Методика капитального ремонта дорог

Анализ основополагающих технологий капитального ремонта автомобильных дорог

Рубрика: 5. Архитектура и строительство

Дата публикации: 26.03.2020

Статья просмотрена: 128 раз

Библиографическое описание:

Боровской, А. В. Анализ основополагающих технологий капитального ремонта автомобильных дорог / А. В. Боровской. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы IX Междунар. науч. конф. (г. Казань, апрель 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 3-6. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/368/15734/ (дата обращения: 06.07.2021).

Публикация посвящена исследованию технологий капитального ремонта автомобильных дорог, в частности анализу их плюсов и недостатков. Эта проблема актуальна по причине того, что большинство дорог в нашем государстве нуждается в капитальном ремонте по разным на то причинам: снижение прочности дорожной одежды до максимально возможного значения; характеристики других элементов дороги и дорожных сооружений не удовлетворяют возросшим требованиям движения; потребность повышения категории дороги; глубокое проседание грунта; чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера и так далее. Задача капитального ремонта состоит в полном восстановлении и повышении транспортно-эксплуатационного состояния дороги до уровня, который позволяет обеспечить нормативные требования к потребительским свойствам в период до очередного капитального ремонта при интенсивности движения, которая соответствует расчётной для данной категории дороги, при превышении которой необходима реконструкция дороги с переводом в более высокую категорию.

Ключевые слова: капитальный ремонт, категория дороги, дорожная одежда, фрезерование.

The article is devoted to the study of the overhaul of highways, in particular, the analysis of their advantages and disadvantages. This topic is certainly relevant due to the fact that most of the roads in our country need major repairs for various reasons: reducing the strength of the pavement to the maximum permissible value; the characteristics of other road elements and road structures do not satisfy the increased traffic requirements; the need to upgrade the road category; deep subsidence of the soil; emergency situations of natural and man-made and so on. The overhaul task is to fully restore and improve the transport and operational condition of the road to a level that allows you to provide regulatory requirements for consumer properties in the period before the next overhaul at a traffic intensity that corresponds to the estimated road for this category, above which a reconstruction of the road with transfer to a higher category.

Keywords: technical regulation, the construction industry, the quality of goods and services, legislation, safety, milling.

Как известно, в летний сезон стремительно выполняется ремонт дорог, сопровождаясь пробками, неудобством парковки для автолюбителей, не говоря о пыли и увеличенном времени в дороге от дома до работы/учёбы. Такое положение дел мало кого устраивает, но к этому необходимо относиться с пониманием и уважением, ведь только в теплое время года возможен капитальный ремонт автомобильной дороги. В зависимости от материалов дорожной одежды, категорийности дороги и, как следствие, — интенсивности потока, количества полос и их ширины строительными организациями применяются различные технологии. Вот некоторые из них:

1. Метод холодного ресайклинга.
2. Усиление дорожных одежд с исправлением продольных и поперечных неровностей.
3. Устройство более совершенных типов покрытия с использованием существующих дорожных одежд в качестве основания.
4. Перекрытие и выравнивание изношенных цементобетонных покрытий слоями из цементобетона или асфальтобетона.
5. Уширение дорожной одежды до норм, соответствующих категории ремонтируемой дороги.

По каждому методу стоит сказать несколько слов, чтоб увидеть преимущества той или иной технологии, которая подходит для конкретных условий.

