МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ СПОСОБАМИ ХОЛОДНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

РАЗРАБОТАНЫ в РОСДОРНИИ канд. техн. наук Г.С.Бахрахом при участии докт. техн. наук В.А.Кретова и инж. Г.С.Горлиной.

УТВЕРЖДЕНЫ распоряжением Росавтодора N ОС-568-р от 27.06.2002 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог предусматривают ремонт дорожных одежд нежесткого типа, требующих усиления, традиционным способом и способами термопрофилирования. Основным недостатком этих способов является образование во вновь уложенных или восстановленных слоях покрытия отраженных трещин и, в конечном итоге, сокращение срока службы отремонтированного покрытия по сравнению с расчетным сроком его службы.

С появлением дорожных фрезерных машин (холодных фрез) за рубежом стали широко применять способ "переукладки", заключающийся в удалении растрескавшихся и потерявших несущую способность асфальтобетонных слоев дорожной одежды и устройстве новых монолитных слоев. Этот способ позволяет получить дорожную одежду со сроком службы, аналогичным достигаемому при новом строительстве. Недостатком являются большой расход асфальтобетонной смеси и высокая стоимость работ.

Последним достижением в области ремонта дорожных одежд нежесткого типа является технология глубокой холодной регенерации их, позволяющая эффективно повторно использовать материалы старой дорожной одежды. Проведение восстановительных работ без разогрева старого материала наносит минимальный ущерб окружающей среде и резко снижает энергозатраты. По экономичности эта технология не имеет себе равных. В России опыт применения технологии холодной регенерации пока незначителен.

Настоящие Методические рекомендации являются первым методическим документом, обобщающим зарубежный опыт и результаты исследований и опытных работ, проведенных РОСДОРНИИ.

При составлении Методических рекомендаций использованы следующие нормативные и методологические документы: "Холодная регенерация асфальтобетона", Руководство, серия N 21 (MS-21), Институт асфальта, 1983 (США); Справочное руководство по битумным эмульсиям, серия N 19 (MS-19), Институт асфальта, 1987 (США); Руководство по восстановлению дорог, фирма "Катерпиллер", 1990 (США); "Холодная регенерация асфальтобетонов" в кн. "Битумные эмульсии". Основные сведения по применению, Синдикат производителей эмульсий дорожного битума, 1991 (Франция); "Комплексная регенерация в дорожном строительстве", Руководство, Отдел дорожного строительства, Саксонское Государственное Министерство экономики и рабочей занятости, 1995 (ФРГ); "Глубокая холодная регенерация на месте", Технические рекомендации и спецификации по применению, Консалтинговая фирма А.А.Лаудон и партнеры, 1995 (Южная Африка).

В Методических рекомендациях изложены сведения по области применения новой технологии; оценке свойств асфальтобетонного гранулята, получаемого в результате измельчения старого покрытия методом холодного фрезерования; добавкам, применяемым для приготовления асфальтогранулобетонных смесей; подбору состава этих смесей; оценке свойств асфальтогранулобетона; методам его испытания; правилам производства работ и др.

Приведены также технические требования к асфальтогранулобетону.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Технология холодной регенерации конструктивных слоев дорожной одежды (ХР) заключается в измельчении покрытия (в некоторых случаях с захватом части основания) преимущественно посредством холодного фрезерования; введении в образовавшийся асфальтобетонный гранулят (АГ) при необходимости нового скелетного материала, вяжущего и, если требуется, других добавок; перемешивании всех компонентов с получением асфальтогранулобетонной смеси (АГБ-смеси); распределении ее в виде конструктивного слоя и уплотнении, после чего АГБ-смесь превращается в асфальтогранулобетон (АГБ).

Все перечисленные технологические операции осуществляют, как правило, на дороге звеном специализированных машин.

1.2. Смешение компонентов можно выполнять и в полустационарной установке вблизи дороги. Однако это связано с разрывом технологического процесса и добавлением операций: погрузки и транспортировки АГ к месту приготовления смеси, его штабелирования, подачи в смесительную установку и транспортировки АГБ-смеси к месту укладки, что приводит к существенному удорожанию работ.

1.3. Отличительной особенностью технологии ХР является восстановление монолитности (сплошности) пакета асфальтобетонных слоев дорожной одежды на всю или часть толщины без разогрева асфальтобетона или АГ.

1.4. Поверх регенерированного слоя укладывают замыкающий (защитный) слой или асфальтобетонное покрытие.

1.5. Устранение трещин в старом покрытии на всю или большую часть глубины в результате его регенерации исключает появление отраженных трещин в вышеукладываемых слоях покрытия (копирование трещин). При традиционном методе усиления дорожной одежды, предусматривающем укладку новых слоев поверх старого покрытия, появление отраженных трещин неизбежно.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ

2.1. В зависимости от вида нового вяжущего, вводимого в АГ при приготовлении АГБ-смесей, их подразделяют на следующие типы:

А - без добавления вяжущего;

Э - с добавлением битумной эмульсии;

В - с добавлением вспененного битума;

Б - с добавлением разогретого битума;

М - с добавлением минерального вяжущего (чаще всего цемента или извести);

К - с добавлением комплексного вяжущего (чаще всего битумной эмульсии и цемента).

АГБ перечисленных типов отличаются своими расчетными характеристиками и скоростью формирования равновесной структуры (структурообразования).

