Методическое пособие 813

Выпуск № 1 (41), 2016 ISSN 2072-0041

При интегрировании последнего уравнения:

В конечном виде для полупространства получен следующий вид:

Для движущегося со скоростью v, м/с, в направлении оси x мгновенного точечного источника теплоты в предположении установившегося теплового режима температура будет определяться выражением

Авторами разработана программа расчета распределения приращения температурного поля относительно -20 оС (исходного расчетного значения) по математической модели мгновенного точечного источника теплоты для процесса взаимодействия ПГМ на основе хлористого кальция и льда.

Результаты работы программы представлены на рис. 2.

Рис. 2. Расчет распределения приращения температурного поля в пространстве и времени относительно -20 оС за три часа для процесса взаимодействия ПГМ на основе хлористого кальция и льда (по горизонтали расстояние от гранулы ПГМ в мм)

71

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

Рис. 2 (окончание). Расчет распределения приращения температурного поля в пространстве и времени относительно -20 оС за три часа для процесса взаимодействия ПГМ на основе хлористого кальция и льда (по горизонтали расстояние от гранулы ПГМ в мм)

Выводы

1.Для решения задач математического моделирования теплофизического взаимодействия тепловыделяющей гранулы ПГМ и СЛО применены методы технологической теплофизики.

2.На основе особенности современных ПГМ выделять тепловую энергию при соединении с водой проведено математическое моделирование этого процесса в виде мгновенного точечного источника теплоты, что позволило получить конечное решение в виде аналитической формулы и провести расчет распределения температурного поля в СЛО.

3.Полученные результаты полностью соответствуют реальному физическому процессу взаимодействия ПГМ со льдом. Температура льда поднимается от -20 оС на 23 оС, лед снача-

ла превращается в воду, а потом в теплый раствор соли. После чего раствор остывает до исходной температуры -20 оС, при этом оставаясь в жидком состоянии.

Библиографический список

1.Аржанухина, С. П. Совершенствование технологий применения противогололедных материалов при зимнем содержании автомобильных дорог: дис. … канд. техн. наук: 05.23.11, защищена 6.11.2009: утв. 18.02.2010 / Софья Пертровна Аржанухина. — Волгоград, 2009. — 180 с.

2.Проблемы долговечности цементных бетонов / П. Б. Рапопорт [и др.] // Строительные материалы. — 2011. — № 5. — С. 38—41.

3.Васильев, Ю. Э. Диагностика и паспортизация элементов улично-дорожной сети системой видеокомпьютерного сканирования / Ю. Э. Васильев, А. Б. Беляков, А. В. Кочетков, Д. С. Беляев // Интернет-журнал «Науковедение». — 2013. — № 3 (16). — С. 55.

4. Кочетков, А. В. Шероховатые поверхности: нормирование, проектирование и устройство / А. В. Кочетков, П. С. Суслиганов // Автомобильные дороги. — 2005. — № 1. — С. 54.

5.Аржанухина, С. П. Отраслевые особенности применения хлорида кальция / С. П. Аржанухина // Строительные материалы. — 2010. — № 10. — С. 60—61.

6.Аржанухина, С. П. Современное состояние вопросов зимнего содержания автомобильных дорог / С. П. Аржанухина // Строительные материалы. — 2010. — № 5. — С. 16—19.

7.Способ нанесения противоголедного материала на дорожное покрытие / С. П. Аржанухина [и др.] // Интернет-журнал «Науковедение». — 2014. — № 3 (22). — С. 90.

72

References

1.Arzhanuxina, S. P. Sovershenstvovanie texnologij primeneniya protivogololednyx materialov pri zimnem soderzhanii avtomobil'nyx dorog: dis. … kand. texn. nauk: 05.23.11, zashhishhena 6.11.2009: utv. 18.02.2010 / Sof'ya Pertrovna Arzhanuxina. — Volgograd, 2009. — 180 s.

2.Problemy dolgovechnosti cementnyx betonov / P. B. Rapoport [i dr.] // Stroitel'nye materialy. — 2011. —

№5. — S. 38—41.