1. Для начала — метод холодного ресайклинга. Это новая для российской дорожной отрасли технология состоит в том, что для вторичного или последующего использования материала, который находится в дорожной одежде, изрядно состарившегося и разрушенного, необходимо укрепление комплексными добавками органических и минеральных вяжущих. С такой целью создан холодный ресайклер, который с помощью мощного фрезерного барабана измельчает материал дорожной одежды на глубину до 30 см, при этом имеет возможность одновременно его обрабатывать указанными вяжущими и распределять ровным слоем. Дальнейшее окончательное уплотнение выполняется дорожными катками. Стоит отметить, что метод холодного ресайклинга заметно дешевле иных вариантов, по крайней мере, не менее чем в 1,5 раза. Экономия финансов на 1 м 2 составляет около 180 руб. или примерно 1,3 млн руб. на 1 км покрытия шириной 7 м. Означает это лишь то, что при помощи технологии мелкого холодного ресайклинга можно отремонтировать дороги с подобными дефектами в 1,5 раза большей протяженности. Также одним из основных показателей новой технологии — производительность или скорость ремонта дорожной одежды. Обычно рабочая скорость ресайклера задается ППР и может значительно варьироваться в соответствии с конкретными условиями выполнения ремонта. Но при этом реальная скорость, допустим, холодного ресайклера RM-350B фирмы Caterpillar изменяется от 5 м/мин (фрезерное измельчение жестких и прочных материалов на максимальную глубину 38 см) до 24 м/мин. Технология холодного рисайклинга позволяет добиться повторного максимального использования материалов существующего покрытия при восстановлении автомобильных дорог. Применение технологии холодного рисайклинга исключает необходимость перемещения сфрезерованного материала в отвалы, исправляются дополнительные помехи дорожному движению со стороны большегрузных автомобилей, которые могли быть задействованы при транспортировке срезанного покрытия. Однако, использование данного метода уменьшает количество применяемых новых материалов в сравнении с традиционными способами ремонта. Помимо экономических достоинств, холодный рисайклин минимально влияет на окружающую среду. При ремонте дорожной одежды допускается использование двух вариантов технологии. Выбор одного из возможных вариантов применения холодного рисайклинга осуществляется на основе расчета конструкции дорожной одежды под предполагаемую нагрузку.
2. Усиление дорожной одежды происходит при помощи исправления продольных и поперечных неровностей и поперечных уклонов дороги. При этом исправление поперечных уклонов производят фрезерованием покрытия, устройства выравнивающего слоя или всего вместе. Продольный профиль исправляют выравнивающим слоем. Новые слои (включая выравнивающий) устраивают, руководствуясь действующими требованиями на строительство асфальтобетонных покрытий.
3. Зачастую верхний слой покрытия разрушается в последствии неправильного отношения со стороны автолюбителей: использование шин вне зимнего сезона, высокая интенсивность проезда грузовых машин, в следствие чего образуется колейность. Это применимо не только к данному методу, но и для остальных технологий. Однако, для данной технологии суть заключается в том, что существующее покрытие располагается на твердом основании. Из чего следует, что в дальнейшем не возникнет трещин после просадки грунтов, поэтому нет нужды разбирать основание.
4. В целях осуществления основных положений Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» и обеспечения дорожно — строительных организаций рекомендациями по ремонту и содержанию асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах. Цементобетонные покрытия автомобильных дорог при эксплуатации под воздействием транспортных нагрузок и природно-климатических факторов медленно изнашиваются. Разрушение дорожной одежды чаще всего имеет место быть, когда напряжения и деформации, возникающие в плитах, превышают допустимые значения. К характерным деформациям и разрушениям цементобетонных покрытий относят: образование трещин, отколы углов и краев плит, шероховатости поверхностного слоя бетона, появление выбоин и раковин, вертикальные смещения плит и их коробление, разрушение стыковых соединений и заполнителей швов.

Чтобы обеспечить необходимое транспортно-эксплуатационное состояние цементобетонных покрытий организовывают дорожную службу, оснащенную специальными машинами, механизмами и инструментами. Ремонт дорожной одежды включает в себя подготовительные и основные работы. Первый этап подразумевает подвоз и складирование материалов, обеспечение комплектом инструментов, машин и механизмов, подготовка участка покрытия к ремонту. К основным работам относятся подготовление, распределение материалов и окончательную обработку, отделку и уход за отремонтированными участками покрытия, контроль качества работ.

