технологии требуют значительных затрат энергии, длительного разогрева выбоин и смеси (способ ИК-разогрева). Кроме того, в России не выпускается промышленное оборудование.

Предложенные технологии ремонта дорожных покрытий в США [98, 99] и Японии [100] с использованием пара нецелесообразны ввиду значительных затрат и отсутствия специальной техники.

В последнее время ограниченное применение для ремонта асфальтобетонных покрытий находит технология ресайклинга. Она позволяет наиболее эффективно использовать материал старой дорожной одежды, устранять трещины в старом покрытии на всю или большую часть глубины, что замедляет появление трещин на новом покрытии [133]. Сдерживает применение этой технологии отсутствие специальной техники. Качество ремонта и срок службы при этом находятся на уровне применения технологии горячей асфальтобетонной смеси.

Заслуживает внимания технология ремонта с применением литого асфальта, в котором важнейшей компонентой является мастика, состоящая из высоковязкого твердого битума, относительно большого количества минерального порошка и песка. Ремонтный материал, то есть приготовленный литой асфальт, содержит до 13 % битума и до 35 % минерального порошка, что делает его значительно дороже обычных горячих асфальтобетонных смесей. Кроме того, литой асфальт требует высокой температуры укладки, не ниже 220 °С, однако и срок его службы в 1,5–2 раза выше, чем по ранее рассмотренной технологии [25].

Известен способ ремонта дорожного покрытия, включающий нанесение на поверхность поврежденного дорожного покрытия увлажненной минеральной смеси и битума, разогретого до температуры 160–200 °С.

Компоненты для смешивания подают по разным шлангам под давлением 7–10 атм в сопло эжекционной торкретустановки, затем полученную битумоминеральную смесь под давлением наносят на дорожное покрытие [97].

Недостатком этого способа является дороговизна, обусловленная потребностью в специальном оборудовании и энергетическими затратами на разогрев битума.

Как отмечено выше, качество подготовки ремонтируемого участка оказывает существенное влияние на качество конечного процесса, поэтому применение вакуумно-струйно-инъекционной технологии заметно повышает качество ремонта, но требует усложнения всего технологического процесса и дополнительной специальной техники.

Отсюда следует, что технологии ремонта, основанные на применении органических вяжущих, не могут обеспечить всю полноту требований, предъявляемых к качеству ремонта, поэтому возникает необходимость применения альтернативных материалов, в частности использования ремонтных составов на минеральных вяжущих с введением некоторых специальных, в том числе органических, добавок. Кроме того, ремонтный состав должен отвечать требованиям стационарного приготовления с удлиненными сроками хранения, а также обеспечивать требуемую долговечность при эксплуатации и приведение смеси в рабочее состояние на месте ремонта.

Перспективным направлением в области ремонта дорожного покрытия является применение составов из сухих строительных смесей как материала полной заводской готовности.

Это позволит отказаться от традиционных составов на битумном вяжущем, которые используются в горячем виде, а также существенно расширит спектр технологий сухих строительных смесей на минеральных вяжущих для ремонта и восстановления асфальтобетонных покрытий эксплуатируемых дорог.

Композиционные составы, которыми по сути являются все строительные растворные смеси на основе минеральных вяжущих, таких как цемент, известь, гипс, использовались в строительной практике многие тысячелетия. Эти строительные растворные смеси применяются главным образом для кирпичной кладки, кладки из природного камня и для штукатурных работ.

До 50-х гг. ХIХ в. минеральные строительные смеси производились и применялись исключительно по технологии приготовления на строительной площадке, которая предполагает транспортировку отдельных сырьевых материалов на строительную площадку и их перемешивание в соответствующей пропорции. Практика строительного производства показала, что применение такой технологии, особенно в крупномасштабном производстве, не позволяет в полной мере обеспечить качество приготовления смеси, поэтому она была вытеснена заводским приготовлением строительных растворных смесей, которые вошли в практику как сухие растворные смеси. Сухие строительные растворные смеси производятся на специализированных заводах, где минеральные вяжущие, заполнители и соответствующие добавки проходят процесс глубокого перемешивания. Сухие строительные смеси заводского приготовления доставляются на строительную площадку в упакованном виде (бункер, мешки). На строительной площадке производится только затворение сухих строительных смесей водой и использование их по назначению.

Целями технологии применения сухих строительных смесей является высокий уровень качества и его общая стабильность, оптимизация затрат на транспортировку, повышение производительности труда, достижение требуемых свойств продукции, согласованных со способами конкретных видов работ на строительном объекте и требованиями к готовым объектам [13].

Целесообразность использования сухих смесей как материала полной заводской готовности подтверждена зарубежной и отечественной практикой строительства. В 1950–60-е гг. в странах Западной Европы, особенно в Германии, Северной Америке, в строительной промышленности наблюдался быстрорастущий спрос на сухие строительные смеси и технологии, связанные с ними. Это можно объяснить следующими причинами: сокращением сроков и расходов на строительство, уменьшением затрат на рабочую силу, повышенным спросом на здания и сооружения более высокого качества [78]. Технология приготовления смесей на строительной площадке не всегда соответствовала этим требованиям.