3.Vasil'ev, Yu. E'. Diagnostika i pasportizaciya e'lementov ulichno-dorozhnoj seti sistemoj videokomp'yuternogo skanirovaniya / Yu. E'. Vasil'ev, A. B. Belyakov, A. V. Kochetkov, D. S. Belyaev // Internet-zhurnal «Naukovedenie». — 2013. — № 3 (16). — S. 55.

4. Kochetkov, A. V. Sheroxovatye poverxnosti: normirovanie, proektirovanie i ustrojstvo / A. V. Kochetkov,

P.S. Susliganov // Avtomobil'nye dorogi. — 2005. — № 1. — S. 54.

5.Arzhanuxina, S. P. Otraslevye osobennosti primeneniya xlorida kal'ciya / S. P. Arzhanuxina // Stroitel'nye materialy. — 2010. — № 10. — S. 60—61.

6. Arzhanuxina, S. P. Sovremennoe sostoyanie voprosov zimnego soderzhaniya avtomobil'nyx dorog /

S.P. Arzhanuxina // Stroitel'nye materialy. — 2010. — № 5. — S. 16—19.

7.Sposob naneseniya protivogolednogo materiala na dorozhnoe pokrytie / S. P. Arzhanuxina [i dr.] // Internetzhurnal «Naukovedenie». — 2014. — № 3 (22). — S. 90.

MATHEMATICAL MODELLING

OF THERMAL AND PHYSICAL INTERACTION

OF THE HEAT EMITTING GRANULE

OF A DEICING MATERIAL AND SNOW ICE FORMATION

S. P. Arzhanuxina, A. V. Bobkov, Sh. N. Valiev, A. V. Kochetkov

Saratov State Technical University Named after Yu. A. Gagarin

Russia, Saratov, tel.: (845-2) 52-58-04, 8-917-217-62-89, e-mail: vdt_sstu@mail.ru S. P. Arzhanuxina, PhD in Engineering,

engineer of Volga Region Educational and Research Center «VOLGODORTRANS»

A.V. Bobkov, PhD student of the Dept. of Transport Construction Moscow Automobile and Road State Technical University Russia, Moscow, e-mail: bridge_mtt@madi.ru

Sh. N. Valiev, PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Bridges and Transport Tunnels Perm National Research Polytechnical University

Russia, Perm, tel.: +7-906-306-95-53, e-mail: soni.81@mail.ru

A.V. Kochetkov, D. Sc. in Engineering,

Prof. of the Dept. of Automobiles and Technological Machines

Statement of the problem. N. N. Rykalin's theorem allows one to divide a spatial process of heat conductivity into orthogonal components mathematically. It allows one to construct Green's function for limited bodies. Therefore the problem of modeling of interaction of the heat emitting deicing material and a snow ice formation is getting momentum now. In technological thermophysics improvements of the mathematical theory of a heat exchange, in particular a method of sources of heat are the basis. The thermal process in an unlimited body caused by a source of heat of any form and intensity, operating constantly or temporarily moving or motionless, can be mathematically represented as a combination of the temperature fields created by instant point sources of heat. To obtain a final decision in the form of an analytical formula and to carry out a calculation of the distribution of a temperature field in a snow ice formation.

Results. Substitution of entry and boundary conditions: time, ice temperatures, a thermal capacity, heat conductivity of ice, thermal power of a granule of deicing material gives an opportunity to calculate in MatLab visual software representation of distribution of a temperature field round a point source of heat. Conclusions. The obtained results of modeling correspond to the facsimile of interaction of a granule of chloride calcium with a snow ice formation.

Keywords: deicing materials, highways, winter contents, pavings, thermal physical model.

73

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

УДК 625. 7/8

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ РЕМОНТА ВЫБОИН

НА ПОКРЫТИЯХ НЕЖЕСТКОГО ТИПА

М. Э. Пилецкий, А. Ф. Зубков

Тамбовский государственный технический университет

Россия, г. Тамбов, тел.: (4752)63-09-20, 63-03-72, e-mail: gsiad@mail.tambov.ru

М. Э. Пилецкий, аспирант, доцент кафедры городского строительства и автомобильных дорог А. Ф. Зубков, д-р техн. наук, проф. кафедры городского строительства и автомобильных дорог

Постановка задачи. Несвоевременное проведение работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог приводит к ухудшению состояния покрытия и в дальнейшем к удорожанию работ по приведению его в нормативное состояние. Поэтому вопрос повышения качества ремонтных работ, в том числе и за счет применения новых эффективных технологий, является одним из наиболее актуальных.