1. При капитальном ремонте автодорог на некоторых участках выполняют новое земляное полотно, процесс возведения которого по большому счету не сильно отличается от строительства новой дороги. Подобные работы выполняются на участках спрямления трассы, значительного увеличения радиусов кривых в плане, на участках обходов населенных пунктов, обходов оползней, осыпей и т. д. Чаще всего при капитальном ремонте выполняют работы по уширению земляного полотна, для строительства дополнительных полос проезжей части, переходно — скоростных полос, площадок для стоянки автомобилей или просто для уширения земляного полотна до норм категории, установленной для данной дороги. Как показывает практика, добиться надёжной совместной работы старого и нового (реконструированного) земляного полотна очень сложно. В большинстве случаев можно наблюдать деформации нового земляного полотна в местах стыков со старым. Поэтому где только возможно, стоит избегать уширения земляного полотна. При реконструкции дорог часто стараются использовать «здоровое» земляное полотно. Под «здоровым» земполотном понимается отсутствие в нем висячих горизонтов воды (верховодка) вследствие неудачного взаимного расположения фильтрующих и малопроницаемых грунтов, которые склонны к морозному пучению.

1. СП 48.13330.2011 «Организация строительства. Актуализированная версия СНиП 12–01–2004».
2. СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги»
3. ОДМ 218.3.041–2014 «Методические рекомендации по армированию асфальтобетонных слоев дорожных одежд стальными сетками».
4. ГОСТ 31015–2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебёночно — мастичный».
5. «Методические рекомендации по устройству защитного слоя износа из литых эмульсионно-минеральных смесей типа «Сларри Сил», Росавтодор, 2001

Источник

Как проводится капитальный ремонт автомобильной дороги

Капитальный ремонт автомобильной дороги проводится в тех случаях, когда локальное восстановление дорожного полотна уже неспособно исправить ситуацию. В зависимости от того, какой элемент или элементы дорожной одежды провоцируют неисправность покрытия, капитальный ремонт автомобильной дороги может быть более или же менее углубленным.

«Капитальный ремонт автомобильной дороги – комплекс работ, при котором полностью восстанавливается поврежденное дорожное полотно, начиная от грунтового основания дороги, заканчивая асфальтовым покрытием. Данная процедура также подразумевает восстановление состояния всех конструкций, которые являются неотъемлемой частью автодороги»

При проведении капремонта дороги необходимо учитывать не только текущее состояние автомобильного трафика, но и рассчитать темпы его роста, чтобы обеспечить новому дорожному полотну эксплуатационные характеристики, которые будут актуальны длительное время.

«Укладка асфальта в Москве или в любом другом регионе, если речь идет о новой автомобильной дороге, также требует расчета роста транспортной нагрузки, что учитывается на этапе проектирования»

Таким образом, основная задача капитального ремонта – обеспечить дороге работоспособное и безопасное состояние до следующего планового ремонта, с учетом современных нормативных требований, а также роста транспортной нагрузки на установленном участке.

В каких случаях проводится капитальный ремонт автомобильной дороги

Капитальный ремонт автомобильной дороги может потребоваться в силу серьезных повреждений дорожной одежды, особенно в глубоких слоях. Если повреждено только асфальтовое покрытие, можно ограничиться демонтажем верхних слоев, а затем заново произвести асфальтирование.

Основные причины серьезных повреждений автодороги:

• Слишком длительная эксплуатация дороги без ремонта;
• Нарушения при строительстве;
• Серьезные ошибки в проектировании;
• Изменения в рельефе местности;
• Размывание грунта;
• Проседание грунта;
• Природные явления (наводнения, селевые потоки, землетрясения и прочее).

При этом капремонт может затрагивать как дорогу на всей ее протяженности, так и определенный участок. Как правило, работы проводятся в масштабе от 200 м 2

Какие этапы включает капитальный ремонт автомобильной дороги

Число этапов капремонта может варьироваться в зависимости от того, в какой области дорожной одежды требуется провести работы. Также предварительные данные могут потерять свою актуальность, если обнаружатся серьезные дефекты в более глубоких зонах.

Все этапы капремонта автодорог:

• Согласование;
• Диагностика и подготовительные работы;
• Демонтаж существующего покрытия;
• Демонтаж основания;
• Восстановление дренажной системы;
• Грунтовые работы;
• Сооружение нового основания автомобильной дороги;
• Устройство асфальтобетонного покрытия;
• Обустройство необходимой дорожной инфраструктуры.

