ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЯМОЧНОГО РЕМОНТА АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОГО ПРОГРЕВА

Ямочный ремонт асфальтобетонного покрытия методом инфракрасного прогрева – это ресурсосберегающая технология, которая потенциально позволяет производить ямочный ремонт дорожного покрытия круглый год и создать износостойкое, долговечное покрытие, чем при ремонте обычными методами. Основным преимуществом метода инфракрасного прогрева перед обычным – отсутствие холодных соединений и швов. На рисунке 1 представлен шов при обычной технологии (а), срезка старого материала и заполнение ямы новой асфальтобетонной смесью, и инфракрасного прогрева (б). При ямочном ремонте методом инфракрасного прогрева шов имеет почти плавный переход к существующему материалу дорожного покрытия и исключает холодные швы, которые являются причиной разрушения отремонтированных ям. Несмотря на то, что метод инфракрасного прогрева используется на протяжении уже более 10 лет в США и Канаде, в России этот метод применяется крайне редко. Основными причинами являются в основном неизвестные свойства нового материала на участке ремонта и отсутствие стандартизированных методов, технических условий и процедур контроля качества.

Рисунок 1. Вид сверху на швы при (а) обычной технологии и (б) методе инфракрасного прогрева

Технические условия для выполнения горячей регенерации дорожного покрытия доступны на государственном уровне от Федерального управления автомобильными дорогами США и Инженерного Корпуса Армии США, так и на уровне штатов для Аризоны, Калифорнии, Флориды, Нью-Йорка и Техаса. Было также установлено, что некоторые организации сами разработали технические условия. Тем не менее, для метода инфракрасного прогрева существует гораздо меньше пригодных технических условий. При поиске существующих технических условий для ямочного ремонта дорожного покрытия методом инфракрасного прогрева были обнаружены методические рекомендации/технические условия от Somerset County NJ [3], Canon City CO [2], и AASHTO Technology Implementation Group [1]. Сходства и различия между этими техническими условиями приведены на рисунке 2. Эти существующие технические условия были использованы в данной работе при разработке методических рекомендаций.

Существующие технические условия по многим пунктам схожи, но ни один из трех по отдельности не имеет достаточного, полного описания процесса, связанного с методом инфракрасного прогрева. Большинство рекомендаций и технических условий основаны на обычных методических рекомендациях для стандартной технологии строительства асфальтобетонных покрытий. Некоторые требования присущие методу инфракрасного прогрева, установленные в качестве обязательного в технических условиях, обычно трудно выполнить на месте производства работ. Например, в нормативно-технической документации есть требования о надлежащем уплотнении, но не уточняется, как выполнить оценку уплотнения на практике, либо через число проходов катка или с помощью плотномера. Требования Canon City и Somerset не нормируют расход битумной эмульсии. Это может быть причиной разрушения отремонтированного участка, так как слишком большой расход битумной эмульсии может быть причиной мягкого и подверженного к колееобразованию и выбоинам покрытия, в то же время слишком малый расход может стать результатом непрочного и склонного к трещинообразованию покрытия.

Рисунок 2. Сравнение трех технических условий по технологии производства строительных работ методом инфракрасного прогрева

Основываясь на существующих технических условиях и результатах исследований были разработаны методические указания по выполнению ямочного ремонта методом инфракрасного прогрева. Требования по выполнению работ:

1. Определить, разметить и измерить область, подлежащую ремонту, по согласованию с представителем заказчика.

2. Требования к климатическим условиям. Запрещается вести работы на влажном покрытии или во время дождя. При сильном ветре для минимизации конвективных тепловых потерь необходимо использовать металлический экран, который закрывает ¾ внешней стороны нагревателя с подветренной стороны.

3. Очистка места проведения ремонтных работ. Тщательно подмести, продуть воздухом участок, подлежащий ремонту, чтобы удалить грязь и мусор.

4. Прогрев области, подлежащей ремонту, выполняется при помощи инфракрасного оборудования до температуры, которая позволяет перемешивать размягченное асфальтобетонное покрытие, но при этом не допускается окисление или сжигание материала покрытия.

5. Инфракрасный нагреватель устанавливается на высоте 25-35 см от существующей дорожной одежды и центрируется над поврежденной областью.

6. Нельзя перегревать поверхность выше 175°С. Измерения температуры производятся при помощи термометра или пирометра. Если температура покрытия превышает допустимую, необходимо удалить перегретый материал.

7. Прогрев прекращают, если существующее покрытие может быть разрыхлен граблями на глубину 5 см.

8. После прогрева верхние 0.6 – 1.25 см материала покрытия должны быть удалены, чтобы убрать обугленный материал. Если температура поверхности превышает 175°С, то на каждые 35°С должно быть удалено еще 1.25 см материала.

9. Битумная эмульсия равномерно распыляется на поверхность нагретого асфальтобетонного покрытия расходом 0.5 - 2 л/м². Расход битумной эмульсии для каждой ямы, должен быть зафиксирован в отчете.

10. Используя ручные грабли, разрыхлить и тщательно перемешать ремонтируемый участок на глубину 5 см. При необходимости дополнительно добавить новую горячую асфальтобетонную смесь.

11. При укладке дополнительной горячей асфальтобетонной смеси температура поверхности не должна быть ниже 110ºС. Температура поверхности во время укладки должна быть зафиксирована в отчете.

12. Повторно разровнять участок ремонта вручную при помощи грабель, чтобы он соответствовал уровню существующего покрытия.

13. Уплотнить поверхность вибрационным катком. Поверхность должна быть ровной, плотной и соответствовать уровню существующего покрытия. Сначала выполняется уплотнение по наружному периметру, чтобы обеспечить термальную связь с существующим дорожным покрытием.

14. Если необходимо уплотнить более 5 см, следует укладывать и уплотнять в несколько слоев.

15. Если во время уплотнения возникает выдавливание материала, вибрационный каток необходимо перевести в статический режим, или необходимо дать остыть покрытию в течение небольшого промежутка времени, затем возобновить уплотнение.

16. Температура покрытия во время уплотнения не должна опускаться ниже 100ºС. Температура покрытия при уплотнении должна быть зафиксирована в отчете.

Список литературы:

1. American Association of State Highway and Transportation Officials. Maintenance Specification Section 00856 Infrared Bituminous Seamless Pavement Repair. Washington, 2010. – 3 p.
2. Canon City. Maintenance Specification Section 02740 Flexible Pavement. Department of Public Works. Colorado, 2008. – 12 p.
3. Somerset County. Specifications and Fee Schedules For Road Openings. Department of Public Works. New Jersey, 2009. – 24 p.