Новые технологии в дорожном строительстве
Каждое современное предприятие для достижения высоких результатов производственной деятельности стремится использовать новые технологии и современные научные разработки. Российское АО "Центродорстрой" широко внедряет в практику дорожного строительства наиболее интересные предложения ведущих отраслевых и учебных институтов. Все предприятия ОАО "Центродорстрой" заняты круглогодично несмотря на сезонность дорожного строительства. Так, для обеспечения непрерывности производственных процессов 90% объемов работ по сооружению земляного полотна проводится в зимнее время.
Наука и техника
Ограниченные сроки выполнения технологических операций по возведению земполотна при отрицательной температуре потребовало применения новых, прогрессивных технологий работы с грунтом. Его уплотнение на объектах Центродорстроя производится высокопроизводительными вибрационными гладковальцовыми и кулачковыми катками Bomag, Hamm. Необходимое количество проходов катка по одному следу, толщина уплотняемого слоя, скорость движения катка, конфигурация наружной поверхности вальца (гладковальцовые, кулачковые) отрабатываются и назначаются в ходе пробного уплотнения на пионерном участке. При оптимальной скорости движения 1,5-2,5 м/час катки обеспечивают уплотнение песчаных грунтов толщиной слоя 0,7-1,2 м за 4-6 проходов по одному следу и за 6-10 проходов глинистых и суглинистых грунтов толщиной слоя 0,5-0,6 м.
Для обеспечения стабильности и устойчивости насыпи применяется комплекс конструктивных мероприятий и решений:
1) рабочая отметка насыпи (высота земляного полотна), при минимальном значении которой применяется золоматериал, для первого и второго типов местности по характеру и степени увлажнения должна быть >2 м, для третьего типа — >2,5 м;
2) устройство дренирующего слоя из песка в основании насыпи;
3) верхняя часть насыпи, входящая в рабочий слой, выполняется из дренирующего грунта;
4) устройство защитного слоя на откосах насыпи;
5) укрепление обочин земляного полотна и обеспечение водоотвода;
6) применение отходов ТЭЦ для сооружения земляного полотна дает значительный экономический эффект без снижения темпов строительства и решает проблемы экологии.
Для обеспечения несущей способности земляного полотна на участках слабого естественного основания в зависимости от состояния грунта и требуемой прочности в “Центродорстрое” широко используются геотекстильные материалы Hate, Typar, Hatelit и отечественный Дорнит. Они применяются также при устройстве конструктивных прослоек в рабочем слое земляного полотна и в конструктивном слое дорожной одежды в качестве дренирующей прослойки, служат капилляропрерывающим слоем для защиты конструктивного слоя дорожной одежды от увлажнения снизу, используются как фильтры против заиливания при устройстве дополнительного слоя основания из песка, дренажей мелкого и глубокого заложения.
Для создания благоприятного водно-теплового режима земляного полотна, сооружаемого из тяжелых суглинков на участках автомобильной дороги "Дон", реализуются разработки СоюздорНИИ по устройству теплоизолирующего конструктивного слоя дорожной одежды из полистирольных плит пеноплекса отечественного производства. Плиты пеноплекса толщиной 8 см укладываются на всю ширину дополнительного слоя основания (15,6 м) на уплотненный выравнивающий слой из песка толщиной 10 см с креплением металлическими стержнями. Непосредственно над пеноплексом устраивается защитный слой из песка толщиной 20 см, выполняющий также и роль дренирующего слоя. На участках сопряжения дорожной одежды с теплоизолирующим слоем и без него для предотвращения возможного образования трещин в покрытии устраивается переходный участок длиной 15 м с устройством теплоизолирующего слоя из пеноплекса толщиной 4 см. Применение пеноплекса уменьшает или полностью предотвращает промерзание грунта и ограничивает морозное пучение допустимыми пределами либо полностью исключает его.
