Методическое пособие 801

17.Farag, M. A. A Bridge between increasing reliability and reducing variability in construction work flow: A fuzzy-based sizing buffer model / M. A. Farag // Journal of Advanced Management Science. — 2014. — Vol. 2, № . 4. — Р. 287—294.

18.Mukhametzyanov, Z. R. Calculation method of quantitative estimation of technological connections between building processes / Z. R Mukhametzyanov, V. N. Melkumov // Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. — 2014. — № 4 (24). — Р. 38—47.

19.Nan, C. Building an Integrated Metric for Quantifying the Resilience of Interdependent Infrastructure Systems / C. Nan. G. Sansivini, W. Kröger // International Conference on Critical Information Infrastructures Security. — Springer International Publishing, 2014. — P. 159—171.

20.Sarhan, S. Barriers to implementing lean construction in the UK construction industry / S. Sarhan, A. Fox // The Built & Human Environment Review. — 2013. — Т. 6, № 1. — P. 1—17.

21.Wu, L. Improving efficiency and reliability of building systems using machine learning and automated online evaluation / L. Wu //Systems, Applications and Technology Conference (LISAT). — Long Island: IEEE, 2012. — P. 1—6.

22.Wu, S. Reliability in the whole life cycle of building systems / S. Wu, D. J. Clements-Croome, V. Fairey, K. Neale, B. Albany, J. Sidhu, D. Desmond // Engineering, Construction and Architectural Management. — 2006. — Т. 13, № 2. — P. 136—153.

MECHANISM OF DEVELOPMENT OF ORGANIZATIONAL SOLUTIONS

BASED ON A TECHNOLOGICAL INTERACTION

BETWEEN CONSTRUCTION WORKS AND PROCESSES

Z. R. Mukhametzyanov1, R. V. Razyapov2

Ufa State Oil Technical University1, 2

Russia, Ufa

1PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Technological Machines and Equipment, tel.: 79177803505, e-mail: zinur-1966@mail.ru

2Lecturer of the Dept. of Roads and Construction Technology

Statement of the problem. The aim is to address the question of improving the reliability of organizational and technological solutions in the construction of objects based on qualitative and quantitative assessments of the technological dependencies between jobs.

Results. Research of technologies of construction of buildings and structures allowed one to identify a model of technology parameters such as qualitative and quantitative estimation of technological relationships, time-domain performance of works for making organizational decisions. Based on a model technology of construction, a proposed method of making organizational decisions is proposed in order to form the parameters of the construction object for each planning period using the identified characteristics of the model of technology of construction.

Conclusions. Development of organizational solutions based on the characteristics of technological links between works improves the reliability of organizational and technological solutions in the construction of different objects.

Keywords: organizational and technological solutions, qualitative assessment, quantitative assessment, object construction technology, planning period, organizational decision model, power type resources.

71

Научный журнал строительства и архитектуры

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

УДК 625.851/624.21.095

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО В ЛИТЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ ПРИ УСТРОЙСТВЕ И РЕМОНТЕ

ПОКРЫТИЯ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ АВТОДОРОЖНОГО МОСТА

А. С. Егорычев1, Ю. И. Калгин2

Воронежский государственный технический университет 1, 2 Россия, г. Воронеж

1 Аспирант кафедры проектирования автомобильных дорог и мостов 2Д-р техн. наук, проф. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, тел.: (473)236-18-89, e-mail: kalgin36@yandex.ru

Постановка задачи. Рассматривается задача обоснования применения битумного вяжущего и разработки составов асфальтобетонных литых смесей для устройства и ремонта покрытий проезжей части автодорожных мостов.

Результаты. Показаны результаты эксперимента и их анализ по определению физикомеханических свойств литых смесей с применением различного битумного вяжущего. Проведен анализ физико-механических свойств литых смесей с использованием разных марок нефтяных битумов и полимерно-битумного вяжущего. Показана роль битумного вяжущего в повышении качества литого асфальтобетона, применяемого для ремонта и устройства покрытия проезжей части автодорожного моста. Указаны оптимальные рецептурные показатели литого асфальтобетона. Приведены оптимальные составы литых смесей для устройства и ремонта слоев покрытий проезжей части автодорожных мостов.

