Асфальт-Мастер Асфальтирование в Киеве. Строительство дорог
АСФАЛЬТ-МАСТЕР
тел.: 0(97) 290-09-55
Асфальтирование Киев строительство дорог

Главная
Объекты
Фотографии
Техника
Прайс-лист
Статьи
Потребности
Контакты
Другие услуги
Автокран по Киеву и Киевской области
Автокраны
Земляные работы Киев и Киевская области
Земляные работы
Песок, щебень Киев. Услуги Самосвалов по Киеву и Киевской области
Самосвалы
Услуги земснаряда по Киеву и Киевской области
Земснаряд
 

Нові технології в дорожньому будівництві

Нові технології в дорожньому будівництвіЩебенево-мастиковий асфальтобетон (ЩМА) був розроблений у другій половині 1960-х років у Німеччині й одержав назву «Splittmastixasphalt» (SМА). Він з'явився як наслідок боротьби дорожніх служб Німеччини з інтенсивним руйнуванням дорожнього покриття й утворенням колії через ріст інтенсивності та вантажонапруженості автомобільного руху. За роки свого використання суміші ЩМА продемонстрували прекрасні експлуатаційні якості (рис. 1).

В Україні цей матеріал почали використовувати з 2002 року. Перша ділянка була побудована на дорозі Київ-Чоп за науковим супроводом фахівців ДерждорНДІ МалеванськогоГ.В. та ДаценкаВ.М. Після цього ЩМА знайшов впровадження майже у всіх областях України.

Результати визначення транспортно-експлуатаційних характеристик побудованих ділянок щебенево-мастикового асфальтобетону дорожніми підприємствами в Херсонській, Дніпропетровській, Рівненській, Київській, Житомирській, Донецькій, Черкаській, Чернігівській, Запорізькій областях та АР Крим свідчать про те, що такі покриття характеризуються більш високим коефіцієнтом зчеплення, ніж звичайний асфальтобетон. Причому слід відзначити, що чим менший максимальний розмір фракції щебеню щебенево-мастикового асфальтобетону, тим вищий коефіцієнт зчеплення покриття. Тобто покриття із ЩМА-10 характеризується найвищими показниками коефіцієнта зчеплення — 0.57-0.62, тоді як на покритті із ЩМА-15 коефіцієнт зчеплення рівний 0.51, а на покритті із ЩМА-20 його значення коливається в межах 0.47-0.48, що все одно вище кращих показників коефіцієнта зчеплення звичайного асфальтобетону — 0.45 (рис. 2).

Структура поверхні покриття ЩМА-20
Рис. 2. Структура поверхні
покриття ЩМА-20

Нерівність покриття ділянок щебенево-мастикового асфальтобетону має кращі показники в порівнянні з покриттям зі звичайного асфальтобетону за рахунок більшої шорсткості суміші, її однорідності та меншого припуску на ущільнення. Моніторинг фізико-механічних властивостей суміші ЩМА свідчить про високу зсувостійкість такого матеріалу і, відповідно, опір колієутворенню.

Як учасник міжнародного проекту з економічної оцінки довговічних дорожніх покриттів, що реалізується об'єднаним центром транспортних досліджень при Європейській організації економічної взаємодії та розвитку (OECD) та Європейській конференції міністрів транспорту (ЕСМТ), ДерждорНДІ проводить науково-дослідні роботи по розробці технології приготування та застосування довговічних покриттів з використанням вітчизняних матеріалів. Проект передбачає розробку матеріалів по двом напрямкам: епоксиасфальт (ЕА) та високоміцне тонкошарове бетонне покриття (НРСМ).

Епоксиасфальт є ефективним матеріалом, що може забезпечити довготривалу роботу дорожніх покриттів на дорогах з високою інтенсивністю та вантажонапруженістю руху транспорту. Епоксиас-фальтом можуть бути різні види асфальтобетонних сумішей, що вміщують епоксидні смоли, вміст яких може коливатися від 15 до 35 % від маси бітуму.

Першим широкомасштабним досвідом впровадження епоксиасфальту є влаштування дорожнього покриття проїзної частини на металевому мості Сан-Матео через затоку Сан-Франциско. Після ЗО років експлуатації покриття з ЕА знаходиться у відмінному стані.

За дослідженнями, проведеними спеціалістами ДерждорНДІ Кіщинським С.В. і Гончаренко Ю.Ф., епоксиасфальт має в 2,0-2,5 рази більший опір колієутворенню в порівнянні зі звичайним асфальтобетоном (рис. 3).

Залежність глибини колії при 30 тис. проходів колеса від часу витримки зразків при 20С
Рис. 3. Залежність глибини колії
при 30 тис. проходів колеса
від часу витримки зразків при 200С

Введення епоксискладової підвищує міцність та зсувостійкість асфасльтобетону. ЕА характеризується підвнщеним опором руйнуванню через втому під дією транспортних навантажень, меншою чутливістю до змін температури, випаюю стійкістю до дії масел та виник нафтопродуктів.

