CC BY
249
УДК 625.7/8
1СНУЮЧ1 П1ДХОДИ ДО ЗАСТОСУВАННЯ ШАР1В ЗНОСУ ПРИ БУД1ВНИЦТВ1 ТА РЕМОНТЕ АВТОМОБ1ЛЬНИХ ДОР1Г
О.М. Бесараб, доцент, к.т.н., А.М. Онищенко, асшрант, О.О. Жуков, асп1рант, Нацiональний транспортний унiверситет, м. Кшв
Анотаця Наведет iснуючi ceimoei та втчизняш тдходи використання mapie зносу при будiвництвi та peMommi вулиць та автомобшьних дорг. Показано, що застосування таких шapiв дозволяе не тшьки тдвищити експлуатацшш характеристики покриття, але i значною мipою тдвищити несучу здаттсть дорожнього одягу.
Ключовi слова: шари зносу, тонкошapовi покриття, литий асфальтобетон, дренуючий асфальтобетон, щебенево-мастиковий асфальтобетон.
Вступ
Як показуе свгтовий та впчизняний досвщ, використання традицшних асфальтобетонних сумшей для влаштування нових шарш зносу не завжди ефективне, а влаштування шарш за методом поверхнево! обробки вже не задовольняе сучасним вимогам i мае ряд суттевих недолiкiв. Кр1м того, влаштування на невщновленому покрит такого шару призводить до швидкого його руйнування, що в свою чергу призводить до значних перевитрат ресурсiв.
Мета та постановка задач1
У даний час за рубежем при ремонп автомобшьних дорн- влаштовуеться тонкошарове покриття, товщина якого коливаеться в межах 0,5 - 3,0 см. Тонкошарове покриття може знайти застосування як при ремонп юнуючого покриття, так i при новому будiвницгвi, оскшьки таке покриття забезпечуе найкращi умови для руху транспортних засобiв i безпеку руху. Розглянемо напрями використання таких шарiв у дорожньому будiвницгвi передових крахн свiту та деякий досвщ Укра!ни.
Використання шар1в зносу
За результатами аналзу юнуючо! практики будiвницгва автомобiльних дорiг було визначено, що в США на даний час 39 % мереж автомобшьних дорн- вщносяться до категори немощених i 13 % покритi шаром бпумного просочення менше 25 мм. Пд юрисдикцiею i вiдповiдальнiстю мiсцевих оргашв влади перебувае 86 % дорщ понад 50 % яких е немощеними або мають слабке покриття (Iрунтовi, граиев^ покритi шаром бiтуму завтовшки менше 25 мм). На основi цього було об1рунтовано
застосування на даних дорогах тонкошарового покриття з рiзних матерiалiв [1]. Так, у США запатентована конструкция шару зносу тдвищено! мiцностi (для дорожнк покритв), що забезпечуе можливiсть тривало! експлуатацй автомобiлями з шипованими шинами [2]. Шар зносу виконуеться шляхом розподшу щебенево-цементно! сумiшi по поверхш з подальшим заповненням пор розчином полiмерноl смоли. За об'емом шар зносу метить не менше 30 % скелетних матерiалiв, 2 -
20 % цементу i 3 - 20 % води. Пустоти, що утворилися, в об'емi 10 - 40 % заповнюються полiмерним розчином. Як скелетний матерiал може використовуватися роздроблений щебiнь крупнiстю не менше 2,5 мм, шлак та ш. Як дабний заповнювач допускаеться застосування пiску в об'емi не бшьше 25 %. Сумiш готуеться в установках, укладаеться рiвним шаром за допомогою асфальтоукладальника i
ущ№нюеться дорожнiми котками. Попм по поверхнi розливаеться полiмерна смола або розчин на ii основ^ що заганяеться в пори за допомогою гумових скребк1в. Пiсля завершення операци iз заповнення пор полiмерним розчином поверхню рекомендуеться присипати кам'яним дрiбняком, крупнiсть зерен якого становить 1,5 мм.
