Опубликованы материалы семинара по теме «Дорожное покрытие в снежных и холодных регионах» 15 и 16 декабря 2014г.!

МАТЕРИАЛЫ СЕМИНАРА МОЖНО ПОСМОТРЕТЬ И СКАЧАТЬ ЗДЕСЬ. 

Лектор: ХОСИ Такуми, главный специалист Группы по содержанию дорог в холодных регионах, Государственный Исследовательский Институт Гражданского Строительства в Холодных Регионах

http://www.ceri.go.jp/english/01_outline/images/chart140401.pdf

http://www.pwri.go.jp/jpn/soshiki/zul.html

! Для участия в семинаре необходимо зарегистрироваться, заполнив нашу анкету. Анкету необходимо отправить по адресу: vladjcof@vtc.ru до 10 декабря 2014 г.

ПРОГРАММА СЕМИНАРА

1. Дорожное покрытие в снежных и холодных регионах: повреждения, методы проектирования и ухода

Поддержание объектов дорожной инфраструктуры в рабочем состоянии связано с задачей эффективного использования бюджетных ресурсов. Это означает необходимость применения методов, отвечающих причинам возникновения повреждений дорожных покрытий, и осуществлению работы по снижению стоимости жизненного цикла объектов.

Будут представлены типы повреждений, их причины и методы борьбы с ними. Будет представлен анализ эффективности таких методов, как герметизация трещин и применение дорожных настилов.

2. Методы проектирования асфальтового покрытия

Проектирование асфальтового покрытия для снежных и холодных регионов основано на более строгих стандартах качества для заполнителей, включает в себя определение структуры покрытия и состава смеси на основе планируемой интенсивности движения за расчётный срок эксплуатации, а также разработку мер против морозного вспучивания.

3. Укладка дорожного покрытия в холодный период

Если существует необходимость в укладке дорожного асфальтового покрытия в холодный период, то для обеспечения качества требуются меры по поддержанию нужной температуры на всех стадиях, тщательное планирование работ и подготовительные мероприятия.

4. Японские технологии дорожных покрытий

Будут представлены технологии дорожных покрытий, разработанные в Японии как для сокращения выбросов углекислого газа, так и для решения нынешних проблем в дорожной инфраструктуре.

СОДЕРЖАНИЕ СЕМИНАРА

1. Дорожное покрытие в снежных и холодных регионах: повреждения, методы проектирования и ухода

1.1. Социальные факторы, связанные с уходом за дорожным покрытием

Построенные когда-то в массовом порядке дорожные сооружения изнашиваются, и наступает время масштабных работ по их реконструкции. Вместе с тем, бюджетные ресурсы имеют ограничения, из-за чего встаёт вопрос об их эффективном использовании, в том числе и для ухода за дорожным покрытием. В связи с этим, при уходе за дорожным покрытием требуются следующие подходы:

  • осуществление ухода методом, отвечающим причине возникновения повреждения;

  • увеличение срока службы существующих объектов с целью их эффективного использования;

  • от работы с последствиями – к работе профилактической;

  • осуществление плановых ремонтов с применением системы менеджмента дорожных покрытий;

  • работа по снижению стоимости жизненного цикла (включающей расходы на содержание объектов).

1.2. Типы повреждений дорожного покрытия и методы борьбы с ними

Для противодействия повреждениям дорожного покрытия важно устанавливать их причины и применять соответствующие им методы.

Повреждения асфальтового покрытия подразделяются на функциональные и на структурные.

Функциональные повреждения ухудшают качество и комфортность езды по дорожной поверхности, и если оставлять их без внимания, то они приводят к структурным повреждениям. Структурные повреждения касаются всей структуры дорожного покрытия и приводят к потере его расчётной несущей способности либо к значительному снижению пропускной способности дороги.

Своевременное осуществление ухода на стадии возникновения мелких функциональных повреждений позволяет предотвратить их перерастание в структурные повреждения. Это позволяет также отодвинуть полномасштабный ремонт на более поздний срок, благодаря чему становится возможным снижение стоимости жизненного цикла объекта.