Незважаючи на вищу вартість, епоксіасфальт за кордоном вважається однимз найперспективніших дорожніх матеріалів для влаштування покриттів на магістральних дорогах з найбільш напруженими умовами руху.

Другим напрямком підвищення властивості й довговічності покриттів автомобільних доріг є улаштування поверхневої обробки з тонкого цементобетонного шару, армованого різними видами волокон.

Міжнародна назва цього матеріалу НРСМ (High Perfomance Cementitious Materials) — високоміцне тонкошароване бетоне покриття товщиною 1 см. дисперсно армоване металевими фібрами. Для підвищення зчіпних властивостей на бетонну поверхню наноситься кам'яний матеріал фракцією 3-7 мм (рис. 4).

НРСМ(High Perfomance Cementitious Materials)
Рис. 4. НРСМ(High Perfomance
Cementitious Materials)

НРСМ — э новим типом тонкошарового покриття - вперше в Україні запропоновано улаштування тонкого бетонного шару на нежорсткому покритті, замість поверхневих обробок чи килимків зносу типу Slurri Sil.

За дослідженнями, проведеними в ДерждорНДІ (Краюшкіна К.В.). дисперсне армування за рахунок введення волокон підвищує міцність, зсувостійкість і довговічності цього дорожнього шару покриття.

Строк служби гарячого асфальтобетону в умовах сучасного автомобільного руху повинен складати 12-15 ровів. Однак досвід проведення ремонтних робіт на автодорогах України показує, що тріщини та інші дефекти на поверхні асфальтобетонного покриття виникають вже протягом перших 2-3 років експлуатації. Тому актуальною задачею є розробка нових матеріалів та технологій для уповільнення процесів руйнування асфальтобетонних покриттів.

В ДерждорНДІ (Химерик Т.Ю.) були проведені лабораторні та натурні випробування матеріалу «Дізол», який використовується для обробки й консервації поверхні зношених асфальтобетонних покриттів.

Матеріал «Дізол» — однокомпонентна мікробітумополімерна композиція чорного кольору на основі полімеру поліетилену. Активна газова складова у складі «Дізолу» при нанесенні на поверхню існуючого асфальто- або цементобетонного покриття проникає в пори на глибину приблизно 4 см, вступає у хімічну взаємодію з бітумом, створюючи полімерно-бітумну плівку, яка характеризується пластично-пружними властивостями. Як наповнювач у складі композиції «Дізол» використовується базальтова крихта.
Цей матеріал можна використовувати для герметизації невеликих тріщин, сітки тріщин, профілактичих заходів та для уповільнення процесів лущення. Дослідження зразків в камері штучного клімату типу «Реигтоп» показує уповільнення процесів старіння бітуму.
Фізико-механічні властивості матеріалу «Дізол» наведені в таблиці 1.

Таблиця 1
Найменування показників Результати досліджень
Адгезія 4,0
Температура розм'якшення, °С 54,0
Температура крихкості, °С -6,0
Стійкість до дії агресивних середовищ, % після кип'ятіння протягом 3-х годин
2aOН (луг)
0,5Н24 (кислота)

99,8
85,8
Випробування в камері штучного клімату протягом 600 годин (5 років роботи матеріалу в натурних умовах експлуатації) Витримує без зовнішніх змін, на поверхні немає тріщин, викришувань

Для вивчення впливу «Дізолу» на зміну властивостей асфальтобетонної суміші були заформовані зразки асфальтобетону (тип Б II марка) та проведені випробування. Результати наведені в таблиці 2.

Таблиця 2
Зразок Середня
щільність
Водо-
насичення,%
Границя міцності
при стисканні, МПа,
за температури
Коефіціент Коефіціент
морозо-
стійкості після
25 циклів
00С 200С 500С водо-
стійкості
тривалої
стійкості
у воді у 5%
NaCl
А/бетон 2,25 3,3 12,2 5,4 2,8 0,98 0,81 0,86 0,83
А/бетон, оброблений Дізолом 2,25 2,4 11,5 4,8 2,3 0,99 0,96 0,93 0,95

Зміна міцності оброблених асфальтобетонних зразків у порівнянні з контрольними показують, що матеріал «Дізол» суттєво впливає на міцностні характеристики покриття.

На основі проведених досліджень можна зробити висновки, що лабораторні та натурні дослідження довели — при обробці асфальтобетону матеріалом «Дізол» збільшується його морозостійкість, тріщиностійкість, водостійкість, на що вказують випробування при тривалому водонасиченні. У порівнянні з поверхневою обробкою, використання «Дізолу» збільшує довговічність покриттів на 20-30 % з покращенням транспортно-експлуатаційних показників.

Однією з головних проблем, що виникають при ремонті доріг є утворення відбитих тріщин на новому асфальтобетонному покритті над зонами тріщин та деформаційних швів старих покриттів.

Запобігти цьому дозволяє, так звана, мембранна технологія, яка полягає у влаштуванні на старому покритті мембрани з наступним укладанням на неї захисного шару зі спеціального полімерасфальто-бетону товщиною 2-4 мм.

