18.5. Методы ликвидации колей с устранением причин колееобразования

Главные принципы ликвидации колеи состоят в следующем:

решение о выборе метода исправления должно быть результатом всестороннего анализа состояния существующей дорожной одежды и земляного полотна и причин образования колеи;

способ ликвидации колеи должен соответствовать степени деформации дорожной одежды и причинам колееобразования;

исправление должно иметь характер усиления, рассчитанного таким образом, чтобы после ремонта не допустить образования колеи или ограничить её образование допустимой величиной в пределах установленного срока службы дорожной одежды;

после ремонтов дорожной одежды и активной зоны земляного полотна не должно оставаться нестабильных слоев, чтобы они не стали главной причиной образования колеи;

нельзя фрезеровать или перерабатывать старые слои из асфальтобетона и других битумно-минеральных смесей не на всю толщину, если результаты испытаний показали, что этот слой нестабилен. Такой слой необходимо заменить или переработать полностью;

технология ликвидации колеи на мостах, путепроводах и эстакадах должна разрабатываться отдельно с учётом особенностей конструкции мостового полотна конкретного объекта.

Методы регенерации старого асфальтобетона при ликвидации колей с устранением причин колееобразованиямогут быть использованы для устранения причин образования колеи в тех случаях, когда нестабильный слой удаляют на всю глубину, а регенерированному слою придают требуемые свойства. Удаление нестабильного слоя может быть выполнено горячим или холодным способом. Регенерация старого асфальтобетона может быть проведена на месте укладки в покрытии в передвижной установке или на АБЗ, с добавлением вяжущего и пластификатора, щебня или новой смеси для корректировки гранулометрического состава обновленного асфальтобетона с целью стабилизации его физико-механических свойств. Определение вида и количества добавок, необходимых для обеспечения требуемых физико-механических свойств обновленного асфальтобетона, производится на основе тщательного лабораторного анализа характеристик материала старого покрытия и подбора состава и свойств обновленного асфальтобетона.

Горячие методы регенерации и повторного использования материалов слоев старой дорожной одежды нельзя применять в следующих случаях:

когда слой содержит смесь смолы и дёгтя. Такие слои могут быть отфрезерованы только холодным способом, а полученный гранулят может быть использован для обработки битумной эмульсией или цементом;

если слой состоит из литого асфальта. Слои из литого асфальта удаляют только при очень высоких температурах с помощью специального оборудования, приспособленного для такого асфальтобетона. При разогреве слоя литого асфальта происходит выгорание битума. Полученная смесь не пригодна для повторного использования;

если слой неоднородный, с большим числом заплат, которые не были ранее отфрезерованы;

если слой имеет низкую прочность;

слои поверхностной обработки и тонкослойные покрытия на модифицированных битумах;

слои покрытия из битумоминеральных смесей толщиной менее 10 мм на жестком основании из-за возможности появления отраженных трещин;

слои, содержащие избыточное количество вяжущего или пылеватых частиц, что требует большого количества добавок для корректировки смеси. Такие слои следует удалить и перерабатывать для других целей.

Для ликвидации колеи, причиной образования которой являются нестабильные свойства верхнего слоя асфальтобетона, рекомендуется метод ремиксинга (термосмешение) на глубину 4-6 см. Этот метод эффективен при условии достаточной прочности нижележащих слоев. Работы выполняются специальной машиной - ремиксером типа ДЭ-232, ремиксером фирмы «Вирген» и др.

Корректировка гранулометрического состава старой смеси производится добавкой щебня, которая может подаваться в смеситель или рассыпаться непосредственно на старое покрытие перед его нагревом. Предпочтительным является дозирование старой асфальтобетонной смеси, подаваемой в смеситель. Объем добавляемого материала не превышает 25 % общего объема.

Если глубина колеи более 30 мм, необходимо предварительно выполнить частичное фрезерование, срезание гребней выпора и отдельных неровностей, чтобы обеспечить равномерный разогрев поверхности покрытия. Частичное или поверхностное фрезерование необходимо также в случае, когда в колее выступила мастика, а также в тех случаях, когда требуется скорректировать поперечный уклон образовавшейся полосы.

Вместе с устранением колеи, возникшей в верхнем слое покрытия, можно произвести усиление дорожной одежды. Для этого на слой покрытия из скорректированной смеси укладывают дополнительный слой из новой сдвигоустойчивой асфальтобетонной смеси по технологии ремикс-плюс. Все операции по укладке слоя покрытия из корректированной (обновленной смеси) и дополнительного слоя из новой смеси производятся одной машиной за один проход. Таким образом, новая горячая смесь укладывается на горячий слой, что способствует хорошему сцеплению слоев и их омоноличиванию. При отсутствии оборудования, позволяющего реализовать технологию ремикс-плюс, дополнительный слой укладывают обычным способом.