Типы повреждений, их причины и методы борьбы с ними: пластическая колея, абразивная колея, усталостные трещины (восходящее растрескивание), продольные поверхностные трещины и трещины в колее (нисходящее растрескивание), низкотемпературные трещины (растрескивание от температурного напряжения), трещины от морозного вспучивания, отражённое растрескивание, трещины на стыке покрытий, волосяное растрескивание, осадочные трещины, выбоины, крошение смеси (в том числе на покрытиях мостов), выпадение заполнителя, закупорка и разрушение пустот (у покрытий с дренажными свойствами), волны.

1.3. Эффективность герметизации трещин

Результативность герметизации трещин при восходящем и нисходящем растрескивании (при функциональных и структурных повреждениях) сильно отличается. Это показывают данные исследований.

1.4. Эффективность применения дорожных настилов

Дорожный настил, применяемый для сдерживания образования трещин, имеет в своей структуре основу, пропитанную специальным асфальтом или специальным прорезиненным асфальтом. Основа может быть выполнена из следующих типов материалов: нетканый материал из искусственных волокон, сетка из поливинилового волокна, сетка из волокна из нержавеющей стали, сетка из стекловолокна, лист из стекловолокна.

Результаты лабораторных испытаний и исследований на реальных дорогах подтверждают эффект задержки процесса отражённого растрескивания в местах наличия низкотемпературных и усталостных трещин. Применение дорожного настила не является такой кардинальной мерой, как снятие повреждённого участка дорожного покрытия и укладка нового, но оно может быть эффективно с точки зрения рационального использования бюджетных ресурсов за счёт увеличения срока службы уже существующих дорожных покрытий.

2. Методы проектирования асфальтового покрытия

2.1. Качество и стандарты материалов дорожных покрытий для снежных и холодных регионов.

Качество заполнителей: применяемые на Хоккайдо стандарты для заполнителей строже, чем общие японские стандарты, проводятся испытания на стойкость заполнителей к замерзанию-оттаиванию, а для покрытий в аэропортах – также и на воздействие реагентов для таяния снега.

Стандарты качества материалов основания дороги: определение калифорнийского показателя несущей способности (CBR), испытания материалов на стойкость к замерзанию-оттаиванию и на морозное вспучивание.

Стандарты качества асфальта: при низких температурах происходит образование поперечных трещин из-за температурного напряжения, поэтому на Хоккайдо используется мягкий асфальт.

Стандартные смеси: в снежных и холодных регионах используются смеси с определёнными показателями испытаний по методу Маршалла, обладающие превосходной износоустойчивостью, с мелкой смешанной зернистостью и высоким оптимальным содержанием асфальта.

2.2. Методы определения структуры дорожного покрытия и проектирования состава асфальтовой смеси

Структура дорожного покрытия определяется согласно планируемой интенсивности движения (машин в день) и планируемого количества суммарной колёсной нагрузки эквивалентом в 5 тонн за расчётный срок эксплуатации (например, 10 лет).

Алгоритм определения структуры покрытия учитывает категорию дороги, наличие продольных уклонов, наличие участков, где необходимы меры против пластической деформации.

Порядок проектирования состава включает в себя испытания смеси по методу Маршалла и на сопротивление истиранию, с внесением изменений, если результаты испытаний отвечают не всем стандартам. Путём опытного определения соотношений температур и показателей кинематической вязкости устанавливаются оптимальные диапазоны температур для смешивания и для уплотнения.

2.3. Меры против морозного вспучивания

Для определения меры против морозного вспучивания за основу берётся теоретическая максимальная глубина промерзания. На основе специально выведенного для Хоккайдо единого коэффициента замены производится определение толщины грунта, заменяемого на слой, препятствующий морозному вспучиванию. Для материалов, устойчивых к морозному вспучиванию, установлены определённые стандарты.

Для мер против морозного вспучивания на тротуарах дорог существует своя методика, которая отличается для участков в городской черте и для участков в пригороде.

Кроме того, при определении проектного калифорнийского показателя несущей способности (CBR) основания дороги с расчётным сроком эксплуатации 20 лет учитывается степень снижения несущей способности при оттаивании.

3. Укладка дорожного покрытия в холодный период

3.1. Асфальтовый завод

Приём и хранение заполнителей: предотвращение увеличения содержания в заполнителе влаги, влияющей на температуру смешивания.

Система подачи заполнителей: поддержание температуры с помощью обогрева и теплоизоляции.

