Поверхностная обработка дорожного полотна с применением модифицированной битумной эмульсии по технологии Сларри Сил
Основные сведения технологии Сларри Сил
Обычно применяется фрезерование изношенного поверхностного слоя и нанесение нового, это усложняет работу. Однако технология Сларри Сил по сравнению с технологией укладки обычным горячим битумом еще и экономит сырьевые материалы, а также обладает хорошей водонепроницаемостью и противоскольжением.
Преимущества технологии Сларри Сил
Технология Сларри Сил с применением модифицированной битумной эмульсии в сравнении с укладкой обычного тонкого слоя горячим битумом обладает лучшими водоизоляционными свойствами, препятствует проникновению воды с поверхности в более глубокие слои асфальта, сохраняя структуру дорожного полотна.
С применением данной технологии можно устранять износ, устаревание, скольжение, улучшаются свойства противоскольжения и восстанавливается гладкость дорожного полотна.
При помощи данной технологии Сларри Сил можно повысить сопротивляемость дорожного полотна растрескиванию, устраняет мелкие трещины и расколы, сдерживает и замедляет дальнейшее появление трещин и расколов.
Технология Сларри Сил с применением модифицированной битумной эмульсии значительно экономит сырьевые материалы, снижая себестоимость ремонтных работ.
Основные технологические особенности Сларри Сил
Высокая скорость выполнения работ, не требует длительного перекрывания проезжей части;
Обеспечивает сопротивление абразивному износу, скольжению, улучшает функциональность дорог, продлевает срок эксплуатации;Работы проводятся при обычных нормальных температурах, не требуют большого потребления энергии;
Стоимость строительства единицы гораздо дешевле укладки эффективной толщины горячего битума.
Анализ экономической эффективности технологии Сларри Сил
Технологический процесс Сларри Сил довольно прост, при помощи одной единицы укладчика Сларри Сил можно выполнить главные строительные работы, не затрачивая впустую много времени, затем при помощи катка с резиновыми колесами завершив укатку слоя, можно открывать движение. С точки зрения экологии и ресурсов очевидны стратегические перспективы развития.
Основные технологические особенности Сларри Сил
Короткие сроки выполнения работ, длительный сезон выполнения работ;
Срок эксплуатации Сларри Сил обычно более 3-х лет; эффективно ремонтирует колеи на дорожном покрытии;
Сларри Сил эффективно используется как на асфальтовом, так и на цементобетонном дорожном покрытии.
Материалы
Используется минеральное сырье разных фракций. А именно отсев 0-5 и щебень 5-10 в верных пропорциях, выведенных при лабораторных подборах.
В смеси Сларри Сил доля заполнителя составляет более 90%, поэтому от того, какого качества заполнитель и добавки, напрямую зависит качество самой смеси;
Латекс (модификатор)
В смесях для Сларри Сил в качестве модификатора используется латекс. Наиболее часто используемым является латекс SBR.
Добавление латекса в качестве модификатора с одной стороны улучшает термостойкость и тягучесть при низких температурах самого битума, а также улучшвет сцепку битума и камня, повышая стойкость к абразивному износу. Опыты доказывают, что битмуная эмульсия сдобавлением латексного модификатора сокращает проникновение вредных веществ на 20-30%, точка размягчения повысилась на 5℃-7℃, тягучесть при 5℃ достигает более 80 см, коэффициент истираемости уменьшается на 20%.
Добавки
Добавки можно разделить на ускоряющие и замедляющие схватывание, их роль состоит в том, чтобы замедлять или ускорять разрушение эмульсии в смеси битумной эмульсии Сларри Сил. Для обеспечения стабильности при замешивании смеси для Сларри Сил и для ее укладки используют добавки-замедлители. только при работах в холодных климатических условиях используют некоторые добавки-ускорители, некоторые химически активные порошкообразные материалы как цемент, гашеная известь, которые стимулируют разрушение эмульсии.
Особенности технологии Сларри Сил
1. Асфальт и щебень одного географического происхождения лучше склеиваются；
2. Полностью автоматизированное компьютерное управление；
3. Безопасный и экологичный технический процесс.
Заключение
Технология Сларри Сил с применением модифицированной битумной эмульсии позволяет значительно улучшить состояние старого дорожного полотна;
Технология Сларри Сил позволяет выровнять поверхность дороги, замедляя износ дорожной поверхности;
Поверхностный слой технологии Сларри Сил шероховатый, глубокий, что позволяет улучшить свойства противоскольжения;
Технология Сларри Сил с применением модифицированной битумной эмульсии улучшает водоизоляционный характеристики дорожного полотна. Сларри Сил является оптимальной технологией по уходу и содержданию дорог, позволяющей значительно продлить эксплуатационный срок дороги без проведения дорогостоящих капитальных ремонтных работ.