На дорогах III и IV категорий допускается ликвидация колеи с заменой нестабильного слоя только на ширину колей. В этом случае проводят вырезание корыта холодным фрезерованием по каждой колее на всю её ширину, включая боковые гребни выпора на всю глубину слоев асфальтобетона с нестабильными свойствами (частичное фрезерование). Отфрезерованную поверхность высушивают и очищают, после чего укладывают и уплотняют в один или два слоя асфальтобетонную смесь. После этого рекомендуется уложить на всю ширину полосы движения или на всю ширину проезжей части защитный слой из эмульсионно-минеральной смеси или слой поверхностной обработки для обеспечения однородных свойств и внешнего вида покрытия предупреждения образования продольных трещин. Метод применяют при отсутствии ресурсов на замену нестабильных слоев на всю ширину полосы движения как временную меру, поскольку вероятность возникновения продольных трещин сохраняется.

Удаление нестабильных слоев. Ликвидация колей методом удаления (стабилизации) нестабильных слоев и устройство покрытия из сдвигоустойчивого асфальтобетона рекомендуется на дорогахIII-IV категорий в тех случаях, когда один или несколько верхних слоев асфальтобетона являются нестабильными. Удаление нестабильных слоев производят холодным фрезерованием на полную толщину. В случае когда нестабильным является только верхний слой покрытия, фрезерование производят на глубину 4-5 см за один проход фрезы. Если нестабильным являются два или более слоя, их удаляют полностью за два или более прохода фрезы по одному следу, чтобы обеспечить однородность гранулята, полученного из каждого слоя. Общая глубина фрезерования может составлять 10-12 см. Полученный гранулят может быть использован как материал для переработки и устройства слоев дорожной одежды на других дорогах или участках дорог горячим или холодным способом.

В случае когда нестабильный слой залегает под стабильным, сначала необходимо снять стабильный слой, а затем нестабильный. Другой вариант состоит в том, что нестабильный слой может быть переработан и стабилизирован на месте методом ремиксинга и оставлен как нижний слой покрытия.

После снятия нестабильных слоев укладывают один или несколько слоев из горячей смеси. Толщина слоев усиления рассчитывается исходя из прочности оставшейся дорожной одежды и интенсивности движения с учётом прогнозируемого накопления остаточной деформации дорожной конструкции.

В верхний слой покрытия рекомендуется укладывать асфальтобетонные смеси типа «А» и «Б», а также щебнемастичные смеси (ЩМА). Гранулометрический состав и физико-механические характеристики верхнего слоя асфальтобетонного покрытия должны быть обоснованы расчетом на устойчивость асфальтобетонного покрытия к образованию колеи. Для повышения сдвигоустойчивости в состав асфальтобетона на модифицированном битуме рекомендуется вводить фибр (армирующие волокнистые наполнители) в количестве 1,5-3,5 % по массе.

Усиление дорожной одежды. В случае когда главной причиной образования колеи является недостаточная прочность дорожной одежды, необходимо её усиление с укладкой одного или двух слоев усиления из асфальтобетона или замена слоев основания.

Для повышения общей прочности дорожной одежды рекомендуется применять армирование сетками, геопластиками, георешётками пространственного типа (рис. 18.6).

Рис. 18.6. Конструкция дорожной одежды с использованием материала слоев старой дорожной одежды: 1 - слой истирания из горячего асфальтобетона, армированного волокнистым материалом; 2 - слой, полученный горячим методом смешения на дороге машиной ремиксер; 3 - геосетка из базальтового волокна или стекловолокна; 4 - стабильные слои старой дорожной одежды, не подвергнутые фрезерованию

Геосетки укладывают между слоями бетона и асфальтобетона (рис. 18.6, а), или между верхним и нижним слоем покрытия (рис. 18.6, б), или в верхнем слое покрытия. Место укладки сеток зависит от состояния нижележащего слоя, глубины фрезерования и условий эксплуатации. Геосетки могут быть также размещены между слоями регенерации и новым асфальтобетоном, между слоями жёсткого основания и нежёсткими слоями, укладываемыми из смесей, приготовленных в установке или путём ремиксирования на дороге.

