Умный каток иодежды дорог: сэндвич
- Слой за слоем Как повелось со времен древних римлян, дорога — это совокупность поддерживающих дорожного покрытия и слоёв. Действительно, с того времени дороги стали более широкими, а основание относительно ширины «похудело». Основной неприятель дороги — вода, и потому в первую очередь нужно поразмыслить, как обезопасисть асфальт от грунтовых и?дождевых вод.
- С целью этого укладывается дренажный подстилающий слой из песка. Время от времени употребляются особые ткани (геотекстиль) для отвода жидкости из-под дорожных одежд капиллярным методом.
Ретро-шоу Когда-то дорожная техника смотрелась так. На фото — паровой каток, выстроенный в 1920-х известной американской компанией Babcock?& Wilcox. на данный момент такие катки участвуют в шоу реконструированных автомобилей.
- Пульт управления машиной-фрезой в полной мере сравним с кокпитом пассажирского лайнера. Обилие устройств показывает, что рабочим процессом руководят автоматика и сенсоры, а оператор его осуществляет контроль.
Услышав словосочетание «дорожная одежда», непосвященные сходу поразмыслят о каких-нибудь непритязательных и не через чур марких предметах гардероба. В это же время это опытный термин, обозначающий совокупность конструктивных слоев проезжей части. Термин совершенно верно отражает действительность — на протяжении строительства шоссе и автомагистралей надел земли вправду «одевают», причем уровень качества тех «одежд», что скрыты под асфальтобетонной гладью, имеет для качества всей дороги важное значение.
Победа над глиной
Что и как будет уложено под асфальтом, решается на протяжении геологических изысканий. На месте будущей дороги делаются скважины, шурфы, берутся пробы грунта для изучения его физико-механических особенностей. Кроме этого определяется уровень грунтовых вод.
Как мы знаем, вода — основной неприятель дорожного покрытия, потому что, проходя через циклы оттаивания-замерзания, она способна небольшую трещинку перевоплотить в огромную дыру. В случае если вода стоит под дорожным покрытием, то при действии на него колесами машин эта водяная «линза» может привести к пучению асфальта и в итоге уничтожить его. Отвести, выгнать, отдалить зловредную влагу — одна из основных задач дорожников, от успешного ответа которой зависит уровень качества и?долговечность дороги.
Прекрасно, в случае если в местности, где прокладывается шоссе, песчаный грунт. Тогда задача очень сильно упрощается, поскольку песок?- красивый дренирующий материал. Но в Подмосковье, к примеру, таковой роскоши практически нет: под ногами суглинки и тяжёлые глины.
На такие земли для дренажа приходится укладывать внушительной толщины подстилающий слой из песка.
Но и песок просто так на землю не высыпают: значительно чаще требуются предварительные работы по стабилизации грунтов. Для этого употребляется машина называющиеся «рисайклер». Это слово наводит на идея о повторном применении чего-то, и вправду, рисайклеры используются при реконструкции ветхих дорог, в тех случаях, в то время, когда новое покрытие делается на базе переработки ветхого.
Но при стабилизации грунтов рисайклер в бункере взятую на месте землю с разнообразные органическими и неорганическими добавками, такими как цемент, известь, золы-уносы, вспененные битумы и т.?д. Положив взятую смесь на место будущей дороги и уплотнив ее, строители приобретают прекрасно подготовленное основание. Сейчас возможно класть подстилающий слой из песка.
Песок употребляется средний и большой — чем больше песок и чем меньше в нем глинистых частиц, тем стремительнее и легче будет отводиться через него вода в кювет. Толщина подстилающего слоя варьируется в диапазоне 50−60 см. Песок разравнивается бульдозерами и грейдерами и уплотняется посредством катков.
Каменное ложе
Сейчас приходит время укладки основания, в качестве которого в большинстве случаев выступает щебень. Тут также имеется много технологических тонкостей. Щебень различается как по гранулометрическим параметрам (форма и размер), так и по марке прочности. Марки 600 и 800 — это щебень из относительно мягких известковых доломитовых пород, а щебень марок 1000 и 1200 происходит из гранитов, добываемых в Карелии. Ясно, что известковый щебень и менее прочный, и выдерживает меньше циклов оттаивания-заморозки.
Но все же он используется при постройке дорог низших категорий с низкой интенсивностью и невысокими нагрузками перемещения. В дорогах первой технической категории употребляется гранитный щебень марок 1000 и 1200. Насыпать на подстилающий слой «разнокалиберный» щебень — значит безнадежно сломать дорогу.
В действительности к месту строительства щебень поставляется в виде фракций, в которых размеры отдельного камешка не смогут выходить за пределы заданного диапазона, к примеру 40−70 мм. Это самая большая фракция, которая укладывается сходу на уплотненный дренажный слой. Потом насыпается более небольшая фракция (20−40 мм), после этого еще более небольшая (5−20 мм).
