способ холодной регенерации слоев дорожной одежды (варианты)

Формула изобретения

1. Способ холодной регенерации слоев дорожной одежды, заключающийся в их рыхлении фрезерованием, введении в измельченный материал вяжущего и воды, перемешивании компонентов, распределении смеси и ее уплотнении, отличающийся тем, что в качестве вяжущего используют разогретый до рабочей температуры вязкий битум с пенетрацией от 70 до 200, который вводят при перемешивании в холодную смесь измельченного материала, порошкообразного наполнителя и воды, при этом соотношение битум:наполнитель по массе составляет от 1:1 до 1:3, а количество битума и наполнителя составляет от 4 до 10% от массы измельченного материала.

2. Способ холодной регенерации слоев дорожной одежды, заключающийся в их рыхлении фрезерованием, введении в измельченный материал вяжущего и воды, перемешивании компонентов, распределении смеси и ее уплотнении, отличающийся тем, что в качестве вяжущего используют разогретый до рабочей температуры вязкий битум с пенетрацией от 70 до 200, смешивают его в отдельной установке с порошкообразным наполнителем и водой с получением вяжущего в виде пасты, которую добавляют к измельченному материалу непосредственно на дороге, при этом соотношение битум:наполнитель по массе составляет от 1:1 до 1:3, а количество битума и наполнителя составляет от 4 до 10% от массы измельченного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дорожно-ремонтным работам и может быть использовано при повторном применении старого асфальтобетона.

Известны способы холодной регенерации асфальтобетонных слоев дорожных одежд (часто с захватом несвязного материала из нижележащего слоя), заключающиеся в рыхлении этих слоев фрезерованием, введении в измельченный материал - асфальтобетонный гранулят (АГ) - вяжущего и воды, перемешивании компонентов, распределении смеси и ее уплотнении. Эти способы отличаются друг от друга главным образом видом вяжущего и способом его введения [1].

Способ с использованием в качестве вяжущего битумной эмульсии [2] наиболее технологичен, но до 35% стоимости 1 кв.м регенерации пакета битумосвязных слоев падает на стоимость эмульсии [3].

Способ с использованием в качестве вяжущего вспененного битума [4] исключает необходимость применения эмульсии, технологичен и дешев.

Оба способа позволяют после регенерации получить слой основания из материала, названного асфальтогранулобетоном (АГБ), недостатком которого является малая прочность. Это связано с тем, что АГБ имеет высокую пористость из-за незначительного содержания в измельченном материале мелких фракций.

Указанный недостаток был устранен путем применения комплексного вяжущего, состоящего из битумной эмульсии (или вспененного битума) и цемента (или цементного теста) [5].

Данный способ является наиболее близким к предлагаемому по техническому решению и достигаемому результату.

Недостатками его являются еще большее удорожание работ, ограничение по времени всех технологических операций из-за твердения цемента и трудности переделки дефектных участков по той же причине.

Цель предлагаемого изобретения - снижение материальных затрат при сохранении достаточно высоких показателей прочностных свойств АГБ.

Поставленная цель достигается тем, что слои дорожной одежды рыхлят фрезерованием, вводят в измельченный материал вяжущее и воду, перемешивают компоненты, распределяют смесь и уплотняют ее, а в качестве вяжущего используют разогретый до рабочей температуры вязкий битум с пенетрацией от 70 до 200, который вводят при перемешивании в холодную смесь измельченного материала, порошкообразного наполнителя и воды, при этом соотношение битум:наполнитель по массе составляет от 1:1 до 1:3, а количество битума и наполнителя составляет от 4 до 10% от массы измельченного материала.

Поставленная цель достигается также тем, что слои дорожной одежды рыхлят фрезерованием, вводят в измельченный материал вяжущее и воду, перемешивают компоненты, распределяют смесь и уплотняют ее, а в качестве вяжущего используют разогретый до рабочей температуры вязкий битум с пенетрацией от 70 до 200, который смешивают в отдельной установке с порошкообразным наполнителем и водой с получением вяжущего в виде пасты, которую добавляют к измельченному материалу непосредственно на дороге, при этом соотношение битум:наполнитель по массе составляет от 1:1 до 1:3, а количество битума и наполнителя составляет от 4 до 10% от массы измельченного материала.

