Товароведная оценка строительных материалов для мощения дорог

Все виброплиты визуально  очень близки и отличаются только габаритами. Основой виброплит является двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, центробежные муфты сцепления и клиноременные передачи вращения на вибратор.

На одноходных (имеющих  движение только вперед) виброплитах  устанавливаются одновальный вибратор, а на реверсивных (имеющих движение вперед и назад) - двухвальный вибратор. Изменение движения на реверсивных  виброплитах осуществляется изменением (наклоном вперед или назад) результирующей силы двух вибровалов с дебалансами, что реализуется поворотом одного вибровала с дебалансом относительно другого.

Одноходные виброплиты массой 70-100 кг оснащаются, как правило, различными двигателями и в редких случаях дизельными, а массой 110-160 кг - теми и другими по выбору.

Реверсивные виброплиты весом 120-250 кг оснащаются в основном дизельными двигателями или во многих случаях бензиновыми, а весом  более 300 кг - исключительно дизельными.

Как правило, одноходные виброплиты имеют постоянную ширину уплотнения (не имеют уширителей), а  реверсивные - переменную (имеют различные  уширители).

Все виброплиты весом  до 200 кг имеют колеса для транспортировки  на месте производства работ, и большинство из них также водяной бак для увлажнения поверхности уплотняемого материала.

По заказу почти все  виброплиты весом до 450 кг оснащаются укрепляемой на поддон виброплиты накладкой  из вулколана (полиуретана) для посадки  каменной шашки, бетонных плит и других сборных элементов пешеходных дорожек, тротуаров и проезжей части городских и парковых дорог.

Следует отметить, что  надежность и долговечность виброплит  зависят от надежности и долговечности  комплектующих: двигателя, центробежной муфты, клиноременной передачи, подшипников вибровалов, поэтому на подбор этих комплектующих следует обращать особое внимание.

Для уменьшения износа поддонов виброплит применяют легированные стали (для сварных поддонов), стальное литье и даже литье из ковкого  чугуна. Такие плиты дороже, но цена окупается их долговечностью.

На рынке новых дорожно-строительных материалов существовали дорогие зарубежные пространственные георешётки для укрепления откосов и дорожных одежд, строительства  оригинальных подпорных стен и т.п. Свежий взгляд на эти материалы и на проблемы дорожного строительства привели к новым решениям . 
   "Архитектурный фонд" предлагает абсолютно новое решение - пластиковая опалубка в виде георешётки ГЕОРИФ с относительно большими ячейками для создания блочного основания. При этом оригинальность технического решения состоит в том, что георешётка имеет конфигурацию, которая разбивает слой цементобетона на заранее сформированные блоки, которые через шпунтовые соединения увеличивают нагрузочную способность общей конструкции.

Новое техническое решение  запатентовано как в России, так  и во многих странах мира. Коллектив  авторов изобретения - профессиональные дорожники с большим стажем работы в дорожной отрасли. Один из авторов  изобретения - главный научный консультант "Архитектурного фонда" Александр Ефимович Мерзликин, кандидат технических наук с 25 летним стажем работы в дорожной области. 
                Опытный участок дороги с применением георешетки был построен осенью 2001 года на автодороге Москва - Кашира. Сейчас идет подготовка к строительству большого опытного участка на автомобильной магистрали М3 "Украина".

УВЕЛИЧЕНИЕ ТЕМПОВ УКЛАДКИ  АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

Статистика последних  лет показывает, что объемы и темпы  устройства асфальтобетонных покрытий на украинских дорожных объектах пока существенным образом отстают от подобных показателей наиболее развитых стран мира. Дорожная отрасль США ежегодно укладывает около 450 млн тонн асфальтобетонных смесей, европейских стран – примерно 270 млн тонн, а на Украине – только около 10  млн. При этом развитая сеть и высокая производительность АБЗ вкупе с совершенной укладочной и уплотняющей техникой позволяют американцам вести укладку асфальтобетонных покрытий по скоростной технологии (средняя рабочая скорость их укладчиков, как правило, держится в пределах 5 – 10 м/мин).

В Европе, где сеть АБЗ  по своей производительности менее  приспособлена к высоким темпам работы дорожников, средняя скорость укладки не превышает 5–6 м/мин. Поэтому  производительность труда на этой операции в Германии, Италии, Франции и других европейских странах в 2–3 раза ниже, а стоимость укладки 1 т смеси почти в 2 раза выше, чем в США. На Украине же средняя скорость укладки асфальтобетона не более 2–3 м/мин, хотя многие отечественные подрядчики используют купленные в Европе и Америке укладчики и катки.

