Способ ремонта дорожного покрытия

Изобретение относится к области строительного материаловедения, в частности к дорожному строительству, и может быть использовано при производстве ремонтных работ дорожных покрытий. Технический результат: улучшение сцепления битумной пленки с поверхностью минерального материала с одновременным сокращением срока межремонтного периода и продлением строительного сезона за счет возможности проведения ремонтных работ в области пониженных температур и приготовления битумоминеральной смеси на месте производства ремонтных работ, а также получения покрытия с высокими водо- и морозостойкостью. Способ ремонта дорожного покрытия включает нанесение на поверхность дорожного покрытия увлажненной минеральной смеси и битума, разогретого до 160-200°С, причем влажность минеральной смеси составляет до 2,5-6% от массы сухой минеральной смеси, смешение компонентов битумоминеральной смеси осуществляют путем подачи минеральной смеси по шлангу под давлением 7-10 атм в сопло эжекционной торкретустановки, куда одновременно по второму шлангу под давлением подают разогретый битум, а полученную битумоминеральную смесь струей под давлением наносят на дорожное покрытие. Выходящую из сопла струю битумоминеральной смеси подают на дорожное покрытие под углом наклона струи от нормали к ремонтируемой поверхности, составляющим 35-55°. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительного материаловедения, в частности к дорожному строительству, и может быть использовано при производстве ремонтных работ асфальтобетонных покрытий.

Известен способ ремонта дорожного покрытия, включающий разлив битумной эмульсии, россыпь минерального материала и последующее уплотнение, в котором, с целью экономии вяжущего и улучшения его сцепления с минеральным материалом, перед россыпью минерального материала его разогревают до 160-200°С и рассыпают на предварительно разлитую по поверхности покрытия битумную эмульсию до начала ее распада [1].

Недостатком этого способа является соблюдение условий транспортировки битумной эмульсии, не допускающей ее расслоения, ограниченность применения битумной эмульсии по температуре и влажности окружающей среды, а также дополнительные расходы на разогрев минерального материала и соблюдение условий, не позволяющих ему остыть до момента прибытия на место производства ремонта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ремонта дорожного покрытия, включающий разлив на очищенной ремонтируемой поверхности покрытия вяжущего, разогретого до 160-220°С, россыпь предварительно смоченного минерального материала и его последующее уплотнение [2].

Однако данный способ производства ремонтных работ неудобен из-за неравномерного сцепления битумной пленки с поверхностью минерального материала и невозможностью применения этого способа в области пониженных температур.

Основной чертой ремонта по ликвидации выбоин в асфальтобетонных покрытиях является то, что работы приходится выполнять сравнительно небольшими картами и на большом протяжении по фронту. Попытки применить традиционную технологию в условиях пониженных температур приводят к необходимости повторного проведения ремонтных работ в теплый период года, что связано со значительными потерями материальных и трудовых ресурсов.

Изобретение направлено на улучшение сцепления битумной пленки с поверхностью минерального материала с одновременным сокращением срока межремонтного периода и продлением строительного сезона за счет возможности проведения ремонтных работ в области пониженных температур и приготовления битумоминеральной смеси на месте производства ремонтных работ, также получения покрытия с высокими водо- и морозостойкостью.

Это достигается тем, что способ ремонта дорожного покрытия, включает в себя нанесение на поверхность дорожного покрытия увлажненной минеральной смеси и битума, разогретого до 160-220°С, причем, согласно предлагаемому решению, влажность минеральной смеси составляет до 2,5-6% от массы сухой минеральной смеси, смешение компонентов битумоминеральной смеси осуществляют путем подачи минеральной смеси по шлангу под давлением 7-10 атм в сопло эжекционной торкретустановки, куда одновременно по второму шлангу под давлением подают разогретый битум, а полученную битумоминеральную смесь струей под давлением наносят на дорожное покрытие.

Для более эффективного самоуплотнения битумоминеральной смеси на дорожном покрытии угол наклона струи, выходящей из сопла, подают под углом 35-55°С от нормали к ремонтируемой поверхности.

Преимущества предлагаемого способа по отношению к прототипу и подобным решениям заключается в следующем. В прототипе обволакивание частиц минерального материала происходит на стадии укладки горячего минерального материала на разлитую по ремонтируемой поверхности битумную эмульсию за счет поднятия битума, происходящего в процессе ценообразования. Однако при таком способе частицы минерального материала неравномерно обволакиваются пленкой битума, что негативно сказывается в процессе эксплуатации данного участка. В предлагаемом способе за счет того, что разогретый битум впрыскивается под давлением 7-10 атм в увлажненную минеральную смесь, подаваемую под тем же давлением на выходе из сопла образуется турбулентный поток, способствующий, наравне с процессом пенообразования, наиболее полному обволакиванию минерального материала битумной пленкой еще до момента нанесения битумоминеральной смеси на ремонтируемую поверхность (см. табл.1, где приведен показатель сцепления битумной пленки с поверхностью минерального материала), что приводит к более полному протеканию физико-химических процессов в битумоминеральной смеси, способствующих большей долговечности отремонтированного участка покрытия.

Образуемая в турбулентном потоке битумоминеральная смесь, подаваемая в виде струи на ремонтируемое дорожное покрытие под давлением 7-10 атм и под углом 35-55° по направлению к карте ремонта обеспечивает процесс самоуплотнения смеси, что позволяет обойтись без уплотняющих механизмов и открывать движение автотранспорта после производства ремонтных работ. Кроме того, проведение ремонтных работ в области пониженных температур позволяют сократить срок межремонтного периода и продлить строительный сезон.

