RU2593399C1

RU2593399C1 - Method for recovery of layers of road pavement

Info

Publication number: RU2593399C1
Application number: RU2015124619/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Квитко; Борис Николаевич Карпов; Берик Куралбаевич Азанов; Виктор Андреевич Шендрик; Павел Александрович Петухов; Оксана Антоновна Шабанова
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction of roads, in particular, to repair and restoration works, and can be used in overhaul and/or repair of roads and highways. Method includes loosening of layers of road pavement, addition of filler and water, mixing components with introduction of binder, distribution of produced mixture and its compaction, wherein water is added to mixture prior to its compaction, after which rustication of compacted mixture is carried out by a die to create semi-rigid bearing layer of road pavement, filler used is slow-setting wastes, and binder is cement in form of a suspension.

EFFECT: proposed method for recovery of layers of road pavement provides high reliability of structural layers of road pavement with asphalt coating owing to longer service life by creating a semirigid base layer, which enables to adjust stress-strain state of layers of road pavement as a result of providing directed cracking.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству дорожных покрытий, в частности к области ремонтно-восстановительных работ, и может быть использовано при капитальном ремонте и/или реконструкции автомобильных дорог и автомагистралей.The invention relates to the construction of road surfaces, in particular to the field of repair and restoration work, and can be used for overhaul and / or reconstruction of roads and highways.

Известен способ холодной регенерации слоев дорожной одежды, включающий их рыхление с добавлением щебня, песка, вяжущего и воды и уплотнение полученной смеси, причем в качестве вяжущего используют негидратированную известь, которую распределяют по слою дорожной одежды до его регенерирования с добавлением щебня и песка, а воду добавляют в процессе регенерации (см. патент РФ №2331728, Е01С 7/18).A known method of cold regeneration of layers of pavement, including loosening with the addition of crushed stone, sand, a binder and water and compaction of the mixture, and as a binder use non-hydrated lime, which is distributed over a layer of pavement before it is regenerated with the addition of crushed stone and sand, and water add during the regeneration process (see RF patent No. 2331728, ЕСС 7/18).

Недостатком известного способа является невысокая надежность слоев дорожной одежды, обусловленная образованием хаотичного трещинообразования в конструктивном слое дорожной одежды в ходе его эксплуатации. Это не позволяет обеспечить высокую долговечность слоев дорожной одежды ввиду невозможности создать полужесткий несущий слой. Кроме того, для уменьшения трещинообразования применяют укладку толстых слоев асфальтобетонного покрытия, что приводит к повышению трудоемкости восстановления слоев дорожной одежды. Использование в качестве вяжущего негидратированной извести также приводит к увеличению трудоемкости процесса восстановления.The disadvantage of this method is the low reliability of the layers of pavement due to the formation of chaotic cracking in the structural layer of pavement during its operation. This does not allow to provide high durability of the layers of pavement due to the inability to create a semi-rigid supporting layer. In addition, to reduce cracking, laying of thick layers of asphalt concrete pavement is used, which leads to an increase in the complexity of restoring layers of pavement. The use of unhydrated lime as a binder also leads to an increase in the complexity of the recovery process.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ восстановления слоев дорожной одежды, включающий их рыхление, добавление наполнителя и воды, перемешивание компонентов с введением вяжущего, распределение полученной смеси и ее уплотнение. Причем в качестве вяжущего используют разогретый до рабочей температуры вязкий битум (см. патент РФ №2232841, Е01С 7/18).The closest analogue to the claimed invention is a method of restoring layers of pavement, including loosening them, adding filler and water, mixing the components with the introduction of a binder, distributing the resulting mixture and compacting it. Moreover, a viscous bitumen preheated to operating temperature is used as a binder (see RF patent No. 2232841, ЕСС 7/18).

Недостатком данного способа является низкая надежность слоев дорожной одежды ввиду невысокой долговечности ее конструктивных слоев. Это вызвано тем, что несущая способность конструктивного слоя непостоянна и зависит от времени года и температурного режима асфальтобетонного покрытия. Кроме того, использование в качестве вяжущего битума и разогрев его до рабочей температуры приводит к увеличению трудоемкости восстановления слоев дорожной одежды.The disadvantage of this method is the low reliability of the layers of pavement due to the low durability of its structural layers. This is due to the fact that the bearing capacity of the structural layer is unstable and depends on the time of year and the temperature regime of the asphalt concrete pavement. In addition, the use of astringent bitumen and heating it to operating temperature leads to an increase in the complexity of restoring layers of pavement.

Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в повышении надежности конструктивных слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием при одновременном снижении трудоемкости процесса восстановления.The problem solved by the claimed invention is to increase the reliability of the structural layers of pavement with asphalt concrete coating while reducing the complexity of the recovery process.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в увеличении долговечности конструктивных слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием путем создания полужесткого несущего слоя, что позволяет регулировать напряженно-деформированное состояние слоев дорожной одежды в результате обеспечения направленного трещинообразования.The technical result achieved by the claimed invention is to increase the durability of the structural layers of pavement with asphalt concrete coating by creating a semi-rigid bearing layer, which allows you to adjust the stress-strain state of the layers of pavement as a result of directional cracking.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе восстановления слоев дорожной одежды, включающем их рыхление, добавление наполнителя и воды, перемешивание компонентов с введением вяжущего, распределение полученной смеси и ее уплотнение, согласно изменению воду добавляют в смесь перед ее уплотнением, после которого выполняют рустовку уплотненной смеси посредством штампа для создания полужесткого несущего слоя дорожной одежды, в качестве наполнителя используют медленнотвердеющие отходы, а в качестве вяжущего - цемент в виде суспензии.The problem is solved in that in the known method of restoring layers of pavement, including loosening, adding filler and water, mixing the components with the introduction of a binder, distributing the resulting mixture and compacting it, according to the change, water is added to the mixture before it is compacted, after which rustication is performed compacted mixture by means of a stamp to create a semi-rigid carrier layer of pavement, slow-hardening waste is used as a filler, and cement in the form of binder is used as a binder suspensions.

Способ восстановления слоев дорожной одежды поясняется чертежом, на котором схематично изображена технологическая схема восстановления слоев дорожной одежды с созданием полужесткого несущего слоя.The method of restoring layers of pavement is illustrated in the drawing, which schematically depicts a technological scheme for restoring layers of pavement with the creation of a semi-rigid carrier layer.

Способ восстановления слоев дорожной одежды осуществляют следующим образом.A method of restoring layers of pavement is as follows.

Старое асфальтобетонное покрытие 1, несоответствующее транспортно-эксплуатационным требованиям по ровности и коэффициенту сцепления, подвергают грубому фрагментированию (разрушению) верхних слоев дорожной одежды посредством кулачкового катка или аналогичной техники (не показаны). Далее выполняют рыхление разрушенных слоев, например, путем фрезерования, с укладкой измельченного материала 2 в валик на половине проезжей части. Глубину рыхления определяют по расчетной толщине создаваемого полужесткого несущего слоя. Затем подвозят наполнитель 3, в качестве которого используют медленнотвердеющие отходы, например шлак, шлам, золу уноса. Наполнитель 3 выгружают на другой (свободной) половине проезжей части в количестве, необходимом для создания плотной смеси с измельченным материалом 2. Использование в качестве наполнителя медленнотвердеющих отходов позволяет создать полужесткий несущий слой и тем самым повысить несущую способность конструктивных слоев дорожной одежды и их долговечность. Далее выполняют предварительное перемешивание исходных материалов 2 и 3 посредством автогрейдера (не показан). Затем осуществляют перемешивание смеси из исходных материалов 2 и 3 посредством фрезы (не показана) с введением вяжущего, в качестве которого используют цемент в виде суспензии. Перед уплотнением полученной смеси в нее добавляют воду, чтобы обеспечить оптимальную влажность для максимального уплотнения смеси. Далее готовую смесь распределяют укладчиками (не показаны) по полосе с последующим ее уплотнением посредством катка (не показан). Время, необходимое для уплотнения смеси, определяют экспериментальным способом. Оно зависит от свойств исходных материалов, толщины укладываемого слоя и погодно-климатических факторов. Скорость движения катка при первых двух и двух последних проходах принимают равной 2-3 км/час, при промежуточных проходах скорость катка может быть увеличена до 7-8 км/час. Число проходов катка устанавливают после пробной укатки экспресс-методом, например, баллонным плотномером БПД-КМ или в лаборатории. После завершения уплотнения выполняют рустовку уплотненной смеси посредством штампа (не показан) для создания полужесткого несущего слоя 4 дорожной одежды путем нанесения на поверхность уплотненной смеси системы ослабленных сечений для направленного трещинообразования. Это позволяет регулировать напряженно-деформированное состояние слоев дорожной одежды и обеспечить равномерность деформирования асфальтобетонного покрытия, что приводит к повышению долговечности конструктивных слоев дорожной одежды и, соответственно, к увеличению их надежности. После создания полужесткого несущего слоя 4 дорожной одежды выполняют укладку слоя износа из асфальтобетона 5.Old asphalt concrete pavement 1, which does not meet the transport and operational requirements for evenness and adhesion coefficient, is subjected to rough fragmentation (destruction) of the upper layers of pavement using a cam roller or similar equipment (not shown). Then, loosening of the destroyed layers is performed, for example, by milling, with the laying of the crushed material 2 in a roller on half of the carriageway. The depth of cultivation is determined by the estimated thickness of the created semi-rigid carrier layer. Then the filler 3 is brought in, which is used as a slowly solidifying waste, such as slag, sludge, fly ash. Filler 3 is discharged on the other (free) half of the carriageway in an amount necessary to create a dense mixture with crushed material 2. Using slow-hardening waste as filler allows you to create a semi-rigid carrier layer and thereby increase the bearing capacity of the structural layers of pavement and their durability. Next, pre-mixing of the starting materials 2 and 3 is carried out by means of a grader (not shown). Then carry out the mixing of the mixture of starting materials 2 and 3 by means of a cutter (not shown) with the introduction of a binder, which is used as cement in the form of a suspension. Before compaction of the resulting mixture, water is added to it to provide optimum humidity for maximum compaction of the mixture. Next, the finished mixture is distributed by stackers (not shown) along the strip with its subsequent compaction by means of a roller (not shown). The time required for compaction of the mixture is determined experimentally. It depends on the properties of the starting materials, the thickness of the stacked layer and weather and climate factors. The speed of the rink during the first two and two last passes is taken equal to 2-3 km / h, with intermediate passes the speed of the rink can be increased to 7-8 km / h. The number of passes of the rink is established after a trial rolling by the express method, for example, a BPD-KM balloon densitometer or in a laboratory. After completion of compaction, rusting of the compacted mixture is carried out by means of a stamp (not shown) to create a semi-rigid carrier layer 4 of pavement by applying a system of weakened sections to the direction of the compacted mixture for directional cracking. This allows you to adjust the stress-strain state of the layers of pavement and ensure uniform deformation of the asphalt concrete pavement, which leads to an increase in the durability of the structural layers of pavement and, accordingly, to increase their reliability. After creating a semi-rigid carrier layer 4 of the pavement, the wear layer of asphalt concrete 5 is laid.

