Методическое пособие 801

29]. В последние годы при ямочном ремонте покрытий нежесткого типа широкое применение находит струйно-инъекционный метод, который относится к скоростному (оперативному) методу ремонта. По затратам и времени выполнения работ он является более эффективным по отношению к традиционным методам ямочного ремонта покрытий (с применением литых и горячих смесей). Заделка выбоины осуществляется посредством заполнения выбоины щебнем, предварительно обработанным битумной эмульсией в камере смешения. Эффективность приминения битумоминеральных смесей для проведения ямочного ремонта с учетом физико-механических свойств материалов описана в технической литературе [3, 11, 19]. Укладка смеси в выбоину покрытия происходит за счет перемещения частицы материала с заданной скоростью, а уплотнение — за счет прессования частиц материала при укладке (рис. 1).

1 — жидкость для промывания труб;

2 — воздух;

3 — битумная эмульсия;

4 — щебень;

5 — емкость для промывочной жидкости;

6 — кран промывочной жидкости;

7 — емкость для эмульсии;

8 — подогрев эмульсии;

9 — предохранительный воздушный клапан;

10 — воздушный фильтр;

11 — нагнетатель воздуха;

12 — бункер с щебнем и транспортер;

13 — воздушный замок;

14 — эмульсионный кран;

15 — камера смешения щебня с эмульсией;

16 — покрытие с выбоиной

Рис. 1. Технологическая схема установки по ремонту выбоин на покрытии струйно-инъекционным способом

Согласно существующим рекомендациям, преимуществом данной технологии является отсутствие процесса уплотнения при укладке материала в выбоину [3, 12, 21, 22, 25, 26, 30]. Дальнейшее уплотнение осуществляется за счет движения транспортных средств. Материал подается с высоты 0,60 м от поверхности выбоины со скоростью 30—32 м/с при 20 % содержании битумной эмульсии в смеси. В качестве обоснования отсутствия необходимости уплотнения принимается тот факт, что материал с размером фракций от 2,5 мм до 10 мм подается в выбоину со скоростью, обеспечивающей равномерное и плотное распределение укладываемого материала в выбоине. Однако такие выводы не подкреплены экспериментальными исследованиями. Экспериментально доказано [17], что при соблюдении указанных рекомендаций по применению данной технологии и содержании заданного процента битумной эмульсии в смеси прочностные характеристики и водонасыщение асфальтобетона в выбоине не соответствуют требованиям ГОСТ 9128-2009.

1. Методика проведения эксперимента в производственных условиях. Для опреде-

ления прочности асфальтобетона в выбоине покрытия после укладки смеси были подготовлены специальные формы, которые заполнялись смесью дорожным ремонтером Мадпатчер (Madpatcher) МР 6,5 WD. Установлено, что предел прочности таких образцов определить практически невозможно вследствие их разрушения (рис. 2а). При незначительной интенсивности движения транспортных средств и малой осевой нагрузке на уложенный материал в выбоине предел прочности образцов находится в пределах 0,4—0,6 МПа.

81

Научный журнал строительства и архитектуры

С целью уточнения влияния осевой нагрузки на повышение прочности материала в выбоине покрытия были взяты вырубки из дорожного покрытия с высокой интенсивностью движения транспортных средств, отремонтированного в 2014 и 2015 гг. (рис. 2а, б).

Рис. 2. Внешний вид образцов в выбоине дорожного покрытия, отобранного в производственных условиях образца:

а) после укладки смеси без воздействия транспортных средств; б) при воздействии транспортных средств

При визуальном осмотре внешних повреждений на поверхности отремонтированных выбоин обнаружено не было. Установлено, что предел прочности асфальтобетона на сжатие находится в пределах от 1,2 до 1,7 МПа, что ниже минимального значения по требованию ГОСТ 9128-2009. Предел прочности образцов для данной смеси при стандартном испытании и температуре 20 ºС соответствует пределу прочности от 2,1 до 2,3 МПа, что отвечает требованию ГОСТ 9128-2009. Следовательно, применение струйно-инъекционного метода без дополнительного уплотнения смеси не обеспечивает достижения требуемой прочности материала. На основании этого можно сделать вывод, что для повышения эффективности струй- но-инъекционного метода и достижения максимальной плотности уложенного материала в выбоину покрытия необходимо установить оптимальные режимы укладки смесей или необходимости выполнять уплотнение материала после его укладки в выбоину.