Выводы. Установлено, что основным фактором, оказывающим влияние на характеристики литых асфальтобетонных смесей, является вязкость битумного вяжущего и применение в нем модифицирующей полимерной добавки. Показано, что наиболее существенное отличие физикомеханических показателей литых смесей I и II типа наблюдается в зависимости от типа литой смеси и особенно от применяемого битумного вяжущего.

Ключевые слова: проезжая часть автодорожного моста, литая смесь, асфальтобетон, битум, полимернобитумное вяжущее.

Введение. В Российской Федерации‚ как и в большинстве других стран‚ на проезжей части автодорожных мостов устроено асфальтобетонное покрытие. Самыми распространенными дорожными смесями, применяемыми при устройстве асфальтобетонных покрытий проезжей части и тротуаров автодорожных мостов, являются горячие высокоплотные или плотные асфальтобетонные смеси типов А, Б по ГОСТ 9128-2009.

В последние годы для устройства и ремонта асфальтобетонных покрытий проезжей части автодорожных мостов наиболее часто применяют литые асфальты.

© Егорычев А. С., Калгин Ю. И., 2018

72

Литой асфальт — горячая смесь тестообразной консистенции‚ в которой главной составляющей является мастика (асфальтовое вяжущее вещество)‚ состоящая из высоковязкого битума и большого количества минерального порошка, а также песка из отсевов дробления и мелкого щебня в качестве заполнителя. Литой асфальт может содержать до 13 % битума и до 30—35 % минерального порошка, т. е. доля асфальтового вяжущего вещества может превышать 1/3 объема указанного материала‚ что делает его значительно дороже традиционных плотных или высокоплотных асфальтобетонных смесей. Исходя из вышеуказанной особенности литого асфальта, температура его укладки должна быть достаточно высокой, примерно

200—215 °С [1, 3, 13].

По современным представлениям, литая асфальтобетонная смесь — это смесь взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии щебня, песка, минерального порошка, битума (или модифицированного битума) и в случае необходимости модифицирующих добавок, подобранная таким образом, чтобы объем битумного вяжущего равнялся или даже незначительно превышал объем пор в смеси минеральных компонентов [1, 3].

К недостаткам традиционной технологии применения литых асфальтовых смесей для устройства и ремонта покрытий автодорожных мостов относятся:

высокий расход минерального порошка для обеспечения необходимой теплостойкости литого асфальта;

необходимость высокой температуры (215—230 С) при приготовлении и в процессе укладки (200—215 С) литого асфальта по причине высокой концентрации в нем минерального порошка. Высокая температура способствует ускоренному старению дорожного битума, находящегося в структурированном состоянии;

недостаточная устойчивость против образования остаточных пластических деформаций, что особенно актуально для литых смесей с низким содержанием щебня в минеральной части;

недостаточная шероховатость и сцепные свойства отремонтированных участков покрытий автодорожных мостов, что обусловливается низкой жесткостью литых асфальтов.

В последние годы известен положительный опыт ремонта и устройства асфальтобетонных покрытий проезжей части автодорожных мостов, выполняемый ЗАО «Лемминкяйнен ДорСтрой», с применением тонкозернистой литой смеси «Лемпруф» с использованием по- лимерно-битумного вяжущего. В верхнюю часть слоя покрытия проезжей части из литой смеси «Лемпруф» толщиной 40 мм укладывается и затем втапливается черный щебень фракции 12—16 или 10—20 мм. Работы выполняют согласно требованиям СТО 49976959-001- 2011 «Устройство конструкции дорожной одежды на мостовых сооружениях по технологии «Лемминкяйнен». Характеристики литых асфальтобетонных смесей «Лемпруф» и их составы являются коммерческой тайной ЗАО «Лемминкяйнен ДорСтрой».