Такое положение с  объемами выпуска асфальтобетонных смесей на Украине объясняется, главным  образом, незначительной общей потребностью в ней для того еще малого количества объектов и объемов их финансирования, которые дорожная отрасль способна обеспечить из своего пока «скудного» бюджета,  хотя по этой причине в ряде мест и регионов наблюдается явный недогруз существующих АБЗ (сейчас использование их мощностей не превышает 40–50%), общая тенденция к росту их количества и повышению единичной мощности все еще сохраняется, правда, с некоторым замедлением в последнее время. И все же возрастающая сеть с более мощными АБЗ не всегда территориально может совпадать с местоположением некоторых крупных дорожных строек. Подрядчики порой вынуждены вблизи них развертывать новые АБЗ или перебазировать существующие установки. Причем такие масштабные и значимые стройки требуют более интенсивного выполнения запроектированных работ, чтобы не стать очередным дорожным «долгостроем». Заказчик чаще всего ориентирует подрядчика на вахтовый (круглосуточный) метод ведения работ.

Поэтому иногда перед  подрядчиками возникает задача практического  повышения темпов устройства асфальтобетонных покрытий и обеспечения стройки  значительными объемами смеси в короткие сроки, с тем чтобы эти «теплолюбивые» работы можно было завершить в основном в летнее время, не «влезая» в осеннее ненастье или не начиная их ранней, еще холодной весной, что, как известно, может сопровождаться определенными потерями качества устраиваемых покрытий.

Анализ и осмысление путей решения этой сложной и  важной задачи показывают, что повысить объемы выпуска асфальтобетона на существующих смесительных установках можно практически  до 1,5 раз, не наращивая мощностей  АБЗ и не приобретая новых дорогостоящих установок. Почему в 1,5, а не в 2–3 раза? Потому что, во-первых, за счет имеющихся резервов у укладчиков и ударно-вибрационных катков можно тоже увеличить среднюю скорость укладки покрытий до 1,5–2 раз, доведя ее до 4–5 м/мин. Во-вторых, потому, что АБЗ и укладочный отряд машин являются отдельными, но взаимосвязанными звеньями единой технологической цепи, в которой АБЗ является ведущим звеном, а укладочный отряд – вспомогательным (по канонам технологии его производительность должна быть больше производительности АБЗ на 15–20 %, чтобы не сдерживать работу ведущего звена).

Каким же образом подрядчик, выполняющий свои работы вахтовым методом, может «заставить АБЗ трудиться» тоже чуть ли не круглосуточно? Ведь укладка  смеси в покрытие осуществляется в светлое время суток. Поэтому АБЗ и готовит смесь, как правило, с 6–7 до 19–20 часов, т. е. около 12–13 часов с учетом требующихся еще 1,5–2 часов на ее доставку, укладку и укатку. Другую (темную) половину суток «фабрика смеси» не работает, хотя могла бы давать если не 100%, то уж не менее 50% дневной выработки.

Расчеты и реальная практика показывают, что смесительная установка  с максимальной производительностью, к примеру 160 т/ч с учетом условий  ее эксплуатации, за 12 дневных часов  способна выпускать около 1500 т смеси, а за 6–7 ночных часов может дать еще 700–800 т, что в итоге за сутки составит 2200–2300 т, или в 1,5 раза больше дневной выработки.

Смесь, дополнительно  выработанную в вечернее или ночное время, следует складировать в специальные  накопительные бункера и расходовать с наступлением очередного рабочего дня.

Конечно, идея не нова. Дорожники  многих стран, в том числе и  на Украине, знают о достоинствах таких бункеров и о появляющихся за счет них преимуществах в организации  и технологии выпуска смеси и устройства асфальтобетонных покрытий. Здесь, однако, возврат к идее накопительных бункеров имеет другую технологическую основу и другое их практическое предназначение, чем раньше. Вообще бункера на АБЗ можно подразделить на так называемые уравнительные (их на сегодня большинство) и накопительные (еще мало). Уравнительные выполняют основную функцию, связанную с выравниванием ритма работы смесительного агрегата АБЗ и автотранспорта, сводя к минимуму возможные их остановки и простои. Накопительный же бункер предназначен для длительного хранения смеси без заметного изменения ее основных свойств. Оба типа бункеров конструктивно отличаются друг от друга.

Попытки сохранять смесь  продолжительный период в уравнительных  бункерах делались неоднократно и во многих странах. Однако это оказалось нецелесообразным потому, что смесь после хранения имела плохие свойства и быстро разрушалась в покрытии. Хотя сами бункера имели хорошую теплоизоляцию и сохраняли нужную температуру смеси. Причина – существенное окисление битума с соответствующим снижением качества и свойств асфальтобетона.

Пришлось дорожникам от такой технологии накопления и  хранения смеси отказаться. И сейчас большинство смесительных установок  агрегатируется в основном уравнительными бункерами емкостью, как правило, не превышающей часовую производительность. Срок пребывания смеси в таком бункере ограничен одним или максимум двумя часами из-за все того же окисления битума.