Пример осуществления способа.

В подготовленную известным способом минеральную смесь, состоящую из 94% отсева дробления кварцитопесчаника Лебединского Горнообогатительного комбината (фракция 0,071-5 мм) и 6% известкового минерального порошка, вводят определенное автором количество воды - 4% от массы сухого минерального материала. Производят тщательное перемешивание смеси с целью равномерного распределения влаги и мелких агрегатов в общем объеме.

Следующим этапом является подача подготовленной влажной минеральной смеси по материальному шлангу под давлением 8 атм в сопло известной эжекционной торкретустановки [3]. Одновременно с этим производят подачу нагретого до температуры 180°С битума по второму материальному шлангу под давлением 8 Атм в сопло эжекционной торкретустановки, где происходит взаимодействие битума с увлажненной минеральной смесью. Благодаря высокой температуре битума и наличию найденного автором оптимального количества влаги в минеральной смеси происходит процесс пенообразования битума, что способствует переводу битума в тонкопленочное состояние и диффузии молекул поверхностно активных веществ к межфазной поверхности “битум-газ”, образуя адсорбционный слой. Образуемый давлением на выходе из сопла турбулентный поток способствует перемешиванию минеральных компонентов с битумом.

Далее осуществляют производство ремонтных работ асфальтобетонного покрытия приготовленной битумоминеральной смесью путем набрызга смеси на подготовленное дорожное покрытие при направлении струи, например под углом 45 градусов к стыку “дна” и “стенки” ямки - карте ремонта (фиг.), где 1 - сопло эжекционной торкретустановки; 2 - ремонтируемая поверхность; ϕ - угол наклона струи от нормали к ремонтируемой поверхности составляет 45°.

Таким же образом были проведены эксперименты с подобранными технологическими параметрами и составом битумоминеральной смеси при разных углах наклона сопла к ремонтируемой горизонтальной поверхности. Результаты представлены в таблице 2.

Все смеси, приведенные в таблицах, приготавливались с содержанием 6% известкового минерального порошка и 7% битума марки БНД 60/90 - битум нефтяной дорожный с пределом 60-90 градусов пенетрации.

Таблица 1
Минеральный материал	Показатель величины сцепления битумной пленки с поверхностью минерального материала, %
Смесь №1	44,3
Смесь №2	68,3
Смесь №3	39,5

Смесь № 1 - содержит увлажненную минеральную смесь 3% влажности, смесь № 2 - содержит увлажненную минеральную смесь 4% влажности, смесь № 3 - содержит увлажненную минеральную смесь 5% влажности. Смеси 1, 2 и 3, приведенные в таблицах, приготавливались с содержанием 6% известкового минерального порошка и 7% битума марки БНД 60/90 - битум нефтяной дорожный с пределом 60-90 градусов пенетрации.

Предлагаемый способ приготовления асфальтобетонной смеси может быть реализован на любом месте производства ремонтных работ.

Использование предлагаемого способа приготовления асфальтобетона обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

1. Приготовление смеси непосредственно на месте производства ремонтных работ, что позволяет соблюдать температурный режим при укладке асфальтобетона, что положительно сказывается на его качестве и увеличении срока службы дорожного покрытия.

2. Возможность приготовления смеси непосредственно на месте производства работ существенно влияет на конечную стоимость асфальтобетона, так как не учитываются транспортные расходы.

3. Вследствие равномерного обволакивания отрицательно заряженных зерен щебня агрегатами минерального порошка, происходящих в турбулентном потоке, происходит своеобразная “перезарядкам поверхности щебня, что способствует укреплению прочных адсорбционных связей на поверхности с ориентированным слоем битума, что позволяет получить в конечном результате качественный асфальтобетон с высокими водо- и морозостойкостью.

4. Образуемая в турбулентном потоке битумоминеральная смесь, подаваемая под давлением на ремонтируемое дорожное покрытие обеспечивает процесс самоуплотнения смеси, что позволяет обойтись без уплотняющих механизмов и открывать движение автотранспорта после производства ремонтных работ, а также производить ремонтные работы в области пониженных температур.

Источники информации

1. Авт. св. СССР № 1048019, кл. E 01 C 7/22, 15.10.83.

2. Авт. св. СССР № 834303, кл. E 01 C 7/22,05.06.81.

3. Мартыненко Л.С. Разработка составов и технологических примеров формирования ремонтного слоя из набрызг-бетона на дорожных цементобетонных покрытиях. - Дис. на соиск. уч. ст. к.т.н., Харьков, 1986.

1. Способ ремонта дорожного покрытия, включающий нанесение на поверхность дорожного покрытия увлажненной минеральной смеси и битума, разогретого до 160-200°С, отличающийся тем, что влажность минеральной смеси составляет до 2,5-6% от массы сухой минеральной смеси, смешение компонентов битумоминеральной смеси осуществляют путем подачи минеральной смеси по шлангу под давлением 7-10 Атм в сопло эжекционной торкретустановки, куда одновременно по второму шлангу под давлением подают разогретый битум, а полученную битумоминеральную смесь струей под давлением наносят на дорожное покрытие.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выходящую из сопла струю битумоминеральной смеси подают на дорожное покрытие под углом наклона струи от нормали к ремонтируемой поверхности, составляющим 35-55°.