Высокие технологии
Высокие темпы строительства автомобильной дороги "Дон" с ежегодным вводом в эксплуатацию пусковых комплексов общей протяженностью 70-80 км и специфика дорожного строительства вызвали необходимость в обеспечении производства перебазируемыми смесительными установками по приготовлению материалов для устройства конструктивных слоев дорожной одежды. Места расположения смесительных установок определяются по минимуму приведенной стоимости конечной продукции. В Центродорстрое применяются перебазируемые асфальтосмесительные установки циклического типа Amman (Германия) и непрерывного действия Astec (США, на фото) с системой программного управления производством и контроля технологических процессов приготовления асфальтобетонных смесей производительностью 320 т/час каждая. Они в полной мере соответствуют предъявляемым требованиям: высокая мобильность, автономное энергоснабжение, универсальные горелки (адаптированные ко всем видам топлива: мазут, газ, дизтопливо). Достижению высокой производительности смесительных установок и однородности асфальтобетона способствует выполнение требований к качеству и хранению исходных материалов, постоянный контроль влажности песка, применение щебня кубовидной формы, разделенного на узкие размеры зерен 5-10, 10-15, 15-20 мм с незначительным содержанием зерен лещадной и игловидной формы. В асфальтобетонной смеси для верхнего слоя дорожной одежды применяется щебень из габродиабаза, а для нижних слоев покрытия используется гранитный щебень. Получают требуемые размеры зерен щебня дроблением исходного материала на дробильно-сортировочных установках "Сведала" при каждом асфальтобетонном заводе.
При устройстве асфальтобетонного покрытия особое внимание уделяется подготовке поверхности основания. Для подгрунтовки нижележащего конструктивного слоя дорожной одежды применяются автогудронаторы с компьютерным управлением расхода вяжущего — катионоактивной битумной эмульсии — в пределах, требуемых СНиП 3.06.03-85. Распределение асфальтобетонной смеси осуществляется асфальтоукладчиками Vogele-Super 1800 и Vogele-Super 2500 с системой автоматического слежения за вертикальными отметками и активным рабочим органом предварительного уплотнения асфальтобетона (трамбующим брусом, виброплитой и прессующими планками), на всю ширину устраиваемого конструктивного слоя. Это исключает продольное сопряжение смежных полос и соответственно вероятность образования продольной трещины в шве сопряжения. Обеспечение ровности распределения асфальтобетонной смеси достигается применением высокоточных электронных и лазерных геодезических приборов при съемке основания и установке копирной струны, постоянным количеством смеси перед рабочими органами укладчика, непрерывным движением укладчика с постоянной скоростью без остановок. Бесперебойная доставка смеси с минимальными потерями температуры в пути следования обеспечивается специализированными автомобилями-самосвалами Volvo и MAN грузоподъемностью 27 тонн. Применение самосвалов с большой грузоподъемностью сокращает количество подачи автомобилей к укладчику, снижает вероятность образования неровностей на устраиваемом конструктивном слое. Разработанные технологии и режимы уплотнения асфальтобетонных смесей катками на пневматических колесах, комбинированными, гладковальцевыми, статическими и вибрационными в зависимости от типа смеси и температуры окружающей среды, позволяют придать асфальтобетону в покрытии требуемые плотность и физико-механические свойства, исключить образование колеи.
При устройстве дорожных одежд с основанием из жесткой укатываемой цементобетонной смеси появляется необходимость снижения жесткости асфальтобетона и придания ему высоких эластичных свойств при отрицательной температуре. Это обеспечивается применением полимерно-битумного вяжущего (битума, модифицированного дивинилстирольным термопластом). Асфальтобетон с применением ПБВ при температуре -20°С обладает в 2-2,5 раза меньшей жесткостью относительно асфальтобетона, приготовленного на традиционном битуме. Как показала практика строительства, покрытия из полимер-асфальтобетонной смеси, ПБВ с температурой хрупкости ниже -25°С увеличивают стойкость к образованию трещин при отрицательной температуре самого асфальтобетона, но не могут противостоять развитию трещин над трещинами жесткого основания и швами ремонтируемого покрытия (отраженных трещин). Поэтому "Центродорстрой" реализует конструктивные решения, направленные на снижение вероятности образования отраженных трещин в асфальтобетонном покрытии. Увеличение содержания кубовидного щебня и асфальтовяжущего вещества в ЩМА значительно повышает трещиностойкость и сдвигоустойчивость, увеличивает водонепроницаемость, сопротивление многократному воздействию нагрузок. В зависимости от назначения и области применения ЩМА структура скелета формируется из щебня с максимальным размером зерен 5-10 мм, 10-15 мм или 15-20 мм при содержании битума 6-7%.