Технология сларри сил что это
Даже самые качественные дороги с течением времени подвергаются износу и разрушению в результате воздействия атмосферных осадков и перепадов температуры, а также нагрузок, возникающих при движении автотранспорта. С помощью запланированного и вовремя выполненного профилактического ремонта асфальтобетонного покрытия, которое находится пока еще в нормальном состоянии, без видимых дефектов, защитные свойства и эксплуатационные характеристики дорожной одежды могут быть восстановлены с продлением ресурса на несколько лет. Специальные мероприятия позволяют предупредить и приостановить уже начавшиеся процессы старения, а также восстановить эксплуатационные характеристики покрытия.
Холодные технологии обеспечивают высокое качество работ без нагрева каменных и вяжущих материалов, что экономит более 40% энергозатрат по сравнению с «горячими» смесями. Кроме того, немаловажным является экологический фактор, поскольку вредные выбросы в атмосферу практически сведены к минимуму.
Особенность методики заключается в том, что на поверхность дороги укладывается эмульсионно-минеральная смесь, которая заполняет небольшие трещины и пустоты, обеспечивает высокие фрикционные характеристики, атмосферостойкость, герметичность и обновленный внешний вид поверхности, а также формирует защитный слой износа. Эти родственные технологии нельзя назвать новыми: первая используется в течение примерно 80 лет, а применение второй начало набирать обороты от 40 до 50 лет назад.
Системы Сларри имеют две основные функции:
1. В процессе работы дорожное покрытие подвергается механическому воздействию шин,что приводит к его механическому износу, снижению коэффициента сцепления и даже образованию колейности. Особенно пагубно для дорожного покрытия воздействие шипов. Слой износа сларри восстанавливает эксплуатационные характеристики изнашивающегося покрытия;
2. Слой Сларри Сил защищает основные слои дорожной одежды от негативного воздействия климатических факторов, проникновения влаги и преждевременного старения
Технология Сларри Сил может быть трех типов:
Тип 1. В качестве наполнителя используют очень мелкий щебень. Щебень в составе раствора проникает во все деформированные части дорожного покрытия. Используют на автомобильных дорогах с низкой интенсивностью.
Тип 2. Для данного типа используют щебень средних размеров. Технология используется на дорогах со средней загруженностью.
Тип 3. Для смеси используются очень крупные фракции щебня. Такой подход позволяет ремонтировать крупные трещины и небольшие разломы в дорожном покрытии.
Технология Сларри Сил был создана в 60-ых годах. В результате ее совершенствования была создана новая технология, получившая название «Микросюрфейсинг». Технология Микросюрфейсинг предусматривает укладку слоя на глубину около 20 см. (предел для укладки по технологии Сларри Сид – 15 см. Смесь, распределенная по технологии Микросюрфейсинг, быстрее затвердевает и отличается устойчивостью в механическим воздействиям колес, проезжающих автомобилей.
Машины для укладки по технологии Микросюрфейсинг используются те же, что и для укладки смеси по технолгии Сларри Силл.
Сларри сил и Микросюрфейсинг могут быть использованы не только для устранения повреждений, но и для профилактики изнашивания верхнего слоя асфальтобетонных покрытий. В их состав входят щебеночно-песчаная смесь специально подобранного гранулометрического состава, битумная эмульсия, мелкодисперсный минеральный наполнитель и специальные добавки. Конкретный состав смеси подбирается в лаборатории и зависит от ряда факторов: типа дорожного покрытия, транспортной нагрузки, состояния дорожного полотна (наличия трещин и повреждений), а также климатических условий той местности, где планируется проводить работы.
Основные преимущества микросюрфейсинга:
Поверхностная обработка дороги литой эмульсионно-минеральной смесью не только восстанавливает изношенный верхний слой дороги, но и выполняет изоляционные функции, заполняя пустоты нижележащего слоя, предохраняя асфальтированный слой от образования трещин, сколов и проникновения влаги. Также, увеличиваются показатели сцепления шин и ровность покрытия.
Дорожное покрытие типа «Микросюрфейсинг» обладает повышенной устойчивостью к образованию колеи, что является особенно актуальным для скоростных дорог с высокой интенсивностью движения транспорта. Помимо предупреждения колееобразования, микросюрфейсинг может исправить незначительную колейность, а также продольные и поперечные неровности дороги.
Колейность — искажение поперечного профиля асфальтобетонного покрытия, возникающее в результате появления остаточных деформаций в нижележащих слоях дорожного покрытия и/или дорожного основания.
