СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СЛОЯ ИЗНОСА
METHOD TO PRODUCE WEAR LAYER

Данное изобретение относятся к области дорожного строительства и ремонта дорог и может быть использовано для устройства слоев износа и ремонта покрытий. Слой износа - верхний слой дорожного покрытия, непосредственно воспринимающий горизонтальные усилия от транспортных средств и препятствующий износу основных слоев дорожной одежды. Одна из разновидностей - Микросюрфейсинг.
Известно устройство слоев износа способом поверхностной обработки, включающим приготовление катионной битумной эмульсии смешением битума, эмульгатора, неорганической кислоты и воды, разлив полученной эмульсии на поверхность дорожного покрытия, нанесение минерального материала и последующее уплотнение (см. Пособие по приготовлению и применению битумных и дорожных эмульсий к СНИП 3.06.03-85, М., 1989 г., стр. 12-15, 39-40; Пособие по устройству поверхностных обработок на автомобильных дорогах к СНиП 3.06.03-85, М., 1990 г. стр. 8-14, 28-33).
Недостатком такого способа является невысокая прочность слоя износа за счет низкой приживаемости щебня и высокий уровень шумности. Также не рекомендуется проводить данный вид работы в городской черте из-за большого процента выноса материала на тротуар в первые 10 дней эксплуатации. Применение данной технологии не обеспечивает хорошую гидроизолирующую защиту дорожного полотна, так как при ее реализации используется открытый гранулометрический состав (узкофракционный щебень).
Известен способ устройства дорожного покрытия (Патент РФ №2144106, МПК Е01С 7/32, опубликован 2000.01.10 г.), включающий укладку на основание нижнего слоя покрытия из нагретой шлаковой асфальтобетонной смеси, устройство промежуточного связующего слоя с последующей укладкой на него верхнего слоя покрытия из шлаковой асфальтобетонной смеси при 70-90°С, при этом устройство промежуточного связующего слоя производят укладкой на нижний слой покрытия армирующей геосетки, предварительно обработанной отходами коксохимического производства. Способ позволяет получить с момента устройства прочное и сдвигоустойчивое покрытие из шлаковых асфальтобетонов. Вместе с тем способ сложен и трудоемок в процессе его реализации, поскольку включает последовательную укладку трех слоев, каждый из которых предполагает применение индивидуальной технологии и уникальных материалов. При этом все циклы технологического процесса не могут быть в полной мере реализованы непосредственно в условиях строительной площадки.
Наиболее близким аналогом к предложенному способу производства слоев износа является смешивание битумной эмульсии, щебеночно-песчаной смеси, цемента, замедлителя скорости распада, воды и распределение полученной смеси на покрытие автомобильных дорог с помощью специального смесителя-укладчика (ОДМ «Методические рекомендации по устройству защитного слоя износа из литых эмульсионно-минеральных смесей типа «Сларри сил», 2001 г.). Недостатком этого способа является преждевременное истирание слоя износа по полосам наката на дорогах с интенсивным движением и повышенной нагрузкой автомобильного транспорта.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа производства слоя износа, обладающего повышенной износостойкостью на дорогах с интенсивным движением автомобильного транспорта, на участках дороги с повышенной транспортной нагрузкой (кольцевое движение, перекрестки, полосы разгона и торможения), на участках дороги с сеткой трещин с целью увеличения гарантийных сроков эксплуатации.
Указанный результат достигается тем, что предложен способ производства слоя износа, включающий приготовление композиции, имеющей в своем составе щебеночно-песчаную смесь, цемент, органическое вяжущее, регулятор скорости распада, воду, и укладку, в котором в качестве органического вяжущего используют эмульсию битумную катионную, и в смесь дополнительно вводят армирующий компонент - стекловолокно с длиной нити 12-16 мм, укладку дорожного покрытия осуществляют непосредственно после приготовления композиции, через 15-60 минут после окончания укладки по отремонтированному участку открывается движение, и дальнейшее формирование уложенного слоя износа проходит под воздействием транспортной нагрузки.
Новым в предложенном изобретении является использование в качестве армирующего компонента - стекловолокна с заданными размером и количеством. Данная добавка, обладающая высоким пределом прочности при растяжении и вязкой упругостью, предотвращает распространение сетчатых трещин покрытия и повышает износостойкость, тем самым увеличивая срок службы слоя износа.
При приготовлении композиции использовались следующие исходные компоненты.
1. В качестве минеральных компонентов используют щебеночно-песчаную смесь (далее ЩПС) C13 по ГОСТ 25607.
2. В качестве вяжущего используют битумную катионную эмульсию ЭБПК-3.
3. Используют цемент марки М400.
4. Используют стекловолокно в стеклоровинге с линейной плотностью не менее 2400 текс, тип стекла - Е.
5. Используют регулятор скорости распада, приготовленный путем смешивания водного раствора ПАВ (полиамина) и неорганической кислоты.
6. Используют воду водопроводную.
Предложенный способ осуществляют с помощью специальных смесителей-укладчиков. Одним из примеров такой машины является машина Макропейвер 12Б (Macropaver 12В). Могут использоваться любые аналогичные машины, оборудованные необходимыми узлами и агрегатами.
1. Загружают и закачивают в бункер и емкости, установленные на укладчике, твердые и жидкие компоненты: щебеночно-песчаную смесь, цемент, битумную эмульсию, регулятор скорости распада эмульсии, воду. Устанавливают бобины со стекловолокном в устройство для нарезки нити. Все компоненты за исключением эмульсии имеют температуру окружающей среды. Поскольку раскладка производится при температуре от 7°С и выше, то такой же может быть и температура компонентов. Регламентируется температура битумной эмульсии при устройстве слоев износа, не выше 45°С.
2. Производят калибровку оборудования с целью дозирования компонентов в соответствии с разработанной рецептурой.
3. Закрывают движение по полосе автомобильной дороги, на которой будет проводиться работа по укладке слоев износа.
4. Смешивают все компоненты смеси, причем сначала в смеситель одновременно вводят щебеночно-песчаную смесь, цемент, стекловолокно, воду и регулятор скорости распада, а через 2-4 сек битумную эмульсию.
5. Смесь поступает в короб-распределитель, в котором проводится дополнительное перемешивание в течение 8-10 секунд до момента заполнения смесью. После заполнения короба Макропейвер начинает движение с одновременным распределением эмульсионно-минеральной смеси.
6. Через 15-60 минут после окончания раскладки по отремонтированному участку открывается движение, и дальнейшее формирование уложенного слоя износа проходит под воздействием транспортной нагрузки.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет выполнять покрытие при строительных, ремонтных работах с незначительным временем закрытия проезда, при этом качество слоя износа имеет отличительные черты: он обладает по сравнению с обычным асфальтобетоном большей износостойкостью, прочностью, упругостью и водонепроницаемостью и, соответственно, образует прочное износостойкое покрытие. Наряду с этим слой обладает устойчивой шероховатой структурой и улучшенными эксплуатационными характеристиками за счет добавления стекловолокна, структурирующего смесь. Кроме того, сокращаются сроки производственных работ, снижаются трудозатраты и обеспечивается удобство при транспортировке и укладке.