Результаты. На основании анализа транспортной сети автомобильных дорог Тамбовской области и зарубежного опыта применения основных технологий при ямочном ремонте обосновывается эффективный выбор технологии ремонта выбоин на покрытиях нежесткого типа. Установлено, что инъекционно-струйный метод по затратам имеет минимальные значения в сравнении с «традиционными» методами ямочного ремонта.

Выводы. На основании испытаний обоснована необходимость оптимизации параметров укладки смеси с обеспечением повышения коэффициента уплотнения и введения в технологию инъекци- онно-струйного метода дополнительной операции — уплотнения уложенного материала вибрационными плитами.

Ключевые слова: затраты на ремонт, инъекционно-струйныйметод, ямочный ремонт покрытия нежесткого типа.

Введение. В условиях ежегодного увеличения транспортных средств при относительно невысоких показателях темпа строительства (реконструкции) автомобильных дорог вопросы обеспечения безопасности движения транспортных средств и связанные с этим работы по ремонту и содержанию автомобильных дорог являются наиболее актуальными. Постановлением Правительства РФ установлены межремонтные сроки по ремонту и капитальному ремонту сети федеральных автомобильных дорог, на основании которого постановлением администрации Тамбовской области также были установлены межремонтные сроки покрытий нежесткого типа, согласно которым по ремонту установлено 6 лет, а по капитальному ремонту 13 лет.

Одним из направлений увеличения срока службы дорожного покрытия является проведение своевременных работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог. Несвоевременное проведение работ приводит к ухудшению состояния покрытия и в дальнейшем, как следствие, к удорожанию работ по приведению его в нормативное состояние. Одной из основных причин является несоблюдение межремонтных сроков по причине ограниченного финансирования. Известно, что через сравнительно короткий срок после ввода в эксплуатацию автомобильной дороги возникают дефекты на покрытии, связанные с нарушением технологии при строительстве. Проведение своевременного ремонта позволяет увеличить срок службы покрытия на 4—5 лет, а задержка с проведением ремонта (в течение 2—3 лет) приводит к росту затрат на ремонт в 2 раза [1]. Поэтомувопрос повышения качества ремонтных работ, в том числе и за счет совершенствования и новых эффективных технологий, является актуальным.

© Пилецкий М. Э., Зубков А. Ф., 2016

74

1. Анализ современного состояния дорожно-транспортной сети на примере Там-

бовской области. Для анализа современного состояния транспортной сети рассмотрим состояние дорожной сети на примере Тамбовской области. Общая протяженность автомобильных дорог регионального значения по Тамбовской области составляет 2028,763 км, в то же время более половины из них (51,9 %) не соответствуют нормативным требованиям (рис. 1).

Рис. 1. Изменение по годам количества автомобильных дорог, не соответствующих нормативным требованиям (в процентах от их общей протяженности)

Из представленных на рис. 1 данных видно, что за период с 2009 по 2014 годы состояние автомобильных дорог улучшалось, но крайне незначительными темпами. Такую тенденцию можно объяснить недостаточным на протяжении ряда лет финансированием работ на содержание и ремонт автомобильных дорог (рис. 2).

Рис. 2. Затраты на содержание региональных автомобильных дорог Тамбовской области по годам

В то же время из графика на рис. 2 видно, что за последние пять лет состояние дорог в Тамбовской области улучшилось, однако при относительно стабильном ежегодном повышении затрат на содержание дорог изменение происходит незначительными темпами. Одной из основных причин является несоблюдение межремонтных сроков по причине ограниченного финансирования.