В покрытии типа «Микросюрфейсинг» мало пустот и, будучи самовыравнивающимся, оно обладает высокой стабильностью и сопротивлением к деформациям.
При асфальтировании с применением горячих асфальтобетонных смесей происходит закрытие большей части высоты бортового камня, вследствие чего требуется его переустановка. При микросюрфейсинге литая смесь укладывается тонким слоем без применения асфальтоукладочной техники, что позволяет сохранить бордюрную линию и уровень коммуникационных люков.
Процедура приготовления и укладки холодной эмульсионно-минеральной смеси является менее энергозатратной по сравнению с традиционным горячим асфальтированием, т.к. отсутствует необходимость нагрева минеральных и вяжущих компонентов при приготовлении смеси, не требуется применение асфальтоукладчиков и дорожных катков.
В статье используются материалы из следующих источников:
«Сларри Сил» – экономичное решение для сохранения дорожного покрытия
Периодическое обновление верхнего слоя убережет асфальт в тяжелых условиях нашего климата и может принести существенную экономию. Таким образом, сроки капитального ремонта можно сдвинуть, причем делать это не один раз. Для этого существуют методы поверхностной обработки «Сларри Сил» или «Микросюрфейсинг». Особенность их состоит в том, что на поверхность дороги укладывается эмульсионно-минеральная смесь, которая заполняет небольшие трещины и пустоты, обеспечивает высокие фрикционные характеристики, атмосферостойкость, герметичность и обновленный внешний вид поверхности, а также формирует защитный слой износа. Эти родственные технологии нельзя назвать новыми: первая используется в течение примерно 80 лет, а применение второй начало набирать обороты от 40 до 50 лет назад.
Опыт показывает, что интерес к обоим методам особенно возрастает в периоды экономического спада. Базовые составляющие для «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг» одни и те же: битумная эмульсия, которая придает пластичность и обеспечивает адгезию, инертный материал, придающий прочность, и вода. При этом «Микросюрфейсинг» подразумевает обязательное наличие полимерных добавок, может наноситься в несколько слоев и позволяет устранять колейность за счет того, что в более глубокие провалы полотна подается больше материала с повышенным содержанием щебня.
Хотя выполнение поверхностной обработки не сложнее, чем обычная укладка асфальтобетонной смеси, для подобных работ требуется специальное оборудование, которым располагают далеко не все подрядные дорожные организации. «Сларри»-машины непрерывного действия (от английского Slurry Seal), смонтированные на шасси грузового автомобиля, распределяют материал подобно асфальтоукладчику, только вместо бункера и плиты используется короб-распределитель. Перед укладкой эмульсионно-минеральной смеси все трещины и швы необходимо герметизировать, сделать ямочный ремонт, в том числе, если необходимо, с применением дорожной фрезы, очистить поверхность от пыли, грязи, масляных пятен. В машину загружаются компоненты смеси: минеральный наполнитель, катионоактивная битумная эмульсия, вода и специальные добавки, которые перемешиваются в смесителе и подаются в короб. В большинстве случаев для «Микросюрфейсинга» используется цемент, выступающий в роли ускорителя реакции. Добавление кальция позволяет лучше контролировать процесс смешивания. Изменяя соотношение эмульгаторов и ускорителей распада, можно управлять скоростью схватывания смеси.
В зависимости от гранулометрического состава минеральной части «Сларри»-смеси разделяют на несколько типов. Рецептура с более крупными щебенками (максимальный размер частиц не должен превышать 10 мм) и лучшим сцеплением используется на опасных участках дорог. ЭМС (эмульсионно-минеральная смесь) равномерно укладывается за один проход тонким слоем толщиной 0,5–1,5 см, который застывает после распада битумной эмульсии не более чем за 30 минут и образует плотную структуру. Уплотнения такого покрытия не требуется, но чтобы ускорить готовность, иногда его прикатывают пневмошинным катком массой 10 т. Движение с ограничением скорости можно открывать уже через несколько часов.