Согласно ГОСТ Р 54401-2011, классификация литых смесей представлена тремя типами, более детально регламентирован зерновой состав, введены дополнительные требования для смесей, используемых при строительстве покрытий (I и II типа), ужесточены требования для указанных типов литого асфальтобетона по показателю глубины вдавливания штампа.

В указанном документе определены технологические параметры (температура приготовления) литой смеси при использовании полимерно-битумного вяжущего (ПБВ), но эффект по улучшению физико-механических свойств литого асфальтобетона от применения как указанного вяжущего, так и улучшенных дорожных битумов в ГОСТ Р 54401-2011 не установлен. Учитывая, что определяющая роль свойств битумного вяжущего на свойства асфальтобетона, применяемого для строительства дорожных покрытий, доказана отечественными и зарубежными авторами [1—20], то следует определить влияние характеристик ПБВ и битумов на свойства литых смесей, рекомендуемых для устройства и ремонта покрытий проезжей части автодорожных мостов.

73

Научный журнал строительства и архитектуры

1. Обоснование применения битумного вяжущего и разработка составов литых смесей с использованием нефтяного дорожного и модифицированного битума. При про-

ведении исследований литых смесей для устройства и ремонта покрытий автодорожных мостов было использовано различное битумное вяжущее. В качестве битумного вяжущего были использованы: нефтяные битумы БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90 и полимерно-битумное вяжущее ПБВ 60, ПБВ 90 по ГОСТ 52056-2003. Были приготовлены литые смеси I и II типа, зерновой состав которых удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 54401-2011.

Состав литых смесей приведен в табл. 1, физико-механические показатели литых смесей указаны на рис. 1—5.

Рис. 1. Зависимость глубины погружения штампа сухих образцов при 40 °С литого асфальтобетона, мм, через 30 мин от применяемого битумного вяжущего: I тип, II тип

Рис. 2. Зависимость глубины погружения штампа сухих образцов при 40 °С литого асфальтобетона, мм, через 60 мин от применяемого битумного вяжущего: I тип, II тип

74

Рис. 3. Зависимость глубины погружения штампа водонасыщенных образцов

при 40 °С литого асфальтобетона, мм, через 30 мин, от применяемого битумного вяжущего: I тип, II тип

Рис. 4. Зависимость глубины погружения штампа водонасыщенных образцов

при 40 °С литого асфальтобетона, мм, через 60 мин, от применяемого битумного вяжущего: I тип, II тип

Рис. 5. Зависимость прочности на растяжение при расколе при 0 °С литого асфальтобетона от применяемого битумного вяжущего: I тип, II тип

75

Научный журнал строительства и архитектуры

Результаты испытаний литых смесей I и II типа на нефтяном дорожном битуме БНД 60/90, полимерно-битумном вяжущем марок ПБВ 60 и ПБВ 90 позволили установить высокую зависимость физико-механических показателей асфальтобетона от типа литой смеси и особенно от применяемого вяжущего. Для литых смесей I типа следует применять для ремонта и устройства асфальтобетонных покрытий проезжей части автодорожных мостов как нефтяной битум БНД 60/90, так полимерно-битумное вяжущее марок ПБВ 60 или ПБВ 90.

Для литых смесей II типа требуемые физико-механические показатели можно достичь только при применении полимерно-битумного вяжущего марки ПБВ 60 или еще более вязкого. Применение менее вязкого вяжущего (например, ПБВ 90 или нефтяного битума БНД 60/90), как показали результаты проведенного эксперимента, приведет к получению литого асфальтобетона с неудовлетворительной устойчивостью к пластическим деформациям. При этом положительной чертой применения литых смесей II типа по ГОСТ Р 54401-2011 является возможность их приготовления с применением только фракции щебня 5—10 мм, что позволяет их использовать при глубине повреждения покрытия проезжей части автодорожного моста от 1 до 3 см.