Выполнение рустовки уплотненной смеси для создания полужесткого несущего слоя дорожной одежды путем нанесения на поверхность уплотненной смеси системы ослабленных сечений для обеспечения направленного трещинообразования не известно из уровня техники.Rustication of the compacted mixture to create a semi-rigid carrier layer of pavement by applying a system of weakened sections to the surface of the compacted mixture to provide directional cracking is not known from the prior art.

Использование в качестве наполнителя медленнотвердеющих отходов, например шлака, шлама, золы уноса, для повышения долговечности конструктивных слоев дорожной одежды путем создания полужесткого несущего слоя дорожной одежды не известно из уровня техники.The use as filler of slow-hardening waste, such as slag, sludge, fly ash, to increase the durability of the structural layers of pavement by creating a semi-rigid carrier layer of pavement is not known from the prior art.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ восстановления слоев дорожной одежды не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Based on the foregoing, we can conclude that for a specialist the claimed method of restoring layers of pavement does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the patentability condition "inventive step".

Согласно Приказа Минтранса России от 01.11.2007 N 157 (ред. от 25.02.2015) «О реализации Постановления Правительства Российской Федерации от 23 августа 2007 г. N 539 «О нормативах денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения и правилах их расчета» (Зарегистрировано в Минюсте России 22.11.2007 N 10516) ремонт (восстановление) слоев дорожной одежды принято проводить в среднем через каждые 3-5 лет. Было построено три опытных участка дороги с рустовкой поверхности несущего слоя из тощего бетона. Срок их эксплуатации составил более 15 лет. Ввиду этого можно предположить, что заявляемое изобретение позволит повысить долговечность конструктивных слоев дорожной одежды, увеличив срок эксплуатации восстановленных слоев дорожной одежды в среднем до 10-15 лет.According to the Order of the Ministry of Transport of Russia dated 01.11.2007 N 157 (as amended on 02.25.2015) “On the implementation of the Decree of the Government of the Russian Federation of August 23, 2007 N 539“ On the standards of monetary costs for the maintenance and repair of federal highways and the rules for their calculation "(Registered in the Ministry of Justice of Russia on November 22, 2007 N 10516) it is customary to repair (restore) layers of pavement on average every 3-5 years. Three experimental sections of the road were built with rusting of the surface of the bearing layer of lean concrete. Their service life was more than 15 years. In view of this, we can assume that the claimed invention will improve the durability of the structural layers of pavement, increasing the life of the restored layers of pavement on average up to 10-15 years.

Таким образом, заявляемый способ восстановления слоев дорожной одежды обеспечивает повышение надежности конструктивных слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием за счет увеличения их долговечности путем создания полужесткого несущего слоя, что позволяет регулировать напряженно-деформированное состояние слоев дорожной одежды в результате обеспечения направленного трещинообразования. Кроме того, обеспечение направленного трещинообразования позволяет уменьшить толщину асфальтобетонного покрытия, что приводит к сокращению трудоемкости восстановления слоев дорожной одежды.Thus, the claimed method of restoring layers of pavement provides increased reliability of the structural layers of pavement with asphalt concrete coating by increasing their durability by creating a semi-rigid carrier layer, which allows you to adjust the stress-strain state of the layers of pavement as a result of directional cracking. In addition, providing directional cracking can reduce the thickness of the asphalt concrete pavement, which reduces the laboriousness of restoring layers of pavement.

Claims

A method of restoring layers of pavement, including loosening them, adding filler and water, mixing the components with the introduction of a binder, distributing the resulting mixture and compacting it, characterized in that the water is added to the mixture before compaction, after which the rusted mixture is rusticated by means of a stamp to create semi-rigid carrier layer of pavement, slow-hardening waste is used as a filler, and cement in the form of a suspension is used as a binder.