Суть всего этого действа в том, что щебень нижнего слоя расклинивается более небольшим, либо, в противном случае говоря, небольшая фракция заполняет пустоты среди камешков фракции большой. Так достигается прочность основания. Наряду с этим большое значение имеет и форма щебня. Современное дробильно-сортировочное оборудование придает ему кубовидную форму; наоборот, в случае если щебень «лещадный», другими словами вытянутый и узкий (похож на леща), расклинить его фактически нереально.
На дороге, в основание которой положен лещадный щебень, асфальтобетонное покрытие будет ломаться под колесами, как шоколад.
Но щебень пофракционно (толщина основания равна приблизительно 24−28 см) и уплотнить его катками время от времени не редкость не хватает. Для дорог первой технической категории, каковые подвергаются самые интенсивным нагрузкам, в основание укладывается так называемый «худой» цементобетон. Худой он вследствие того что включает в себя меньшее количество связующих веществ если сравнивать с бетонами, применяемыми в?промышленности и строительстве.
По данной причине бетон для дорожной одежды менее прочный, но для основания данной прочности достаточно.
«Сложнее всего сделать качественное земляное полотно и качественную базу, — растолковывает Сергей Куличков, председатель совета директоров подмосковной дорожностроительной компании «Дортрансстрой». — Тех, кто укладывает асфальт, возможно назвать «белой костью» среди дорожников?- им несложнее, они постоянно идут по чистому ровному основанию. А тем, кто возводит земляное полотно и?нижние слои дорожной одежды, приходится иметь дело с?грунтовыми водами, с грунтами, далеко не все из которых пригоден для устройства основания либо насыпи, с?огромными весами щебня и песка. И как раз качеству этих работ у нас в стране обычно уделяется недостаточное внимание».
В Европе щебня не жалеют
Следующий этап строительства дороги — укладка асфальтобетонного покрытия, и оно кроме этого строится из нескольких слоев. Нижний слой — это, в большинстве случаев, крупнозернистая пористая асфальтобетонная смесь. Выше идут слои из более плотных смесей. По большому счету асфальтобетонные смеси различаются по маркам и типам. Марка обозначает состав смеси, наличие в ней щебня тех либо иных марок прочности, минеральных порошков, прочих добавок и битумов.
Тип определяется процентной долей щебня в составе смеси.
«Нужно признать, что в Европе уделяется больше внимания качеству материала в асфальтобетонной смеси,?- говорит Сергей Куличков. — К примеру, вместо трех фракций щебня у нас на Западе используется пять-шесть фракций. Кроме этого при постройке европейских дорог в том месте предпочитают применять высокощебенистые смеси. В случае если в составе российского типа А находится до 45−50% щебня, и это максимум, то зарубежные компании используют асфальтобетонные смеси с содержанием щебня до 70%, что, само собой разумеется, придает их дорожному покрытию дополнительную прочность».
Сейчас имеется тенденция дополнительно покрывать асфальтобетон так называемыми слоями износа. Данный слой имеет толщину 1−1,5 см и не владеет долговечностью и прочностью асфальтобетона, но делает функцию его защиты. По прошествии трех-четырех лет, по окончании того как шипы и интенсивное движение зимних шин всецело истончат данный слой, его .
Это значительно несложнее, чем восстанавливать уничтоженное асфальтовое покрытие посредством фрезы и?асфальтоукладчика. Одна из самые известных разработок создания cлоя износа именуется «чипсил» (англ.?- chip seal), ее кроме этого применяют для косметического ремонта дорожного покрытия. Сущность ее в том, что на асфальтобетонную поверхность выливают тёплый битум, на что после этого рассеивают мелкодисперсный щебень. С данной разработкой сталкивались, предположительно, все, кто водит автомобиль.
Почему-то у нас в большинстве случаев открывают перемещение по обработанной «чипсилом» дороге еще перед тем, как битум затвердеет. Быть может, проезжающие машины вносят собственный вклад в уплотнение слоя износа, но барабанящие по дну небольшие камешки все же легко нервируют.
Миллиметры асфальта
Не обращая внимания на бытующее представление о дорожном постройке как о низкотехнологичной и малоавтоматизированной сфере, его возможно с полным правом назвать сейчас оазисом хайтека. Кроме того на этапе земляных работ роль антропогенного фактора возможно сведена к задачам контроля за работой техники.
Достаточно загрузить в?компьютер землеройной автомобили CAD-модель местности, и электроника посредством GPS сама привяжет эту модель к ландшафту, не разрешая экскаватору копать глубже, мельче, шире либо уже, чем предусмотрено проектом. То же самое касается грейдеров, каковые профилируют насыпь либо слой щебня в соответствии с параметрами, заданными навигацией и бортовой электроникой.
Схожие технические чудеса возможно замечать и в второй дорожно-строительной технике. Еще со времен древних римлян дорожное покрытие имеет легко выпуклый к?центру профиль — ну конечно же чтобы избежать образования луж. Что-то подобное имеется и у современных дорог. В соответствии с нормативам, на прямых участках дороги данный уклон образовывает 20, а на виражах — 30−40?промилле. В общем, речь заходит о размерах, фактически не заметных глазу и уж точно не высчитываемых «на глазок».