Смешивание: принятие мер в случае, если заполнители имеют температуру, которая ниже требуемой (возврат и повторный нагрев, снижение скорости подачи и т.д.). Установление температуры смешивания и отгрузки выше расчётной, но не превышающей предельного значения.

3.2. Транспортировка

В холодный период, из-за состояния путей перевозки, транспортировка может занимать больше времени, чем летом, поэтому необходимы достаточные меры по сохранению температуры (от теплоизоляции до применения автомобилей, использующих выхлопные газы для обогрева).

Из-за снегопадов может происходить приостановка отгрузки асфальтовой смеси и перенос времени работ по укладке, поэтому необходима отлаженная система оперативной связи между заводом и местом проведения работ.

3.3. Подготовительные работы

В случае наличия воды производится высушивание поверхности, в том числе с помощью специальных машин для обогрева дорожного полотна.

Нанесение связующего слоя производится в разогретом состоянии. При необходимости производится нагрев с помощью машин для обогрева дорожного полотна. Укладка асфальта производится только после полного распада эмульсии, во избежание нарушения межслойной адгезии.

Во избежание попадания талой воды на проезжую часть желательно производить уборку снега с обочин и тротуаров.

3.4. Распределение

Для обеспечения непрерывности процесса распределения производится достаточный разогрев разравнивающего бруса асфальтоукладчика с последующим непрерывным подогревом.

Используются асфальтоукладчики с высокими характеристиками предварительного уплотнения.

Принимаются меры по предотвращению снижения температуры смеси во время выполнения работ (поддержание бункера в как можно более полном состоянии и т.п.)

3. 5. Уплотнение

Распределение смеси осуществляется в минимальном объёме, достаточном для начала процесса уплотнения, после чего уплотнение начинается незамедлительно. Для предотвращения прилипания смеси к вальцам и колёсам катков применяется разделительный состав. Холодные стыки разогреваются. Первичное и окончательное уплотнение производится в специально определённых диапазонах температур.

4. Японские технологии дорожных покрытий

4.1. Метод вторичного использования поверхностного слоя дороги (простой)

Метод включает в себя нагрев и разрыхление поверхностного слоя, распределение поверх него нового материала и его уплотнение.

4.2. Метод вторичного использования поверхностного слоя дороги (HITONE)

Метод заключается в превращении существующего асфальтового покрытия в месте его расположения в пористый асфальт. Включает в себя предварительный нагрев поверхностного слоя, далее его разогрев и разрыхление, просеивание и сортировку заполнителей с образованием смесей для нижнего и для верхнего (пористого) слоёв с разной зернистостью.

4.3. Среднетемпературные технологии дорожных покрытий

Технологии, которые за счёт включения в асфальт особых компонентов препятствуют ухудшению его способности к укладке при снижении температуры. Температура смешивания и температура выполнения работ может быть снижена примерно на 30 °C по сравнению с обычным горячим асфальтом.

Технологии позволяют снижать температуру смешивания (уменьшение расхода топлива и выброса углекислого газа), выполнять работы при более низких температурах (повышение способности к укладке в холодный период) и проводить работу со смесью, имеющей более низкую температуру (сокращение длительности ограничения дорожного движения).

Технологии могут быть основаны на пенообразовании, регулировании вязкоупругости битума или снижении трения между битумом и материалом заполнителя.

Имеются сравнительные результаты практических исследований: взаимосвязи между снижением температуры смеси и сокращением выброса углекислого газа, улучшения способности к укладке, достигаемой степени уплотнения, сопротивления пластической деформации, износоустойчивости.

4.4. Метод алмазной проточки (восстановление коэффициента трения покрытия в тоннелях)

У покрытий в тоннелях наблюдаются случаи снижения сопротивления скольжению по мере эксплуатации. Такой метод, как срезание и наложение нового слоя, связан с проблемами себестоимости работ и прочности основания покрытия.

Метод алмазной проточки состоит в вырезании верхнего слоя на глубину в несколько миллиметров лезвиями, расположенными с шагом в несколько миллиметров, и включает в себя мероприятия как внутри тоннеля, так и за его пределами, с целью противодействия рассеиванию пыли, возникающей во время работы. Эффективность метода заключается не только в значительном повышении сопротивления скольжению, но и в противодействии явлению гидропланирования, повышении удобства вождения за счёт восстановления ровности покрытия, снижению шума от соприкосновения колёс с поверхностью, улучшении условий видимости для водителей.