Автомобільна дорога, як будь-який інженерна споруда, розрахована на певний термін служби, за який вона піддається впливам транспорту і погодно-кліматичних факторів. Найбільш незахищеним елементом дороги є асфальтобетонне покриття.
Через навантажень і перевантажень матеріали дорожнього покриття зношуються і старіють. Знос відбувається і з інших причин, наприклад через початкового невисокої якості матеріалів, нетехнологічними виконання дорожньо-будівельних операцій. Поширеною технологічної помилкою є недостатнє ущільнення дорожнього полотна, через що з часом утворюються нерівності, деформації, лущення, викришування, тріщини, відколи, вибоїни, ями.
Практика встановила, що щорічно локальний поточний ремонт покриття потрібно для 2. 3% загальної площі дороги. Коли серйозні пошкодження та дефекти досягають 12. 15%, загальноприйнято ставити на ремонт всі 100% цієї площі. Систематичне «лікування» дорожнього покриття здійснюють різними методами, засобами і матеріалами, що в сукупності визначає якість, термін служби і вартість, т. Е. Ефективність ремонтних робіт, головна мета яких - забезпечити на дорозі безпечний рух автотранспорту з дозволеної Правилами дорожнього руху швидкістю.
У Росії ремонт дорожніх покриттів виконують найчастіше з настанням стійкої теплої, не нижче +5 ° С, і сухої погоди, хоча потреба в проведенні термінового позапланового або аварійного ремонту виникає практично в будь-який час року і при будь-яких погодних умовах.
Вибір технологічного методу ямкового ремонту повинен відповідати певним вимогам або критеріям. Закладення дефекту повинна бути високої якості і відповідати необхідним показниками щільності, міцності, рівності і шорсткості основної частини покриття. Відремонтована ділянка в результаті правильно проведеної роботи прослужить довго. Для дотримання технологічного процесу ремонту дорожнього покриття необхідна наявність або доступність необхідних матеріалів, машин і установок. Залежно від погодних умов вибирають метод ремонту простий або складний, але в будь-якому випадку він повинен відповідати критеріям оперативності для своєчасного відкриття дорожнього руху. І, природно, ремонтні роботи повинні бути низьковитратних.
У Росії на більшій частині доріг з удосконаленим типом покриття покладений асфальтобетон (95. 96%), тому основна кількість і найбільша різноманітність ремонтних матеріалів, машин, технологій і нових розробок відноситься саме до асфальтобетонним покриттям.
Найдоступнішим і поширеним методом їх ремонту є ямковий ремонт гарячої асфальтобетонної сумішшю, оскільки в розпорядженні дорожніх служб є широка мережа заводів з виробництва асфальту і все традиційні вихідні матеріали (щебінь, пісок, мінеральний порошок, бітум), необхідні для приготування суміші.
При використанні гарячої технології якість закладення дорожнього покриття дуже високе, але цей метод ремонту залежить від погодних умов і точності дотримання технології, в тому числі жорсткого температурного режиму. У меншій мірі це вплив позначається в разі застосування холодних бітум сумішей і матеріалів на основі рідких або розріджених бітумів і бітумних емульсій.
Російські дорожники повільно освоюють альтернативні матеріали, особливо на основі бітумних емульсій, хоча ця група технологічних методів ремонту популярна в багатьох країнах завдяки простоті і менш суворим правилам і вимогам до погодних умов, високою економічністю і більш тривалого сезону для використання такого покриття.
До третьої групи можна віднести ремонт із застосуванням нетрадиційних і мало поширених в дорожній галузі сумішей на основі бітумних, полімерних, полімербітумних, цементних та інших в'яжучих спеціальних матеріалів. Їх використовують лише в особливих випадках, наприклад при аварійному ремонті, закладенні дефектів на цементобетонних покриттях, на покриттях мостів і т. П. Вибір методу ямкового ремонту покриттів автодоріг і мостових споруд є правом і обов'язком замовника і підрядника робіт. При цьому не слід ігнорувати вимоги, рекомендації та результати нових розробок і практичного досвіду, в першу чергу при підготовці дефектного місця для ремонту. Правильно виконані підготовчі роботи сприяють виконанню ямкового ремонту з високою якістю, а значить, дотримання вимог ГОСТ Р 50597-93 і гарантують повноцінну експлуатацію дорожнього покриття 3. 4 роки і більше (в деяких країнах гарантію на ямковий ремонт дають на 5 років).
