Способ укладки дорожного покрытия

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ УКЛАДКИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Коммунальное унитарное предприятие по проектированию, ремонту и строительству дорог Минскоблдорстрой(72) Авторы Говорко Петр Александрович Тарас Владимир Адамович Петухов Игорь Николаевич Кушинский Валерий Анатольевич(73) Патентообладатель Коммунальное унитарное предприятие по проектированию, ремонту и строительству дорог Минскоблдорстрой(57) Способ укладки дорожного покрытия, включающий подготовку несущего слоя и последовательную укладку на несущий слой мембранного слоя из модифицированного битума,технологического слоя из щебня с последующим его уплотнением и слоя асфальтобетонной смеси, отличающийся тем, что мембранный слой укладывают из разогретого до 170-190 битума, модифицированного 4-6 мас.термоэластомера или пластомера и имеющего величину пенетрации не менее 150 дмм и температуру размягчения 60-90 ,при расходе битума 2,5-2,8 л/м 2, технологический слой укладывают из щебня фракции 1014 мм при расходе 10 кг/м 2, а слой асфальтобетонной смеси укладывают толщиной 30-40 мм из щебнемастичной смеси, имеющей температуру 150-165 и содержащей вяжущее в виде модифицированного битума, порошкообразный наполнитель в виде отсева дробления щебня с размером частиц не более 5 мм и щебень при следующем соотношении компонентов, мас.модифицированный битум 4,5-5,0 отсев дробления щебня 18-23 щебень 72-77. Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к способу укладки дорожного покрытия, и может быть использовано, в том числе, для профилактической защиты от коррозионного разрушения и для ремонта цементобетонных покрытий. 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. Поиск решения данной проблемы ведется в различных направлениях разработка новых составов дорожного покрытия, компоновка нескольких слоев с различными физико-химическими свойствами, применение особых технологических приемов, подбор параметров различных стадий процесса укладки и т.п. 11453 1 2008.12.30 Сегодня все чаще для выполнения дорожного покрытия используются цементобетонные смеси. При этом для предотвращения последствий возникновения деформаций в цементобетонном покрытии предусмотрена нарезка специальных деформационных швов(швы сжатия и швы расширения). Несмотря на достаточно высокую прочность в целом,физические свойства цементобетонного покрытия, а также принудительное нарушение целостности поверхности дорожного покрытия в местах выполнения деформационных швов способствуют интенсивному разрушению покрытия. Для предотвращения разрушения и/или восстановления целостности дорожного покрытия, как правило, используют способы, в соответствии с которыми на предварительно подготовленный несущий слой, в частности слой цементобетона, укладывают защитный слой щебнемастичной смеси, разравнивают и уплотняют его 1. Известен способ укладки дорожного покрытия, включающий предварительную подготовку несущего слоя (например снятие старого покрытия, очистка несущего слоя, ямочный ремонт, подгрунтовка поверхности несущего слоя), укладку на несущий слой, как минимум, одного слоя щебнемастичной смеси, состоящей из щебня, порошкообразного наполнителя и вяжущего, и его уплотнение 2. Данный способ предусматривает укладку на несущий слой, как минимум, одного слоя щебнемастичной смеси общей толщиной от 90 до 180 мм. Такая значительная толщина защитного слоя, выбранная, в частности, в зависимости от интенсивности грузового движения на данном участке дороги, параметров несущего слоя, физико-химических свойств использованной щебнемастичной смеси, климатических условий и т.д., обусловлена необходимостью выравнивания температуры на границе с несущим слоем, необходимостью снижения вероятности возникновения отраженных трещин над деформационными швами и т.п. и влечет за собой большой расход материалов. Наиболее близким к заявляемому является способ укладки дорожного покрытия,включающий предварительную подготовку несущего слоя и последовательную укладку на несущий слой мембранного слоя из модифицированного битума, технологического слоя из щебня с последующим его уплотнением и слоя асфальтобетонной смеси 3. В данном способе не указывается, что за счет выполнения мембранного слоя возможно сокращение традиционной толщины слоев. В качестве технических результатов упоминается только сокращение проникновения воды и предупреждение возникновения отраженных трещин. Кроме того, описанный способ обеспечивает только формирование мембранного слоя самого по себе на поверхности несущего слоя, но не предусматривает формирования между отдельными слоями переходных участков за счет взаимопроникновения частиц материалов слоев. Таким образом, недостатками упомянутых способов являются большой расход материалов (необходимость укладки слоя толщиной до 90-180 мм), необходимость привлечения значительного количества специальной техники для приготовления, транспортировки и укладки больших объемов щебнемастичной смеси. Кроме того, несущий слой и защитный слой имеют различные физико-химические характеристики материалов, в частности деформационные свойства, и, как следствие, в большинстве случаев описанные способы на практике оказываются малоэффективными, т.