Способ укладки слоя дорожной одежды (варианты)

006110 Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к способу укладки слоя дорожной одежды, и может быть использовано, в частности, для стабилизации гравийного покрытия дорог (борьба с процессом образования деформаций и уменьшение износа дорожного покрытия), а также для формирования слоя-основания перед укладкой последующих твердых слоев дорожного покрытия, например, из асфальто- или цементобетона. Проблема создания дорожного покрытия, устойчивого к коррозионному воздействию воды, высокой и/или низкой температуры и/или резкому перепаду температур окружающей среды, а также к другим факторам все еще не решена в должной мере и является очень актуальной и в наши дни. Особенно это касается гравийных покрытий, наиболее подверженных воздействиям различных отрицательных факторов. В процессе эксплуатации гравийные покрытия претерпевают значительные изменения структуры, в том числе за счет того, что пылеватые частицы теряются из верхних слоев покрытия в виде пыли, что уменьшает толщину покрытия, в среднем, на 2-3 см в год. Таким образом, гравийные дороги, особенно пропускающие достаточно значительный объем транспорта, требуют частого профилирования и периодического восстановления гравийного покрытия, в зависимости от уровня потери материала покрытия. Еще одной трудноразрешимой является проблема снижения выделения в окружающую среду пыли, особенно в сухую погоду. Периодически такие дороги подсыпают гравием, по крайней мере, некоторые участки, что влечет за собой дополнительные значительные расходы. Поиск решения упомянутых проблем ведется в различных направлениях: разработка новых составов, стабилизирующих дорожное покрытие, применение особых технологических приемов при укладке слоев, подбор параметров различных стадий процесса укладки и т.п. В то же время очень существенной с точки зрения повышения надежности и долговечности твердого покрытия является правильное устройство слоя-основания, который также может представлять собой гравийное покрытие. Традиционно для укладки слоя дорожной одежды выполняют различные подготовительные работы с последующим розливом вяжущего и уплотнением. Так, в частности, известен способ возведения дорожной одежды, включающий подготовку покрытия дорожного полотна и нанесение гидроизоляционной оболочки с последующим устройством покрытия [1]. В процессе подготовки покрытия дорожного полотна на земляном полотне формируют нижний слой гидроизоляции, на который наносят глину и разрыхляют ее верхний слой. Затем укладывают на него камни и увлажняют через них разрыхленный слой глины до получения жидкообразной консистенции. После этого камни уплотняют в глину жидкообразной консистенции и удаляют влагу (высушивают) до образования монолитной структуры основания. Далее на основание наносят верхний и боковые слои гидроизоляционной оболочки. Описанный способ требует использования большого количества различных материалов и вспомогательных ресурсов (глина, камни, вода и т.д.), а также привлечения большого количества различной техники (в т.ч. для увлажнения и высушивания). Надежность устройства слоя дорожной одежды по описанному способу не высока, т.к. при нарушении целостности гидроизоляционных оболочек влага проникает внутрь слоя, вызывает разжижение глины, что ведет к нестабильности слоя,прежде всего, под действием механических нагрузок (движение автомобилей). Наиболее близким к па отта сил, включающий подготовку гравийного покрытия дорожного полотна, розлив вяжущего и уплотнение [2]. В данном способе в процессе подготовки существующее гравийное покрытие профилируют, снимая примерно 100-милиметровый слой гравия от центральной части дороги на ширину предполагаемого верхнего слоя и укладывают срезанный материал по обе стороны дороги, формируя тем самым высокие обочины. Затем минеральный материал для верхнего слоя основания сваливают на дорогу и распределяют, формируя слой толщиной 150 мм, либо материал укладывают посредством распределителя, наполняемого из самосвала. Далее слой равномерно увлажняют (до оптимальной влажности) и уплотняют, желательно с помощью вибрационного дорожного катка со стальными вальцами для обеспечения максимальной плотности заполнителя в сухом состоянии. Описанный способ позволяет получить гравийное покрытие с высокими