Підготовка ремонтується місця покриття включає в себе декілька операцій:
1. розмітку кордонів ремонту вибоїн прямими лініями уздовж і поперек осі дороги із захопленням незруйнованим шару покриття на 3. 5 см, при цьому кілька близько розташованих вибоїн об'єднують одним контуром або картою;
2. розламування і видалення обрізаного матеріалу покриття за допомогою відбійного молотка з відповідним наконечником. Відбійний молоток гідравлічного типу масою зазвичай 16. 20 кг підключають або до спеціальної малогабаритної переносної гідростанції з двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ), або до гідроприводу задіяних в технологічному процесі ремонту самохідної холодної фрези, самохідного віброкатка або іншої машини.
В окремих випадках для такої роботи можна застосовувати пневматичний відбійний молоток потужністю 0,8. 1,0 кВт з підключенням його до компресора з витратою повітря не менше 0,5 м3 / хв і тиском не нижче 6. 7 атм;
3. підготовку до ремонту вузьких і довгих вибоїн площею понад 2. 3 м2 або тріщин зі зруйнованими краями, для чого доцільно використовувати холодні фрези, а також вирізку, вирубку або холодне фрезерування матеріалу ремонтується місця покриття по окресленому контуру на всю глибину вибоїни, але не менше товщини шару покриття, при цьому бічні стінки повинні бути вертикальними. Існують холодні фрези різних видів: малогабаритні і компактні самохідні, причіпні або навісні, зрізують дефектний матеріал покриття шириною 200. 500 мм на глибину 50. 150 мм. Зазвичай за годину безперервної роботи фреза може пройти 2300 м погонного довжини. На значних площах зруйнованого покриття можливе застосування більших холодних фрез з більшою шириною зрізаного матеріалу (500. 1000 мм) і максимальною глибиною до 200. 250 мм. Окремі моделі холодних фрез додатково оснащені стрічковим транспортером, що подає зрізається матеріал в ківш фронтального навантажувача або кузов транспортного засобу, що помітно скорочує обсяг ручних робіт;
4. очистку дна і стінок місця ремонту від дрібних шматків, крихти, пилу, бруду і вологи, для чого в основному використовують допоміжні машини типу «пилосос» фірми Johnston або щіткові;
5. обробку дна і стінок тонким шаром рідкого (гарячого) або розрідженого бітуму або бітумоісткого емульсії. Обробку або Підгрунтовку дна і стінок оконтуренной вибоїни, очищеної від дрібних шматків і пилу, тонким шаром рідкого бітуму або бітумної емульсії (витрата бітуму 0,3. 0,5 л / м2) можна виконувати з використанням тих коштів, які є в наявності (бітуморазогреватель пересувний, бітумний котел, автогудронатор, дорожній ремонтер і т. п.). При цьому слід мати на увазі, що надмірна мастило бітумом, як і недостатня, знижує якість зчеплення нового шару покриття зі старим. Дуже ефективні для змащення вибоїни малогабаритні установки (5 к.с.), що подають насосом бітумну емульсію в розбризкують сопло ручної вудки зі шлангом довжиною 3. 4 м. Є і більш прості агрегати і установки з подачею емульсії з бочки ручною помпою або переносним насосом з ДВС. При малих обсягах робіт і невеликих розмірах вибоїни Підгрунтовку емульсією можна виконувати з переносних ємностей (10. 20 л) з розбризкуванням стисненим повітрям за принципом пульверизатора.