Проведенные расчеты показали, что для выполнения установленных межремонтных сроков ежегодно необходимо производить ремонт дорог (уже начиная с 2014 года) не менее 178 км в год. Для этого требуется выделять как минимум от 1,8 до 2,3 млрд рублей в год (исходя из среднего стоимости ремонта 10 млн руб. за 1 км). Следует заметить, что эти затраты не учитывают денежные средства на текущее содержание сети дорог, реконструкцию и новое строительство. Плановый размер регионального дорожного фонда в соответствии с законом области о бюджете области на 2014 год составил 2,652 млрд руб. Из представленных данных видно, что при существующем размере финансирования соблюдать межремонтные сроки

75

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

практически не представляется возможным, но и сокращать затраты на текущее содержание, безопасность, организацию дорожного движения и развитие муниципальной сети автомобильных дорог за счет субсидий из регионального дорожного фонда недопустимо [2].

Анализ состояния дорожной сети Тамбовской области показал, что начиная с 2012 года объем ремонтируемого дорожного покрытия ежегодно составляет не менее 2,0—2,5 % от общей площади сети этих дорог. Это составляет около 268—335 тысяч квадратных метров. Такой значительный объем работ связан с «хроническим недоремонтом» покрытия дорог, построенных еще в 80—90-х годах прошлого столетия, вызванным текущим недофинансированием. Другая причина — это качество выполняемых работ. Образование дефектов на дорожном покрытии в виде выбоин, просадок происходит с началом весеннего периода. Для обеспечения безопасности движения транспортных средств дорожным организациям приходится по нескольку раз возвращаться на отремонтированные ранее участки с выбоинами, что снижает эффективность расходования незначительных финансовых ресурсов, выделяемых на эти цели.

Текущему содержанию автомобильных дорог большое внимание уделяется как у нас в стране, так и за рубежом. Анализ систем планирования содержания автомобильных дорог за рубежом показал, что в настоящее время в России существует проблема несоответствия нормативных сроков службы дорожных конструкций фактическим [3]. В связи с этим программа, в том числе и содержания дорог, не может опираться только на заданные межремонтные сроки, а должна учитывать фактическое состояние дорог [3].

2. Анализ новых технологий ямочного ремонта покрытий нежесткого типа с уче-

том зарубежного опыта. Согласно нормативным документам, ямочный ремонт покрытия применяется при текущем содержании дорог. Анализ применяемых за рубежом технологий по ремонту выбоин покрытий нежесткого типа показал, что наибольшее распространение получили следующие технологии [4]:

Sem Permanent — при этой технологии обрубаются кромки выбоины, удаляется старый материал, мусор и вода, производится подгрунтовка вяжущим, выбоина заполняется асфальтобетоном на 20—25 % выше ее глубины и уплотняется вибрационной плитой, края заполненной выбоины сверху проливаются битумной мастикой. Этот метод считается наиболее трудоемким и продолжительным по времени, но наиболее надежным;

Throw-and-Roll («бросок и укатка») — является одним из старейших и самых распространенных способов ямочного ремонта, состоящий из следующих операций: заполнение материалом, уплотнение шиной (колесом рабочего автомобиля), или катком, или вибрационной плитой. Применяется в основном для временных исправлений, когда погодные условия не позволяют использовать метод Sem Permanent. Он наименее дорогой и менее трудоемкий;

Edge Seal («запечатанные края») — в данном методе используется холодная смесь без удаления воды, герметизация вяжущим по периметру выбоины и уплотнение шиной (колесом рабочего автомобиля);

широкое применение в США и некоторых других зарубежных странах при ремонте выбоин получила технология Spray Injection (струйно-инъекционная), которая включает следующие операции: удаление воды и мусора из выбоины, нанесение связующего слоя по бокам и дну выбоины, подача смеси в выбоину под давлением (распыление), покрытие исправленной поверхности тонким слоем сухого заполнителя [4]. Технология Spray Injection предусматривает применение промытого и равномерно измельченного щебеночного материала фракции 9,5 или 6,3 мм и в качестве вяжущего — катионной активной битумной эмульсии. Эмульсия для распыления должна иметь достаточно низкую вязкость для обеспечения необходимого распределения по поверхности проезжей части дороги, при этом вязкость должна быть достаточной для предотвращения стекания [5].