Для выяснения влияния режимов укладки битумоминеральной смеси на прочностные характеристики асфальтобетона при выполнении ямочного ремонта в производственных условиях проведены исследования. С помощью дорожной фрезы были подготовлены места для укладки смеси, которые заполнялись смесью (рис. 3).

Рис. 3. Подготовка участков покрытия к укладке смеси струйно-инъекционным методом и заполнение выбоин битумоминеральной смесью

82

Для уточнения влияния толщины слоя материала в выбоине покрытия и высоты подачи материала на коэффициент уплотнения, а также водонасыщение асфальтобетона были подготовлены специальные места — выбоины с разной глубиной (0,03, 0,05, 0,07, 0,10 и 0,13 м), которые заполнялись смесью при разной высоте подачи материала (0,3, 0,6 и 0,8 м). Процентное содержание эмульсии в смеси, согласно принятым «Методическим рекомендациям по приготовлению и применению катионных битумных эмульсий» (утверждены приказом Минтранса РФ № ОС-805-р от 15.09.2003), которым следуют дорожные организации, утверждая свои производственные регламенты на работы по ямочному ремонту струйноинъекционным методом, составляло 20 %.

Определение характеристик асфальтобетона в выбоине покрытия (плотности, водонасыщения и предела прочности) при рекомендованных режимах укладки смеси производилось через 90—100 дней после укладки путем взятия вырубок с места производства работ. Испытания образцов проводились в соответствии с ГОСТ 12801-98. Полученные значения сравнивались с нормативными характеристиками по ГОСТ 9128-2009. Для уточнения влияния метода уплотнения на коэффициент уплотнения асфальтобетона уложенная смесь уплотнялась вибрационной плитой DPU 3050H, пневматической шиной (автомобиль ГАЗ-3302 «Газель») и трамбующей машиной [18]. Измерение коэффициента уплотнения производилось неразрушающим методом с применение прибора ПАБ-1. Полученные результаты при уплотнении слоя материала 0,05 м представлены на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость коэффициента уплотнения от числа проходов уплотняющей машины при толщине слоя укладки 0,05 м:

1 — вибрационная плита; 2 — машина ударного действия; 3 — автомобиль

Из представленных данных видно, что применение струйно-инъекционного метода укладки и уплотнения смеси не обеспечивает требуемой прочности материала в выбоине покрытия. Обеспечение требуемого коэффициента уплотнения материала в выбоине покрытия за счет воздействия осевой нагрузки от транспортных средств зависит от величины контактных напряжений в зоне пневматической шины с материалом и интенсивности движения. Низкий коэффициент уплотнения смеси при воздействии автомашины («Газель») характеризует недостаточное напряженное состояние материала в зоне контакта колеса с поверхностью материала в выбоине. При движении большегрузного транспорта коэффициент уплотнения, а следовательно, и прочность достигают более высоких значений уплотнения. Приме-

83

Научный журнал строительства и архитектуры

нение уплотняющих машин обеспечивает более высокие характеристики уплотняемого материала, зависящие от параметров уплотняющих машин.

Испытания образцов при стандартном уплотнении показали, что с увеличением размера щебня смеси прочность смеси снижается. При укладке инъекционно-струйным методом смеси с размером щебня фракции 5—20 мм предел прочности находится в пределах 0,51— 0,76 МПа, для фракции 5—15 мм предел прочности соответствует 1,01—1,53 МПа и при фракции 3—10 мм предел прочности находится в пределах 2,04—2,24 МПа.

2. Результаты и оценка достоверности полного многофакторного эксперимента. Об-

работка полученных результатов исследования проводились с применением полного факторного эксперимента. За факторы, влияющие на процесс уплотнения, при постоянных параметрах машины приняты толщина укладываемого слоя битумоминеральной смеси (минимальное и максимальное значения x1 3, x1 13) и высота подачи материала из сопла патрубка ма-

шины до поверхности покрытия (минимальное и максимальное значения x2 60, x2 80).

