При реконструкции автомобильных дорог широкое распространение находят методы регенерации и повторного использования материалов дорожных одежд.
Регенерация в переводе с латинского языка — восстановление, возрождение. Применительно к дорожным одеждам и покрытиям регенерация означает восстановление их прочностных свойств, ровности, сплошности и т.д. Применительно к асфальтобетону регенерация — это обработка или переработка старого асфальтобетона с целью полезного изменения некоторых его свойств.
Следует различать близкие между собой термины регенерация — восстановление утерянных свойств материала и повторное использование материалов старого покрытия, которое в зарубежной литературе называется ресайклинг или рециклинг. Повторное использование материалов старого покрытия может осуществляться без регенерации (восстановления или улучшения) свойств этого материала (например, гранулят старого асфальтобетона может быть использован для укрепления обочин). Регенерация же предполагает обязательное восстановление свойств материала и его повторное использование.
Холодная регенерация (холодный ресайклинг) – метод восстановления дороги с дефектами в виде термического и усталостного растрескивания, трещин, образовавшиеся вследствие старения, колей, ухабов и бугров, а также при потере целостности покрытия, расслоении, вымывании и потере скрепляющего вещества между слоями.
Технология холодной регенерации – это переработка старых покрытий и материалов дорожной одежды в новые основания с одновременным усилением несущей способности, перепрофилированием, и укреплением обочин. Слой, полученный после ресайклинга на основе вяжущего, является достаточно прочным, чтобы держать нагрузку от дорожного движения и достаточно гибким, чтобы препятствовать проникновению отражённых трещин с основания на верхний слой.
Холодную регенерацию конструктивных слоев дорожных одежд переходного типа для устройства оснований из материалов фрезерования с добавлением вяжущих, как правило, следует применять в случае, когда фрезеруют материал, не укрепленный вяжущими.
Работы по холодной регенерации конструктивных слоев, выполняемые в соответствии с положениями настоящего стандарта, как правило, следует производить с применением ресайклеров, обеспечивающих за один проход фрезерование конструктивных слоев, добавление к материалам фрезерования органических и/или минеральных вяжущих, скелетных материалов, перемешивание полученной асфальтогранулобетонной или грунтобетонной смеси и оснащенных оборудованием для укладки и предварительного уплотнения асфальтогранулобетонной или грунтобетонной смеси.
Основные преимущества метода холодной регенерации:
1. экономия средств за счёт вторичного использования материалов существующей дорожной конструкции;
2. сокращение сроков производства работ;
3. сохранение окружающей среды;
4. повышенная ровность покрытия;
5. усиление несущей способности;
6. формирование защитного водонепроницаемого верхнего слоя;
7. устранение образования отражательных трещин, исправление профиля и укрепление обочин.
В отличие от горячего ресайклинга характеристики старого битума не ухудшаются при его нагреве, что также сказывается на сроке службы покрытия. Особенно привлекателен холодный ресайклинг в районах, удаленных от асфальтобетонных заводов.
Процесс холодной регенерации включает в себя несколько последовательных этапов: измельчение связных слоев покрытия и основания посредством холодного фрезерования; введение в образовавшийся рыхлый материал - асфальтобетонный гранулят, распределение полученной смеси по нижележащему слою дорожной одежды.
Все перечисленные технологические операции осуществляют, как правило, на дороге звеном специализированных машин. Оптимальной машиной является универсальная фреза Roadtec, доукомплектованная комплектом для холодного ресайклинга RX‑700‑4 CIR. Основным рабочим органом холодных ресайклеров является фрезерно-смесительный барабан с большим количеством специальных резцов.
При движении машины с вращающимся фрезерно-смесительным барабаном в его смесительную камеру впрыскивается вода, подаваемая из автоцистерны по гибкому шлангу. Количество воды точно дозируется насосом с микропроцессорным управлением, вращающийся барабан хорошо перемешивает ее с материалом, измельченным фрезерным барабаном, чтобы влажность получаемой смеси была оптимальна для ее уплотнения.
Жидкие вяжущие добавляются непосредственно в смесительную камеру таким же способом. Вяжущее в смесительную камеру поступает через отдельную, специально для этого разработанную, распределительную рампу. Порошкообразные вяжущие обычно распределяются перед ресайклером слоем, наносимым на поверхность существующей дороги.
Особенности обеспечения качества при регенерации и повторном использовании материалов. Регенерация и ресайклинг являются перспективными методами ремонта дорожных покрытий. Однако эти технологии требуют дальнейшего развития и совершенствования, особенно в отношении качества материалов и слоев дорожной одежды, получаемых с применением указанных технологий.
Одна из главных проблем состоит в неоднородности материала старого покрытия, который после переработки и улучшения укладывается повторно. Неоднородность обусловлена тем, что старое покрытие могло быть уложено много лет назад различной толщиной слоев, из различных материалов, особенно битумов, которые со временем изменяют свои свойства.
В процессе эксплуатации старое покрытие неоднократно ремонтировалось с применением различных технологий и материалов. Поэтому к моменту регенерации и повторного использования состав материала снимаемых слоев может существенно измениться на отдельных участках. Необходим тщательный контроль за составом, качеством и однородностью материала старого покрытия.
Другая проблема состоит в том, что в процессе фрезерования получают гранулы различной величины, некоторая часть щебня размельчается и обнажает не обработанную битумом поверхность. Другие частицы минерального материала остаются покрытыми битумной пленкой. При перемешивании с новым вяжущим и введением нового щебня толщина пленки на старых и новых частицах минерального материала может быть неравномерной. Все это приводит к неоднородности получаемого материала и снижает его физико-механические свойства. Учитывая эти особенности, переработанный материал старого покрытия обычно укладывают в нижние слои новой дорожной одежды или в слои, которые закрывают защитным слоем.
В статье используются материалы из следующих источников:
https://road29.ru/technology/recycling/
https://www.nostroy.ru/department/metodolog/otdel_tehniceskogo_regulir/sto/%D0%A1%D0%A2%D0%9E%20%D0%9D%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%A0%D0%9E%D0%99%202.25.159-2014_%D0%BC%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82.pdf
https://bau-enginer.ru/?p=1407