В любом случае, капитальный ремонт автомобильной дороги всегда начинается с анализа и диагностики, чтобы определить причины разрушения. Перед началом работ требуется согласование с ГИБДД и Объединением административно-технических инспекций.

Диагностика и подготовительные работы

Диагностика необходима для выявления причин разрушения дороги, а также для оценки ресурсных, финансовых и трудовых затрат. При этом диагностика проводится и перед началом капремонта, и в его промежуточных этапах, так как при первичном анализе неизвестны некоторые аспекты ситуации на уровне глубоких слоев основания и грунта.

На какие вопросы отвечает диагностика:

• В чем причина разрушения дороги;
• В каком масштабе требуется провести ремонт;
• Какая спецтехника и в каком количестве потребуется;
• Какие материалы, и в каком количестве нужны для ремонта;
• Сколько человек потребуется для проведения работ;
• Нужны ли дополнительные действия;
• Требуется ли расширять и модернизировать дорогу;
• Какой необходим бюджет;
• В какие сроки будет закончен капитальный ремонт автомобильной дороги.

К подготовительным работам относится:

• Указание объездного пути для автомобилистов;
• Строительство временной автодороги (если нет объезда);
• Расставление предупреждающих дорожных знаков;
• Установка ограждений и светотехники;
• Устройство подъездных путей для спецтехники;
• Обеспечение необходимых бытовых условий для рабочих.

После согласования, подготовки территории, обеспечения безопасности и подготовки проектной документации можно приступать к проведению ремонтных работ.

Демонтаж существующего покрытия

Снятие асфальтобетонного покрытия может осуществляться несколькими способами. Если качество самого асфальтобетона удовлетворительное, появляется возможность направить его на повторную переработку, вследствие чего получится асфальтовая крошка. Переработка может быть осуществлена на месте или же на базе асфальтобетонного завода (АБЗ). Если же переработка не планируется, снятое покрытие необходимо утилизировать.

Основные способы демонтажа асфальта:

• С помощью фрезерования дорожными фрезами;
• При помощи спецтехники с гидромолотами разрушителями.

Метод	Описание
Холодное фрезерование (срезание асфальта)	Производится с помощью дорожных фрез; Способ холодного фрезерования не требует предварительного нагрева асфальта; Позволяет моментально переработать снятое покрытие в асфальтогранулят (крошка); Есть возможность задать размер фракций и отсортировать их; Можно задать глубину среза покрытия.

Как правило, переработанный дорожный фрезой асфальт сразу вывозят на другой объект, что позволяет обеспечить высокое качество асфальтовой крошки.

Разрушение гидромолотом

• Производится спецтехникой с установленным гидравлическим молотом разрушителем;
• Разбивает покрытие на крупные куски;
• Обладает высокой разрушительной силой;
• Темп демонтажа выше, чем у дорожной фрезы;
• Нет возможности моментально переработать асфальт;
• Есть возможность вывезти раздробленные фрагменты покрытия для дальнейшей переработки.

После переработки асфальта на базе АБЗ получившуюся асфальтовую крошку складируют для дальнейшего использования, однако хранение снижает качество асфальтогранулята.

Также данный способ будет более актуальным, если переработка снятого покрытия не планируется.

Демонтаж основания

Некоторые конструктивные слои дорожной одежды так же, как асфальтобетон, могут использоваться повторно. Кроме того, дорожная одежда включает в себя не только сыпучие, но и геосинтетические материалы (геосетка/ георешетка и геотекстиль). Поэтому капитальный ремонт автомобильной дороги предполагает поэтапный демонтаж основания слой за слоем.

• Демонтаж щебеночного слоя производится с помощью экскаваторов-погрузчиков. В дальнейшем щебень можно промыть, очистить и отсортировать по фракциям на АБЗ.
• Снятие георешеток производится путем рулонного скатывания. Если состояние георешеток достаточное для дальнейшей эксплуатации, она может использоваться повторно.
• Демонтаж песчаного слоя может осуществляться экскаваторами с ковшом или экскаваторами-погрузчиками. Если песчаный слой стал слишком твердым, его можно разрыхлить с помощью гидромолотов разрушителей.
• Снятие геотекстиля осуществляется рулонным скатыванием. Чаще всего данный материал не используется повторно, однако если его состояние достаточно хорошее, повторная эксплуатация допускается.

