Современные технологии приготовления асфальтобетонной смеси и дорожного строительства

Современная наука постоянно предлагает пути совершенствования строительства дорог. Сначала в асфальт стали добавлять бетон, позднее - специальные добавки, улучшающие качество дорожного покрытия. В результате значительно возросла его надежность и сроки эксплуатации. Асфальт становится твердым как камень, не плавится на солнце и выдерживает перепады температур, что раньше приводило к образованию трещин, особенно в зимнее время года.

Лет десять после укладки такое покрытие не требует ремонта. Кроме традиционных составляющих асфальтобетона - гранитной щебенки и отсева, известкового минерального порошка, сейчас в качестве добавок применяют модифицированный битум ГОСТ 6617-76. Битумы нефтяные строительные. При добавлении в битум специальных пластификаторов удается улучшить почти все его технические характеристики: водонасыщение, эластичность, несущую способность, прочность. При этом уменьшается толщина дорожного покрытия, в результате чего достигается значительная экономия средств. Современные технологии, используемые в дорожном строительстве в других странах, позволяют увеличить гарантийные сроки в 1,5-2 раза.

В бывшем СССР такая технология не применялась, а в России ее стали осваивать сравнительно недавно. Хотя вся Европа ее использует уже лет двадцать. В 60-80-х годах прошлого века у нас были построены многие километры дорог с цементобетонным покрытием. Срок его службы лет на десять больше, чем асфальтобетонного, а расходы на эксплуатацию незначительны. Но использование некачественных материалов и нарушения технологии привели к возникновению многочисленных дефектов. А вот ремонтировать такое покрытие намного сложнее, чем асфальтобетонное. Разрушение швов, образование трещин, разрушение поверхности - наиболее часто встречающиеся недостатки такого покрытия. Сейчас, однако, наука позволила пересмотреть отношение к цементобетону. Современные технологии строительства и ремонта дорог позволяют в развитых странах увеличить срок службы такого покрытия до 30 лет. В Западной Европе доля цементобетонного покрытия составляет от 30 до 40% от всей протяженности дорог.

Специалистам известно, что применяемые для строительства дорожных одежд материалы слабо сопротивляются нагрузкам и подвержены накоплению остаточных деформаций. Это обусловлено в первую очередь структурой материала, представляющего собой смесь дискретных частиц разной формы и размеров, способных смещаться относительно друг друга под действием нагрузок.

Использование минеральных материалов являются идеальным решением для создания нижних и верхних слоев оснований дорожных одежд, что позволяет распределять прилагаемые к поверхности нагрузки по определенным площадям несущих конструкций. При применении слабосвязанных минеральных материалов в дорожных покрытиях всегда возникает проблема повышения устойчивости к нагрузкам и сопротивления сдвигу. В ряде случаев она решается введением в конструкцию битумо- или цементосодержащих слоёв. Дорожные покрытия из несвязных материалов обладают недостаточным сопротивлением нагрузкам от транспортных средств, особенно вблизи поверхности и подвержены колееобразованию и разрушению.

Сейчас подобные покрытия широко применяются в Казахстане. Ведь по сравнению с нежесткими покрытия их срок службы раза в 2-3 больше и расходов на ремонт они требуют меньше. Однако, даже имея современные материалы для покрытия, проблема не решается. Рецептура современных высокотехнологичных покрытий слишком сложна для отечественных дорожных машин. Толщина слоя и многие другие параметры должны строго контролироваться, а это невозможно на физически устаревшей и изношенной технике. Посему деньги дорожникам нужны не только на непосредственное проведение работ, но и на освоение технологий современного дорожного строительства, приобретение машин и механизмов, и, наконец, на подготовку и обучение персонала.

Битумные эмульсии нашли широкое применение в дорожном строительстве по всему миру и на сегодняшний день современная технология производства качественных дорог обязательно предусматривает использование различных видов битумных эмульсий.

На сегодняшний день в Казахстане наиболее распространена эмульсия для подгрунтовки. Она применяется в качестве склеивающего слоя между поверхностью дороги и укладываемым новым асфальтобетонным покрытием. В отличие от разливаемого на дорогах России горячего битума, эмульсия гораздо технологичнее. Рабочая температура этой эмульсии - 50-60 градусов.

