Введение к работе
Актуальность работы. Повышение интенсивности движения автомобилей, увеличение их массы приводит к преждевременному разрушению покрытий, что снижает безопасность и комфортность движения транспорта.
В мировой практике при организации ремонтных работ существует два подхода: первый проводить ремонт в летний период, после того как появятся большие повреждения покрытия; второй проводить круглогодичный оперативный ремонт покрытия, осуществляя систематический надзор за его состоянием. Мировой опыт свидетельствует, что второй подход является более эффективным. Несвоевременность выполнения ремонта вызывает в дальнейшем существенное увеличение объема ремонтных работ и снижает безопасность движения. В связи с этим возникает задача круглогодичного устранения дефектных мест покрытия. При ремонте покрытий в неблагоприятных погодных условиях традиционными способами и смесями на основе битумов возникают проблемы удобоукладываемости, «приживаемости» и формирования материала в выбоине, а также долговечности отремонтированного покрытия. Перспективными являются предварительно заготовленные асфальтобетонные смеси. Такие смеси заранее (в летний период) приготавливают на АБЗ, брикетируют и хранят до использования. В холодное время года их разогревают, полученную смесь укладывают в подготовленную выбоину и уплотняют. Учитывая вышеизложенное, предлагается заранее приготавливать холодные гранулированные асфальтобетонные смеси, а затем использовать их для ремонта дорожных покрытий в зимних условиях.
Основная идея работы заключается в применении холодных гранулированных асфальтобетонных смесей на вязких битумах для ремонта дорожных покрытий в зимних условиях. Приготовление гранулированных асфальтобетонных смесей производится путем охлаждения горячей асфальтобетонной смеси при ее непрерывном рыхлении.
Объектом исследования являются технология и организация выполнения ремонтных работ на дорожных покрытиях.
Предмет исследования - параметры технологического процесса ремонта дорожных покрытий в зимних условиях с применением гранулированных асфальтобетонных смесей.
Цель диссертационной работы - научное обоснование технологии ремонта дорожных покрытий в зимних условиях с применением гранулированных асфальтобетонных смесей.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
- произведён критический анализ существующих технологий ремонта асфальтобетонных покрытий;
теоретически обоснована эффективность технологии ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях гранулированными асфальтобетонными смесями;
исследованы физико-механические свойства ремонтного материала с установлением параметров технологического процесса;
осуществлена опытно-производственная проверка полученных результатов;
выполнена технико-экономическая оценка предлагаемых решений.
Научная новизна результатов исследования заключается в развитии научных положений в области технологии ремонта дорожных покрытий в зимних условиях:
определено требуемое время гранулирования горячей асфальтобетонной смеси в процессе охлаждения, зависящее от температуры окружающей среды, размера и теплофизических характеристик щебня;
установлены объемы разжижителей, необходимые для пластификации остеклованного битума с учетом температуры воздуха при производстве работ;
определены сроки, необходимые для прохождения процесса пластификации остеклованного битума в гранулированной смеси перед ее уплотнением;
исследовано междуслойное сцепление ремонтного материала с асфальтобетоном при различном состоянии его поверхности и температуры окружающей среды, на основе которого разработан технологический прием, улучшающий «приживаемость» ремонтного материала к покрытию;
установлены сроки формирования нормативной прочности ремонтного материала, учитывающие температуру окружающей среды.
Практическая значимость работы. Научные результаты, полученные автором, развивают основные положения в области технологии ремонта покрытий в зимних условиях, что позволяет своевременно устранить разрушения в покрытии и повысить безопасность движения транспортных средств.
Автор защищает:
технологию гранулирования горячей асфальтобетонной смеси путем её охлаждения при рыхлении при различных температурах воздуха;
способ и результаты пластификации остеклованного битума на гранулах асфальтобетона при отрицательных температурах воздуха и принципы подбора количества разжижителя для пластификации;
технологию укладки рекомендуемых ремонтных смесей при неблагоприятных погодных условиях;
закономерности формирования физико-механических свойств ремонтного материала при отрицательных и положительных температурах воздуха;
- эффективность применения гранулированных асфальтобетонных смесей для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях.
Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций обоснована использованием в исследованиях фундаментальных положений теории конвективного охлаждения асфальтобетонных гранул согласно первому закону термодинамики и положений структурообразования в конгломератах при разжижении битумов и испарения из них разжижителя; соблюдением основных принципов физического моделирования, необходимым объемом экспериментальных работ, полученных с использованием современных приборов и оборудования. Экспериментально-теоретические положения проверены и подтверждены на опытно-производственных работах.
Реализация работы:
Осуществлены работы по ремонту и обследованию опытных участков дорожных покрытий, выполненных с применением холодных гранулированных асфальтобетонных смесей в Новосибирской области.
Разработаны и переданы в производственные подразделения «Рекомендации по ремонту асфальтобетонных покрытий в зимних условиях с применением холодных гранулированных асфальтобетонных смесей».
Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе на факультете «Автомобильные дороги и мосты» СибАДИ при изучении дисциплины «Дорожные условия, безопасность движения, эксплуатация автомобильных дорог», при разработке студентами дипломных проектов, на занятиях со слушателями ФПК.
Апробация работы. Материалы исследования докладывались и обсуждались на 63-й научно-технической конференции в г. Новосибирске (НГАСУ) в 2006 г.; всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых в г. Омске (СибАДИ) в 2007, 2008,2009 гг.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, включая тезисы докладов, доклады и статьи в сборниках и научных журналах (одна в журнале, рекомендованном ВАК), получен патент на предлагаемый способ ремонта дорожных покрытий.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, содержит 126 страниц основного текста, 47 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 103 наименований и 2 приложения.