Согласно плану экспериментальных исследований задавалось количество опытов (n = 4) и их число их повторений (m = 3) с учетом влияющих факторов. В качестве исследуемых параметров приняты плотность ρ, г/см3, водонасыщение r, %, и коэффициент уплотнения k. В ходе эксперимента требовалось: осуществить вывод уравнений регрессии для исследуемых параметров (учитывая все взаимодействия факторов), проверить полученные модели на адекватность и произвести их интерпретацию. В соответствии с полученными значениями устанавливалась зависимость влияния переменных факторов на конечный результат уплотнения [1, 6, 8, 9, 13, 15].

На рис. 5 показано поведение функции водонасыщения r, %, от фактора x1 (толщины слоя выбоины, см), при фиксированном значении фактора x2 (высоты подачи материала, см), а на рис. 6 — от фактора x2 (высоты подачи материала, см), при фиксированном значении фактора x1 (толщины слоя выбоины).

Рис. 5. Функция водонасыщения:

— водонасыщение; — нормативное значение показателя водонасыщения 4 % по ГОСТ 9128-2009;

— нормативное значение показателя водонасыщения 10 % по ГОСТ 9128-2009

Из графиков на рис. 5 видно, что полученное значение показателя водонасыщения материала соответствует требуемому нормативному значению по ГОСТ 9128-2009, которое для данного типа пористых смесей должно быть в интервале от 4 до 10 % по объему. При 20 % эмульсии по объему значение показателя водонасыщения ниже нормативного (смесь чрезмерно подвижная). Изменение толщины слоя выбоины и высоты подачи материала не оказывают существенного влияния на показатель водонасыщения битумоминеральной смеси).

На рис. 6 показано поведение функции коэффициента уплотнения от фактора x1 (толщины слоя выбоины, см) при фиксированном значении фактора x2 (высоты подачи материа-

84

ла, см), а на рис. 7 — от фактора x2 (высоты подачи материала, см) при фиксированном значении фактора x1 (толщины слоя выбоины, см).

Из графиков на рис. 6, 7 видно, что полученный коэффициент уплотнения материала не соответствует требуемому нормативному значению по СП 78.13330.2012, которое для асфальтобетона из холодных смесей должно быть не ниже –0,96.

Рис. 6. Функция коэффициента уплотнения:

—коэффициент уплотнения;

—нормативное значение К уплотнения по СП 78.13330.2012 — 0,96

Рис. 7. Функция коэффициента уплотнения:

—коэффициент уплотнения;

—нормативное значение К уплотнения по СП 78.13330.2012 — 0,96

Врезультате обработки данных экспериментальных исследований получены уравнения регрессии для исследуемых параметров [1, 6, 8, 9, 13, 15]:

Проверка полученных уравнений на адекватность по критерию Фишера показала, что расчетные значения критерия меньше табличных, что позволяет сделать вывод о достоверности полученных уравнений. Установлено, что конечный результат при укладке битумоминеральной смеси с применением инъекционно-струйного метода зависит от скорости подачи материала из подающего материал патрубка машины. Высота подачи материала незначительно влияет на коэффициент уплотнения. Вычисленные значения параметров отличаются от средних в допустимых пределах (табл.).

85

Научный журнал строительства и архитектуры

Выводы

1.Полученные экспериментальные данные опровергают существующие мнения производителей и пользователей оборудования для струйно-инъекционного метода, что его преимуществом является отсутствие процесса уплотнения при укладке материала в выбоине

[14—20, 22, 24, 25].

2.Для повышения срока службы отремонтированной поверхности дорожных покрытий доказана необходимость дополнительного уплотнения смеси в выбоине уплотняющими машинами.

3.Определены физико-механические свойства битумоминеральной смеси (водонасыщение, коэффициент уплотнения) при укладке струйно-инекционным методом с учетом технологических режимов работы при ямочном ремонте выбоин покрытий (разной глубины) нежесткого типа.