Усиление дорожной одежды может быть произведено с использованием материалов слоев существующей дорожной одежды, переработанных на месте способом смешения. В этом случае холодной фрезой фрезеруют покрытие или покрытие вместе с основанием. При этом получают асфальтогранулобетонную смесь. В эту смесь при необходимости добавляют новый скелетный материал и вяжущее, перемешивают, распределяют по нижележащему слою основания и уплотняют. В результате получают асфальтогранулобетон (АГБ). В качестве вяжущего обычно используют катионную битумную эмульсию ЭБК.-3, цемент, вспененный битум или комплексное вяжущее.

На дорогах I-II категории слои из асфальтогранулированного бетона толщиной от 8 до 30 см могут служить как верхний слой основания на дорогахIII-IV категории или могут быть уложены как нижний слой покрытия. В зависимости от интенсивности движения на этот слой укладывают одно- или двухслойное покрытие или устраивают поверхностную обработку (рис. 18.7).

Рис 18.7. Примерная схема производства работ по разрушению дорожной одежды, замене и устройству новой дорожной одежды на местах колеобразования

Наряду со смесями, приготовленными из новых материалов, в качестве основания может быть рекомендован слой, построенный по методу холодного ресайклинга. В слое основания необходимо нарезать швы не реже чем через 10 м. Для предотвращения образования трещин и сдвиговых деформаций в конструкции дорожной одежды рекомендуется:

нарезать швы в асфальтобетонном покрытии;

укладывать геосетку, георешетку или тонкослойное покрытие из специальных смесей, армированных волокнистыми добавками.

Толщина нижнего слоя не должна бать менее 6 см, а толщина слоя износа должна составлять от 1,5 до 3 см в зависимости от свойств смесей.

Укладку верхнего или промежуточного слоя по слою асфальтогранулобетона, содержащего цемент, можно производить через 2-3 суток, а по слою, содержащему эмульсию, после испарения влаги (обычно через 3-4 недели). Движение по слою асфальтогранулобетона открывают при использовании в качестве вяжущего - вспененного битума и сразу же после уплотнения, а при использовании цемента и комплексного вяжущего через 2-3 суток.

Для получения дорожной одежды повышенной устойчивости к образованию колеи слой основания может быть построен из пластичного бетона марки 200 или укатываемого бетона В-7.5.

Осушение и стабилизация грунтов земляного полотна. В тех случаях, когда результаты обследования показывают, что причиной образования колеи является накопление остаточных деформаций в активной зоне земляного полотна, необходимо рассмотреть меры по осушению и стабилизации грунтов земляного полотна, в состав которых входят:

совершенствование системы отвода поверхностных и грунтовых вод;

стабилизация грунтов активной зоны и их замена;

полная перестройка участка с изменением рабочей отметки земляного полотна.

Следует иметь в виду, что меры по усилению дорожной одежды без стабилизации грунтов активной зоны земляного полотна не предотвращают образование колеи. Без осушения и стабилизации грунтов активной зоны земляного полотна практически невозможно избежать накопления остаточных деформаций и образования колеи на участках с повышенным увлажнением глинистых, пылеватых и других пучинистых грунтов. Конкретное решение принимается на основании технико-экономического сравнения вариантов усиления грунтов активной зоны земляного полотна.

Для предупреждения переувлажнения грунтов земляного полотна поверхностными водами необходимо в первую очередь прочистить и восстановить работоспособность или устроить вновь сооружения поверхностного водоотвода; укрепить обочины материалами, предотвращающими попадание поверхностных вод в тело насыпи; устроить дополнительные выпуски из боковых канав в сторону границы полосы отвода на участках с малыми или затяжными уклонами; в необходимых случаях устроить испарительные бассейны; укрепить откосы.

Боковые канавы, кюветы и резервы-кюветы должны иметь правильную форму с поперечным уклоном от подошвы насыпи не менее 20 ‰.

В равнинной местности на участках дорог, проходящих по третьему типу местности по условиям увлажнения, если отвод воды от насыпи затруднён, а резервы, выполняющие роль испарительных бассейнов, заболачиваются, следует:

заменить грунты активной зоны земляного полотна на дренирующие;

увеличить высоту насыпи.

При высоком уровне грунтовых вод для защиты от переувлажнения грунтов земляного полотна необходимо обеспечить очистку и ремонт существующей системы дренажа и отвод грунтовых вод, устроив прикромочный дренаж, дренажные прорези, скважины или фильтры, в том числе с применением прослоек из синтетических рулонных материалов.