к. все же не удается избежать преждевременного появления отраженных трещин в слое покрытия над деформационными швами и последующего постепенного разрушения покрытия. Задачей настоящего изобретения является создание эффективного и экономичного способа укладки дорожного покрытия с использованием современных материалов. Способ должен обеспечивать увеличение долговечности дорожного покрытия, сокращение объемов используемых материалов и общих затрат на выполнение работ, в том числе за счет снижения стоимости единицы площади покрытия. Значительными результатами, достижение которых также должен обеспечить заявляемый способ, являются улучшение экс 2 11453 1 2008.12.30 плуатационных характеристик дорожного покрытия, а именно снижение уровня шума при движении транспорта и увеличение коэффициента сцепления колес с дорожным покрытием. Поставленная задача решается в способе укладки дорожного покрытия, включающем подготовку несущего слоя, укладку на несущий слой мембранного слоя из модифицированного битума, технологического слоя из щебня с последующим его уплотнением и слоя асфальтобетонной смеси. Поставленная задача решается за счет того, что мембранный слой укладывают из разогретого до температуры 170-190 С битума, модифицированного 4-6 мас.термоэластомера или пластомера и имеющего величину пенетрации не менее 150 дмм и температуру размягчения 60-90 С, при расходе битума 2,5-2,8 л/м 2, технологический слой укладывают из щебня фракции 10-14 мм при расходе 10 кг/м 2, а слой асфальтобетонной смеси укладывают толщиной 30-40 мм из щебнемастичной смеси, имеющей температуру 150-165 С и содержащей вяжущее в виде модифицированного битума, порошкообразный наполнитель в виде отсева дробления с размером частиц не более 5 мм и щебень при следующем содержании компонентов, мас.щебень 72-77 отсев дробления 18-23 модифицированный битум 4,5-5. Заявленное сочетание слоев дорожного покрытия и режимов последовательной укладки слоев неожиданно дает в результате дорожное покрытие, отличающееся от традиционных высокими показателями прочности и устойчивости к воздействию различных факторов. Более того, способ обеспечивает получение необычно эластичного покрытия, что, с одной стороны, позволяет компенсировать воздействие напряжений, возникающих на границе с несущим слоем вследствие различных физико-химических характеристик, а с другой стороны, позволяет без разрушения поверхности слоя реагировать на резкое изменение влажности, температуры окружающей среды и механическое воздействие. Укладка на несущую поверхность мембранного слоя, выполненного из битума, модифицированного 4-6 мас.термоэластомера или пластомера, при заявленных режимах укладки и расходе материала, как было упомянуто выше, обеспечивает надежную адгезию укладываемого дорожного покрытия с несущим слоем и компенсирует различие физикохимических свойств несущего основания, в частности цементобетона, и укладываемого дорожного покрытия, представляющего собой асфальтобетон. Наличие вяжущего в виде модифицированного битума в составе щебнемастичной смеси в совокупности с вяжущим мембраны, а также с учетом предлагаемых параметров процесса укладки придает материалу защитного слоя отличительные от традиционного асфальтобетона свойства. Это, прежде всего, упомянутая выше повышенная деформативность материалов при высоких прочностных показателях, что позволяет материалу защитного слоя, например, деформироваться без разрушения в местах концентрации максимальных напряжений, в частности над деформационными швами, предотвращая тем самым образование отраженных трещин и сохраняя целостность дорожного покрытия. При этом надо учитывать, что из состава и последовательности укладки всех заявленных слоев дорожного покрытия очевидным образом не следует возможность значительного уменьшения - более чем на 60- толщины защитного слоя щебнемастичной смеси, что ведет к ощутимой экономии