Новые решения
"Центродорстрой" впервые в практике дорожного строительства России на автомобильной дороге 1-й технической категории "Дон" реализовал проект устройства покрытия толщиной слоя 4 см из ЩМА, запроектированного по ТУ-5718.030.0139369-99 "Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные и асфальтобетон". Технические условия разработаны СоюздорНИИ на основе зарубежного опыта, адаптированного к климатическим условиям и существующим методам испытания Российской Федерации. Для приготовления смеси применялся высокопрочный (М-1400) щебень кубовидной формы с размером зерен 5-10 мм и ID-15 мм, полученный дроблением габродиабаза на дробильно-сортировочной установке "Сведала". Форма, размер и прочность щебня приобретают важное значение в формировании устойчивой структуры ЩМА, так как восприятие и передача напряжения от автомобильного транспорта на нижележащие конструктивные слои происходит через контактирующие зерна щебня. Его недостаточная прочность или присутствие щебня лещадной и игловатой формы вследствие абразивного износа или скола могут привести к разрушению структуры ЩМА. Кроме этого, форма и размер щебня оказывают решающее значение на формирование текстуры поверхности покрытия, придавая ему шероховатость и высокие сцепные качества.
Приготовление асфальтобетонной смеси осуществляется в смесительной установке AMMAN, в которой предусмотрены подача и дозировка сухих добавок в смесительное отделение. В смеси применялся песок фракции 0-5 мм, полученный при дроблении габродиабаза в процессе приготовления щебня. Для стабилизации битумного вяжущего на поверхности зерен щебня используется добавка VIATOP-66 (натуральные волокна целлюлозы, спрессованные в виде гранул и пропитанные битумом) в количестве 0,40% (сверх 100%), битум БНД 60/90. Стабилизирующая добавка вводится в смесительное отделение после подачи нагретых до рабочей температуры щебня и песка и перемешивается с ними в течение 10 сек. и 20 сек. после дозирования минерального порошка и битума. При распределении асфальтобетонной смеси для получения ровной поверхности с однородной текстурой обеспечивается непрерывная подача и распределение смеси без остановки асфальтоукладчиков. Уплотнение ЩМА производится гладковальцевыми катками Bomag массой 10 т за 6 проходов по одному следу без включения вибратора. При этом достигается плотное асфальтобетонное покрытие с проектной величиной остаточной пористости и требуемыми физико-механическими свойствами. Включение вибраторов или применение катков большей массы может привести к разрушению отдельных зерен щебня.
Александр ПАНИЧ
Наука и техника
Ограниченные сроки выполнения технологических операций по возведению земполотна при отрицательной температуре потребовало применения новых, прогрессивных технологий работы с грунтом. Его уплотнение на объектах Центродорстроя производится высокопроизводительными вибрационными гладковальцовыми и кулачковыми катками Bomag, Hamm. Необходимое количество проходов катка по одному следу, толщина уплотняемого слоя, скорость движения катка, конфигурация наружной поверхности вальца (гладковальцовые, кулачковые) отрабатываются и назначаются в ходе пробного уплотнения на пионерном участке. При оптимальной скорости движения 1,5-2,5 м/час катки обеспечивают уплотнение песчаных грунтов толщиной слоя 0,7-1,2 м за 4-6 проходов по одному следу и за 6-10 проходов глинистых и суглинистых грунтов толщиной слоя 0,5-0,6 м.
Для обеспечения стабильности и устойчивости насыпи применяется комплекс конструктивных мероприятий и решений:
1) рабочая отметка насыпи (высота земляного полотна), при минимальном значении которой применяется золоматериал, для первого и второго типов местности по характеру и степени увлажнения должна быть >2 м, для третьего типа — >2,5 м;
2) устройство дренирующего слоя из песка в основании насыпи;
3) верхняя часть насыпи, входящая в рабочий слой, выполняется из дренирующего грунта;
4) устройство защитного слоя на откосах насыпи;
5) укрепление обочин земляного полотна и обеспечение водоотвода;
6) применение отходов ТЭЦ для сооружения земляного полотна дает значительный экономический эффект без снижения темпов строительства и решает проблемы экологии.