эксплуатационными характеристиками. Однако стоимость реализации данного способа, в частности за счет высоких, в том числе транспортных, расходов, связанных с использованием большогоколичества минерального материала (наполнителя), остается все еще очень высокой, что резко снижает эффективность применения данного способа для стабилизации гравийного покрытия дорог. Из вышесказанного следует, что недостатками упомянутых способов являются большой расход материалов, необходимость привлечения значительного количества техники для транспортировки и укладки больших объемов минерального наполнителя, а следовательно высокая стоимость реализации способов. Таким образом, актуальным остается вопрос создания способа укладки слоя дорожной одежды, который обеспечивал бы стабилизацию гравийного покрытия и, тем самым, обеспечивал бы создание как бы промежуточного типа дорожного покрытия, находящегося между традиционным гравийным покрытием и традиционным твердым покрытием, выполненным из битумосодержащего материала. Задачей настоящего изобретения является создание эффективного и экономичного способа укладки слоя дорожной одежды с использованием оригинальных технологических приемов. Способ должен-1 006110 обеспечивать повышение стабильности и увеличение долговечности дорожного покрытия, сокращение объемов используемых материалов и общих затрат на выполнение работ, в том числе за счет снижения транспортных расходов. Значительными результатами, достижение которых также должен обеспечить заявляемый способ, являются улучшение эксплуатационных характеристик дорожного покрытия, а именно длительное сохранение заданного профиля, повышение коэффициента сцепления колес с дорожным покрытием. Дорожное покрытие, выполненное описанным способом, должно требовать меньших затрат на содержание и обеспечивать более ровное и менее пыльное покрытие (в случаях гравийного покрытия без последующей укладки твердого покрытия), чем гравийное покрытие, полученное традиционными способами. Поставленная задача решается способом укладки слоя дорожной одежды, включающим подготовку гравийного покрытия дорожного полотна и розлив вяжущего с последующим уплотнением, за счет того,что при подготовке гравийного покрытия до розлива вяжущего производят рыхление, по меньшей мере,поверхностного слоя гравийного покрытия дорожного полотна, а после розлива вяжущего производят перемешивание его, по меньшей мере, с поверхностным слоем гравийного покрытия с последующим равномерным распределением по ширине дорожного полотна. В случае укладки слоя дорожной одежды, когда не предполагается укладка твердого покрытия, поставленная задача решается способом укладки слоя дорожной одежды, включающим подготовку гравийного покрытия дорожного полотна и розлив вяжущего с последующим уплотнением, за счет того, что при подготовке гравийного покрытия до розлива вяжущего производят рыхление, по меньшей мере, поверхностного слоя гравийного покрытия дорожного полотна, а после розлива вяжущего производят перемешивание его, по меньшей мере, с поверхностным слоем гравийного покрытия с последующим равномерным распределением по ширине дорожного полотна, а после уплотнения дорожного полотна производят устройство кольматационного слоя и защитного слоя. Предложенная последовательность технологических операций позволяет вначале, до розлива вяжущего (при рыхлении, по меньшей мере, поверхностного слоя гравийного покрытия дорожного полотна) получить гравийное покрытие, состав которого близок к оптимальному, за счет равномерного распределения в процессе рыхления частиц различных размеров (от пылеватых частиц до щебня большей фракции) по всей толщине подвергающегося рыхлению поверхностного слоя. Таким образом, происходит как бы восстановление гравийного покрытия без использования дополнительных материалов. При этом достигается рыхлость структуры поверхностного слоя, достаточная для оптимального проникновения вяжущего; далее, после розлива вяжущего (путем перемешивания на месте вяжущего, по меньшей мере, с поверхностным слоем гравийного покрытия и последующего равномерного распределения по ширине дорожного полотна) получать слой дорожной одежды одинаковой толщины с равномерным распределением вяжущего по всему объему слоя. При этом исключается необходимость предварительной подготовки и транспортировки