4.Установлены аналитические зависимости влияния технологических режимов подачи смеси на ее качество укладки в выбоину. При 20 % содержании эмульсии в смеси значение показателя водонасыщения ниже нормативного (смесь чрезмерно подвижная). С уменьшением содержания эмульсии в смесях с фракциями щебня 5—15 и 5—20 мм водонасыщение возрастает с 6 до 9 %. Для смесей с фракцией щебня 3—10 мм при содержании эмульсии от 15 до 20 % водонасыщение превышает допустимое значение.

5.Увеличение высоты подачи материала существенно не влияет на показатель коэффициента уплотнения, а с увеличением толщины укладываемого слоя материала в выбоину наблюдается незначительное понижение коэффициента уплотнения.

6.Полученные результаты проведенного факторного эксперимента являются достоверными.

Библиографический список

1.Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условии / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. — М.: Наука, 1971. — 282 с.

2.Алексиков, С. В. Исследование температуры и уплотняемости асфальтобетона при ремонте городских дорог [Электронный ресурс] / С. В. Алексиков, Г. И. Беликов, В. А. Пшеничкина, А. А. Ермилов // Интер- нет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. — 2013. — Вып. 2 (27). — Режим доступа: http://vestnik. vgasu.ru/attachments/AleksikovBelikovPshenichkinaErmilov-2013_2(27).pdf.

3.Алферов, В. И. Дорожные материалы на основе битумных эмульсий / В. И. Алферов; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. — Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2003. —152 с.

4.Апестин, В. К. О расхождении проектных и нормативных сроков службы дорожных одежд / В. К. Апестин // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2011. — № 1. — С. 18—20.

5.Васильев, А. П. Справочник инженера — дорожника. Ремонт и содержание автомобильных дорог / А. П. Васильев. — М.: Транспорт, 1989. — 287 с.

6.Гмурман, В. Е.Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Груман — 10-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2004. — 479 с.

7.Ереско, С. П. Технология ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог / С. П. Ереско, С. Ф. Зяблов // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2011. — № 1. — С. 28—30.

86

8.Ермаков, С. М. Математическая теория планирования эксперимента / С. М. Ермаков. — М.: Наука, 1983. — 392 с.

9.Жирабок, А. Н. Построение моделей и граничные испытания электронных средств: метод. указания / А. Н. Жирабок, В. Н. Ляхов. — Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006. — 32 с.

10.Зубков, А. Ф. Технология ремонта дорожных покрытий автомобильных дорог с применением горячих асфальтобетонных смесей / А. Ф. Зубков, В. Г. Однолько, Е. Ю. Евсеев. — М.: ИД «Спектр», 2013. — 180 с.

11.Иванцов, В. А. Физико-механические свойства минеральных материалов, обработанных эмульсиями / В. А. Иванцов // Труды СоюздорНИИ. Вып. 34. Исследования органических вяжущих материалов и битумоминеральных смесей для дорожного строительства. — 1969. — С. 91—92.

12.Костельов, М. П. Современные методы и средства ямочного ремонта дорожных покрытий [Электронный ресурс] / М. П. Костельов // Еженедельник «Стройка»: информац.-строит. портал. — Режим доступ: http://www.stroit.ru.

13.Красовский, Г. И. Планирование эксперимента / Г. И. Красовский, Г. Ф. Филаретов. — Минск: Изд-во БГУ, 1982. — 302 с.

14.Любченко, А. С. Совершенствование системы содержания автомобильных дорог России с учетом опыта Германии / А. С. Любченко // Вестник Волгоград. гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. — 2014. — № 36 (55). — С. 149—156.

15.Монтгомери, Д. К. Планирование эксперимента и анализ данных: пер. с англ. / Д. К. Монтгомери. — Л.: Судостроение, 1980. — 384 с.

16.Пилецкий М. Э. Сравнительная оценка эффективности методов ямочного ремонта дорожных покрытий нежесткого типа / М. Э. Пилецкий, А. Ф. Зубков // Транспортные системы Сибири, развитие транспортной системы как катализатор роста экономики государства: сб. докладов Междунар. науч.-практ. конф., 7—8 апр. 2016 г., г. Красноярск. — Ч. 1. — Красноярск: СФУ, 2016. — С. 208—211.