Восстановление дренажной системы

Капитальный ремонт автомобильной дороги также подразумевает замену систем водоотведения, если их состояние характеризуется как неудовлетворительное. В таком случае может потребоваться как замена труб водоотвода без его переноса, так и полная перестройка дренажной системы.

Если под дорогой находится коллектор, его нужно перенести в сторону, что тоже потребует перестройки всей дренажной системы. Также в ходе ремонта дренажной системы может потребоваться устройство осушительных канав, противоэрозионных сооружений и ливневых канализаций.

Грунтовые работы

В зависимости от того, что послужило причиной разрушения грунтового основания, определяются меры по возвращению работоспособного состояния земляного полотна. Если причина в прорыве дренажных систем или водопроводов, а также если разрушение произошло вследствие наводнения, то, возможно, будет достаточно просушить и уплотнить грунт, вернув ему нормативные характеристики.

Однако часто капитальный ремонт автомобильной дороги требует восстановления геометрии грунта, его поднятия или же полной перестройки.

Если же произошел провал из-за подземных полостей или рек, которые не были замечены при геодезических изысканиях в момент проектирования дороги, то ликвидация таких проблем может стоить неоправданно дорого. В таких случаях целесообразнее будет построить новую объездную дорогу.

В целом, грунтовые работы могут включать в себя следующие мероприятия:

• Усиление земляного полотна;
• Поднятие грунта;
• Уплотнение основания;
• Создание дополнительных армирующих слоев;
• Корректировка геометрических параметров;
• Сооружение новых элементов.

Часто сооружение дренажной системы также относят к грунтовым работам в рамках капитального ремонта.

Сооружение нового основания автомобильной дороги

Сооружение дорожной подушки должно опираться на проектную документацию, перед подготовкой которой проводятся геодезические исследования. Возможно, потребуется усилить типовую конструкцию дорожной одежды, во избежание повторного разрушения сооружения, чтобы не пришлось заново проводить капитальный ремонт автомобильной дороги.

Какие конструктивные слои находятся в дорожной подушке (от более глубоких к менее глубоким):

• Грунтовое основание;
• Геотекстиль;
• Песчаный слой;
• Геосетка;
• Щебеночный слой.

Рулонный материал (тканый или нетканый), изготавливаемый из прочных синтетических нитей и волокон. В дорожном строительстве чаще всего применяется геотекстиль из полипропиленовых и полиэфирных нитей.

Обладает достаточно высокой прочностью и эластичностью, а также длительным сроком службы.

• Армирование (увеличение прочности);
• Разделение технологических слоев;
• Водоотведение;
• Предотвращение прорастания растений.

Слой мелкозернистого песка необходим для стабилизации конструкции, выступая в роли своеобразной подушки-амортизатора, а также для улучшения работы дренажной системы.

После укладки песчаный слой требует обязательного уплотнения дорожными катками. Толщина слоя после уплотнения – не менее 40 сантиметров.

Материал сетчатой структуры, изготавливаемый из прочных синтетических нитей и волокон, места сцепления которых образуют ячейки. Укладывается под щебнем.

Характеризуется высокой прочностью, различными уровнями гибкости, а также длительным сроком службы.

• Армирование (увеличение прочности);
• Разделение конструктивных слоев;
• Прием и преобразование вертикальной нагрузки.

Использование георешетки позволяет на 40% сократить расход щебня, а также препятствует вдавливанию щебня в песок.

Является непосредственным основанием для укладки асфальтобетона, повышая прочность и жесткость конструкции. В первую очередь укладываются более крупные фракции щебня, а затем более мелкие, чтобы заполнить пустоты (или же используется щебень смешанных фракций).

После укладки щебень требует уплотнения дорожными катками. Чем выше качество щебня, тем выше будут физико-механические характеристики дороги.

Также после уплотнения щебеночный слой проливается битумными эмульсиями, чтобы обеспечить достаточную адгезию.