Як сказано вище, для ремонту краще використовувати гарячу асфальтобетонну суміш з АБЗ, де її приготують з високою якістю і найменшими витратами. Доставляти суміш з АБЗ до місця ремонту доцільно транспортним засобом, обладнаним спеціальним термосного бункером, що зберігає суміш в гарячому стані кілька годин. У деяких країнах (Німеччині, Голландії, Швеції та ін.) Нормативними документами узаконено обов'язкове застосування теплоізольованих контейнерів (термосних бункерів) на ремонт дорожніх покриттів, так як укладається суміш з температурою нижче 110. 120 ° С вважається браком.
Зазвичай термоконтейнери зарубіжного виробництва в залежності від типорозміру і потреб вміщають від 2. 2,5 до 8. 10 т гарячої суміші (обсяг 1,5. 6 м3) і зберігають її високу температуру, в тому числі за рахунок невеликого підігріву, протягом усього робочого дня. Прикладом подібного найбільш досконалого вітчизняного засобу доставки гарячої суміші з ефективним термосного бункером місткістю 4 м3 (вистачить для закладення приблизно 80. 100 вибоїн і ям розміром близько 100х100х5 см) може служити універсальна машина ЕД-105.1.
Машина для ремонту доріг гарячою сумішшю ЕД-105.1 призначена для механізації ямкового ремонту доріг з покриттям з асфальтобетону та бітумномінеральних сумішей (ліквідація ямковості, ремонт картами) при температурі навколишнього середовища не нижче +4 ° C і при відсутності сніжного покриву. До складу ремонтного комплексу входять: кабіна для обслуговуючого персоналу, кабіна для технологічного обладнання, термос-бункер для асфальтобетону, котел бітумний, компресор, обладнання для отримання гарячої повітряного струменя ( «Хот-дог» - ліцензійне виробництво), віброплита VS-134 (опція) , обрізувач крайок CS-146 (опція), краскопульт, пневмодрель, відбійний молоток. Привід гідронасоса і компресора здійснюється від двигуна автомобіля через коробку відбору потужності.
Для переміщення матеріалу всередині бункера служать шнеки, що приводяться в рух через редуктор. Видача розігрітого бітуму здійснюється бітумним насосом.
Раніше таких спеціалізованих транспортних засобів в Росії не було. Цей ремонтер оснащений усіма необхідними матеріалами, інструментом і пристосуваннями (гаряча суміш, бітум для підгрунтовки, гідромолоток, віброплита і ін.). На жаль, часто використовувані для перевезення суміші бункера російських розкидають пісок КДМ не можуть забезпечити збереження тепла суміші, особливо ранньої холодної весни або сирої пізньої осені, що значно знижує якість і скорочує термін служби закладення вибоїн.
У тих випадках, коли АБЗ не працює (пізня осінь, зима і рання весна) або якщо дальність перевезення суміші з АБЗ занадто велика, рекомендується використовувати технологію рециклінгу - вторинної переробки асфальтобетонного матеріалу у вигляді шматків, брухту або продуктів фрезерування (крихта) шляхом його розігріву і ретельного перемішування на місці ремонту в спеціальній причіпний або самохідної машини - рециклера. Перемішування завантажуються матеріалів відбувається гравітаційним способом в циліндричному барабані, обладнаному лопастями і спеціальним пальником. Маса одного замісу (місткість барабана-мішалки) в залежності від типу і розмірів рециклера становить від 200 до 1600 кг. Час приготування одного замісу після завантаження матеріалу і розігріву барабана до необхідної температури - 10. 20 хв.
Найбільш ефективно рециклер працює, якщо в нього завантажують дрібну асфальтобетонну крихту, отриману шляхом холодного фрезерування. Для поліпшення властивостей суміші при завантаженні крихти або кускового лома рекомендується додавати твердий або напівтвердий бітум в кількості 1. 2% по масі. Порційну або повне вивантаження гарячої суміші з рециклера виробляють безпосередньо на ремонтується місце або в малогабаритну ручний візок або ківш навантажувача для подачі суміші до місця укладання.