17.Пилецкий, М. Э. Анализ состояния автомобильных дорог Тамбовской области и выбор технологии для ремонта выбоин на покрытиях нежесткого типа / М. Э. Пилецкий, А. Ф. Зубков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2016. — № 1 (41). — С. 73—82.

18.Пилецкий, М. Э. Результаты экспериментальных исследований укладки смесей при струйноинъекционном методе / М. Э. Пилецкий, Д. А. Некрасов, И. С. Чаплыгин // Устойчивое развитие региона: архитектура, строительство, транспорт: материалы 3-й междунар. науч.-практ. конф. института АрхСиТ ФГБОУ ВО «Тамбовский госудрственный технический университет», 27 июня 2016, г. Тамбов. — Тамбов: изд-во Першина Р. В., 2016. — С. 171—176.

19.Плотникова, И. А. Более эффективно использовать битумные эмульсии / И. А. Плотникова // Ав-

томобильные дороги. — 1974. — № 6. — С. 10—11.

20. Buza, E. Pothole Detection with Image Processing and Spectral Clustering / Е. Buza, S. Omanovic, A. Huseinovic // Proceedings of the 2nd International Conference on Information Technology and Computer Networks, World Scientific and Engineering Academy and Society (Turki), October, 2013. — Р. 48—53.

21.Equipment Rental. Rent Our Equipment [Электронный ресурс] // Sitemap Pavement Resources Inc. — Режим доступа: http://pavementresources.com/equipment-rental.

22.Griffith, А. Improved Winter Pothole Patching / A. Griffith // State Planning and Research Project. — 1998. — № 538. — P. 11—13.

23.Hot Mix Asphalt Repair [Электронный ресурс] // Sitemap Pavement Resources Inc. — Режим доступа: http://pavementresources.com/hot-mix-asphalt-repair.

24.Jones, K. M. Wet Weather Pothole Repair / K. M. Jones // Edition Technical Quarterly of the Texas State Department of Highways and Public Transportation. — 1988. — February. — P. 1—4.

25. Nazzal, M. D. Evaluation of Winter Pothole Patching Methods Repor. Final Report / M. D. Nazzal, К. Sang-Soo, A. R. Abbas. — USA, 2014. — P. 13—17.

26.Research Report: Spray Injection Pothole Patching // The Road Ahead. — Virginia: Virginia Transportation Technology Transfer Center, 2003. — P. 1—6.

27.Rioja, F. K. Filling potholes: macroeconomic effects of maintenance versus new investments in public infrastructure [Электронный ресурс] / F. K. Rioja // Journal of Public Economics. — 2003. — № 87. — P. 228—230. — Режим доступа: http://www2.gsu.edu/~ecofkr/papers/pub2003.pdf.

28.Villiers, R. L. Maintenance engineering standards to fulfil the legal duty of road authorities towards safe roads: Dissertation presented for the Degree of Doctor of Philosophy [Электронный ресурс] / R. L. Villiers. — Stellenbosch University, 2016. — 246 p. — Режим доступа: https://scholar.sun.ac.za.

29.Wang, P. Asphalt Pavement Pothole Detection and Segmentation Based on Wavelet Energy Field [Электронный ресурс] / P. Wang, Y. Hu, Y. Dai, and M. Tian / Journal Mathematical Problems in Engineering. — 2017. —

№2017 (2017). — Режим доступа: https://doi.org/10.1155/2017/1604130.

30.Welcome to Valley Slurry Seal, Co. [Электронный ресурс] // Valley Slurry Seal, Co. — Режим доступа: www.slurry.com/index.php/construction-division.