Кроме того, сегодня существует так называемый «черный щебень», который представляет собой сбалансированную смесь прочного щебня с битумом, имеющую высокие эксплуатационные характеристики.

Устройство асфальтобетонного покрытия и сопутствующей инфраструктуры

После подготовки основания капитальный ремонт автомобильной дороги подразумевает укладку асфальтобетона. На сегодняшний день в дорожном строительстве используется несколько основных разновидностей асфальта, каждая из которых имеет отличительные особенности.

Однако для строительства новых автомобильных дорог сегодня используются только те виды асфальта, которые обладают наиболее высокими эксплуатационными характеристиками. В частности это горячие асфальтобетонные смеси, чаще всего – щебеночно-мастичный асфальтобетон.

«Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) – асфальтовая смесь на основе высококачественного щебня из твердых горных пород, которые формируют прочный каркас покрытия. Также ЩМА имеет в составе синтетические волокна, чаще всего целлюлозные, которые препятствуют растеканию битума.

Материал отличается повышенными эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы, что позволяет использовать его на автомагистралях с высокой транспортной загруженностью»

Также существуют песчаный и гравийный асфальтобетон, однако их характеристики уступают показателям щебеночно-мастичного асфальта. Если гравийный асфальт еще можно использовать при строительстве дорог, то песчаный пригоден только для устройства пешеходных зон.

Основные правила укладки асфальта:

• Перед укладкой горячая асфальтовая смесь должна быть разогрета до 110-130°C, а температура воздуха не должна быть ниже +5°C. После укладки асфальтобетон следует качественно уплотнить, что достигается путем укладки в несколько слоев, каждый из которых уплотняется отдельно.
• Если асфальтирование производится литым асфальтобетоном, который также относится к горячим смесям, то его нужно разогреть до температуры 190-230°C, а производить укладку так же можно лишь при температуре от +5°C. В случае с литым асфальтом уплотнение после укладки не требует, так как материал самостоятельно набирает прочность в процессе остывания.

Холодные асфальтовые смеси не используются для строительства дорог, так как их показатели качества подходят только для пешеходных зон и экстренного ямочного ремонта. Однако такие смеси можно использовать даже в холодные сезоны.

Что может входить в сопутствующую инфраструктуру:

• Установка бордюров;
• Устройство тротуаров;
• Монтаж ограждений и освещения;
• Установка дорожных знаков;
• Нанесение дорожной разметки;
• Облагораживание территории.

В некоторых случаях капитальный ремонт автомобильной дороги может быть комбинирован со строительством новых транспортных развязок.

Выводы

Капитальный ремонт автомобильной дороги требуется в тех случаях, когда повреждения дорожной одежды невозможно устранить локальным ремонтом. В рамках капремонта автодороги проводится комплекс мероприятий, направленных на восстановления всех слоев дорожной одежды: от асфальтобетонного покрытия до грунтового основания и дренажной системы.

Кроме того, капитальный ремонт автомобильной дороги подразумевает восстановление работоспособности всех конструкций, имеющих отношение к дороге. Это может быть установка бордюров, устройство тротуаров, нанесение разметки и так далее.

Перед началом капремонта проводятся необходимые согласования с государственными органами. Также началу работ предшествует диагностический этап, направленный на выявление причин разрушения дороги и расчет будущих затрат.

Какие этапы включает капитальный ремонт автомобильной дороги:

• Согласование с гос. службами;
• Исследования и подготовительные мероприятия;
• Снятие существующего асфальта;
• Демонтаж основания;
• Восстановление водоотводной системы;
• Земляные работы;
• Устройство нового основания автодороги;
• Укладка асфальтового покрытия;
• Создание дорожной инфраструктуры.

В некоторых случаях в рамках капремонта дорог производится их реконструкция, которая может выражаться в расширении проезжей части, строительстве новых транспортных развязок, мостов, тоннелей и так далее.

Источник

Конструктивный слой	Описание
Грунтовое основание	Устраивается и уплотняется в процессе грунтовых работ.
Геотекстиль
Песчаный слой