смеси щебня с вяжущим, а также равномерного дозированного распределения (с использованием специальных технических средств) смеси по всей площади дорожного полотна. Здесь и далее термин поверхностный слой в рамках настоящего изобретения подразумевает слой глубиной обычно 8-10 см. Для повышения стабильности гравийного покрытия в случаях, не предусматривающих дальнейшую укладку твердых слоев покрытия, выполняют устройство кольматационного слоя, которое производят предпочтительно путем дополнительного розлива вяжущего с расходом от 1,0 до 1,5 л/м 2 с последующим устройством защитного слоя, которое производят предпочтительно по способу полупропитки. Это позволяет получить гравийное покрытие, обладающее более высокой устойчивостью к воздействию различных отрицательных факторов, в частности высокими водоотталкивающими свойствами. Кроме того,наличие слоя толщиной по меньшей мере 8-10 см, равномерно пропитанного вяжущим, резко сокращает и даже исключает выделение в окружающую среду пыли. Во всех описанных выше случаях рыхление дорожного полотна производят, предпочтительно, в две стадии, при этом на второй стадии осуществляют рыхление с перемешиванием. Предложенное выполнения технологической операции рыхление в две стадии, в том числе с перемешивание на второй стадии,позволяет получить равномерную структуру гравийного покрытия по всей площади и глубине обработки. Это может достигаться, в частности, за счет того, что рыхление производят предпочтительно автогрейдером в n+1 проход по одному следу, а рыхление с перемешиванием производят предпочтительно дисковой бороной в k+1 проход по одному следу, где n и k - целые числа. При этом рыхление с перемешиванием производят предпочтительно с фиксацией заглубления. Это обеспечивает равномерную обработку дорожного покрытия на заданную глубину по всей площади дорожного покрытия и исключает формирование более тонких и более толстых участков слоя дорожной одежды. Повышение равномерности распределения вяжущего по всему объему обрабатываемого слоя гравийного покрытия во всех описанных выше случаях может быть достигнуто также за счет того, что розлив вяжущего, предпочтительно, производят по меньшей мере в 2 прохода до достижения содержания остаточного вяжущего в пределах от 2,5 до 3,0% свыше массы гравийно-песчаной смеси.-2 006110 Еще более высокие результаты по равномерности структуры укладываемого слоя и распределению вяжущего по всему объему слоя можно получить в том случае, если перемешивание производят, предпочтительно, после каждого розлива вяжущего. При этом после последнего розлива вяжущего перемешивание производят предпочтительно в K+1 проход, где K - целое число. Максимально высокие результаты могут быть получены в том случае, если перемешивание осуществляют предпочтительно дисковой бороной. Однако это не исключает возможности использования для перемешивания других подходящих технических средств, в том числе и оригинального исполнения. При выборе технических средств, обеспечивающих выполнение операции перемешивание следует учитывать, что, как и при описанном выше рыхлении с перемешиванием, перемешивание предпочтительно следует осуществлять с фиксацией заглубления. Заявленное сочетание и особенности выполнения технологических операций, выполняемых при укладке слоя дорожного покрытия, а также использование оригинальных технических средств неожиданно дает в результате, прежде всего, дорожное покрытие, отличающееся от традиционных гравийных покрытий, высокими показателями стабильности и устойчивости к воздействию различных факторов. Кроме того, гравийное покрытие, получаемое при укладке слоя дорожной одежды предлагаемым способом, обладает устойчиво высокими эксплуатационными характеристиками и более экологично. В то же время способ позволяет получить слой дорожной одежды, который может быть использован в качестве слояоснования при дальнейшей укладке твердых слоев дорожного покрытия. В этом случае эксплуатационные и прочие характеристики дорожного покрытия в целом также повышаются по сравнению с дорожными покрытиями, слои-основания которых выполнены традиционными способами. Способ осуществляют следующим образом. Предлагаемый способ укладки слоя дорожной одежды при практической реализации, в частности при стабилизации гравийных покрытий, условно можно разделить на следующие