В издании The Road Ahead приводятся данные по методу Spray Injection [6, 7]. Отмечено, что данная технология в первую очередь предназначена для ремонта выбоин покрытия. В то

76

же время она эффективно может применяться для устранения выкрашивания, отслоений материала и трещин на дорожных покрытиях, при этом сокращаются расходы на ремонтные работы, продлевается срок службы дорожной одежды и увеличиваются межремонтные сроки.

На рис. 1 показаны результаты наблюдений за основными методами ямочного ремонта дорожных покрытий в США и Канаде.

Рис. 3. Процент отрицательных результатов по качеству ремонта выбоин при разных технологиях ямочного ремонта

Из представленных на рис. 1 данных видно, что процент отрицательных результатов по качеству ремонта выбоин (отказов) при методе Spray Injection гораздо ниже, чем при других технологиях ремонта выбоин. Следует заметить, что отрицательные результаты получены при производстве ремонтных работ при пониженной температуре окружающего воздуха. В качестве недостатка данной технологии отмечается, что метод Spray Injection нужно использовать на локальных участках разрушений: на дорогах с малой интенсивностью движения, на автостоянках и в местах, где не должно быть интенсивного воздействия воды.

В отчете по анализу эффективности технологии Spray Injection Департамента транспорта штата Огайо (США) отмечается, что уложенный материал в выбоину при данной технологии не требует дополнительного уплотнения. Материал подается под давлением в выбоину и с учетом мелких фракций равномерно и плотно распределяется в выбоине. Однако результатов исследований по обоснованию ненужности уплотнения не представлено.

Выбор технологии для ремонта выбоин, по мнению зарубежных исследователей, зависит от размеров выбоины. Для выбоин глубиной до 5 см и средней глубины выбоины от 5,0 до 10,0 см можно рекомендовать как технологию Throw-and-Roll, так и Spray Injection. Однако технология Spray Injection предпочтительней для выбоин, глубина которых равна толщине слоя покрытия (в среднем до 5 см). Для глубоких выбоин или просадок (более 10,0 см) в результате разрушения подстилающего слоя предпочтительнее будет технология Throw-and-Roll. Для таких дефектов покрытия технология Spray Injection будет не эффективна из-за мелких фракций минерального материала, поскольку после укладки материала в выбоину будет выдавливаться из-под колес проезжающего автотранспорта.

Из анализа зарубежных технологий для ремонта выбоин дорожных покрытий нежесткого типа видно, что применяемые технологии ремонта выбоин у нас в стране принципиально не отличаются от зарубежных. В то же время с учетом климатических факторов применяемые у нас технологии для ремонта выбоин покрытий нежесткого типа учитывают свойства материала и особенности производства работ [8]. Следует заметить, что выводы зарубежных специалистов сделаны не на основании проведенных исследований (испытаний, подбора фракционного материала в смеси, технологических режимов укладки), а на результатах наблюдения в процессе эксплуатации (включая отсутствие уплотнения мате-

77

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

риала после заполнения выбоины, что, по нашему мнению, является спорным и требует дополнительного исследования).

3. Испытания материала, используемого при струйно-инъекционном методе ремонта дорожных покрытий, в производственных и лабораторных условиях. Анализ тех-

нологических процессов, выполняемых при применении струйно-инъекционного метода, показал, что с технологической точки зрения возникают вопросы, решение которых позволит повысить эффективность применения данного метода при ремонте дорожных покрытий. С этой целью в лабораторных условиях определены плотность и предел прочности образцов на сжатие при стандартном уплотнении из материала дорожного покрытия, уложенного в 2014 и в 2015 годах, и материала при укладке в специальную форму с заданными размерами. Испытания образцов проводились по ГОСТ 12801-98 [9], полученные результаты испытаний сравнивались с требованиями ГОСТ 9128-2009 [10]. Во всех случаях результаты испытаний по прочностным характеристикам при температуре 20 ºС соответствовали пределу прочности от 2,1 до 2,3 МПа, что отвечает требованию нормативного документа.