Економічна ефективність і доцільність використання технології рециклінгу дуже висока. При наявності асфальтобетонної крихти або кускового лома на місці закладення вибоїн витрати на ямковий ремонт можна знизити на 50. 60% в порівнянні з доставкою нової суміші з АБЗ, однак Рециклери в Росії поки не прижилися.
Струменево-ін'єкційна холодна технологія закладення вибоїн на дорожніх покриттях з допомогою бітумної емульсії є зараз однією з найбільш передових і прогресивних, незважаючи на те, що в деяких країнах Європи і в Америці її застосовують давно і успішно. Суть технології в тому, що всі необхідні операції виконують робочим органом однієї машини (установки) самохідного або причіпного типу.
Підготовка вибоїни до ремонту зводиться фактично тільки до ретельної її очищення від пилу, сміття і вологи шляхом продувки високошвидкісним струменем повітря, промиванні і обробці поверхні вибоїни бітумною емульсією. Операції обрізки, розлому або фрезерування асфальтобетону навколо вибоїни в цій технології можна не проводити.
При закладенні вибоїни її заповнюють дрібним щебенем, змішаним з бітумною емульсією. За рахунок залучення і подачі щебеню повітряним струменем його укладання в вибоїну відбувається з високою швидкістю, що забезпечує гарне ущільнення, практично виключає необхідність додаткового використання віброплит і віброкатків. Подібні агрегати і машини передбачають вихід ремонтера-машиніста з кабіни транспортного засобу для виконання ямкового ремонту позаду автомобіля або причепа.
Для ямкового ремонту по струменево-ін'єкційної холодної технології рекомендується використовувати чистий дрібний щебінь фракції 5. 10 (15) мм і швидко розпадається катіонну (для кислих кам'яних порід, наприклад граніту) або аніонну (для основних кам'яних порід, наприклад вапняку) бітумну емульсію 60% -ної концентрації. Витрата емульсії для підгрунтовки вибоїн і обробки щебеню в камері змішання машини орієнтовно може становити 3. 5% по масі щебеню (по витраті бітуму - не більше 2. 3%).
Агрегат можна стаціонарно монтувати на причепі або на шасі МАЗ, КамАЗ. Основний машиною для ямкового ремонту методом пневмонабризку для російських шляховиків стане і нова модель ЕД-205м, пропонована ЗАТ «Коминвест-АКМТ». До складу машини входять:
- базове шасі, КамАЗ-55111, МАЗ-533603-240, причіп;
- двосекційний бункер для двох фракцій щебеню: 5. 10 мм - 2,4 м3, 10. 15 мм - 2,4 м3;
- підігрівається і утеплена ємність на 1300 л для емульсії з контролем рівня емульсії в баку;
- ємність для води на 1000 л;
- повітродувка для пневматичної подачі щебеню високої продуктивності (від 13 до 24 м3 / хв);
- два шнека для подачі щебеню з відсіків бункера в трубопровід з регульованою швидкістю обертання гідромоторів;
- два діафрагменних насоса для подачі емульсії і води з регульованим тиском;
- економічний дизель з повітряним охолодженням потужністю 38 кВт (HATZ або Deutz) з плавним регулюванням частоти обертання з пульта оператора;
На закінчення варто сказати про декілька «але», які можна охарактеризувати як причини другої російської проблеми - поганих доріг. При проведенні ремонтних робіт в дощ і сніг, коли важко або взагалі неможливо очистити вибоїну від вологи, пилу та сміття, порушується технологія, а отже, скорочується термін служби відремонтованої ділянки - він рідко перевищує пару місяців.
Слід розділяти методи і засоби механізації ремонту в залежності від стадії руйнування і класифікації доріг. Треба намагатися проводити ремонт на ранніх стадіях, коли тільки з'являються тріщини. Не слід допускати до ремонту підрядні організації, які, експлуатуючи дешеву нелегальну і, як наслідок, непрофесійну робочу силу, проводять ремонт кустарними методами: перевозять гарячу асфальтову суміш самоскидами і КДМ, а розподіляють, вирівнюють і ущільнюють її вручну лопатами і граблями. Такі заплатки мають вигляд «кострубатою наліпки» і довго не служать.