2.2. В зависимости от массовой доли щебня или гравия (зерна каменного материала крупнее 5 мм), входящего в состав асфальтобетона, из которого получен АГ, АГБ-смеси подразделяют на щебеночные с содержанием щебня 35% и более и песчаные - менее 35%.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1.  Показатели физико-механических свойств АГБ, в зависимости от категории автомобильной дороги и типа смеси, должны соответствовать указанным в табл.1.

Таблица 1

3.2.  Гранулометрический состав АГБ-смеси должен соответствовать требованиям, установленным в ГОСТ 9128 для пористых и высокопористых щебеночных смесей, за исключением частиц мельче 0,071 мм, содержание которых не нормируется.

3.3. Для дорог I-II категорий применяют щебеночные смеси, а для дорог III-IV категорий допускается применение песчаных АГБ-смесей. Если в АГ, используемом для приготовления щебеночных смесей, содержание щебня меньше 35%, при приготовлении АГБ-смеси необходимо добавление недостающей фракции щебня.

4. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

     
Асфальтобетонный гранулят

4.1. Содержание в АГ гранул крупнее 50 мм не должно превышать 5% по массе.

Битум

4.2. Для приготовления смесей с использованием органического вяжущего применяют вязкие и жидкие нефтяные дорожные битумы, отвечающие требованиям соответственно ГОСТ 22245 и ГОСТ 11955.

4.3. Марку битума выбирают в зависимости от типа смеси и дорожно-климатической зоны в соответствии с табл.2.

Таблица 2

     

Битумная эмульсия

4.4. Для приготовления смесей типов Э и К используют эмульсии, отвечающие требованиям ГОСТ 18659.

В смесях типа Э применяют катионные эмульсии классов ЭБК-2, ЭБК-3 и анионные эмульсии классов ЭБА-2, ЭБА-3. Более предпочтительными являются катионные эмульсии.

В смесях типа К применяют преимущественно катионные эмульсии класса ЭБК-3.

Цемент

4.5. Для приготовления смесей типов М и К в качестве минерального вяжущего чаще всего применяют портландцемент не ниже марки 400, соответствующий требованиям ГОСТ 10178.

Щебень, песок, минеральный порошок

4.6. При необходимости увеличения содержания в АГБ-смеси щебня (см. п.3.3) к АГ добавляют щебень, отвечающий требованиям ГОСТ 8267.

4.7. Для корректировки гранулометрического состава АГБ-смеси, с целью уменьшения пористости АГБ, иногда целесообразно добавление к АГ песка и (или) минерального порошка. Эти материалы должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТ: 8736 и 16557.

Вода

4.8. Для приготовления смесей всех типов, кроме типа Б, в ряде случаев требуется добавление воды. Обычно применяют воду, пригодную для питья.

5. ОБЛАСТЬ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

5.1.  Технология ХР является наиболее экономичной технологией восстановления первоначальной прочности дорожной одежды нежесткого типа или ее усиления.

Показанием для применения технологии ХР служит трещиновато-блочное состояние пакета монолитных слоев дорожной одежды. Растрескивание происходит в процессе эксплуатации дороги под влиянием циклического воздействия низких температур и движущегося транспорта. Оно сопровождается снижением прочности дорожной конструкции.

5.2. Часто на покрытии отсутствуют видимые трещины (кроме сквозных поперечных температурных), хотя дорожная одежда требует усиления. Это объясняется тем, что усталостные трещины, возникающие в подошве пакета монолитных слоев, еще не достигли в своем развитии поверхности покрытия.

В первом приближении о степени скрытого растрескивания пакета монолитных слоев дорожной одежды можно судить по его модулю упругости, рассчитанному исходя из данных фактического (измеренного) общего модуля упругости дорожной конструкции и расчетных характеристик конструктивных слоев согласно Нормам ОДН 218.046-01. Если рассчитанный модуль при 10 °С () меньше 1100 МПа, то можно считать, что пакет монолитных слоев дорожной одежды имеет трещиновато-блочное строение или близкое к нему. Дополнительным подтверждением этого служит неравенство

,                                                                                           (1)

где - рассчитанный модуль пакета монолитных слоев при 20 °С.

5.3. Проведению ремонтных работ с применением технологии ХР в обязательном порядке предшествует разработка соответствующего проекта.

5.4. Толщина регенерированного слоя не должна быть меньше 6 см. Верхний предел ограничен возможностью уплотнения слоя.

5.5. Работы выполняют при температуре окружающего воздуха не ниже +10 °С. Кратковременный моросящий дождь не является помехой.

6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

6.1. Большинство существующих дорог, требующих усиления, имеют искаженный поперечный профиль и неудовлетворительную продольную ровность, что отражается на комфорте и безопасности движения и усложняет содержание покрытия, особенно в зимнее время. Поэтому в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по выравниванию покрытия.

6.2. На стадии сбора исходных данных осуществляют работы, включающие: оценку прочности дорожной одежды в соответствии с Нормами ОДН 218.046-01 или Указаниями ВСН 52-89; отбор кернов для определения продольного и поперечного профилей толщин пакета монолитных слоев дорожной одежды и вида асфальтобетона, входящего в эти слои; бурение скважин для определения толщин остальных конструктивных слоев дорожной одежды и оценки состояния составляющих их материалов, в том числе грунта земляного полотна и основания; создание цифровой модели местности.