Для сравнения прочностных характеристик материала в выбоине покрытия были взяты образцы из покрытий, отремонтированных в 2014 и 2015 г., которые подвержены воздействию нагрузки от транспортных средств на дороге с интенсивным движением. При визуальном осмотре внешних повреждений отремонтированных выбоин обнаружено не было. Полученные результаты испытаний образцов по пределу прочности на сжатие оказались ниже минимальных значений по требованиям ГОСТ 9128-2009 и составили от 1,2 до 1,7 МПа.

Для определения прочностных характеристик уложенного материала в выбоину покрытия были изготовлены специальные формы с соотношением высоты и стороны периметра, равной единице. В производственных условиях формы заполнялись смесью (дорожным ремонтером «Мадпатчер» (Madpatcher) МР 6,5 WD). После выдерживания образцов в течение двух недель проводилось определение предела прочности. Установлено, что предел прочности образцов соответствует значениям от 0,4 до 0,6 МПа.

Известно, что разрушение материала покрытия происходит при условии, когда нагрузка от транспортных средств превышает прочностные характеристики материала покрытия, которые зависят от свойств применяемого материала и условий эксплуатации дороги. При движении транспортных средств касательные, сжимающие и растягивающие напряжения являются причиной пластических деформаций, а также разрушений в верхних слоях дорожной одежды в виде сдвигов, волн, трещин и выбоин. Средняя глубина выбоины в существующих покрытиях нежесткого типа достигает 0,05 м, поэтому напряжения, возникающие на поверхности покрытия, полностью не затухают. Смесь, которой выполняют ремонт струйноинъекционным методом на основе битумной эмульсии после укладки, можно отнести к вязкопластическому материалу с малым модулем деформации. Следовательно, если не применять технологическую операцию уплотнения выбоины сразу же после ее заполнения материалом и открыть движение (как утверждает большинство производителей оборудования), то за счет возникающих напряжений в зоне контакта колеса с материалом нарушается сложившаяся во время заполнения под давлением структура материала и возникают пластические деформации материала в виде выдавливания «свежего» материала из выбоины. Анализ полученных результатов прочностных характеристик показал, что после распределения материала в выбоину покрытия значения прочностных характеристик уложенного материала довольно низкие. Поэтому для совершенствования технологии ямочного ремонта покрытий струйно-инъекционным методом необходимо применять уплотнение материала.

С практической точки зрения имеются два направления для достижения поставленной задачи:

учитывая, что материал в выбоину подается под давлением с определенной скоростью, необходимо установить такие технологические режимы подачи материала, при которых будет обеспечиваться требуемая плотность материала (или максимально возможно ее

78

повысить); по результатам испытания установлено, что при существующих технологических режимах водонасыщение образца превышает допустимое значение — более 10 % [10];

дополнительно выполнять процесс уплотнения после укладки материала в выбоину.

После укладки материала в выбоину он обладает малым модулем деформации и в большей степени проявляются вязкопластические свойства. В данном случае с учетом небольшого объема работы по уплотнению выбоины и малого модуля деформации применять катки не целесообразно. Известно, что при уплотнении асфальтобетонных смесей высокую эффективность показали вибрационные плиты [11, 12]. Однако с учетом свойств уложенного материала требуется обоснование их режимов работы.

Поэтому дальнейшие исследования по совершенствованию технологии ямочного ремонта покрытий струйно-инъекционным методом должны рассматривать уплотнение материала как одну из возможных технологических операций, которая должна сказаться на улучшении качества.

4. Технико-экономическое обоснование ямочного ремонта дорожных покрытий струйно-инъекционным методом. Сравнение по стоимости производилось с наиболее распространенными методами ямочного ремонта дорожных покрытий, при которых применяются горячие, литые и холодные асфальтобетонной смеси. Расценки, трудозатраты и коэффициенты перехода к стоимости 1 квартала 2015 года при расчете стоимости традиционных методов ямочного ремонта принимались на основании действующих региональных нормативно-правовых документов в области сметных нормативов, стоимостных показателей и индексов изменения сметной стоимости строительно-монтажных работ в Тамбовской области [13, 14]. Показатели трудозатрат для струйно-инъекционного метода (маш./час и чел./час) также принимались по территориальным утвержденным сметным нормативам Тамбовской области [14], нормы расходов материалов — по приказу Минтранса России от 04.12.2013 № 441 (вступил в силу с 01.01.2015 г.) применительно к Тамбовской области [15], а коэффициенты перехода к стоимости 1 квартала 2015 года — согласно данным Министерства экономического развития Российской Федерации. Полученные результаты для наглядности сведены в таблицу.