2. Разработка составов литых смесей с использованием нефтяного дорожного би-

тума по требованиям ТР ТС 014/2011. В связи с принятием новой нормативной литературы по требованиям ТР ТС 014/2011 «Безопасность автомобильных дорог» при приготовлении асфальтобетонных смесей рекомендовано применять дорожные битумы по ГОСТ 331332014. Проведенным экспериментом, в котором в качестве вяжущего при приготовлении литых смесей I типа были использованы нефтяные битумы БНД 35/50, БНД 50/70, БНД 70/100 по ГОСТ 33133-2014 и полимерно-битумное вяжущее марок ПБВ 60, ПБВ 90 по ГОСТ 52056-2003 была установлена зависимость свойств литого асфальтобетона от вязкости использованного вяжущего. Состав исследованных литых смесей I типа приведен в табл. 2, физико-механические показатели указанных смесей — на рис. 6—10.

Рис. 6. Зависимость глубины погружения штампа сухих образцов при 40 °С литого асфальтобетона I типа, мм, через 30 мин от применяемого битумного вяжущего

76

Рис. 7. Зависимость глубины погружения штампа сухих образцов при 40 °С литого асфальтобетона I типа, мм, через 60 минут от применяемого битумного вяжущего

Рис. 8. Зависимость глубины погружения штампа водонасыщенных образцов при 40 °С литого асфальтобетона I типа, мм, через 30 мин от применяемого битумного вяжущего

Рис. 9. Зависимость глубины погружения штампа водонасыщенных образцов при 40 °С литого асфальтобетона I типа, мм, через 60 мин от применяемого битумного вяжущего

77

Научный журнал строительства и архитектуры

Рис. 10. Зависимость прочности на растяжение при расколе при 0 °С литого асфальтобетона I типа от применяемого битумного вяжущего

Выводы

1.Результаты испытаний литых смесей I типа, приготовленных на нефтяном дорожном битуме БНД 35/50, БНД 50/70, БНД 70/100, а также полимерно-битумном вяжущем марок ПБВ 60 и ПБВ 90, показали существенную зависимость их физико-механических показателей от вязкости применяемого битумного вяжущего.

2.Является возможным применение для ремонта и устройства покрытий проезжей части автодорожного моста литых смесей I типа на основе нефтяного битума БНД 35/50 или по- лимерно-битумного вяжущего марки ПБВ 60, т. к. указанные составы литого асфальтобетона показали наилучшие значения физико-механических показателей и более высокую устойчивость к образованию пластических деформаций.

3.Применение менее вязкого битумного вяжущего (например, ПБВ 90 или нефтяного битума БНД 50/70 и особенно марки БНД 70/100), как показали результаты проведенного эксперимента, приведет к получению литого асфальтобетона с низкой устойчивостью к пластическим деформациям, что делает невозможным его применение для ремонта и устройства покрытия проезжей части автодорожного моста.

Библиографический список

1.Горелышев, Н. В. Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы / Н. В. Горелышев. — М.: Можайск-Терра, 1995. — 176 с.

2.Калгин, Ю. И. Как продлить дорожный век / Ю. И. Калгин, В. В. Чересельский // Автомобильные дороги. — 2003. — № 1. — С. 86—87.

3.Калгин, Ю. И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов / Ю. И. Калгин. — Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2006. — 272 с.

4.Калгин, Ю. И. Перспективные технологии строительства и ремонта дорожных покрытий с применением модифицированных битумов / Ю. И. Калгин, А. С. Строкин, Е. Б. Тюков. — Воронеж: Воронеж. обл. типография, 2014. — 224 с.

5.Калгин, Ю. И. Экономическая целесообразность применения модифицированных битумов при устройстве верхних слоев асфальтобетонных покрытий / Ю. И. Калгин // Дороги России XXI века. — 2002. —

№3. — С. 69—71.