основные технологические операции:- устройство защитного слоя по способу полупропитки;- контроль качества устроенного покрытия;- снятие технических средств организации движения. В случае применения предлагаемого способа для устройства слоя-основания дорожного покрытия с последующей укладкой твердых слоев после операции уплотнение вместо перечисленных далее операций выполняют операции по укладке твердого(ых) слоя(ев) по любому подходящему известному специалистам в данной области способу. При проведении подготовительных работ, в частности, устанавливают ограждения и технические средства организации движения, доводят параметры дорожного покрытия до проектных, отбирают образцы материала гравийного покрытия для определения его качества и соответствия действующим требованиям, осуществляют входной контроль качества исходных материалов, обеспечивают вводнотепловой режим работы дороги. Далее, в случае необходимости, проводят ремонт гравийного покрытия,который заключается в ликвидации неровностей и создании требуемого поперечного уклона. При этом,если гравийное покрытие деформировано в значительной степени (например, большое количество выбоин на всем проектном участке дорожного покрытия), его вскирковывают на глубину выбоин, вскиркованный материал тщательно перемешивают и укладывают вновь в покрытие требуемого профиля. Для облегчения кирковки сухие сильно уплотненные покрытия рекомендуется поливать водой в количестве 3-5 л/м 2. При этом операция вскирковывания, сама по себе, осуществляется любым известным специалистам в данной области подходящим способом. Площадь и количество участков гравийного покрытия,которые должны быть вскиркованы и уложены вновь, определяется специалистом на основании осмотра и анализа общего состояния дорожного полотна. При недостаточной толщине существующего гравийного покрытия производят подсыпку гравийнопесчаной смеси, а при несоответствии гранулометрического состава гравийного покрытия предъявляемым требованиям производят его обогащение. В то же время, если анализ отобранных образцов гравийного покрытия показал, что может быть получен требуемый гранулометрический состав путем перераспределения частиц различных размеров в различных зонах по толщине покрытия, а толщина покрытия при этом соответствует норме, подсыпку можно не проводить. Оптимальный гранулометрический состав гравийного покрытия по всей толщине покрытия в этом случае достигается в результате последующей операции рыхления. Операция рыхления существующего гравийного покрытия является очень важной с точки зрения правильной подготовки гравийного покрытия к последующему розливу вяжущего. В предлагаемом спо-3 006110 собе рыхление осуществляют в две стадии. На первой стадии производят традиционное рыхление с помощью автогрейдера. Рыхление осуществляют на глубину 8 см предпочтительно за несколько проходов,наиболее предпочтительно за 4-6 проходов по одному следу. На второй стадии производят окончательное рыхление дисковой бороной также предпочтительно за несколько проходов, наиболее предпочтительно за 3-4 прохода по одному следу. При этом используют, например, дисковые бороны специального исполнения, снабженные средствами фиксации заглубления дисков. Описанные выше оригинальные приемы, используемые для рыхления гравийного покрытия, позволяют получить гравийное покрытие однородного оптимального гранулометрического состава по всей площади и по всей толщине покрытия,в частности, за счет равномерного перераспределения частиц различных размеров. Кроме того, при рыхлении происходит значительное снижение плотности гравийного покрытия, что обеспечивает в дальнейшем хорошее распределение вяжущего. По подготовленному таким образом гравийному покрытию дорожного полотна производят розлив вяжущего. В качестве вяжущего может быть выбрана, например, любая подходящая эмульсия, например ЭБК-М-30. Температуру эмульсии при розливе выбирают в пределах 50-60 С. Расход эмульсии определяется в каждом конкретном случае известными специалистам в данной области способами. Как правило, расход устанавливают в пределах 12-18 л/м 2 при обработке слоя песчано-гравийной смеси толщиной 8 см в уплотненном состоянии. При этом для наиболее оптимального распределения вяжущего розлив осуществляют автогудронатором, как правило, в несколько проходов. Количество