Материалы Геосинтетики

 

«Армирование асфальтобетонных покрытий – простой выход из сложной ситуации»

Источник: Журнал «Техника для городского хозяйства» №3 за 2003 год.

Слабые и неоднородные (и как следствие разнопрочные) основания, сложные гидрогеологические условия, обилие коммуникаций подземного проложения, тяжёлый городской пассажирский транспорт - всё это создаёт жесточайшие условия, в которых находятся покрытия дорог и улиц городов. Традиционные методы ремонта покрытий в таких условиях становятся экономически неэффективными. Необходимы новые технические решения. Одной из перспективных технологий, призванных увеличить прочность и соответственно срок службы дорожных одежд является технология армирования геосетками асфальтобетонных покрытий.

Зачем нужно армирование?

В основу расчёта конструкции дорожной одежды, положен принцип перехода от более прочного (жёсткого) покрытия к менее прочным слоям основания. Чем прочнее верхний слой, тем на большую площадь он сможет перераспределить нагрузку от транспорта и тем менее прочным может быть основание. Вводя в покрытие армирующую прослойку, мы тем самым увеличиваем его жёсткость и прочность. Хотя сам вопрос удивляет. Два материала цементо и асфальто бетоны. Оба не любят, когда их растягивают. Каждый знает: чтобы фундамент для дачи не потрескался, в бетон надо заложить арматуру. С асфальтобетоном родственная ситуация.

Боритесь с трещинами?

Дорожная одежда представляет собой твёрдую монолитную конструкцию, хорошо сопротивляющуюся воздействию климатических факторов и колёс транспортных средств. Она призвана обеспечить круглогодично комфортный режим движения автомобилей. В конструкции дорожной одежды верхнему, наиболее прочному слою, отводится роль защиты всей конструкции от ударной и сдвигающей нагрузки транспорта, а также от воздействия природных факторов. Для выполнения своих функций покрытию необходимо иметь сплошность. Появление трещин на покрытии позволяет влаге от дождей и таяния снега проникать в основание дороги. Происходит вымывание материалов из дорожной одежды, заиливание и насыщение водой нижних слоёв, и как следствие резкое снижение прочности всей конструкции дорожной одежды. Попавшая в трещину вода при замерзании (всем известна сила замерзающей воды, с лёгкостью рвущая металл) и ударная нагрузка от колёс транспорта разрушает кромки. Трещина растёт, превращаясь в выбоину. Всё просто - трещина, это начало цепной реакции разрушения.

Чем обусловлен эффект от армирования?

Эффективность армирование покрытий основана на двух основополагающих моментах: - перераспределение вертикальных нагрузок, перевод их в горизонтальную плоскость; - восприятие напряжений, возникающих от температурных деформаций.

Геосинтетики

1) Армирующая прослойка позволяет перераспределить нагрузку от транспорта на большую площадь, увеличить несущую способность дорожного покрытия, предотвратить появление усталостных трещин, колейности, полос наката и волн.

2) Геосетка принимает на себя растягивающие напряжения, которые для асфальтобетона, в силу его физикомеханических свойств, наиболее опасны, не позволяя появляться температурным трещинам и отражённым трещинам.

Зачем армировать асфальтобетон в городе?

Специфика транспортных нагрузок в городских условиях (торможения, разгоны), неоднородность конструкций основания, обилие подземных коммуникаций с многочисленными выходами на поверхность делает целесообразным применение сплошного армирование асфальтобетонных покрытий.

Тяжёлый пассажирский транспорт на светофорах и остановках вызывает мощные сдвигающие нагрузки, приводя к образованию колеи и полос наката в летний период, когда асфальтобетон разогрет и следовательно пластичен. Движение в городе регулируется разметкой и светофорами, потоки автомобилей движутся по полосам, место приложение нагрузки меняется редко. В результате в этих местах быстрее наступает усталость материала, образуются колеи и трещины. Армирование предотвращает данные виды деформаций.

С чего начинали?

Во Владимирской области первый опытный участок армированный стеклосеткой был построен в октябре 1994 г. на автотрассе Владимир - Юрьев-Польский в районе д. Кутуково. Сетку укладывали на половину проезжей части. По сетке уложили слой асфальтобетона толщиной 5-6 см. Через год на опытном участке были произведены вырубки на полосе с сеткой и без нее.

В результате были получены следующие результаты: - при t=0°С - среднее значение прочности на растяжение при изгибе образца с сеткой составило 6,45 МПа, без сетки - 3,87 МПа; - при t=20°С - соответственно 2,34 и 1,297 МПа. 

При визуальном осмотре участка был явно виден эффект армирования: трещины возникшие на полосе без сетки исчезали на осевой линии не распространяясь на армированное покрытие. Ситуация стала более наглядной по прошествии 9 лет - полоса дороги без сетки испещрена трещинами, проявилась колея и в нескольких местах растрескалась кромка. На армированную половину удалось пробиться лишь нескольким нераскрытым трещинам, колея полностью отсутствует и кромка в отличном состоянии.