З метою щдвищення ефективносп використання асигнувань i ресурав у м. Мiссоiла (шт. Монтана) розроблена система планування ремонту i утримання мських дорiг з використанням тонкошарового покриття [3]. Система заснована на визначенш показника стану покриттiв PCJ за наслщками виявлення 13 видв дефекгiв. Чим менше показник PCJ (в межах вщ 1 до 100) - тим гiрше стан покриття. При значенш PCJ менше 50 потрiбна повна реконструкция покриття, вщ 51 до 70 - укладання
нового захисного шару, вщ 71 до 94 - заходи щодо поточного утримання, вщ 95 до 100 - немае необхвдносп в проведенн робгт з утримання покриття. Залежно вщ величини PCJ була визначена черговють ремонту i утримання всх 279 км мiських дорiг (до 1993 р.). Також останнiми роками мюто Фенiкс використовуе щорiчно приблизно 100 тис. т гарячих сумшей на основi гумо-бiтумних в'яжучих матерiалiв для програми укладання шару зносу. Влаштування шару товщиною 2,5 см часто використовуеться на вулицях iз зруйнованим покриттям. Зразок покриття, вщбраний через 3 мiсяцi пiсля укладання такого шару зносу на трщинуватому покритп вулицi, показав здатнiсть матерiалу, виготовленого на основi гумо-бгтумного в'яжучого перекривати основнi дефекти, не руйнуючись при цьому. Незважаючи на те, що у ввдбраному керш з покриття помгтна наявнiсть волосяно! ввдображено1 трiщини в шарi зносу, мюьш iнженери повiдомляють, що трщини починають зароджуватися не ранiше шж через 18 мiсяцiв експлуатацп шару зносу, тодi як при застосуванш традицшних матерiалiв так1 трiщини виникають через 1 - 2 мсящ.
У Канадi [4] при ремонт асфальтобетонних дорожнiх покритпв почали устшно впроваджувати систему Micro-Pave, що характеризуемся влаштуванням тонких шарiв з асфальтобетону, модифшованого полiмерами (polymer-modified asfalt). В li основу покладена шведська система Dura Pave з деякими змшами i доповненнями стосовно умов Канади. Спочатку на суху i чисту поверхню укладаеться вирiвнюючий шар товщиною 9 мм, а потм шар зносу товщиною 10 мм. Укладання тонких шарiв здшснюеться асфальтоукладальником марки Scan Road HD-10, придбаним в Техас (США). Дорожниками шт. Техас у такий спосiб за остант роки було укладено близько 400 тис. т такого асфальтобетону.
Протягом останн1х 20 роюв холодна технолопя влаштування тонких шарiв зносу (ECF) всесвiтньо розширювалася, що простежуеться на досвiдi робгт 1спани i Португали, кра!н Латинсько! Америки [5]. Програма застосування ECF в окремих кра!нах враховуе специфiчнi особливостi регiонiв впровадження, обгрунтовуе рiчнi об'еми робiт з використанням вщповщно! механзацп, тривалостi застосування технологи, економчних показник1в, регулярност повторення укладання шарiв зносу та ш.
У розвинутих Свропейських кранах використовуеться значно бшьша номенклатура тонкошарового покриття як шарiв зносу.
У Нiмеччинi приблизно 40 роюв тому почали розробку систем контролю за станом поверхт дорожнього покриття. Система контролю постшно удосконалювалася, на основi чого здшснювалося планування ремонтних робiт, вщновлення експлуатацiйних параметрiв покриття. На базi розрахункових дорожтх навантажень i виконаних
вимiрювань на поверхт дорн- проводилися уточненi розрахунки руйнувань та пошкоджень. На основi цього i з урахуванням зовшштх факторiв з 1995 р. ведеться розрахункове прогнозування на базi теори багатошарового дорожнього одягу, зокрема утворення колш, трiщин, зниження шорсткосп та зчеплення протекторiв з покриттям i т.п., що дозволяе вести попереджувальн види ремонтних робiт.
Враховуючи, що на територи Нiмеччини зареестрована дорожня мережа загальною протяжшстю близько 600 тис. км в рiзних клiматичних районах, iснуе велика юльюсть варiантiв ввдновлення несучоi' здатносп. Технiчнi норми (ZTV BEA-StS 98), що мютять правила вибору i укладання, орiентуються переважно на тони шари, влаштоваш гарячим способом (DSH).
Близько 30 рокiв в Шмеччит проводяться Iрунтовнi дослвдження конструктивних шарiв зносу гарячого i холодного укладання з бгтумом i з модифшэваними бiтумами. Удосконалюються технолог^' останнiх роюв, а також розробляються рецептури сумшей для тонких шарiв та шляхи оптитзацп цих рецептур. За допомогою таких шар1в вдаеться л1кв1довувати трщини, коли, а також пдвищену пориспсть в покритт1. При лiквiдацil значних дефект1в, включаючи iстотне розтрiскування, устшно застосовуються армуючi полiмернi сiтки, наприклад, Hatelit С фiрми Huesker Synthetic. Сприйняття цими сiтками розтягуючих напружень дозволяе усувати вiдображенi тр1щини.