Немецкая компания WEIRO предлагает два типа машин для укладки «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг» в нескольких модификациях: тип SOM с ручным управлением и тип MAP с компьютерным управлением и контролем процесса приготовления и смешивания. Оборудование этих машин состоит из бункера для щебня с наклонными боковыми стенками и конвейерной лентой с виброзащищенной крышкой, системы подачи битумной эмульсии с шестеренным насосом, системы подачи воды с многоступенчатым центробежным насосом, системы подачи добавок сжатым воздухом, системы подачи цемента с двумя отдельно управляемыми гидравлическими шнеками и резака для стекловолоконных материалов. Для приготовления смеси служит короб-распределитель с двухшнековым смесителем принудительного действия из износостойкой стали. Фиксированная ширина укладки составляет 4 м, изменяемая – от 2,4 до 3,8 м. Отдельный короб с рабочей шириной 1,5 м предназначен для заделки колейности. Ключевым элементом установки MAP является программируемая система компьютерного дозирования, поддерживающая стабильный состав смеси. За процессом смешивания можно следить в режиме реального времени и, если нужно, изменять количество ингредиентов в любой момент. В случае засорения коммуникаций процесс смешивания останавливается. Битумная эмульсия и вода заливаются до верхнего уровня автоматически.
Американская компания Rayner Equipment Systems (RES) разрабатывает и производит машины для восстановления дорожного покрытия с 1970-х гг. Последняя модификация смесителя-распределителя RoadSaver IIIG спроектирована с учетом практического опыта персонала головной компании CPM, который работает на такой технике. Через русскоязычный дисплей можно получить данные о работе двигателя, подаче наполнителя, воды и добавок, процентном составе смеси, сигналы об отсутствии компонентов, можно произвести автоматическую калибровку. Система подачи сухих добавок оборудована бесступенчатым гидроприводом и цифровым дозатором. Управление работой короба-распределителя производится двумя джойстиками, находящимися на пульте оператора. Смеситель с двумя валами с независимым гидроприводом, реверсом и внешними подшипниками обладает большим рабочим ресурсом. Баки для эмульсии и воды по 3040 л, а также бункер с вибробрусом для наполнителя объемом 9,2 м 3 изготавливаются из высокопрочной легированной стали ASTM A572. За счет расположения подающего насоса под баком эмульсии уменьшается вероятность потенциальной кавитации и появляется возможность установки в качестве опции сдвоенного входного фильтра. Высокоточный гидрораспределитель спроектирован по образу аналогов, применяемых в аэрокосмической отрасли. Гидравлика управляется электрическими сигналами. Система полного резервирования построена на базе отказоустойчивой системы коррекции, которая гарантирует возможность безопасного завершения операций. Особенность установки RoadSaver IIIG заключается в отсутствии собственного двигателя. Все системы получают энергию от штатного двигателя грузовика-носителя. Такое решение упрощает обслуживание и делает машину более экономичной.
Новые технологии, повышающие эффективность устройства слоев из смесей типа «Сларри-Сил» и «Микросюрфейсинг», реализованы в установке M310CS американской компании Bergkamp. Машина снабжена бункером минеральных материалов объемом 7,7 м 3 и баками для эмульсии и воды по 2385 л. Гидравлические насосы данной установки приводятся в действие от вала отбора мощности, что устраняет необходимость в дополнительном двигателе, уменьшает выбросы выхлопных газов, шум и вибрацию. Таким образом, как заявляет компания Bergkamp с 25-летним опытом производства данного оборудования, были учтены пожелания клиентов.
Имеющийся выбор коробов охватывает все виды работ. Короб VSB создан специально для смесей «Микросюрфейсинг». Ширина короба изменяется на ходу с помощью гидроцилиндров. Внутренние лыжи короба позволяют формировать продольный стык укладываемых полос. Предлагаются варианты коробов шириной 4, 4,3 и 4,6 м. Специальный вариант имеет ширину 4,9 м. Рамку со смесителем можно выдвинуть, что облегчает его очистку после окончания работ. Колейный короб RB шириной 1,5 и 1,8 м позволяет заполнять колею до установленного уровня. Наиболее крупные зерна специально подобранной смеси за счет двух независимо настраиваемых V-образных кромок направляются в самые глубокие зоны центра колеи.
Установка M310CS оснащена системой электронного управления и диагностики EMCADS, которая управляет смешиванием и отображает текущий и средний пропорциональный состав материала, общее его количество и расход. Это позволяет оператору точнее откалибровать машину, поддерживать нужный темп укладки и упрощает техническое обслуживание. Оператор может менять подачу смеси в зависимости от скорости машины и ширины укладки. Состав смеси при этом не изменяется. Пакет программ EMCADS по требованию может выводить отчеты для отслеживания производительности через встроенный принтер, на основании которых операторы оценивают производственные показатели и вносят необходимые корректировки для более эффективного использования машины. После калибровки компьютер непрерывно вычисляет соотношение материалов и контролирует их, чтобы поддерживать заданный состав смеси. Результатом является соответствие спецификациям на всем протяжении работ по укладке. Диагностические функции EMCADS через коды ошибок позволяют выявить неисправности электронных и гидравлических компонентов. Загрузка эмульсии происходит с помощью шестеренчатого насоса, трехходового клапана и встроенного фильтра. Настройка рабочего режима при этом не нарушается.
