Четверть века существует технология укладки асфальта с использованием перегружателей. Специалистами дорожной отрасли прилагаются значительные усилия по повышению эксплуатационных характеристик асфальтобетонных смесей благодаря правильному подбору гранулометрического состава, добавлению полимеров и других продуктов.
Все эти мероприятия преследуют цель повышения сроков службы дорожного покрытия. Для обеспечения эксплуатационных характеристик произведённую асфальтобетонную смесь следует перемешать, транспортировать до места производства дорожно- строительных работ и равномерно уложить, при этом, не нарушая требований к гранулометрическому составу смеси и её температуре. На каждом этапе данной технологической цепочки возникает вероятность появления сегрегации.
Сегрегация — изменение гранулометрического состава минеральных материалов или температуры в первоначально однородной асфальтобетонной смеси из-за отдельных перемещений частиц крупного и мелкого заполнителя в процессе работы со смесью. При возникновении сегрегации в смеси происходит концентрация крупнозернистых материалов в некоторых участках покрытий в то время, как другие участки включают концентрацию мелкозернистых материалов.
В процессе производства и укладки асфальтобетонной смеси, загрузке автосамосвалов, транспортировании и выгрузке в асфальтоукладчик происходит перераспределение фракций в объеме — фракционная сегрегация, которая приводит к появлению сегрегационных пятен (неоднородность по структуре асфальтобетонного покрытия) и в дальнейшем ведет к преждевременному локальному разрушению покрытия
Сейчас новую технологию активно внедряет Росавтодор. Вступили в силу требования, изложенные в приложении к распоряжению Федерального дорожного агентства от 29 мая 2013 г. № 717-р, согласно которым при проведении работ по укладке верхних слоев асфальтобетонного покрытия необходимо обеспечить показатели равномерности температуры за асфальтоукладчиком, а именно: разность температур поперечного профиля укладываемого асфальтобетонного покрытия, измеренного на расстоянии 0,3–1,0 м от выглаживающей плиты асфальтоукладчика, должна составлять не более 10 °С. Без перегружателя уложиться в эти достаточно строгие нормы будет непросто.
А с учетом того, что новые смеси стали более жесткими, применение перегружателей должно стать обязательным условием. Ситуация уже начала меняться на стадии проектирования дорожного строительства – разработчики новых проектов стали указывать в документации на необходимость использования этой техники.
Почему возникает неравномерность температур при доставке асфальтобетонной смеси?
Дело в том, что самосвал, груженный этой смесью, как правило, очень нескоро добирается от асфальтосмесительной установки до места непосредственной укладки асфальта, преодолевая немалые расстояния, либо пробиваясь через автомобильные пробки, либо застревая в распутицу. Чем дольше это длится, тем больше остывает асфальтобетонная смесь.
И беда не только в том, что смесь становится холодной, а в том, что она остывает неравномерно: у стенок кузова самосвала и сверху быстрее, в глубине массы смеси медленнее. Таким образом, наступает температурная неравномерность смеси, иначе называемая сегрегацией или расслоением. Грозит это тем, что, когда сегрегированная по температуре смесь попадает в приемный бункер асфальтоукладчика, холодные ее части укладываются недостаточно плотно в отличие от горячих.
В результате последующей укладки на готовом покрытии образуются рыхлые зоны, в которые при дальнейшей эксплуатации дорожного полотна проникает вода, и это довольно быстро приводит к образованию в этих местах участков быстрого разрушения.
Еще одним 100%-ным преимуществом любого перегружателя является обеспечение непрерывности укладки. Всякий раз, когда асфальтоукладчик останавливается, в покрытии также наступает поперечный сдвиг с теми же последствиями зарождения трещины в асфальте.
Останавливаться приходится, например, в случае, когда смесь заканчивается, а новую порцию самосвал по каким-то причинам вовремя не подвез. А загружаемый самосвалом прегружатель продолжает двигаться с той же скоростью, что и асфальтоукладчик, но на безопасной дистанции от него, при этом в бункер укладчика продолжает засыпаться асфальтобетонная смесь из длинного «хобота»-конвейера перегружателя. В этом случае самосвалы могут в любое время подъезжать к перегружателю и загружать в его бункер-накопитель асфальтобетонную смесь с запасом.
Здесь, кстати, нужно сделать еще один реверанс в сторону тяжелых перегружателей – чем больше размеры бункера-накопителя, тем лучше условия для проведения непрерывной укладки.
Виды сегрегации:
Сегрегация по центральной линии: вторым наиболее распространенным типом сегрегации является сегрегация по центральной линии. Данная сегрегация обычно имеет место в центре полосы, и, в первую очередь, она является следствием отделения крупнозернистого заполнителя при его разгрузке из конвейерной системы в зону шнека. После чего заполнитель скатывается под цепной привод шнека или редуктор и концентрируется в центре укладываемого дорожного покрытия.
Сегрегация по шву/краям: Данный вид имеет место снаружи или по внешним краям укладываемого дорожного покрытия. Обычно это является следствием того, что шнеки на асфальтоукладчике не работают с достаточной скоростью, позволяя крупнозернистому заполнителю скатываться к наружной стороне покрытия.
Концевая сегрегация от грузовых автомобилей/односторонняя: Это особый случай концевой сегрегации от грузовых автомобилей, который, как правило, является следствием неправильной загрузки дозатора в горячем накопительном бункере.
Беспорядочная сегрегация: Причина этого типа сегрегации наиболее трудна для определения. Обычно этот тип сегрегации происходит, когда имеет место неправильное смешивание на дозировочной установке или в барабанном смесителе, но может также иметь место в других местах процесса.
В результате действия множества факторов, при укладке асфальтобетонных слоёв дорожной одежды может возникать температурная и фракционная сегрегация.
Независимо от вида, сегрегация неизбежно проявляется в дефектах дорожного покрытия и, как следствие, в снижении эксплуатационных характеристик и срока службы всей дорожной конструкции. В качестве одной из мер по предупреждению появления сегрегации в асфальтобетонных смесях является тщательный подбор их состава на этапе проектирования.
На сегодняшний день, наиболее эффективным средством устранения сегрегации в асфальтобетонных смесях в процессе их укладки является применение перегружателей. На территории Российской Федерации так же, как и в других странах, проводились научно-исследовательские работы по изучению сегрегации в асфальтобетонных смесях. Разработаны и внедряются методы по её предупреждению и устранению.
В статье используются материалы из следующих источников:
https://os1.ru/article/4087-oborudovanie-pomogayushchee-ustranyat-temperaturnuyu-i-fraktsionnuyu-segregatsiyu-asfaltovoy-smesi-peregrujateli-novye-trebovaniya-protiv-segregatsii
https://moluch.ru/archive/208/51114/
https://rosasfalt.org/articles/Martinson.pdf
https://www.avtodorogi-magazine.ru/item/601-nepreryvnoe-pitanie.html