Досвщ експлуатаци! мiських вулиць та дорц- в Н1меч-чинi св;дчить про високе перевантаження покриття основних автомапстралей мiста, за деякими даними, добова штенсивтсть досягае 180 тис. автомобшв. Збiльшення важкого транспорту призводить до виникнення деформацiй поперечних профiлiв, велико1 кiлькостi кол1й та тр1щин. Як термшовi заходи в мiстах Шмеччини пропонуеться у рядi випадк1в посилення основ, а також використання замикаючих тонких шарiв зносу з використанням литих та дренуючих покритт1в.
Також у ФРН значного поширення набуло укладання тонких захисних шар1в iз дрiбнозернистоi' асфальтобетонно1 сумiшi типу MASTIMAC з високим вмiстом щебеню крупнстю до 5 мм [6]. Мшеральна сумiш може мiстити 70 % за масою високомщного щебеню круптстю 2/5 мм, 9 % дробленого шску, 9 % природного тску, 11,7 % м1нерального порошку, 0,3 % волокон целюлози. Витрата бгтуму складае 7 - 7,5 % за масою. При укладанш захисних шарiв товщиною не бiльше 2 -2,5 см витрата асфальтобетонно1 сум™ не перевищуе 30 - 50 кг/м2 покриття. Для укладання цих сумшей застосовують такi машини, як i для укладання лито1 асфальтобетонноi' сумiшi. Сум1ш1 транспортують в автосамоскидах i ущ]1льнюють дорожнiми котками. Внаслвдок дуже високого вмiсту щебеню таю захист шари мають значну деформативну стiйкiсть i зносостiйкiсть. Завдяки високому вмiсту бiтуму тонкi захист шари мають тдвищений терм1н служби, а отже, е економiчно
ефективними при ремонт дори\
Проведенi дослвджгння в землi Бранденбург (Нмеччина) з 1990 р. дозволили широко використовувати DSK - тонкi шари зносу холодного укладання товщиною до 20 мм на поверхт автомагiсIралей, зокрема при ремонтах, для покращення шорсткосп, лжввдаци нер1вностей, трщин i т.п. Так1 шари забезпечують нормальний рух по дорогах протягом 3 - 5 рокв. Останнiм часом в Шмеччиш впроваджуеться досввд влаштування мшроасфальтобетону з товщинами шарiв зносу 20 - 25 мм, до складу якого входять: дроблений i природний пiсок у спiввiдношеннi ввд 1:1 до 2:1, мшеральний порошок ввд 8 до 12 %, бпум 7 - 8 %. Однак, як показуе досвiд, покриття з мжроасфальтобетону доцiльно застосовувати при експлуатаци дорiг у випадках порiвняно невелико! штенсивносп руху при обмежених швидкостях автомобшв, тому що для таких покритпв характерний недостатньо високий отр зносу та iстотне зменшення коефщента зчеплення при збiльшеннi швидкостi
руху.
Крiм указаних шдходав у Шмеччиш, а також i в шших крагнах, як тонкошаровi покриття досить часто використовують лит1 асфальтобетони iз застосуванням рiзних домiшок як для модифжаци бiтуму, так i асфальтобетонно! сумiшi. Так, був запропонований споаб удосконалення поверхнi дорожнього покриття з литого асфальтобетону пд швидксний рух автомобильного транспорту. Це удосконалення полягае в створеннi на поверхнi подовжшх смужок через 10 - 8 мм одна вщ одно! з утоплюванням у ще гарячий шар асфальтобетону абразивного матерiалу мало! крупносп i незначного розкиду по гранулометри. В ролi такого матерiалу можуть бути використат роздробленi мщш прсью породи або керамчт матерiали. Також у хода будавницгва перетину автомагистралей ВАВ45 i ВАВ66 застосований литий асфальтобетон з домлпкою аморфного кремнезему. Кремнезем у юлькосп 0,25 - 0,30 % за масою вводили в асфальтобетонну сумiш у складi спещального мшерального порошку, що мiсгив також мелений вапняк i стабiлiзуючу домшку Sipemat 22 в юлькосп 0,257 % за масою сумш1 Литий асфальтобетон мютив 25 % мшерального порошку i 7 % бпуму В65, пiсок i базальтовий щебшь фракцш 2/5, 5/8 i 8/11 мм. Його укладали укладальником вщразу на повну ширину покриття 7 м шаром товщиною 3,5 см. Пюля проходу ущльнюючого бруса укладальника по поверхнi покриття розподаляли щебшь, оброблений в'яжучим. Домiшка аморфного кремнезему дозволяе готувати стшкий литий асфальтобетон на менш в'язких бiгумах i одержувати покриття з шдвищеною трщиностшюстю при низьких температурах. Ця домлпкя шдвищуе технологiчнiсть приготування сумiшi на АБЗ, а також усувае неприемний запах у процесi укладання сумш!