материала. Использование отсева дробления с размером частиц не более 5 мм в качестве наполнителя щебнемастичной смеси также является существенным для целей решения задачи,поставленной перед изобретением, поскольку, с одной стороны, позволяет сократить количество наполнителя при условии сохранения гранулометрического состава в заданном диапазоне, а с другой стороны, обеспечивает утилизацию отходов щебнепроизводства. Кроме того, при использовании отсева дробления в качестве наполнителя пористость щебнемастичной смеси неожиданно увеличивается до 18-22 . Неожиданным также является тот факт, что пористость щебнемастичного слоя изменяется по толщине слоя, но не 3 11453 1 2008.12.30 от большей к меньшей (по направлению снизу вверх), как можно наблюдать в обычных асфальтобетонах, а, наоборот от меньшей к большей. Еще более неожиданным в связи с упомянутым распределением пор в верхнем слое является свойство этого слоя препятствовать как проникновению воды вглубь, так и застою воды в пористом верхнем слое вода попадает на поверхность дорожного покрытия и не застаивается, не проникает вовнутрь покрытия, а стекает к границам дорожного покрытия. Способ осуществляют следующим образом. На несущем слое выполняют подготовительные работы (например очистка покрытия от пыли и грязи, ликвидация ямочности, выполнение подгрунтовки и т.п.). Равномерно по всей поверхности несущего слоя для образования мембранного слоя распределяют вяжущее,которое предварительно разогревают до температуры 170-190 С. В качестве вяжущего используют битум, модифицированный 4-6 мас.термоэластомера или пластомера, таким образом, что величина пенетрации модифицированного битума составляет не менее 150 дмм,а температура размягчения 60-90 С. Норма расхода модифицированного битума при устройстве мембранного слоя составляет 2,5-2,8 л/м 2. Как было упомянуто выше, рабочая температура модифицированного битума составляет 170-190 С. С интервалом не более 60 с после нанесения на несущий слой мембранного слоя производят укладку слоя щебня фракции 10-14 мм с расходом 9-10 кг/м 2 путем равномерного рассыпания щебня по всей поверхности. Этот слой является технологическим и служит для сохранения однородности и целостности мембранного слоя при передвижении по нему дорожной техники во время укладки щебнемастичного слоя. Указанный интервал в 60 с между укладкой мембранного и технологического слоя обеспечивает качество сцепления щебня с битумом, который в этот интервал времени имеет еще достаточно высокую температуру и, соответственно, пластичность и адгезионные свойства. После укладки технологического слоя щебня производят уплотнение технологического слоя, в частности катками на пневмоходу за 2-3 прохода по одному следу. Укладку так называемого защитного щебнемастичного слоя осуществляют в любой момент не позднее 3 суток после укладки мембранного и технологического слоев. Укладку щебнемастичного слоя производят асфальтоукладчиком, предпочтительно широкозахватным, либо на всю ширину покрытия, либо сопряженными полосами. В зависимости от климатических условий, в частности температуры и влажности воздуха, для обеспечения качественного поперечного сопряжения продольных полос длина укладываемой полосы не должна превышать 100 м. Температуру щебнемастичной смеси на различных стадиях ее использования выбирают следующим образом при выходе из смесителя 175-80 С,при укладке 150-165 С,при уплотнении 125-135 С. Уплотнение осуществляют предпочтительно катками на пневмоходу или комбинированными катками с вибротрамбующим эффектом (первые 2-3 прохода). В следующие 5-6 проходов уплотнение осуществляют предпочтительно гладковальцевыми катками массой 8-10 т. Применение заявленного способа позволяет сократить затраты на работы по укладке дорожного покрытия в 2-2,5 раза. Способ может быть применен при укладке дорожного полотна в любых климатических условиях с использованием традиционных (известных) материалов и стандартных технических средств. Качество и физико-химические характеристики полученного в результате реализации заявленного способа дорожного покрытия 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 дорожного покрытия. 4 11453 1 2008.12.30 Источники информации 1. Александровская З.И., Долганин Б.М., Зайкина Е.Ф., Медведев Я.В. Содержание городских улиц и дорог Справочник. - М. Стройиздат, 1989. - . 83-88. 2. Ремонт и содержание автомобильных дорог Справочник инженера-дорожника / Под ред. А.П. Васильева. - М. Транспорт, 1989. - . 184-185. 3. Патент 4,118,137, опубл. 03.10.1978. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5