проходов определяют,исходя из нормы расхода вяжущего на 1 м 2 при норме розлива 1,1 л/м 2 за один проход. Содержание остаточного вяжущего должно быть 2,5-3,0% сверх массы гравийно-песчаной смеси. Для наиболее оптимального распределения вяжущего по всему объему обрабатываемого гравийного покрытия после каждого розлива вяжущего осуществляют перемешивание гравийно-песчаной смеси с вяжущим, например, с помощью дисковой бороны. Дисковую борону или иное подходящее техническое средство перемешивания при этом, как было описано выше, снабжают средствами фиксации заглубления дисков. После последнего розлива вяжущего осуществляют окончательное перемешивание гравийнопесчаной смеси с вяжущим, например, с помощью дисковой бороны предпочтительно за несколько проходов, наиболее предпочтительно за 6-8 проходов по одному следу до придания однородности перемешиваемому составу. Однородность, как правило, определяют визуально или по любой известной специалисту в данной области методике. Для дальнейшего равномерного распределения обработанной вяжущим гравийно-песчаной смеси по всей площади дорожного полотна обработанный материал собирают автогрейдером, например, по оси дорожного полотна. Отбирают пробы для лабораторных испытаний и оценки качества смеси. Далее обработанную вяжущим гравийно-песчаную смесь равномерно распределяют автогрейдером на проектную ширину дорожного полотна слоем заданной толщины с учетом коэффициента запаса материала на уплотнение, обеспечивая требуемый поперечный профиль покрытия. Для равномерного распределения смеси автогрейдером отвал устанавливают под углом 45-60 к оси дороги. Равномерно распределенную смесь уплотняют, например, самоходными катками на пневматических шинах (рекомендуемая скорость движения 5-6 км/ч), комбинированными (рекомендуемая скорость движения 5-6 км/ч) и вибрационными (рекомендуемая скорость движения 2-3 км/ч). Уплотнение ведут от краев к середине с перекрытием на 1/3 предыдущего слоя. Количество проходов катков по одному следу устанавливают пробной укаткой. При этом рекомендуемые количества составляют 30 проходов для пневматических катков и 20 проходов - для вибрационных. Качество уплотнения проверяют путем контрольного прохода катка массой 10-13 т по всей длине контролируемого участка, после которого на покрытии не должно оставаться следа и возникать волны перед вальцом. В том случае, если не предполагается укладка твердых слоев на уложенный описанным выше способом слой дорожной одежды, обязательными являются последующие операции устройства кольматационного слоя и защитного слоя. Кольматационный слой получают путем розлива вяжущего, например эмульсии ЭБК-М-30, с рекомендуемым расходом 1,0-1,5 л/м 2. Защитный слой устраивают, например, по известному специалистам в данной области способу полупропитки. В результате получают стабилизированное гравийное покрытие с очень высокими эксплуатационными, надежностными и прочими характеристиками. В том случае, если описанным выше способом осуществляют укладку слоя-основания дорожной одежды, то после технологической операции уплотнение производят укладку твердого(ых) слоя(ев) по любой подходящей технологии. Устройство кольматационного и защитного слоев в данном случае не требуется. Достоинства и преимущества предлагаемого способа были подтверждены результатами эксплуатации в течение года ряда экспериментальных участков дорог Минской области, на которых данный способ укладки слоя дорожной одежды был апробирован. В качестве иллюстративного материала, демонстрирующего достигнутые при использовании заявляемого способа результаты, приведен чертеж, на котором представлена фотография (в увеличенном виде) фрагмента участка дороги Н-9922 Язовки-4 006110 Великополье-Плещевище, км 1,1 - км 1,7, находившего в эксплуатации. Оценочная интенсивность грузопотоков на данном участке дороги составляет до 200 автомобилей в час. Для устройства данного участка дороги был применен заявляемый способ по второму варианту (с устройством кольматационного и защитного слоев). Фотография дает наглядное представление, что в результате эксплуатации структура дорожного покрытия не изменилась; выбоины, трещины и т.