3Ha4HÍ дослiдження стосовно застосування тонкошарового покриття здайснено також у Франци.
Асоц1ац1ею мiських iнженерiв i мережею лабораторш моспв i дори- проведене анкетування в 407 мiсгах з населениям понад 15 тис. жител1в про типи мiських дорожнiх одяггв i технологй' влаштування. Аналiз едино! шформацшно! таблиц1 дозволив виявити, що на одного жителя приходиться в середньому по краш 20 м2 мiських дори\ Щорiчно 5,8 % вс1х одяпв перекривають новим шаром. Покриття дори- представлен! асфальтобетонами (78 % уае! площ), брукiвками (6 %), цементобетоном (1 %). У деяких м!стах плоша брук1вок досягае 40 % ус1х покритв. У якосп шар1в зносу використовують поверхневу обробку (10,2 млн. м2/р!к - 53,5 %), асфальтобетони (24 %), тонкошаровi асфальтобетони (14,1 %), спещальш асфальтобетони (5,3 %), мощення, литий асфальтобетон (1,6 %). Загальна площа влаштування еквiвалентна 2,7 тис. км вулиць шириною 7 м. Ц результати висувають вщповгдт вимоги для матер!ал!в i технолог!й поверхневих шар!в зносу.
Як шари зносу у Франци використовують i традицшш матер!али, що застосовуються близько 50 рок!в, i як!сно нов! технологй'. Так, ф!рмою Colas (Франц!я) запатентована поверхнева обробка Emulcol на основ! бпумно! емульсй' Colacid R70A [7]. Швидкий розпад емульсй забезпечують за рахунок введення в момент розливу спещально! речовини ХА. У Франц!! такий матерГал успшно використаний на 50 далянках автомоб!льних дор!г загальною площею 500 тис. м2.
У Франци з 1983 р. при середньому та поточному ремонтах асфальтобетонного покриття укладають шар асфальтобетонно! сумш! (Медифлекс) товщиною 1,5 - 2 см, до складу яко! входить 70 % щебеневого заповнювача, 20 % тску i 10 % биумно! мастики (мшеральний порошок, волокно, бггум). Вм!ст бггуму 6,5 - 7 %. Сумш розподаляють п!сля розливу бпумно! емульсй з добавками еластомеру. Така шдготовка забезпечуе гарне прилипання i водонепрониктсть. Тонкошарове покриття дозволяе одержати високу р1вн!сть i висок! зчшш якосп. Приготування такого асфальтобетону здайснюеться в змшувальнш установш подвшним послгдовним перем!шуванням: спочатку - волокна з заповнювачем, а попм вводять бпум. На даний час укладено 2 млн. м2. При проведенш таких ремонпв використовують звичайш асфальтоукладальники.
Результати дослгджень французько! дорожньо-будь вельно! фГрми Viafrance дозволили розробити чималу к!льк!сть матерГатв для влаштування надтонкошарових шарГв зносу при ремонт! дорожнього покриття [8]. ФГрма виготовляе на сво!х заводах так! основш асфальтобетонш сумшг Microvia укладають шаром 1,5 - 2,5 см, з
використанням щебеню 0/2 - 22 %, 4/6 - 73 %, мшерального порошку - 5 %, в'яжучого Н150 - 6,6 %. Enrovia - поверхнева обробка i тонкошарове покриття (1,5 см): щебiнь 0/10, полДмерний 6iTyM, укладаеться спецiальною машиною. Drainovia -дренуючий асфальтобетон на базi в'яжучого Е80, Renfoova - асфальтобетонна сyмiш з високим модулем пружносп, що укладаеться як шар основи, замДсть пiщано-гравiйних сyмiшей. Укладено близько 1 млн. кв.м таких шарiв зносу, товщиною переважно вдд 1 до 1,5 см. Результатом застосування таких шардв е поеднання високо! якосп i високо! економiчноï ефективностi.
Близько 20 рокiв тому у Франци знов набуло поширення влаштування захисних шардв з холодних бiтyмних шламдв. Новi шламовi сумш вiдрiзняються вДд традицiйних використанням подроблених заповнювачдв, механ1чн1 властивосп яких вщповДдають вимогам до заповнювачдв для гарячих асфальтобетонних сумдшей. Максимальна крупн1сть зерен заповнювачiв збiльшена до 6 - 10 мм. Вмст бiтyмy в шламових сумдшах дещо вищий, шж в асфальтобетон1, причому для приготування шламiв застосовують бiтyмнi
емульси, модифшоват полiмерами. Такi шари влаштовують на дорогах з штенсивтстю руху до 3000 вантажних автомобiлiв на добу.