Для обеспечения несущей способности земляного полотна на участках слабого естественного основания в зависимости от состояния грунта и требуемой прочности в “Центродорстрое” широко используются геотекстильные материалы Hate, Typar, Hatelit и отечественный Дорнит. Они применяются также при устройстве конструктивных прослоек в рабочем слое земляного полотна и в конструктивном слое дорожной одежды в качестве дренирующей прослойки, служат капилляропрерывающим слоем для защиты конструктивного слоя дорожной одежды от увлажнения снизу, используются как фильтры против заиливания при устройстве дополнительного слоя основания из песка, дренажей мелкого и глубокого заложения.
Для создания благоприятного водно-теплового режима земляного полотна, сооружаемого из тяжелых суглинков на участках автомобильной дороги "Дон", реализуются разработки СоюздорНИИ по устройству теплоизолирующего конструктивного слоя дорожной одежды из полистирольных плит пеноплекса отечественного производства. Плиты пеноплекса толщиной 8 см укладываются на всю ширину дополнительного слоя основания (15,6 м) на уплотненный выравнивающий слой из песка толщиной 10 см с креплением металлическими стержнями. Непосредственно над пеноплексом устраивается защитный слой из песка толщиной 20 см, выполняющий также и роль дренирующего слоя. На участках сопряжения дорожной одежды с теплоизолирующим слоем и без него для предотвращения возможного образования трещин в покрытии устраивается переходный участок длиной 15 м с устройством теплоизолирующего слоя из пеноплекса толщиной 4 см. Применение пеноплекса уменьшает или полностью предотвращает промерзание грунта и ограничивает морозное пучение допустимыми пределами либо полностью исключает его.
Высокие технологии
Высокие темпы строительства автомобильной дороги "Дон" с ежегодным вводом в эксплуатацию пусковых комплексов общей протяженностью 70-80 км и специфика дорожного строительства вызвали необходимость в обеспечении производства перебазируемыми смесительными установками по приготовлению материалов для устройства конструктивных слоев дорожной одежды. Места расположения смесительных установок определяются по минимуму приведенной стоимости конечной продукции. В Центродорстрое применяются перебазируемые асфальтосмесительные установки циклического типа Amman (Германия) и непрерывного действия Astec (США, на фото) с системой программного управления производством и контроля технологических процессов приготовления асфальтобетонных смесей производительностью 320 т/час каждая. Они в полной мере соответствуют предъявляемым требованиям: высокая мобильность, автономное энергоснабжение, универсальные горелки (адаптированные ко всем видам топлива: мазут, газ, дизтопливо). Достижению высокой производительности смесительных установок и однородности асфальтобетона способствует выполнение требований к качеству и хранению исходных материалов, постоянный контроль влажности песка, применение щебня кубовидной формы, разделенного на узкие размеры зерен 5-10, 10-15, 15-20 мм с незначительным содержанием зерен лещадной и игловидной формы. В асфальтобетонной смеси для верхнего слоя дорожной одежды применяется щебень из габродиабаза, а для нижних слоев покрытия используется гранитный щебень. Получают требуемые размеры зерен щебня дроблением исходного материала на дробильно-сортировочных установках "Сведала" при каждом асфальтобетонном заводе.
При устройстве асфальтобетонного покрытия особое внимание уделяется подготовке поверхности основания. Для подгрунтовки нижележащего конструктивного слоя дорожной одежды применяются автогудронаторы с компьютерным управлением расхода вяжущего — катионоактивной битумной эмульсии — в пределах, требуемых СНиП 3.06.03-85. Распределение асфальтобетонной смеси осуществляется асфальтоукладчиками Vogele-Super 1800 и Vogele-Super 2500 с системой автоматического слежения за вертикальными отметками и активным рабочим органом предварительного уплотнения асфальтобетона (трамбующим брусом, виброплитой и прессующими планками), на всю ширину устраиваемого конструктивного слоя. Это исключает продольное сопряжение смежных полос и соответственно вероятность образования продольной трещины в шве сопряжения. Обеспечение ровности распределения асфальтобетонной смеси достигается применением высокоточных электронных и лазерных геодезических приборов при съемке основания и установке копирной струны, постоянным количеством смеси перед рабочими органами укладчика, непрерывным движением укладчика с постоянной скоростью без остановок. Бесперебойная доставка смеси с минимальными потерями температуры в пути следования обеспечивается специализированными автомобилями-самосвалами Volvo и MAN грузоподъемностью 27 тонн. Применение самосвалов с большой грузоподъемностью сокращает количество подачи автомобилей к укладчику, снижает вероятность образования неровностей на устраиваемом конструктивном слое. Разработанные технологии и режимы уплотнения асфальтобетонных смесей катками на пневматических колесах, комбинированными, гладковальцевыми, статическими и вибрационными в зависимости от типа смеси и температуры окружающей среды, позволяют придать асфальтобетону в покрытии требуемые плотность и физико-механические свойства, исключить образование колеи.