87

Научный журнал строительства и архитектуры

POTHOLE MAINTENANCE OF NON-RIGID PAVING SURFACES

USING THE INJECTION FLOW METHOD

M. E. Piletskii1, I. V. Didrikh2, A. F. Zubkov3, E. N. Tugolukov4

Tambov State Technical University1, 2, 3, 4

Russia, Tambov

1PhD student, Assoc. Prof. of the Dept. of Urban Construction and Highways, tel.: (4752)63-09-20, 63-03-72, e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Information Systems and Information Protection

3D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Urban Construction and Highways, tel.: (4752)63-09-20, 63-03-72, e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

4D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of the Technology of Manufacturing Nanoproducts

Statement of the problem. The objective of the paper is to determine the influence of the technology of laying and compaction of the biomineral mixture on the quality of repair potholes of road surface of nonrigid type in production conditions using the injection flow method.

Results. The analytical dependence of the influence of technological modes of laying a mixture on its internals in the pothole of the road surface was determined using the factor analysis. It is proved that to improve the quality of repairs by means of the injection flow method, it is necessary to additionally compact the mixture with the use of compacting machines.

Conclusions. The parameters of the bituminous mineral mixture (water saturation, compaction ratio) for laying using the injection flow method considering the technological modes of operation during patching of potholes of coatings (of different depths) of a non-rigid type were identified. The analytical dependencies of the influence of technological modes of supplying the mixture on its quality of laying into a pothole were determined. At around 20 % of the emulsion content in the mixture, the water saturation value is below the norm (the mixture is excessively mobile). The increase in the height of the working element of the machine and the speed of the supplied mixture into the pothole does not significantly affect the compaction ratio of the mixture at a constant thickness of the laying layer. As the depth of the layer of packing material in the pothole increases, there is a small decrease in the compaction ratio.

Keywords: injection flow method, pothole maintenance of non-rigid paving surfaces, bituminous mineral mixture, water saturation, production conditions, compression ratio.

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОТКРЫТЫЙ КОНКУРС ДЛЯ НАЗНАЧЕНИЯ СТИПЕНДИЙ

ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ЗА РУБЕЖОМ

Объявлен Всероссийский открытый конкурс для назначения стипендий Президента для обучающихся за рубежом, претендентам из числа студентов и аспирантов, обучающихся по образовательным программам высшего образования по очной форме обучения за счет бюджетных ассигнований федерального бюджета, на 2018/19 учебный год.

Ответственные представители по вопросам проведения конкурса:

Круглова Наталья Викторовна, тел.: (499)246-31-10, e-mail: nkruglova@ined.ru,

Южакова Елена Борисовна, тел.: (495)629-31-39, e-mail: yuzhakova-eb@mon.gov.ru.

Конкурсные заявки направляются на бумажном носителе по адресу: 119021, г. Москва, Большой Чудов переулок, дом 8, строение 1, ФГБОУ «Центр международной образовательной деятельности («Интеробразова-

ние»), ком. 39.

Полный текст извещения о конкурсе размещен на сайте Минобрнауки России: https://минобрнауки.рф/документы/12199.

88

УДК 625.7/.8 : 621.78

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ

СПРИМЕНЕНИЕМ ЭМУЛЬСИОННО-МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ИЭМУЛЬСИЙ

В. П. Подольский1, Аль Аддесс Мохаммед Хашим2

Воронежский государственный технический университет1, 2 Россия, г. Воронеж

1Д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой строительства и эксплуатации автомобильных дорог,

тел.: +7-980-555-02-85, e-mail: ecodor@bk.ru

2Аспирант кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, тел.: +7-951-864-83-91, e-mail: aladdess@yandex.ru

Постановка задачи. Для обеспечения требуемой шероховатости, защиты поверхности покрытия от негативного воздействия природных и эксплуатационных факторов устраиваются тонкослойные слои износа. Обычно такие слои укладывают из эмульсионно-минеральных смесей с помощью ресайклеров.

Результаты. В зависимости от целей ресайклинга и вида применяемого вяжущего комплект машин для ресайклинга может значительно меняться. При реконструкции дороги Наджаф-Карбала в Ираке для приготовления асфальтогранулобетонной смеси был использован материал, сфрезерованный с поверхности покрытия.