6.Колбановская, А. С. Дорожные битумы / А. С. Колбановская, В. В. Михайлов. — М.: Транспорт, 1973. — 264 с.

7.Лаврухин, В. П. Свойства асфальтобетонов на модифицированных битумах / В. П. Лаврухин, Ю. И. Калгин // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2002. — № 1. — С. 14—17.

8.Полимерно-битумные вяжущие материалы на основе СБС для дорожного строительства. Обзорная информация / Информавтодор. — М.: Информавтодор, 2002. — Вып. 4. — 112 с.

78

10.Руденский, А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия / А. В. Руденский. — М.: Транспорт, 1992. — 255 с.

11.Руденский, А. В. Дифференцирование требований к прочности и деформативности асфальтобетона

13.Хученройтер, Ю. Асфальт в дорожном строительстве / Ю. Хученройтер, Т. Вернер. — М.: ИД «АБВ-пресс», 2013. — 450 с.

14.Carswel, J. Etude des essais de fluage repetes comme method predictive de la resistance a l’ornierage des enrobes / J. Carswel, O. Noglia // RGRA. — 2003. — № 817. — P. 55—59.

15.Chaussees a longue duree de vie et cas de reussite // Rapport du Comite Technique 4.3 sur Chaussees Routieres AIPCR. — 2007. — 42 p.

16.Hardzynski, F. Modelisation du comportement rheologique des bitumes polymers. Le modеl autocoherant / F. Hardzynski, Ch. Such // Bull. des Labo P. et Ch. — 1998. — № 2014. — P. 3—18.

17.Heukelom, W. Une mеthode amеliorеe de caracterisation des bitumen par leurs propriеtеs mеcaniques / W. Heukelom // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1975. — № 76. — P. 55—64.

18. Jolivet, J. Contribution des mesures rheologiques sur liants a la prevision l’ornierage en laboratoire /

J.Jolivet, M. Malot, G. Ramond, M. Pastor // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1994. — № 194. — P. 3—10.

19.Molenaar, J. M. M. An investigation into the specification of rheological properties of polymer modified bitumen / J. M. M. Molenaar, E. T. Hagos, M. F. C. Van De Ven // Proceedings 3rd Eurasphalt & Eurobitume Congress, 12—14 may 2004. — Vienna, 2004. — P. 2080—2091.

20.Olard, F. Developpement de l’essai de fatigue sur liants et mastics bitumineux / F. Olard, D. Chabert // RGRA. — 2008. — № 865. — P. 69—74.

FEASIBILITY OF APPLICATION OF BITUMINOUS BINDER

IN CAST ASPHALT CONCRETE MIXTURES FOR THE INSTALLATION AND REPAIRS OF ROADWAY SURFACING OF A HIGHWAY BRIDGE

A. S. Egorychev1, Yu. I. Kalgin2

1РhD student of the Dept. of Design of Automobile Roads and Bridges

2D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Construction and Operation of Highways, tel.: (473)236-18-89, e-mail: kalgin36@yandex.ru

Statement of the problem. We consider the problem of the justification of the use of bitumen and the development of compositions of cast asphalt-concrete mixtures for the installation and repairs of roadway surfacing of highway bridges.

Results. The experimental results and their analysis for the determination of physical and mechanical properties of cast mixtures with the use of different bitumen binder are shown. The analysis of physical and mechanical properties of cast mixtures using different grades of bitumen and polymer-bitumen binder was performed. The role of bitumen in improving the quality of cast asphalt concrete used for the repair and paving of the roadway of a road bridge is indicated. The optimal prescription indicators of cast asphalt are provided. The optimal composition of the cast mixtures for the installation and repairs of roadway surfacing layers of highway bridges is identified.

Conclusions. It is established that the main factor influencing the characteristics of the cast asphalt concrete mixture is the viscosity of the asphalt binder and to the use of modifying polymer additives in it. It is shown that there is the most significant difference in the characteristics of the cast mixtures of Type I and II depending on their physical and mechanical properties and particularly on that applied to the bitumen binder.

