Совершенствование методов нормирования макрошероховатых дорожных по

Установленное в соответствии с инструкцией покрытие SafeLane HDX должно иметь минимальную толщину 9,5 мм, вес после установки на место около 19,5 кг/м2 и исходный показатель коэффициента сцепления в пределах 0,55–0,65. Надлежаще нанесенное покрытие должно обеспечить минимальную адгезионную прочность 17,5 кг/см2 (1,7 MПa) (бетон) спустя 24 ч. Сравнение состояния для типового (слева) и нового противогололедного (справа) покрытия представлено на рис. 1.25. Механизм взаимодействия выпавшего снегас покрытиемпредставленна рис. 1.26.

аб

Рис. 1.25. Состояние дорожного покрытия для типового (а) и нового противогололедного (б) покрытия

Рис. 1.26. Взаимодействие выпавшего снега с противогололедным покрытием

31

В настоящее время к расширенному применению предлагаются два вида противогололедного покрытия, отличающиеся геометрическими характеристиками и расходом материалов

(рис. 1.27, 1.28).

Рис. 1.27. Покрытие SafeLane HDX

Рис. 1.28. Покрытие SafeLane СА-48

Полимерный состав должен храниться в соответствии с техническими условиями изготовителя. Заполнитель отгружается в мягких контейнерах, предохраняющих его от осадков и атмосферной влаги.

Последовательные этапы устройства противогололедного покрытия представлены на рис. 1.29.

Подготовка поверхности заключается в следующем. Перед нанесением полимерного состава производится осмотр всего участка автомобильной дороги с целью выявления мест, требующих ремонта. На таких местах может наблюдаться отслаивание бетона или асфальта, ямочность, крупные трещины, сетка трещин. Такие участки следует отремонтировать до начала ра-

бот [103].

Перед устройством противогололедного покрытия на цементобетонное основание последнее должно быть тщательно очищено путем дробеструйной обработки для обеспечения адгезии между полимерным составом и дорожным покрытием. Дос-

32

тижение требуемого уровня адгезии дорожного покрытия и эпоксидного состава испытывается методами, описываемыми в части ACI 503R или в VTM 92. Дробеструйная обработка применяется для обнажения заполнителя и удаления битума, масла, грязи, резины, отвердителей, краски, цементного раствора и прочих потенциально вредных материалов, которые могут помешать образованию связи или отверждению покрытия. Участки битума диаметром более 2,4 см или участки меньшего размера, расстояние между которыми менее 0,15 м, должны быть удалены. Для удаления пыли и прочего несвязанного материала следует использовать воду и не содержащий частиц масла сжатый воздух. Асфальтобетонные покрытия можно подготовить пескоструйной обработкой либо посредством фрезерования на заданную глубину. Покрытие нельзя устраивать на асфальтобетонном покрытии, срок службы которого менее 6 мес.

аб

вг

Рис. 1.29. Этапы устройства противогололедного покрытия: а – проведение ремонта дорожного покрытия;

б– механическая обработка дорожного покрытия;

в– распределение материалов; г – смет щебня

Перед нанесением каждого слоя противогололедного покрытия должны контролироваться операции ремонта и очистки. Должны удаляться загрязнения поверхности или промежуточных слоев, появившиеся после первоначальной очистки. Противоголо-

33

ледное покрытие устраивается в течение 24 ч после окончательной очистки. Чтобы обеспечить сцепление между полимерным составом покрытия SafeLane и основанием (ACI 503R или VTM 92) для осушения участка автомобильной дороги его можно обдуть не содержащимвлаги и масла сжатым воздухом.

Покрытие SafeLane HDX устанавливается методом нанесения в два слоя, который требует укладки полимерного состава и заполнителя в два отдельных слоя с соответствующей скоростью нанесения (табл. 1.1). Общий расход полимерного состава

должен быть не менее 3,9 л/м2, обычно он находится в пределах

4,1–4,7 л/м2.

Общий расход наносимого полимерного состава должен быть не менее 4,1 л/м2. Заполнитель наносится в количестве, достаточном для полного покрытия полимерного состава.

Смешивание полимерного состава производится в равном объемном соотношении эпоксидной смолы и отвердителя с помощью мешалки (миксера) лопастного типа в течение 3 мин. После того как компоненты полимерного состава правильно смешаны, его необходимо сразу и равномерно распределить на поверхности дорожного покрытия резиновым валиком с V-образным надрезом размером3,2 мм (рис. 1.30).

Во время нанесения температура дорожного покрытия и всех компонентов полимерного состава и заполнителя должна быть не ниже 16 оС. Полимерный состав не следует наносить, если прогнозируется, что в течение 8 ч после нанесения температура опустится ниже 13 оС. Заполнитель должен распределяться на полимерную основу до начала процесса полимеризации.