Необидно вщмпити, що холодна технология влаштування тонких шарiв (ECF) на дорогах практично почала застосовуватися у Франци ще з 1979 р. За цей час вона одержала значний розвиток тут i в багатьох зарyбiжних крашах. А порiвняно швидкий розвиток технологи Slurry seal в США з початку 70-х рр. було щдхоплено в Ндмеччит, Франци, 1спани.
Також у Франци застосовують для укладання тонких шарiв покриття на мiських дорогах литий асфальтобетон з домДшками сiрки (ЛАБС). Його з устхом використовують для проведення ямкового ремонту, ремонту швiв, при влаштувант поверхнево! обробки. Переваги ЛАБС - можливДсть застосування при температyрi ~150 °С. У його складi передбачено ~ 8 % за масою домДшок сiрки, крiм вДдповДдно частки мiнерального порошку. Матерiал виготовляють на АБЗ запатентованими способами, що дозволяе одержувати його в гранулах, упакованих в мiшки по 40 кг.
У Франци вже бшьше десяти рокДв спостерiгаеться поступове зниження питомо! маси гарячо! асфальтобетонно! сyмiшi, що витрачаеться на влаштування 1 м2 дорожнього покриття. Цд показники знизилися з 150 кг/м2 до 50 кг/м2 для асфальтобетонних сyмiшей (АБС). Там змДни були викликан1 економчними мiркyваннями (цдни на нафту), яш примусили переглянути вДдношення до верхнього шару покриття, розглядаючи його лише як шар, що забезпечуе висок1 транспортно-експлyатацiйнi якосп. Для влаштування дуже тонких шарДв з АБС французька дорожня фДрма Grochery Bourdin Chausse розробила спосДб укладання Ассоcduit [9]. СумДш мДстить 80 % заповнювача 0/10, 6 % чистого бДтуму з додаванням органДчних фДбр для полшшення когези розчину.
Покриття Еигс^ий е першим зразком нового типу покриття особливо! тонкости Його розробили в результат! спшьно!' роботи Центрально! лабораторй автомоб!льних мост!в ! дори- Франци (ЦЛМД) ! ф!рми СГРЕГ-РУТИ. Покриття Euroduit мае добре зчеплення (коеф1ц!ент подовжнього тертя при швидкосп 80 км/год - 0,45), макротекстуру (НЕ - 1,8 мм),
поверхневу дренуючу д!ю. Воно значно покрашуе р!втсть (в межах коротких довжин хвиль), !стотно знижуе р!вень шуму (на 2 - 3 дБ при однаковш макротекстур!) ! створюе сприятлив! умови для ремонтно-буд!вельних роб!т.
У Швейцар!! останшми роками при ремонт! дорожнього покриття все бшьше застосовуються дуже тоню шари (менше 20 мм) ! тонк! шари (20 - 40 мм) асфальтобетонно! сумш! завдяки використанню модиф!кованих в'яжучих [10]. Залежно вщ складу сум!ш! ! показник!в розр!зняють чотири класи таких сумшей: мжробетони, макрошорстю бетони, лит! асфальтобетони ! дренуючий асфальтобетон. Незважаючи на в!дсутн!сть нових швейцарських стандартах мжробетотв, останн!ми позначають асфальтобетони АВ3, АВ6, АВ11 ! АВ16, коли !х укладають тонкими шарами (10 - 25 мм замсть 15 -60 мм за стандартом). Макрошорстю бетони характеризуються розривом у гранулометричному склад!, де переважають фракци з максимальними зернами 11 або 16 мм (60 - 80 %), за ввдсутност! пщаних фракц!й ! 10 - 15 % мшерального порошку дозволяють одержати товщину, шо не перевишуе 1,5 максимально! фракци. В'яжуче - модифшэваний б!тум. У Швейцар!! е стандарти на два типи дренуючого асфальтобетону -АВ11 ! АВ16, шо укладаються вщповщно шарами 30 - 40 мм ! 40 -55 мм.
У Фшлянди для ремонту застосовуеться нова технолопя, заснована на використанш випушено! машини, яка одночасно виготовляе холодну сум!ш за системою Pietsch, транспортуе ! укладае !"! [11]. За допомогою тако! машини можна влаштовувати нов! шари зносу товшиною ввд 5 до 15 мм. Вщкривати рух по укладеному шару можна через 30 хвилин п!сля укладання сум!ш!.