Компания Valley Slurry Seal (VSS) представила новейшую модель Macropaver 12E, которая была разработана как смеситель и распределитель литых ЭМС повышенной производительности (3–4 т/мин) с низким расходом топлива. Изготовитель заявляет, что эта новейшая версия является одной из самых быстрых, универсальных и экономичных машин в индустрии обслуживания дорог. Установка работает от двигателя шасси через вал отбора мощности (ВОМ). Привод ВОМ автоматически включается и отключается, и система при этом обеспечивает работу с низким уровнем шума. Традиционно машина обходится без цепных передач. В Macropaver 12E внедрен ряд эргономичных решений, улучшающих условия работы оператора. К ним относятся программируемый контроллер, обновленная ориентированная на оператора, удобная для чтения панель монитора на русском языке, эргономичный джойстик и кнопочные панели с переключателями управления с графической маркировкой. Калибровка проводится в автоматическом режиме, кроме того, обеспечивается диагностика.
Линейка Slurry Paver компании Breining (Fayat Group) продолжает традиции качества, которыми отличалась известная в прошлом установка этого производителя Slurrymatic. Модульная конструкция Slurry Paver позволяет скомпоновать оборудование под любые требования. Укладчик монтируется на шасси 6х4 (SP 6000), 8х4 (SP 8000) или на полуприцеп (SP 10000 и SP 12000).
Производительность самой большой установки в ряду SP 12000 при среднем расходе смеси 10 кг/м 2 составляет 2100 м 2 на каждую загрузку или 12 600 м 2 за смену. Короб-распределитель может обеспечивать ширину укладки до 4 м и принимает форму под профиль дороги. Горизонтальное положение двухвального смесителя регулируется с помощью гидроцилиндра. К особенностям установок можно отнести компактность: цистерны для эмульсии, воды и добавок объединены в моноблок. Подача жидкостей обеспечивается центробежными насосами для воды и добавок и шестеренчатым насосом для эмульсии. Бункер для минерального наполнителя может принять от 6 до 12 м 3 материала, а конвейер с системой непрерывного взвешивания подает его в смеситель. Бункера для цемента объемом 600 л хватает на одну рабочую смену. Подача жидких веществ регулируется потенциометрами или в автоматическом режиме с помощью бортового контроллера Novasystem. Режим разработки рецептуры позволяет записывать все составы, используемые в работе. В режиме производства на дисплее отображаются данные о расходах и пропорциях веществ. Режим технического обслуживания позволяет калибровать состав компонентов. Табло сигнализации отображает возможные неисправности. В аварийном режиме доступно ручное управление. Для этого нужно просто перевернуть панель оператора на 180°.
Короб-распределитель Novabox с гидравлическим подъемником и автоматически регулируемой заслонкой, по заявлению изготовителя, на 45% тяжелее, чем аналоги других компаний. За счет этого устраняются неровности при укладке. Добавление в смесь стекловолокна Novasurfacing обеспечивает снижение шума при движении автомобилей и увеличивает срок эксплуатации покрытия. Армированная стекловолокном смесь имеет лучшее сцепление, а также позволяет избежать подтеков и придает прочность покрытию в зонах с повышенной нагрузкой. Кроме того, предотвращается распространение сетчатых трещин, расширяется температурный диапазон применения ЭМС, что особенно актуально для районов с суровым климатом.
В связи с переходом на 12-летний межремонтный срок автомобильных дорог федерального значения использование старых методов работы уже не отвечает текущим условиям. Чтобы на протяжении увеличенного межремонтного срока дорожное покрытие оставалось в удовлетворительном состоянии, необходимо повышать качество выполнения дорожно-строительных работ как при капитальном ремонте, так и при содержании дорог. В связи с этим большое значение приобретает восстановление слоя износа дорожного покрытия с помощью поверхностной обработки. По данным Росавтодора, в 2016 г. специальные защитные слои были уложены на 2,6 тыс. км федеральных трасс. Сегодня Росавтодор и подведомственные ему организации широко используют множество разнообразных методов и технологий для обновления верхнего слоя покрытия, включая тонкие слои износа типа «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг». К достоинствам «Сларри Сил» относится приготовление литой эмульсионно-минеральной смеси непосредственно на объекте, отсутствие необходимости подогрева эмульсии и высокая скорость выполнения работ. Среди недостатков специалисты отмечают влияние погодных условий на время распада битумной эмульсии, технологический перерыв после устройства слоя до 4 часов и необходимость использования специализированной техники.