При устройстве дорожных одежд с основанием из жесткой укатываемой цементобетонной смеси появляется необходимость снижения жесткости асфальтобетона и придания ему высоких эластичных свойств при отрицательной температуре. Это обеспечивается применением полимерно-битумного вяжущего (битума, модифицированного дивинилстирольным термопластом). Асфальтобетон с применением ПБВ при температуре -20°С обладает в 2-2,5 раза меньшей жесткостью относительно асфальтобетона, приготовленного на традиционном битуме. Как показала практика строительства, покрытия из полимер-асфальтобетонной смеси, ПБВ с температурой хрупкости ниже -25°С увеличивают стойкость к образованию трещин при отрицательной температуре самого асфальтобетона, но не могут противостоять развитию трещин над трещинами жесткого основания и швами ремонтируемого покрытия (отраженных трещин). Поэтому "Центродорстрой" реализует конструктивные решения, направленные на снижение вероятности образования отраженных трещин в асфальтобетонном покрытии. Увеличение содержания кубовидного щебня и асфальтовяжущего вещества в ЩМА значительно повышает трещиностойкость и сдвигоустойчивость, увеличивает водонепроницаемость, сопротивление многократному воздействию нагрузок. В зависимости от назначения и области применения ЩМА структура скелета формируется из щебня с максимальным размером зерен 5-10 мм, 10-15 мм или 15-20 мм при содержании битума 6-7%.
Новые решения
"Центродорстрой" впервые в практике дорожного строительства России на автомобильной дороге 1-й технической категории "Дон" реализовал проект устройства покрытия толщиной слоя 4 см из ЩМА, запроектированного по ТУ-5718.030.0139369-99 "Смеси асфальтобетонные щебеночно-мастичные и асфальтобетон". Технические условия разработаны СоюздорНИИ на основе зарубежного опыта, адаптированного к климатическим условиям и существующим методам испытания Российской Федерации. Для приготовления смеси применялся высокопрочный (М-1400) щебень кубовидной формы с размером зерен 5-10 мм и ID-15 мм, полученный дроблением габродиабаза на дробильно-сортировочной установке "Сведала". Форма, размер и прочность щебня приобретают важное значение в формировании устойчивой структуры ЩМА, так как восприятие и передача напряжения от автомобильного транспорта на нижележащие конструктивные слои происходит через контактирующие зерна щебня. Его недостаточная прочность или присутствие щебня лещадной и игловатой формы вследствие абразивного износа или скола могут привести к разрушению структуры ЩМА. Кроме этого, форма и размер щебня оказывают решающее значение на формирование текстуры поверхности покрытия, придавая ему шероховатость и высокие сцепные качества.
Приготовление асфальтобетонной смеси осуществляется в смесительной установке AMMAN, в которой предусмотрены подача и дозировка сухих добавок в смесительное отделение. В смеси применялся песок фракции 0-5 мм, полученный при дроблении габродиабаза в процессе приготовления щебня. Для стабилизации битумного вяжущего на поверхности зерен щебня используется добавка VIATOP-66 (натуральные волокна целлюлозы, спрессованные в виде гранул и пропитанные битумом) в количестве 0,40% (сверх 100%), битум БНД 60/90. Стабилизирующая добавка вводится в смесительное отделение после подачи нагретых до рабочей температуры щебня и песка и перемешивается с ними в течение 10 сек. и 20 сек. после дозирования минерального порошка и битума. При распределении асфальтобетонной смеси для получения ровной поверхности с однородной текстурой обеспечивается непрерывная подача и распределение смеси без остановки асфальтоукладчиков. Уплотнение ЩМА производится гладковальцевыми катками Bomag массой 10 т за 6 проходов по одному следу без включения вибратора. При этом достигается плотное асфальтобетонное покрытие с проектной величиной остаточной пористости и требуемыми физико-механическими свойствами. Включение вибраторов или применение катков большей массы может привести к разрушению отдельных зерен щебня.
Александр ПАНИЧ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 45 за 2004 год в рубрике дороги