В отличие от применяемого горячего битума, эмульсию можно распылять на влажное основание. Эмульсия столь же текуча как и вода, поэтому при нанесении на поверхность она затекает в малейшие трещины, проникает в поры основания. Это в совокупности с высокими адгезионными свойствами катионных эмульсий, которые в равной степени хорошо взаимодействуют как с основными так и с кислыми породами, обеспечивают качественное сцепление слоев ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные.

Неудовлетворительное состояние дорожных одежд является результатом неспособности основания выдерживать многократные нагрузки без остаточных деформаций. Технология Geoweb® помогает решить проблему стабилизации оснований и минимизировать деформационные процессы. При этом Geoweb® увеличивает сроки службы объектов и, что особенно значимо, снижает будущие затраты на содержание и ремонт.

Георешётка призвана увеличить сцепление несвязного материала, применяемого в слоях дорожной одежды. При воздействии сконцентрированной или в определенной степени распределенной нагрузки на георешётку её объемная ячеистая структура локализует деформации, которым подвергается заполнитель. При этом пассивное сопротивление смежных ячеек с заполнителем и тесная взаимосвязь заполнитель-ячейка - факторы, обеспечивающие повышение жесткости конструкции.

Рассмотрим преимущества использования георешётки Geoweb® для укрепления дорожных одежд. Основные функции композиции «георешётка + заполнитель».

- создание слоя с высокой изгибной жёсткостью;

- равномерное распределение нагрузок и сокращение разрушающего воздействия на низлежащее земляное полотно;

- предотвращение «расползания» несвязных материалов вдоль обочин;

- ограничение образования колеи даже на слабом земляном полотне.

Сравнение не укрепленных и укрепленных георешёткой материалов показало, что прочность материалов увеличивается более чем на 50% при применении Geoweb®. Кроме того, когда обычно используемый при строительстве дорог материал усилен георешёткой Geoweb®, слои, на которые непосредственно укладывается георешетка, могут выдержать более чем десятикратные циклические нагрузки до того, как появится остаточная деформация, соответствующая конструкции без георешётки.

Георешётка Geoweb® также позволяет использовать в качестве заполнителя материалы более низкого качества. Это особенно важно в местах, где отсутствует заполнитель хорошего или его транспортировка стоит очень дорого.

Георешётка Geoweb®, предназначенная для решения проблем повышения прочности дорожных одежд, применима в следующих случаях:

- дорожные одежды переходного типа;

- дорожные одежды, допускающие устройство слоя из растительного грунта (низшего типа);

- основания нежестких дорожных одежд;

- функциональные площадки различного назначения (складские территории, автопарковочные зоны, территории железнодорожных станций и т.п.);

- причалы для морских и речных судов;

- подушки фундаментов мелкого заложения;

- переправы с низким уровнем воды.

Система Geoweb® может быть спроектирована с учетом особых условий строительства, основанных на соответствии окружающей среде, экологических и эстетических требованиях, особых параметрах гидропотока и соответствующих деформациях. Одной их основных задач проекта является просчет параметров неровности поверхностей русел и гидроэффективности инсталлируемой системы. Дренажные процессы базовых слоев и деформационный потенциал конструкции также формируют неотъемлемую задачу проекта. Что касается дренажных процессов, то разделяющий слой нетканого геотекстиля в совокупности с отводными водостоками составляет эффективную дренажную структуру. Последующие работы с системой и, что особенно важно, очистительные процедуры учтены в дизайне проекта.

В качестве заполнителя секций Geoweb®, применяемые для системы укрепления русел водотоков, может использоваться разнообразные материалы. Выбор заполнителя основан на специфических требованиях проекта.

Заполнитель может включать в себя:

- верхние слои почв с разнообразными вегетативными составляющими;

- смесь различных гранулированных заполнителей;

- виды бетонных смесей различной прочности и отделочных материалов;

- всевозможные комбинации вышеперечисленного для удовлетворения специфических требований проекта.

Далее рассмотрим современные транспортные технологии, применяемые при дорожном строительстве.