Обобщённое отображение горячего ресайклинга на месте

В качестве примера обобщённого отображения горячего ресайклинга на месте (дороге) может быть проиллюстрировано рисунками (рис. 4.29- 4.32).

Рис. 4.29. Горячий ресайклинг асфальтобетонного слоя, производимый непосредственно на месте работ с добавкой новой смеси и битумной эмульсии.

Рис. 4.30. Мощные излучатели позволяют репластифицировать асфальтобетон, не разрушая его составляющие.

Рис. 4.31. Нагретый слой разрыхляется вращающимся рыхлителем. При этом зерна материала слоя не разрушаются.

Рис. 4.32. Движение транспорта может продолжаться мимо перемещающейся рабочей площадки, т. е. помехи транспорту сведены до минимума.

Технология холодного ресайклинга

Технология холодного ресайклинга всё более находит распространение на российских дорожных объектах, но не так быстро, как того она заслуживает. Имеются единичные экземпляры холодных ресайклеров в Архангельской, Самарской, Свердловской, Кемеровской областях, Подмосковье и Западной Сибири.

Рис. 4.33. Типы дефектов и разрушений дорожной одежды.

Сущность этой новой для российской дорожной отрасли технологии состоит в том, что для повторного или дальнейшего использования лежащего в дороге, состарившегося и разрушенного материала изношенной и дефектной дорожной одежды (рис. 4.33) необходимо определенное его укрепление (стабилизация) комплексными добавками органических (горячий битум, вспененный битум, битумная эмульсия) и минеральных (в основном цемент, реже известь) вяжущих. Для этого и создан холодный ресайклер, который способен своим мощным фрезерным барабаном измельчить материал дорожной одежды (покрытия и основания) на глубину до 30 см, а в некоторых случаях и более, с одновременной его обработкой указанными вяжущими (стабилизаторами) и с распределением ровным слоем. Последующее заключительное уплотнение выполняется обычными дорожными катками.

Как правило, такой обновленный укреплением слой принимается либо за верхний слой основания, либо за нижний слой покрытия. Поэтому на него сверху дополнительно могут быть уложены нижний и верхний слои покрытия из горячего асфальтобетона, только верхний горячий слой покрытия или сделана простая поверхностная обработка.

Необходимо особо отметить, что сегодня следует четко подразделять холодный ресайклинг на малую глубину (мелкий или неглубокий ресайклинг, до 10 см) и на большую глубину (глубокий ресайклинг, до 30 см и более) (рис. 4.34). Такое разделение обуславливает использование определенного набора несколько разных машин, другого типа и количества вяжущих, различные затраты на выполнение работы (в мелком ресайклинге они меньше).

Рис. 4.34. Схема глубокого (А) и тонкого или мелкого (В) холодного ресайклинга.

Вообще холодный рссайклинг изначально задумывался и разрабатывался как вариант глубокой совместной стабилизации (укрепления) слоев покрытия и основания битумной эмульсией с добавками цемента или извести. Под этот вариант создавались и первые соответствующие машины, отвечающие изначальному английскому названию холодного ресайклинга, в котором присутствовал термин «deep» (глубокий). Это потом, в процессе накопления международного опыта, стала очевидной целесообразность и даже необходимость иметь и вариант мелкого ресайклинга, потребность в котором может оказаться даже выше, чем в глубоком. Во всяком случае, для российских ремонтных объектов и возможностей в их финансировании самой подходящей может стать как раз технология неглубокого или мелкого ресайклинга слоев покрытия (до 10 см).

На рис. 4.35 показаны набор необходимых машин и схема подачи вяжущих материалов в рабочую камеру фрезерного барабана ресайклера WR 2500 фирмы Wirtgen, разработанных для глубокой стабилизации слоев покрытия и основания битумной эмульсией с добавкой цемента в виде водоцементной пастообразной суспензии. Расход эмульсии, как правило, не превышает 4 4,5% от массы укрепляемого материала, а добавка цемента — не более 1,5−2%. Цемент призван повысить прочностные свойства комплексно укрепляемого материала, а ограниченный его расход обусловлен стремлением избежать возможных трещин в слое этого материала.

Правда, в таком варианте укрепления может возникнуть трудность, связанная с подбором типа и состава эмульсии, которая бы химически была пригодна как для асфальтобетонного материала покрытия, так и для материала основания (чаще всего щебень из разных пород камня). Если это сложно сделать, можно использовать вместо эмульсии, но в той же комбинации с цементом и с гем же его расходом, вспененный битум.

Тем более, что этот вариант может оказаться даже качественнее и дешевле, так как стоимости эмульсии и битума для вспенивания практически одинаковы, а расход эмульсии несколько больше расхода вспененного битума из-за того, что доля самого битума в обоих случаях укрепления должна быть равной. Но битума в эмульсии всего около 60%. В итоге получается стоимость битума в эмульсии примерно в 1,5 раза выше чистого битума.

Чаще всего вспененный битум с цементом используется в технологии укрепления измельченного фрезой асфальтобетонного материала из слоев покрытия, т. е. в мелком холодном ресайклинге. На рис. 4.36 представлен набор машин для этой технологии и схема подачи вяжущих материалов в рабочую камеру того же ресайклера WR2500 фирмы Wirtgen.

Рис. 4.35. Набор машин и схема подачи вяжущих в рабочую камеру.

ресайклера при укреплении материала битумной эмульсией и цементом Высокое и устойчивое качество укрепления таким способом дефектных слоев покрытия обеспечивается именно свежим вспененным битумом, который образуется во время его впрыска в горячем виде (175—180°С) из цистерны битумовоза и холодной воды в рабочую камеру ресайклера.

Рис. 4.36. Набор машин и схема подачи битума и воды в рабочую камеру ресайклера при укреплении материала вспененным битумом.

В момент контакта с водой горячий битум увеличивает свой объем до 20 раз, образуя пену с жизнестойкостью не менее 10−15 сек, вполне достаточных для требуемой обработки измельченного материала.

Во вспененном виде битум равномернее и тоньше покрывает каждую частицу материала, улучшая его качество и сокращая до минимума (до 2,5−3%) свой расход.

При сравнении обычной технологии замены изношенного слоя новой смесью и холодного ресайклинга расчёты показывают, а опыт специалистов подтверждает о том, что ресайклинг дешевле не менее чем в 1,5 раза. А это значит, что за одни и те же бюджетные деньги с помощью технологии мелкого холодного ресайклинга можно отремонтировать российских дорог с обычными дефектами в 1,5 раза большей протяжённости.

Не менее важным показателем новой технологии является производительность или скорость ремонта покрытий. Обычно рабочая скорость ресайклера задается МНР и может значительно варьироваться в соответствии с конкретными условиями выполнения ремонта. Однако, в самых общих чертах, реальная скорость, к примеру, 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 (измельчение и перемешивание менее прочных материалов слоем не более 10 см).

При средних условиях эксплуатации RM-350B его рабочая скорость соответствует 9−12 м/мин или, в среднем, 10 м/мин. За 8 часов на такой скорости холодный ресайклер с шириной фрезы 2,44 м способен выполнить свою работу на 1,2 км покрытия шириной 7 м. При вахтовой же смене (12 ч) протяженность подготовленного слоя дорожной одежды иод укладку последующего верхнего слоя может возрасти почти до 2 км. А это уже не только удешевит, но и сократит общий срок ремонта дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием по этой технологии.