Keywords: highway bridge, cast mixture, asphalt, bitumen, polymer-bitumen binder.

79

Научный журнал строительства и архитектуры

УДК 625.7/8

ЯМОЧНЫЙ РЕМОНТ ПОКРЫТИЙ НЕЖЕСТКОГО ТИПА ИНЪЕКЦИОННО-СТРУЙНЫМ МЕТОДОМ

М. Э. Пилецкий1, И. В. Дидрих2, А. Ф. Зубков3, Е. Н. Туголуков4

Тамбовский государственный технический университет1, 2, 3, 4 Россия, г. Тамбов

1Аспирант, доц. кафедры городского строительства и автомобильных дорог, тел.: (4752) 63-09-20, 63-03-72, e-mail: pme@dorogi.tambov.gov.ru

2Канд. техн. наук, доц. кафедры информационных систем и защиты информации

3Д-р техн. наук, проф. кафедры городского строительства и автомобильных дорог, тел.: (4752) 63-09-20, 63-03-72, e-mail: pme@dorogi.tambov.gov.ru

4Д-р техн. наук, проф. кафедры техники и технологий производства нанопродуктов

Постановка задачи. Цель работы — установить в производственных условиях влияние технологии укладки и уплотнения битумоминеральной смеси на качество ремонта выбоин дорожного покрытия нежесткого типа инъекционно-струйным методом.

Результаты. Установлена аналитическая зависимость влияния технологических режимов при укладке смеси на ее свойства в выбоине дорожного покрытия с применением факторного анализа. Доказано, что для повышения качества ремонтных работ с применением инъекционноструйного метода необходимо дополнительно осуществлять уплотнение смеси с применением уплотняющих машин.

Выводы. Определены свойства битумоминеральной смеси (водонасыщение, коэффициент уплотнения) при укладке струйно-инекционным методом с учетом технологических режимов работы при ямочном ремонте выбоины покрытия нежесткого типа. Установлены аналитические зависимости влияния режимов подачи смеси на качество укладки смеси в выбоину. При содержании эмульсии в смеси около 20 % показатель водонасыщения ниже нормативного (смесь чрезмерно подвижная). Увеличение высоты подачи материала не оказывает существенного влияния на коэффициент уплотнения при постоянной толщине слоя укладки. С увеличением толщины слоя укладываемого материала в выбоину наблюдается незначительное понижение коэффициента уплотнения.

Ключевые слова: струйно-инъекционный метод, ямочный ремонт покрытия нежесткого типа, битумоминеральная смесь, водонасыщение, коэффициент уплотнения.

Введение. Одним из направлений увеличения срока службы дорожного покрытия является проведение качественных работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог Известно, что после ввода в эксплуатацию автомобильной дороги, через сравнительно короткий срок на дорожных покрытиях возникают дефекты, связанные с нарушением технологии при строительстве. Несвоевременное устранение дефектов приводит к ухудшению состояния покрытия и в дальнейшем, как следствие, к удорожанию работ по приведению его в нормативное состояние. Установлено, что задержка с проведением ремонта приводит к росту затрат на ремонт в 2—3 раза [4]. Поэтому вопрос повышения качества ремонтных работ с применением новых технологий и совершенствованием существующих является актуальным [2, 10, 16]. В зависимости от конкретных условий содержания автомобильной дороги для устранения дефектов покрытия применяются разные технологические схемы производства работ [17]. Своевременные и качественные ремонтные работы при содержании дорог по ликвидации ямочности позволяют повысить безопасность дорожного движения (снизить аварийность), повысить эффективность осуществления расходов на дорожную деятельность [5, 7, 14, 20, 23, 24, 27—

© Пилецкий М. Э., Дидрих И. В., Зубков А. Ф., Туголуков Е. Н., 2018

80