Выводы. В процессе исследований впервые предложен аналитический метод определения количества нового щебня в зависимости от содержания остаточного битума в асфальтовом грануляте. Повторное применение асфальтового гранулята с комплексной добавкой цемента и битумной эмульсии экономит ресурсы и может использоваться при устройстве нижнего слоя покрытия. Повышение прочности эмульсионно-минеральных смесей с добавками волокнистых наполнителей позволяет получить дисперсно-армированные материалы, обладающие повышенной трещиностойкостью при высоких температурах и деформативной устойчивостью.

Ключевые слова: катионоактивная эмульсия, ресайклер, ресайклинг, асфальтовый гранулят, рециклированные материалы, слой износа.

Введение. В последние годы широкое распространение получили тонкослойные слои износа, устраиваемые для обеспечения требуемой шероховатости, предохранения поверхности покрытия от негативного воздействия природных и эксплуатационных факторов. Обычно такие слои устраиваются из эмульсионно-минеральных смесей.

По технологии ресайклинга восстанавливают транспортно-эксплуатационные свойства верхних слоев дорожных покрытий. Нижние конструктивные слои при этом защищаются от коррозии и проникновения влаги, а на поверхности формируется износоустойчивый слой. В смесь производится добавка нового скелетного материала — катионоактивной эмульсии — и цемента в соответствии с подобранной рецептурой.

Основные преимущества подобных слоев:

повышенная эластичность и увеличение сопротивления динамическим нагрузкам за счет применения полимерных модификаторов [1];

высокий коэффициент сцепления;

устойчивость к воздействию температур;

активная адгезия к покрытию;

©Подольский В. П., Аль Аддесс Мохаммед Хашим, 2018

89

Научный журнал строительства и архитектуры

отсутствие выброса каменного материала;

низкая энергоемкость производственного процесса;

малая экологическая нагрузка на окружающую среду;

долговечность слоя (3—5 лет);

низкая шумность покрытия;

малый вес покрытия и высокая водонепроницаемость;

эстетичный внешний вид равномерной поверхности покрытия;

отсутствие необходимости перекладки бордюрного ограждения.

1. Технология ресайклинга с применением эмульсионно-минеральных материа-

лов. Альтернативным способом является холодный ресайклинг на участке производства работ, В процессе своего развития ресайклеры вместо переоборудованных дорожных фрез и стабилизаторов грунта стали производиться в виде специализированных машин. Они применяются специально для переработки материалов дорожных одежд на большую глубину за один проход и поэтому представляют собой крупногабаритные мощные машины на гусеничном или колесном ходу.

Для холодной переработки используется комплекс машин, каждая из которых выполняет свою задачу. В начальный период специальная машина распределяет небольшую часть вяжущего вещества или минеральной смеси с вяжущим поверхности. Цифровая система управления контролирует геометрические параметры слоя, за распределителем идут две машины, первая с водой и вторая с битумной эмульсией. Мощный фрезерно-роторный барабан перемалывает асфальтное покрытие на мелкие фрагменты, предварительно нанесенная на дорожное полотно смесь вяжущего вещества перемешивается с асфальтобетонной крошкой и увлажняется из разбрызгивателей, закрепленных в первом секторе смесительной камеры. Битумная эмульсия из второй машины подается специальной установкой и впрыскивается из второй рампы. С целью активации отфрезерованного материала дорожной одежды была произведена модернизация оборудования ресайклера, которая позволила увеличить число оборотов барабана с 16 до 240 м/с. В верхней зоне смесительной камеры смонтирован активатор, представляющий собой уменьшенный фрезерный барабан с линейной скоростью зубьев активатора до 50 м/с (рис. 1). Часть материалов, раздробленных зубьями фрезерного барабана, встречается с зубьями активатора, движущимся им навстречу, и получает дополнительный импульс, а некоторые частицы ударяются о стенки камеры и отражаются от них обратно к активатору. В этом случае происходит многократное соударение частиц с активатором, друг с другом и со стенками камеры фрезерного барабана. За счет встречного разгона частиц процесс активации происходит на скоростях 290 м/с [10, 11].

Рис. 1. Резцы фрезерного барабана

90