Останн!ми роками в 1рландп велика увага при проектуванш ! буд!вництв! автомоб!льних дори-прид!ляеться захисту шар!в основи ввд проникнення в них вологи. З щею метою влаштовують шшьну поверхневу обробку та тонк! асфальтобетонн! шари. При укладанш верхнього шару покриття особлива увага прид!ляеться створенню р!вно! шорстко! поверхн!, шо забезпечуе спйкий рух автомоб!ля ! запоб!гае виникненню явиша г!дратування, шо, як правило, виникае при швидкосп руху понад 75 км/год. Це досягаеться шляхом влаштування пористих асфальтобетонних шар!в зносу, поверхнево! обробки !з застосуванням високомщних кам'яних матер!ал!в ! т.п.
В 1спанп розглянуто склади, властивост! ! визначено област! застосування спец!альних асфальтобетонних сумшей. До них в!дносяться сумш! на б!тум! з додаванням до 30 %
природного тришдатського асфальту. Влаштовують такi покриття товщиною в!д 2 - 3 см до 4 - 5 см iз сумшей на заповнювачах крупнiстю вiдповiдно 0 - 6 см або 0 - 14 см з домiшками 0,5 - 2,5 % за масою заповнювачiв азбесту. Широк! можливосп для модифшування властивостей в'яжучих дае введення пол!мерних добавок. Так! тонш асфальтобетонш покриття з! спещальними властивостями укладають переважно на зб!рш цементобетонш плити ! металев! покриття моспв.
Таким чином, у крашах Свропи, як показуе огляд, все бшьше використовуються шари асфальтобетону високо! несучо! здатносп, що дозволяе !х застосовувати в тонких шарах покриття ! основ. Крш вказаних кра!н, тонкошаров! покриття застосовують також у Гетеборз! (Швещя). У Щдерландах тоню шари з дренуючих сумшей ще з 1971 р. стали широко використовуватися для зниження шуму на 3 - 5 дБ з одночасним пол!пшенням зчеплення м!ж шарами основ ! покриття. Деякого зменшення вартосп шар!в вдалося досягти завдяки переходу на особливо тонк! шари покриття. В Н!дерландах плануеться буд!вництво таких дренуючих покритт!в до 2012 р. на площ! близько 83,5 км2.
В 1нди були виконаш дослвдження надшносп при експлуатаци шар!в зносу р!зно! товщини ! р!зно! пористосп [12]. В результат! були влаштоваш покриття з нап!вщ!льного, щ!льного й укоченого асфальтобетону на 3-х дшянках, товщина шару яких була 40, 65 ! 90 мм. В ц!лому були досл!джен! 9 дшянок. Стан покриття ощнювали за 6 характеристиками: зовшшшм виглядом, наявшсгю трщин, вибо!н, викришуванням, текстурою поверхн! ! нер!вностями, кожну з яких оц!нювали за 10-бальною шкалою. Перш1 5 роюв оцшку не проводили, а шсля цього здшснювали щор!чно. Р!вень експлуатацшно! надшносп приймали у в!дсотках, причому 100 % оц!нювали як в!дм!нний стан покриття. За перюд з 1970 по 1986 р. !нтенсивн!сть руху вантажних автомоб!л!в зросла з 1083 авт./добу до 4570 авт./добу. Результати 16-р!чних досл!джень показали, що вплив товщини шару асфальтобетону б!льш значний для сум!шей з високою порист!стю.
Незважаючи на те, що варт!сть дренуючого асфальтобетону приблизно на 20 % вище у пор!внянн! !з звичайними асфальтобетонними сум!шами, на автомаг!стралях Голланд!1 в!н практично повн!стю 1х вит!снив, оск!льки фактор безпеки руху е визначаючим. За даними досл!дницько1 орган!зац!1 Голланд!1, що знаходиться в м. Вгеикекп, термш служби дренуючого асфальтобетону вище на 20 % в пор!внянн! !з звичайним асфальтобетоном. На 18-му Мтжнародному дорожньому конгреа, що ввдбувся в м. Брюссел в 1987 р., наголошувалося, що дренуючий асфальтобетон перевершуе нав!ть цементобетон за такими показниками: зч!пн! властивост! при низьк!й ! висок!й швидкостях руху, початкова р!вн!сть, безшумн!сть.