34

Рис. 1.30. Распределение полимерного состава резиновым валиком

Перед удалением несвязанных элементов противогололедного покрытия следует дождаться отверждения полимерного слоя. После удаления с первого слоя всех несвязанных частиц заполнителя и остатков пыли можно приступить к нанесению второго слоя. Минимальные значения времени отверждения в зависимости от средней температуры покрытия, компонентов полимерного состава и заполнителя приведены в табл. 1.2.

Таблица 1 . 2 Минимальные значения времени отверждения, ч

Второй слой наносится как и первый, с соблюдением указанных объемов и пропорций. Заполнитель наносится так, чтобы его слой успел покрыть полимерный слой до полимеризации. Следует проявлять осторожность и следить за тем, чтобы полимерный состав не покрывал рабочую (верхнюю) поверхность заполнителя.

Покрытие не наносится на деформационные швы мостового сооружения за исключением случаев, особо согласованных с заказчиком. Деформационные швы покрываются антиадгези-

35

онным составом или укрываются особой лентой, способной достаточно плотно защитить их от полимерного состава. Для разметки мест нанесения покрытия можно также использовать клейкую ленту. Рекомендуется удалять всю ленту до момента полного отверждения полимерного состава. Полимерный состав можно также удалять соскабливанием. В случае повреждения или нарушения полимерного покрытия в ходе работ подрядчик должен удалить поврежденные места, прорезав их фрезой до верхней поверхности слоя на прямоугольные плиты и заменив слой в соответствии с технической спецификацией.

Покрытие соответствует основным положениям ОДМ «Рекомендации по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью» (взамен ВСН 38–90) [78], а также ГОСТ 2789–73 «Шероховатость поверхности» [20, 21].

1.4. Анализ задач по проектированию дорожных покрытий с шероховатой поверхностью

Макрошероховатое покрытие может быть устроено в целях обеспечения требуемого коэффициента сцепления и удержания противогололедных материалов, в качестве элементов дорожной разметки на локальных участках автомобильных дорог, а также для использования пешеходами на остановках и переходах, островках безопасности, пешеходных тоннелях и мостовых сооружениях, покрытие сочетает в себе органическое вяжущее и на-

полнитель [58, 60, 129].

Рекомендуемая фракция наполнителя 0–5 мм. Эти покрытия могут быть цветными. Ширина покрытия должна быть не менее ширины транспортных средств. Рекомендуемая адгезионная прочность материала покрытия с дорожным покрытием –

17,5 кг/см2 [104].

Шероховатое покрытие может быть устроено на цементобетонном или асфальтобетонном дорожном покрытии, тротуаре и ездовом полотне мостового сооружения или в тоннеле. Покрытия рекомендуется устраивать на предварительно подготов-

36

ленном, отремонтированном и очищенном дорожном покрытии, при этом удаляется материал дорожной разметки. Для очистки цементобетона рекомендуется дробеструйная обработка и обдув, а для асфальтобетонных – пескоструйная обработка или фрезерование, смет металлическими метлами и обдув.

Покрытия рекомендуется устраивать на асфальтобетонные покрытия, которым не менее 6 мес. Для разметки мест производства работ рекомендуется использовать клейкую ленту, удаляемую незадолго до момента полного отверждения вяжущего. Покрытие устраивается вручную или с применением механизмов и машин, путем приготовления вяжущего отдельно или в смеси с наполнителем. Согласно техническим условиям распределенный наполнитель может быть обработан дополнительным слоем вяжущего [104].

В случае распределения наполнителя на поверхности вяжущего он насыпается на поверхность плотным слоем и прикатывается валиком. После отверждения вяжущего избыток наполнителя сметается, собирается и используется повторно.

Ремонт участков шероховатого покрытия проводится аналогично первичному нанесению. Работы выполняются в соответствии с технической документацией на данный вид шероховатых покрытий подрядчиком, одобренным производителем материала данного покрытия.

Требования к качеству устроенной шероховатой поверхностной обработки сформулированы на основании требований нормативно-технической документации: СНиП 2.05.02–85 [85]. Контроль качества работ разработан на основе СНиП 3.06.03–85 [86], ВСН 38–90 [11], ВСН 6–90 [9].

Необходимо отметить, что на практике достаточно легко снизить качество покрытия, особенно если разброс щебня превышает 5 % – это небольшая величина, составляющая, к примеру, 50 г/м2 для фракции 10/14 мм. Самая распространенная ошибка – недостаточная дозировка вяжущего или передозировка щебня, что неизбежно вызывает выброс щебня из-под колес. Покрытие с пониженным сопротивлением проскальзыванию

37

повышает риск автомобильных и особенно мотоциклетных аварий за счет увеличения тормозного пути [41, 50, 133].

Чтобы снизить уровень этих рисков, в дополнение к существующим методам операционного контроля устройства шероховатой поверхностной обработки в ходе выполнения отработки технологии на участках производства работ и при настройке машины должны использоваться апробированные методы контроля равномерности распределения щебня по ширине мерным шаблоном, среднего расхода щебня мерной коробкой, среднего расхода

иравномерности распределения вяжущего по ширине. Данные методы рекомендуются как вспомогательные и служат для контроля за работой распределительного оборудования машин типа «Чипсилер» на стадиях подготовки и выполнения работ. Они разработаны и апробированы на основе методов контроля, применяемых во Франции: контроль среднего расхода щебня по норме NF P 98-276-1, контроль равномерности распределения щебня по ширине распределения по норме NF P 98-276-2, контроль среднего расхода и равномерности распределения вяжущего по ширине распределения по норме NF P 98-275-1 [112].