Из результатов расчета видно, что по стоимости ямочный ремонт струйноинъекционным методом значительно меньше (от 160,6 до 252,7 руб. за 1 м2), чем традиционными наиболее распространенными способами. Это достигается в том числе и за счет уменьшения трудозатрат (маш./час, чел./час) на единицу объема ремонта, так как, к примеру, на ямочный ремонт горячими и холодными смесями требуется несколько единиц техники (фреза, каток, самосвал, компрессор и другое вспомогательное оборудование) в составе отряда, а так-

79

Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура

же дополнительные людские ресурсы для подготовительных и основных работ [14], что увеличивает их трудоемкость и, как следствие, общую стоимость. Установлено, что при ямочном ремонте горячими асфальтобетонными смесями после их укладки и распределения в выбоине за счет разности температур горячей смеси и нижнего слоя покрытия часть тепла передается основанию выбоины и тепло передается через боковые поверхности выбоины дорожному покрытию, что способствует резкому понижению температуры горячей смеси в зоне «выбоина — покрытие» [16]. В данном случае эффективным методом прогрева основания выбоины может являться прогрев с помощью оборудования с инфракрасным излучением [16]. Так что если учесть к имеющимся нормативным трудовым ресурсам, составляющим стоимость квадратного метра ямочного ремонта горячим асфальтобетоном [14], фактические затраты на использование оборудования с инфракрасным излучением, то разница в стоимости ямочного ремонта одного квадратного метра горячими смесями еще более увеличится в сравнении со струйно-инъекционным методом.

Можно сделать вывод, что с экономической стороны струйно-инъекционный метод ямочного ремонта весьма привлекателен и перспективен. Но, как уже было сказано выше, первоначальные наши эксперименты показали, что предел прочности материала в выбоине с применением данного метода ниже, чем при использовании горячих асфальтобетонных смесей. В связи с этим, продолжая выполнять задачу по дальнейшему исследованию струйноинъекционного метода ямочного ремонта, необходимо произвести дополнительные испытания при различных условиях и выработать рекомендации по улучшению его качества. В настоящее время дорожные организации при использовании струйно-инъекционного метода опираются только на рекомендации производителей без какого-либо научного обоснования применяемых параметров (выбора материала, рецептуры состава смеси, погодных условий, необходимости уплотнения и т. п.) [17—20].

Выводы

1.На основании анализа транспортной сети автомобильных дорог Тамбовской области

иее финансирования установлено, что программа дорожных работ, в том числе и содержания дорог, не может опираться только на заданные межремонтные сроки, а должна учитывать фактическое состояние дорог.

2.Анализ зарубежных технологий ремонта выбоин дорожных покрытий нежесткого типа показал эффективность применения струйно-инъекционной технологии Spray Injection. В то же время установлено, что выводы зарубежных специалистов сделаны не на основании проведенных исследований (испытаний, подбора фракционного материала в смеси, технологических режимов укладки), а на результатах наблюдения в процессе эксплуатации (включая отсутствие уплотнения материала после заполнения выбоины, что потребует дополнительного исследования).

3.На основании испытаний обоснована необходимость оптимизации параметров укладки смеси с обеспечением повышения коэффициента уплотнения и введения в технологию инъекционно-струйного метода дополнительной операции — уплотнения уложенного материала вибрационными плитами.

4.На основании проведенного технико-экономического обоснования ямочного ремонта дорожных покрытий струйно-инъекционным методом установлено, что инъекционноструйный метод по затратам имеет минимальные значения в сравнении с традиционными методами ямочного ремонта.

Библиографический список

1. 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.

2. Зубков, А. Ф. Пути совершенствования технологии ямочного ремонта дорожных покрытий нежесткого типа / А. Ф. Зубков, М. Э. Пилецкий // Вестник Центрального территориального отделения РААСН. — 2015. — Вып. 14. — С. 143—147.

80