У ролі мембрани виступає бітум, модифікований термоеластопластом типу СБС, що відзначається високою еластичністю, невеликою в'язкістю та значним інтервалом пластичності. Такий же бітум використовується як в'яжуче в полімерасфальтобетоні. При укладанні та ущільненні полімерасфальтобетонної суміші з великим вмістом щебеневих фракцій модифікований бітум з мембрани проникає у нижні шари суміші, заповнюючи її пори.

Таким чином, підвищений вміст еластичного в'яжучого знаходиться в зоні дії дотичних розтягуючих напружень на контакті нового асфальтобетону зі старим покриттям. Це забезпечує максимальну деформативність верхнього захисного шару з одночасним збереженням його мщностних характеристик. Дана технологія впроваджується при науковому супроводі ДерждорНДІ (Кіщинський С.В. і Гончаренко 10.Ф.) у Дніпропетровській області на дорозі Харків-Сімферополь.

Очікуваний економічний ефект від впровадження даної технології складає 6-10 грн. на 1 м2.

Метод холодного ресайклінгуЩе один метод посилення старого дорожнього покриття, коли традиційне перекриття шаром асфальтобетону малоефективне через відбиті тріщини, — це метод холодного ресайклінгу. Без перебільшення можна сказати, що по ресурсозбереженню метод холодного ресайклінгу не має собі рівних, оскільки не передбачає використання великої кількості нових матеріалів, а, відповідно, мінімізує транспортні витрати. Цей метод дозволяє ефективно використовувати матеріали старого дорожнього одягу. Усунення тріщин у старих шарах при холодному ресайклінгу виключає їх відображення у покритті. Проведення дорожньо-будівельних робіт без розігріву старого матеріалу завдає мінімальної шкоди навколишньому середовищу.

В ДерждорНДІ (Головко С.К.) адаптована до місцевих умов і матеріалів технологія холодного ресайклінгу, яка полягає в холодному фрезеруванні асфальтобетонних та інших шарів дорожнього одягу з одночасним введенням у фрезеровану суміш в'яжучого, а також нового кам'яного матеріалу й інших добавок, якщо потрібно; перемішуванні всіх компонентів; розподіленню отриманої суміші у вигляді шару та його ущільненні. Всі перераховані операції здійснюються безпосередньо на дорозі.

Способи холодного ресайклінгу відрізняються видом в'яжучого, що застосовується. Може використовуватися спінений бітум, катіонна бітумна емульсія, цемент, комплексне в'яжуче (цемент та бітумна емульсія або цемент та спінений бітум).

Метод холодного ресайклінгу може бути успішно застосований для переведення перехідних дорожніх одягів у полегшені, а останні — у капітальні. Також даний метод дозволяє здійснити посилення завантаженої смуги руху, не зачіпаючи інших смуг, коли останні ще не виробили свій ресурс. Такі роботи виконувалися на дорозі Київ-Чоп, технологічний момент яких представлений на рис. 5.

У сучасній Європі більш широке застосування для розмітки проїзної частини автомобільних доріг знаходять пластики холодного нанесення. Це — принципово нові, перспективні, економічні матеріали, розроблені з метою підвищення безпеки руху транспортних засобів та пішоходів. В ДерждорНДІ (Гостєв Ю.Г.) розпочато вивчення та науковий супровід впровадження цих матеріалів.

Ці композиційні матеріали створені на основі метакрилових смол, важливим вихідним компонентом яких є складні ефіри акрилової та метакрилової кислот. Холодні пластики — двокомпонентні матеріали. Як затверджувач у них застосовується дібензоїлпероксид у вигляді 50 %-ного порошку або пасти. Його вміст у системі залежить від температури нанесення, а вводиться він безпосередньо перед початком робіт. При понижених температурах додатково використовують прискорювач затвердження. Холодний пластик швидко затверджується за нормальної температури, тобто без розігрівання.

Кольорова гамма холодних пластиків не обмежена, пігментами виступають оксиди металів (діоксид титану, крон жовтий та ін.). Холодний пластик завдяки своїй еластичності витримує теплові навантаження, змінні температури і не розтріскується. Він має високу стійкість до атмосферної дії, хімічну стійкість та зносостійкість.

Розмічальний матеріал має відмінну адгезійну міцність як до асфальтобетонного, так і до цементобетонного покриття.

Холодний пластик (як не один інший матеріал) можна наносити різними способами: ручним — за допомогою кельм або пластмаркерів, а також автоматизованим способом — розпилення або екструзією. Різні методи нанесення дають можливість отримати шар товщиною від 0,3 до 3 мм в залежності від транспортного навантаження.
На сьогоднішній день на дорогах Укравтодору холодний пластик використовується для розмічання пішохідних переходів, стрілок та стоп-ліній.

Статья редактировалась 03.06.2012г.
Источник: Повну версію статті читайте в №1, 2006 журналу «Дорожня галузь України».

>
0(97) 290-09-55
Асфальтирование, строительство дорог в Киеве и Киевской области