Но придерживаться заданных параметров в полной мере по силам автоматике, установленной на автомобилях. Вот пример. Капремонт дороги (в отличие от пресловутого «ямочного» ремонта) осуществляется посредством так называемой фрезы — фрезеровочным барабаном машина срезает слой уничтоженного асфальтобетонного покрытия. После этого асфальтоукладчик кладет на это место организованный им и уже частично уплотненный слой асфальта.
В?недавние времена, в то время, когда управление фрезой осуществлялось в основном оператором, случались большие отклонения от заданной глубины срезания (к примеру, шесть сантиметров вместо трех). В итоге в этом месте укладывался дополнительный трехсантиметровый слой асфальтобетона, что влекло за собой увеличение стоимости и перерасход материалов работ. Сейчас ничего аналогичного не происходит.
Посредством ультразвуковой системы и электроники нивелировки фреза срезает покрытие ровно на заданную глубину, причем с учетом профиля дороги. Асфальтоукладчик (кроме этого с соблюдением профиля и толщины) кладет на ремонтируемый участок новый слой асфальтобетона.
Все хорошее — дорого
Современные катки, производимые такими известными компаниями, как BOMAG и HAMM, легко напичканы интеллектуальной электроникой. К примеру, машина аналогичного класса через каждые пара сантиметров замеряет параметры уплотняемого материала и в реальном времени передает все эти сведенья на пульт оператора, где рисуется карта работ, привязанная к местности посредством GPS.
Такие совокупности, как Variocontrol либо Asphalt Manager, позволяют в автоматическом режиме варьировать процесс уплотнения, заставляя валец катка не просто прокатываться по поверхности, но и на некоторых участках выполнять дополнительные колебательные перемещения на протяжении собственной либо вертикальной оси (валец как словно бы «поколачивает» либо «поглаживает» лежащий под ним щебень, песок либо асфальтобетон). Так достигается наилучшая компоновка уплотняемого материала.
Но дешева ли подобная «умная техника» всем дорожным строителям России? «Само собой разумеется нет, — подмечает Сергей Куличков. — Мы, те, кто ближе к Москве, можем трудиться и с зарубежными кредитами, и с частными инвестициями — из этого больше шансов. Единственное упование дорожников в небогатых регионах?- федеральные деньги, которых, как неизменно, не достаточно.
Совокупность управления тем же экскаватором посредством навигации стоит много: на оснащение ею единицы техники нам приходится тратить около ?150?000. А в регионах эксплуатируется недорогая техника, цена катка либо экскаватора в том месте не превышает $30−50 тысяч. Брать для нее дополнительное оборудование, которое окажется в несколько раз дороже самой автомобили, — увы, непозволительная роскошь».
В завершение беседы с Сергеем Куличковым нам захотелось определить вывод опытного дорожника о?том, обречена ли Российская Федерация на нехорошие дороги и не мешает ли нам обзавестись качественными магистралями отечественный жёсткий и переменчивый климат.
«Никаких естественных обстоятельств, мешающих тому, дабы у России были качественные долговечные дороги, нет, — вычисляет Сергей. — На данный момент существуют технологии и техника, благодаря которым этого легко добиться. Вопрос в первую очередь в контроле качества исходных исполнения и материалов работ. Причем повысить планку в отношении параметров качества нужно на национальном уровне. Хорошие дороги?- это вопрос должной организации и желания.
Тогда деньги, каковые на данный момент вкладываются, — а на данный момент в отечественной сфере распространено лично-национальное партнерство?- в один раз себя оправдают».
Металлическая армия
- Первая стадия дорожного строительства?- подготовка грунта. Особый каток для уплотнения грунта применяет как ровные, так и?кулачковые вальцы (на их поверхности имеются особые выступы).
Создание базы c помощью бульдозеров и?грейдеров на грунт настилается дренажный слой в виде песка, а после этого укладывается база из щебня различных фракций. И песок, и щебень уплотняются катками.
Асфальтоукладчик настилает на базу уже уплотненный пласт асфальтобетонной смеси. За один проход современная машина способна покрыть асфальтом полосу более десяти метров. В большинстве случаев укладывается три слоя асфальтобетона.
Уложенный асфальтобетон требует дополнительного уплотнения. Современные катки посредством автоматизированных совокупностей контроля способны варьировать уплотняющее действие на различных участках.
На завершающей стадии дорожники обустраивают шоссе: устанавливают символы, ставят ограждения и наносят разметку. При громадных количествах работы все эти операции кроме этого механизированы и автоматизированы.
Дорожное строительство требует широкого парка автомобилей, каковые употребляются на всех этапах создания дорожных одежд. Это экскаваторы, бульдозеры, грейдеры, карьерные и сочлененные самосвалы, асфальтоукладчики, разнообразные катки и,?наконец, автомобили для нанесения дорожной разметки и отбойников и установки бордюров. Многие из них сейчас трудятся под управлением электроники и реализовывают привязку к местности посредством GPS.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№108, октябрь 2011).
<
h4>