В!тчизнян! вчен! ще в колишньому СРСР разом з рос!йськими колегами проводили досить багато досл!джень з питань влаштування шар!в зносу. Так, близько 35 рок!в тому вже було теоретично обгрунтовано використання тонкошарового покриття !з бпумомшеральних сумшей. Вже тод було вщмчено, що влаштування шар!в зносу, особливо методом поверхнево1 обробки, не задовольняе сучасним вимогам. Тому починаючи з с!мдесятих рок!в стали використовувати модиф!кац!ю в'яжучих та асфальтобетонних сум!шей при влаштуванн! асфальтобетонних шарш зносу. Так для шдвищення довгов!чност! почали використовувати перш! пол!мерн! добавки у вигляд! пол!в!н!лхлориду та епоксидно1 смоли.
На основ! дослвджень ! рекомендацш ПпродорНД1 в перюд 1977 - 1981 рр. були влаштоваш шари зносу !з щебеневих б!тумних пастових шлам!в на дорогах загальною протяжн!стю близько 100 км. П!зн!ше, у 80-х роках, як шари зносу почали застосовувати лит! асфальтобетони, як! на той час отримали широке розповсюдження в багатьох кра1нах. Дослвдницью роботи в СоюздорНД1 дозволили уточнити склади литих сум!шей з урахуванням матер!ал!в, що використовуються, а також обгрунтувати область рац!онального використання такого покриття. Дом!шки пол!мер!в в к!лькост! 3 -5 % в!д маси б!туму зб!льшують показники довгов!чност! за тр!щиност!йк!стю за рахунок п!двищено1 1х еластичност!.
Кр!м гарячих способ!в укладки поверхневих шар!в, у той час проводили фундаментальн! досл!дження б!тумоемульс!йних сум!шей. Перш! спроби влаштування таких шар!в зносу за рекомендац!ями СоюздорНД показали доцшьшсть !х використання. Склад розроблених сум!шей був такий: 50 - 60 % щебеневого матер!алу, 30 - 40 % шску та 10 - 12 % м!нерального порошку. Шари зносу на таких матер!алах в!др!знялися п!двищеною водо-та морозостшистю, а отже, ! бшьшою довгов!чшстю.
У юнщ 80-х роюв при влаштуванш шарш зносу почали використовувати б!тумн! мастики зам!сть бггуму. Це дало можливють шдвищити яюсть ! терм!н служби шару поверхнево1 обробки. Б!тумна мастика являе собою сум!ш б!туму ! вапнякового м!нерального порошку або низькомарочного цементу у сп!вв!дношенн! 1:1. Для 11 приготування використовують в'язю бпуми р!зних марок. Як кам'яний матер!ал рекомендуеться застосовувати щебшь !з твердих порвд каменю (гранпу, андезиту, базальту й !н.). Техн!ко-економ!чна перевага використання б!тумно1 мастики зам!сть б!туму для поверхнево1 обробки, особливо в м!ських умовах, шдтверджена результатами лабораторних ! дослвдно-виробничих роб!т.
Сьогодн! в Рос!1 на основ! досл!джень, проведених 30 - 40 роюв тому, застосовують р!зноматтш види шар!в зносу з використанням р!зноман!тних в'яжучих.
Так, наприклад, у м!ських умовах у Ростов!-на-Дону щор!чно обробляють бшьше 300 тис. м2
дор^ поверхневою обробкою спещального складу. Роботи виконують за технологieю, розробленою Ростовським НД1 АКХ.
Дослвдження, проведенi на кафедр «Дорожньо-будiвельнi матерiали» МАД, дозволили розробити новi види тонкошарового покриття на основi мастик. Враховуючи те, що тонк1 покриття з гарячих сумiшей повиннi забезпечувати мщне прилипання до старого покриття, було запропоновано застосовувати бiтумопiщанi i бiтумощебеневi мастики, яш мають щдвищену здаттсть до зв'язування з iснуючим покриттям.
Проведет дослщження в ГП РОСДОРНД1 стльно з Федеральною дорожньою адмiнiстрацieю департаменту транспорту США дозволили розробити та влаштувати яшсно новий вид ремонтного макрошорсткого шару покриття товщиною ввд 3,5 до 6 см з бгтумомшерально! вдарите! (БМВ) сумiшi, що вiдрiзняeться пiдвищеною довговiчнiстю вiд попередшх аналогiв.
У незалежнш Украiнi починаючи з 90-х рокiв проводилося чимало дослвджень щодо влаштування шарiв зносу представниками таких наукових колективiв, як НТУ (КАД1, УТУ), ХНАДУ (ХАДГ), ДерждорНД1, ДонДАБА та ш. Представниками цих наукових шк1л були удосконалет як iснуючi щдходи до влаштування асфальтобетонних шарiв зносу, так i розробленi новi технологи 1х застосування [13, 14].