В качестве порошкообразного наполнителя может быть использован, например, минеральный порошок для асфальтобетона по ГОСТ 16557.

Оптимальное значение общего содержания добавок определяют согласно [6].

В присутствии воды и порошкообразного наполнителя расплав вязкого битума при интенсивном механическом воздействии переходит в дисперсное состояние, образуя с мелкими гранулами АГ комочки мастики. В процессе уплотнения смеси они заполняют поры между гранулами АГ, способствуя снижению пористости АГБ и возрастанию его прочностных показателей.

Пример 1. Для экспериментальной проверки заявляемого способа в лабораторных условиях в мешалке планетарного типа со скоростью вращения рабочего органа 80 об./мин был смоделирован процесс смешения измельченного материала с добавками, аналогичный происходящему при холодной регенерации с применением фрезы-смесителя - стабилизера.

Нагретый до рабочей температуры битум с пененетрацией 156 в количестве 2% вводили тонкой струйкой в холодную смесь АГ с 4% известнякового минерального порошка и 4% воды (все значения даны сверх 100% массы АГ) в процессе перемешивания.

Пример 2. Сначала изготовили битумную пасту путем введения горячего битума в минеральное тесто, состоящее из равных долей по массе минерального порошка и воды при интенсивном перемешивании. Затем полученную битумную пасту добавили в количестве 8% к АГ и перемешали.

Показателем успешного диспергирования битума являлось отсутствие в готовых смесях его сгустков (при отсутствии наполнителя битум, попадая в смесь, комкуется).

Для сравнения изготовили известным способом контрольную смесь того же состава, но вместо расплава битума ввели катионную битумную эмульсию, а вместо минерального порошка - цемент марки 400.

Из приготовленных смесей были отформованы образцы-цилиндры, как указано в [6]. Через 28 суток их испытали на растяжение при расколе при 5С и скорости холостого хода поршня пресса 50 мм/мин для определения прочностного показателя R_p. Этот показатель лучше характеризует выносливость материала, чем стандартные прочностные показатели [7].

В результате испытаний получили для предлагаемых и известного способов значения соответственно (0,700,03), (0,680,02) и (0,650,03) МПа.

Сопоставление полученных результатов позволяет сделать вывод, что выносливость слоя, регенерированного предлагаемыми и известным способами, при прочих равных условиях мало отличается (в пределах разброса). Вместе с тем предлагаемые способы значительно дешевле и технологичнее известного.

Источники информации

1. Бахрах Г.С. Регенерация покрытий и дорожных одежд нежесткого типа //Наука и техника в дор. отрасли. - 1998. - № 3. С. 18-21.

2. Швейцарский пат. №661953 по кл. Е 01 С 19/10.

3. Бахрах Г.С. Холодная регенерация дорожных одежд нежесткого типа. - М., 1999. - 84 с. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. /Информавтодор; Вып. 6).

4. Европ. пат. ЕР 0116816 А1, Швеция, МКИ Е 01 С 7/18, 23/06, С 08 L 95/00. Method of re-using asphalt covering and asphalt covering mass produced according to the method /H. Friedrich; AB SKANSKA CEMENTGJUTERIET. - Заявл. 20.01.83; Опубл. 29.08.84.

5. Герм. заявка №3729507, МКИ Е 01 С 19/10. Verfahren fur das umweltfraendliche Recycling von Ausbau - Asphalt / Rocle D; Deutag - Mischwerke GmbH. - Заявл. 04.09.87; Опубл. 23.03.89.

6. Методические рекомендации по восстановлению асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог способами холодной регенерации /Росавтодор. - М.: Информавтодор, 2002. - 56 с.

7. Бахрах ГС. Влияние структуры асфальтогранулобетона на его свойства. - М., 2001. - С. 1-35 (Автомоб. дороги: Научно-техн. информ. сб. /Информавтодор; Вып. 3).