Окисление – химический процесс соединения молекул углерода и водорода битума с кислородом воздуха, и его результат, коксование битума, подобен ржавчине при окислении металла. Так же как и металл, битум окисляется всегда, везде и при любой температуре, лишь бы был доступ кислорода. Но скорость окисления может быть разной, а сам процесс соответственно быстрым или продолжительным. Поэтому битум в смеси, уложенной в покрытие дороги с начальной пенетрацией, например, 60/90 единиц, будет окисляться до тех пор (13–15 лет), пока его пенетрация не снизится до уровня 10–15 единиц. После этого асфальтобетон в покрытии станет хрупким, ломким и легкоразрушаемым.

Конечно, окисление  битума на дороге идет медленно, так  как в плотных слоях покрытия он почти полностью защищен от воздействия кислорода и его  температура относительно низка. Другое дело, изготовление асфальтобетонной смеси на АБЗ, ее хранение в бункере, перевозка в автосамосвале и укладка на дороге. В этих процессах и операциях действуют все три фактора, наиболее сильно влияющие на окисление, – высокая температура, время и доступ кислорода. И особенно существенным и пагубно влияющим в условиях высоких температур оказывается контакт битума с кислородом воздуха, больше всего понижающим показатели его пенетрации.

Фактор времени тоже вносит свою «лепту» в ухудшение  свойств битума и смеси. Если в  свежей смеси после укладки в дорогу показатель пенетрации битума составляет, например, 55–60 единиц, то после пяти лет эксплуатации покрытия он может понизиться до 40–45, после десяти лет – до 25–30 и после 15 лет – до 10–15 единиц. Практическое влияние фактора температуры тоже достаточно заметно, но оно своеобразно. До 93°С окисление битума идет с нарастанием темпов, но затем на каждую прибавку в 14°С скорость химической реакции окисления удваивается. При 149°С она будет идти в два раза, а при 163°С – в четыре раза быстрее, чем при температуре 135°C. Поэтому «злоупотреблять» слишком высокой температурой битума и смеси опасно и не следует.

Специальные исследования американских специалистов на АБЗ и  дороге показали, что на некоторых  операциях невозможно избежать окисления битума и снижения его показателей пенетрации. Оно всегда будет при перемешивании смеси в мешалке (потеря пенетрации до 10 единиц), при ее перевозке и укладке в покрытие (еще 10 единиц). А вот при хранении смеси в бункере, в котором снижение пенетрации может быть значительно большим (до 20 единиц и более), оказалось возможным свести его практически к нулю, если исключить постоянное попадание в бункер кислорода воздуха.

В результате изучения процессов  и путей окисления битума в  горячей асфальтобетонной смеси фирмой Astec (США) была разработана новая конструкция накопительного бункера башенного (силосного) типа с двумя принципами изоляции смеси от окружающей атмосферы у верхнего загрузочного отверстия и под разгрузочной задвижкой – с инертным газовым или жидкостным затвором .

Многолетняя и многократная проверка эффективности таких накопительных  бункеров показала, что пенетрация битума и показатели других свойств  смеси, уложенной укладчиком в дорогу и привезенной из накопительного бункера и прямо из-под мешалки, практически одинаковы. Причем, несмотря на длительный срок хранения смеси в бункере (7–10 дней). Поэтому Astec при поставке своих бункеров дорожным подрядчикам дает четырехсуточную гарантию на хранение смеси без снижения ее свойств и температуры. Емкость выпускаемых фирмой бункеров варьируется от 100 до 600 т, высотой от 13 до 18 метров .

Следует отметить, что  для асфальтобетонных работ, выполняемых  на Украине по традиционным технологическим  схемам и темпам, надобность в хранении смеси до 3–4 суток может практически и не возникнуть, а до 1–2 суток– не так уж часто. Кстати, лабораторная проверка не обнаружила изменений температуры и качеств смеси после суточного ее пребывания в бункере.

Очевидно, поэтому дорожники  Украины пока еще вяло или несколько инертно демонстрируют свою заинтересованность во внедрении накопительных бункеров нового типа. А может быть, еще и потому, что основной экономический эффект, возникающий от лучшего качества асфальтобетонной смеси и повышенной долговечности покрытия, реализуется только в процессе длительной эксплуатации дороги и достается главным образом заказчику или ее владельцу. Подрядчик-строитель в этом случае даже не поощряется, ему «остаются» только собственные затраты на подобную новинку.

И тем не менее, дорожники некоторых стран находят неожиданное, полезное и порой эффективное использование новых накопительных бункеров. В частности в Швеции, в условиях довольно жесткого экологического законодательства, некоторые АБЗ из населенных мест выносят в загородную черту с размещением в жилой зоне только накопительных бункеров. Смесь с АБЗ в бункеры-склады возят в основном в ночное время, длительно сохраняя ее для последующего удобного расхода на асфальтобетонных работах.