ВРеспублике Беларусь согласно РД 0219.1.07–98 [112] определение фактического расхода вяжущего производится перед началом каждого сезона (периодический контроль-тарировка)

инепосредственно в ходе производства работ (оперативный контроль). При периодическом контроле-тарировке при помощи емкостей объемом не менее 5 л в количестве, равном числу фор-

сунок на гребенке автогудронатора, делается замер расхода

ирасхождений в скорости подачи вяжущего через каждую форсунку. При операционном контроле используется толщиномер

истальные ванночки, располагаемые на пути следования автогудронатора. Равномерность определяется разницей замеров толщины слоя вяжущего в ванночках толщиномером равномерно по всей поверхности, разница значений не должна превышать 10 %. Фактический расход щебня согласно РД 0219.1.07–98 [112] определяется при помощи шаблонов-рамок, погрешность дозирования не должна превышать 10 %.

38

ВГрузии согласно ВСН 2-87 [112] проверка расхода материалов на месте производства работ производится по способу Т.А. Шилакадзе. Расход битума контролируется при помощи четырех листов размером 25×25 см, расположенных на пути следования автогудронатора. После взвешивания листов с вяжущим их укладывают на свои места и распределяют на них щебень, затем снова взвешивают. Расчет среднего расхода производится по разнице веса между листами чистыми, с вяжущим

ис вяжущим и щебнем. Эти сведения также свидетельствуют о необходимости контроля равномерности и расхода материалов.

Для более четкого отслеживания ситуации по устройству шероховатой поверхностной обработки разработана, апробирована в производственных условиях и рекомендуется форма журнала производства работ, которая в случае возникновения брака может дать полную информацию по каждому участку устройства шероховатой поверхностной обработки и в дальнейшем может послужить для набора статистических данных по устройству шероховатой поверхностнойобработки вразличных условиях производства работ.

Контроль качества работ по устройству покрытий с шероховатыми поверхностями состоит в систематической проверке качества применяемых дорожных материалов, приготовления смесей, соблюдении технологии производства работ. Все контрольные работы следует выполнять в строгом соответствии с методами испытания, изложенными в технических документах.

Впроцессе производства работ по устройству покрытия с шероховатой поверхностью осуществляется операционный контроль процессов приготовления и укладки материалов в поверхностный слой.

При устройстве покрытия с шероховатой поверхностью контролируемые параметры, частота их определения и допустимые отклонения от нормативных значений регламентируются СНиП 3.06.03–85 и выполняются с помощью современных средств и методов измерения [8, 25, 26, 37, 65, 68, 69, 86, 87, 97, 98, 102, 105, 106].

39

После уплотнения покрытия осуществляется операционный контроль параметров шероховатости не менее чем в трех местах (по выбору производителя работ) на 100 м погонной длины устроенного слоя (25–30 определений на 1 км). По разработанной автором методике определяются параметры шероховатости на соответствие проектным.

В процессе устройства покрытия с шероховатой поверхностью особое внимание рекомендуется уделять тщательности сопряжения технологических швов и однородности структуры шероховатости поверхности. Рекомендуется предупреждать появление пятен переизбытка вяжущего, тощих, обедненных участков и пропусков в устроенном слое.

На этапе ухода за устроенным слоем определяется степень приживаемости элементов шероховатого слоя к поверхности обрабатываемого слоя, которую по площади рекомендуется доводить до 100 %, а по объему материала – до 95 %. Контролируются проходы грузовых автомобилей и их скорость в течение первых 3–4 сут после устройства шероховатого слоя.

Приемочный контроль качества поверхностного слоя покрытия осуществляется по СНиП 3.06.03–85 [86] после завершения формирования шероховатой поверхностной обработки через 14 сут. Разрешается осуществлять приемку отдельными участками, расположение и протяжение которых устанавливается заказчиком по согласованию со строительной организацией.

Основное эксплуатационное свойство верхних слоев покрытия – это обеспечение сцепных качеств поверхностей и требуемой степени стабильности в процессе их эксплуатации. Реальный способ обеспечения этого свойства – создание макрошероховатых поверхностей, т.е. поверхностей, состоящих из выступов и впадин со средней их высотой (глубиной) Rz ≥ 0,5…9 мм (оптимально – до 6 мм). Эти выступы истираются в процессе эксплуатации, однако даже при минимальном объеме впадин (Нср = 0,3…0,5 мм), покрытия сохраняют минимально допустимые значения коэффициента сцепления колеса с покрытием φ. Чем больше выступов и чем выше их износостойкость, тем больше срок службы поверхности покрытия [18].

40