На эксперименте не остановились?

На сегодняшний день во Владимирской области с применением стеклосеток отремонтировано и эксплуатируется более 400 км дорог 3 и 4 технической категории. По всем участкам применения геосеток ведёт статистику управление автомобильных дорог администрации Владимирской области. Результаты выглядят убедительно. Применение технологии армирования асфальтобетона позволило снизить объёмы ямочных ремонтов, увеличить срок службы покрытий в 2-3 раза, что в целом позволило уменьшить затраты на содержание автомобильных дорог на 25-38%.

Результатом экспериментов, исследовательской работы совместно с научными институтами (СоюздорНИИ, МАДИ, Союздорпроект, Владимирский Государственный Университет…) и совершенствований технологии производства стала геосетка торговой марки АРМДОР

Что такое АРМДОР?

ГеосинтетикиАРМДОР - это геосетка, производимая из алюмоборосиликатного стекловолокна методом склейки. Технология производства , запатентована. Геосетки АРМДОР предназначены для армирования асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов с целью усиления покрытий и предотвращения образования трещин и колейности. Размер ячейки - 12.5, 25, 37.5, 50 мм. Прочность на разрыв от 5 до 20 т/м.

Почему стекловолокно?

В силу своей природы, стекловолокно имеет одинаковый с асфальтобетоном температурный коэффициент деформации и поэтому не отслаивается, в отличии от синтетических волокон. Стеклопластики не меняют своих свойств в широчайшем диапазоне температур, что очень важно для России с выраженным континентальным климатом.

Зарубежный опыт подтверждает наш выбор

Всю мировую индустрию геосеток для асфальтобетонов можно разделить на два лагеря. Европейские страны производят геосетки из синтетических волокон, а Канада и США применяют геосетки преимущественно из стекловолокна. Это деление можно объяснить различием климатических, гидрогеологических и условий. В мягком климате европейских стран хорошо себя ведут все виды геосеток. В резкоконтинентальном климате северной Америки свойства стекловолокна (индеферентность к перепадам температур, высокая прочность, малое удлинение, отсутствие ползучести) оставили его без конкурентов. Канада является наиболее близкой к России страной по климатическим и гидрогеологическим условиям, поэтому её опыт наиболее для нас интересен.

Где чаще применяют АРМДОР?

Основные потребители - это областные и федеральные автомобильные дороги, аэродромы. Прошедшая в апреле 6-я международная выставка Дорожного Хозяйства "ДОРОГА 2003" выявила резко возросший интерес к геосетке АРМДОР муниципальных городских дорожных служб.

Как себя ведёт геосетка в городских условиях?

Наиболее ярким примером использования Геосетки АРМДОР городскими дорожными службами является г. Калининград. Булыжные мостовые, ставшие основанием для асфальтобетонных покрытий, отражались трещинами на покрытии. В этой ситуации армирование было оптимальным решением, для борьбы с отражёнными трещинами.

Геосинтетики

В городе Коврове с помощью геосетки АРМДОР решали проблему с колейностью. По небольшим улицам в частном секторе, минуя центр города, проходит большегрузный транзитный транспорт. Высокий уровень нагрузок, тонкие дорожные одежды улочек, необеспеченный водоотвод - всё это привело к образованию колейности. Усиление покрытий за счёт укладки мощных слоёв асфальтобетона и уж тем более полная реконструкция улиц с заменой основания городу было не по карману. Применение геосетки позволило усилив дорожную одежду избавиться от колейности, приемлемыми для города средствами.

Насколько технологично применение АРМДОР?

Применение геосетки АРМДОР не вносит существенных изменений в стандартную технология укладки асфальтобетона. Конструктивно, для эффективной работы, геосетка должна находится между слоями асфальтобетона (минимально 2 см снизу и 4 см сверху). После укладки выравнивающего слоя и нанесения подгрунтовки дорожные рабочие, обслуживающие асфальтоукладчик, раскатывают рулоны сетки (в рулоне шириной 2,4 м 50 погонных метров, вес до 40 кг). Совместность работы разных полотен достигается их взаимным перекрытие (10 см в продольном и 20 см в поперечном направлениях). Далее производят укладку верхнего слоя асфальтобетона асфальтоукладчиком. Жёсткость волокон геосетки, позволяет подвозящему асфальтобетонную смесь транспорту маневрировать на ней, не опасаясь деформироват её или намотать на колёса.

Как к вашей продукции относятся экологи?

Дорожное строительство - это всегда огромный расход строительных материалов, а следовательно, новые карьеры и разработки. Применение геосеток, за счёт уменьшения слоёв асфальтобетона, позволяет сократить потребление строительных материалов, уменьшив разрушающее воздействие деятельности человека на окружающую среду.

Подведём итоги

Применение геосеток АРМДОР позволяет избежать дорогостоящей реконструкции, увеличить срок службы дорожных одежд, сократить затраты на содержание и ремонт автомобильных дорог.