Дослвдження, проведенi науковими школами ХНАДУ (ХАД1), ДонДАБА, шдтвердали можливiсть застосування литих гарячих сумшей для влаштування поверхневих асфальтобетонних шар1в зносу.
До спецiальних видв покриття можна вщнести щебенево-мастиковi сум^ з витратою бiтуму 6,5 % при крупносп щебеню 0 - 10 мм i 7,5 % при 0 - 5 мм. Дренуючий асфальтобетон з 15 - 20 % пор також вщноситься до спецальних матерiалiв, що сприяють щдвищенню безпеки руху, як i його остання модифжащя - натвжорстке покриття, в якому в пори укладеного матерiалу вводиться швидкотвердючий розчин на основi епоксидно! смоли або цементного шлаку.
Висновок
Таким чином, аналiзуючи iснуючi рiзновиди шарiв зносу, можна зробити висновок, що в розвинутих крашах тонкошаровi покриття використовуються у великш кiлькостi. Однак для ефективного застосування тонкошарових покритпв необхвдно виршити двi основнi задачi. Перша задача - розробка складiв сумiшей для тонкошарових покритпв, друга - розробка методiв розрахунку 1х на довговiчнiсть.
Лiтература
1. Автомобильные дороги с тонкослойным
покрытием (США). Thin-surfaced pavements / Geoffroy D. N. // NCHRP Synth. - 1998. -№ 260. - С. I - VI. 1- 112.
2. Слой износа повышенной прочности. Wear resistant
pavement structure: Пат. 4915539 США, МКИ4 Е 01 С. 5/06 / Yoshikane Jonu, Nakanishi Hiromitsu, Jakei Shinichi, Kajino Jatsushi.
3. Ремонт городских дорог. Management System
Shapes Complex Repair Program // Public Works. - 1990. - 121, № 10. - С. 98-100.
4. Улучшение покрытий тонкими слоями асфальтобетона. Speeding up the paving process /Biefer M. // Can. Constr. Rec. - 1990. -103, № 9. -
С. 16-18.
5. Развитие холодной технологии слоев износа на
Пиренейском полуострове и в странах Латинской Америки. Le marche des enrobes coules a froid dans la peninsule iberique et en Ameiique Latine / Fernandes del Campo J. A. // Rev. gen. routes et aerodr.- 1997. - № 749. - C. 26
- 30.
6. Тонкошаровi асфальтобетонш покриття. Straßenerhaltung mit dünnen Deckschichten im Heißeinbau. Rode Franz, Kurth Norbert. «Butumen». - 1986. - 48, № 3. - С. 118 - 123.
7. Поверхнева обробка. Emulcol de Colas: un
nouveau concept de l'enduisage pour travailler en toute saison. «Chant. Fr.». - 1986. - № 187.
- С. 20 - 21.
8. Новые технологии содержания дорожных
покрытий, применяемых фирмой Viafrance (Франция). Des procedes issus de techniques eprouvees // Route actual. - 1991. - № 6. - С. 60 -62.
9. Accoduit - новая технология укладки
тонкослойного горячего асфальтобетона. Accoduit. Pourquoi faire complique quand on peut faire simple / Conan Joel, Martineau Joes // Rev. gen. routes et aerodr. -1990. - 64, №680. - С. 92 - 94 .- Парал. фр., англ.
10. Тонкослойные асфальтобетонные покрытия.
Revelement de chaussees en cruches inhabituellement minces /Dumont Andre-Gilles //Strasse und Verkehr. - 1991. - 77, № 12.
- С. 719 - 720.
11. Применение холодного микроасфальта при
ремонте покрытий на аэродромах. Mikrokaltasphalt zur Sanierung von Run- und Taxiways auf Flughafen // BD: Baumaschinendienst. - 1992. - 28, № 3. - 225 с.
12. Характеристика асфальтобетонных покрытий
- влияние толщины слоев и плотности. Performance of asphaltic concrete surfacing effect of lager thickness and denseness /Shukla R.S., Gokhale Y.C, Ram Agia //Indian Highways. - 1991. - 19, № 7.- С. 36- 46.
13. Островерхий О.Г. Проектування тонкошарових емульсшно-мшеральних покриттiв дорожнiх одяпв: Автореф. дис... канд. техн. наук. - К., 2002. - 16 с.
14. Савенко В.Я., Касьшв В.1., Фещенко Г.М.,
Островерхий О.Г. Розробка техшчних умов на емульсiйно-мiнеральнi сумiшi та Гх
класифiкацiя // Вiсник ХНАДУ. - 2002. -С. 114 - 117.
Рецензент: В.К. Жданюк, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцii 11 вересня 2006 р.