п. дефекты не образовались; рельеф дороги не изменился. Применение заявленного способа (в обоих вариантах) позволяет сократить затраты на работы по укладке слоя дорожной одежды на основе гравийно-песчаной смеси и вяжущего, в частности, за счет сокращения транспортных расходов и расходов на дополнительные материалы в результате выполнения всех технологических операций, включая восстановление гранулометрического состава гравийнопесчаной смеси, на месте производства работ. Способ может быть применен при укладке дорожного полотна в любых климатических условиях с использованием традиционных (известных) материалов и, в основном, стандартных технических средств. Качество и физико-химические характеристики дорожного покрытия, полученного в результате реализации заявленного способа (в обоих вариантах), обеспечивают его повышенную устойчивость к воздействию различных факторов окружающей среды и, как следствие, долговечность. При этом дорожное покрытие не требует в течение значительного периода времени проведения каких-либо работ по обслуживанию, ремонту и тем более восстановлению. Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно сократить расходы на устройство и обслуживание, прежде всего, дорог с гравийным покрытием. Кроме того, дороги с гравийным покрытием, полученным описанным способом, являются более экологичными по сравнению с дорогами, имеющими гравийное покрытие, полученное традиционными способами, в частности, за счет устранения выделения в окружающую среду пылеватых частиц. Использованная литература 1. Патент РФ 2186897 С 2, опубл. 10.08.2002, Е 01 С 3/04 2. Отчеты проекта TACIS. Технический отчет 12 Руководство по усилению гравийных дорог способом Отта Сил. Сайт Управления автомобильными дорогами Архангельской области. [найдено 2003 12 08]. Найдено из Интернет http://www:ador.ru: 8101 /about/report/. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ укладки слоя дорожной одежды, включающий подготовку гравийного покрытия дорожного полотна и розлив вяжущего с последующим уплотнением, отличающийся тем, что при подготовке гравийного покрытия до розлива вяжущего производят рыхление, по меньшей мере, поверхностного слоя гравийного покрытия дорожного полотна, а после розлива вяжущего производят перемешивание его, по меньшей мере, с поверхностным слоем гравийного покрытия с последующим равномерным распределением по ширине дорожного полотна. 2. Способ укладки слоя дорожной одежды, включающий подготовку гравийного покрытия дорожного полотна и розлив вяжущего с последующим уплотнением, отличающийся тем, что при подготовке гравийного покрытия до розлива вяжущего производят рыхление, по меньшей мере, поверхностного слоя гравийного покрытия дорожного полотна, а после розлива вяжущего производят перемешивание его, по меньшей мере, с поверхностным слоем гравийного покрытия с последующим равномерным распределением по ширине дорожного полотна, а после уплотнения дорожного полотна производят устройство кольматационного слоя и защитного слоя. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что устройство кольматационного слоя производят путем розлива вяжущего с расходом от 1,0 до 1,5 л/м 2. 4. Способ по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что устройство защитного слоя производят по способу полупропитки. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рыхление дорожного полотна производят в две стадии, при этом на второй стадии осуществляют рыхление с перемешиванием. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что рыхление производят автогрейдером в n+1 проход по одному следу, а рыхление с перемешиванием производят дисковой бороной в k+1 проход по одному следу, где n и k - целые числа. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что рыхление с перемешиванием производят с фиксацией заглубления. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что розлив вяжущего производят по меньшей мере в 2 прохода до достижения содержания остаточного вяжущего в пределах от 2,5 до 3,0% свыше массы гравийно-песчаной смеси. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что перемешивание производят после каждого розлива вяжущего. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что после последнего розлива вяжущего перемешивание производят в K+1 проход, где K - целое число. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют дисковой-5 006110 бороной. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют с фиксацией заглубления.