Стальные зубья; 2 - плита; 3 - ребра жесткости; 4 - упор для ножа; 5 - отверстия для болтов; 6 - хомут для подвешивания приспособления к раме бульдозера

Технология полной разборки слоев существующей одежды включает ряд последовательных операций. Послойное рыхление слоев существующего покрытия и основания, кроме песчаного, осуществляется бульдозером с навесным рыхлителем за несколько параллельных проходов вдоль проезжей части. Для слоев из гравийных и гравийно-песчаных смесей возможно применение автогрейдера с кирковщиком. Проходы рыхлительных машин должны осуществляться с перекрытием на 0,2-0,25 ширины. Для измельчения цементобетонных покрытий и оснований и других достаточно прочных слоев из материалов, обработанных цементом в установке, эффективно применение автобетоноломов различных конструкций, разрушающих прочные слои пневмоударным или электроударным способами. Разрушенный материал данного слоя сдвигают в кучи, расположенные на расстоянии 15-20 м одна от другой. Сдвижку материала осуществляют бульдозером.

Из куч материал разрушенного слоя грузят в автомобили-самосвалы, отвозящие этот материал на промежуточные склады. Для погрузки могут быть использованы одноковшовые фронтальные погрузчики либо экскаваторы с ковшом прямая или обратная лопата. Мелкий материал можно грузить многоковшовыми погрузчиками.

В ряде случаев возможна разборка верхнего слоя из асфальтобетона или цементобетона лишь на часть его толщины. Такая необходимость может возникать при выравнивании существующего покрытия, на котором в процессе эксплуатации образовались колеи, наплывы и другие неровности; при удалении верхнего ослабленного слоя покрытия; при необходимости уменьшить толщину существующего покрытия перед укладкой нового слоя для выравнивания или усиления существующей дорожной одежды без изменения вертикальных отметок ее поверхности. Последнее решение наиболее часто применяется в городских условиях, чтобы сохранить высоту расположения бортового камня над поверхностью покрытия.

В целях частичной разборки верхнего слоя широко применяют машины для холодного фрезерования покрытия. Основным рабочим органом такой машины является фреза, барабан которой снабжен высокопрочными режущими зубьями. В процессе вращения барабана фрезы срезается слой покрытия на заданную толщину, срезанный фрезой материал грузят транспортером в транспортное средство или отсыпают в отвал.

Для охлаждения рабочего органа машины его в процессе работы опрыскивают водой. Поверхность, остающаяся после фрезерования, является основанием для нового слоя покрытия. Эта поверхность должна быть параллельна поверхности укладываемого на нее слоя. Машина для холодного фрезерования обеспечивает: необходимую глубину фрезерования; требуемый поперечный уклон; заданный продольный уклон; чистоту кромки фрезерования.

Существует значительное количество типоразмеров машин для холодного фрезерования покрытий шириной 1,3-4,2 м при максимальной глубине фрезерования 150-300 мм (см. гл. 39).

Выбор типоразмера холодной фрезы зависит от объема работ и необходимой глубины фрезерования с учетом технико-экономических соображений.

При оценке возможности и целесообразности использования материалов, полученных при разборке существующих дорожных одежд, выполняют:

визуальную оценку состояния материалов и предварительное определение вида сооружения, в котором они могут быть использованы (слои вновь строящейся дорожной одежды, укрепление обочин, строительство временного объезда и др.);

определение вида работ, необходимых для приведения материалов в состояние, пригодное для их использования в том или ином сооружении (дробление крупных кусков или фракций материалов, поливка, введение добавок);

разработку технологии строительства из данных материалов намеченных сооружений, включая способы обработки вяжущим, регенерацию старого асфальтобетона или продуктов фрезерования асфальтобетонного покрытия на заводе;

технико-экономическую оценку применения продуктов разборки старой дорожной одежды в тех или иных сооружениях в сравнении с использованием новых материалов.

После установления вида сооружения, где может быть использован данный материал, производят в необходимых случаях испытание этого материала в лабораторных условиях для определения соответствия требованиям стандартов, СНиП и других нормативных документов (определение зернового состава щебёночных и гравийных смесей, износа в полочном барабане, морозостойкости каменного материала, его марки по прочности, коэффициента фильтрации песчано-гравийных смесей или песка до промывки и после промывки). В случае обработки продуктов разборки старой одежды вяжущим подбор состава смесей производят по действующим нормативным документам.

Использование старых материалов из дорожных одежд необходимо обосновывать с учетом оценки их качества и стоимости получения, которые являются решающими для дальнейших технико-экономических обоснований. Каждый элемент автомобильной дороги имеет определенную строительную стоимость, учитываемую на балансе дорожной организации. К моменту реконструкции дороги балансовая стоимость за счет износа дорожных сооружений за период их службы значительно уменьшается по сравнению с первоначальной. Практически балансовую стоимость старой дорожной одежды, подлежащей разборке, можно принимать равной стоимости слагающих материалов. Материалы старой одежды оценивают с учетом их износа и уменьшения стоимости на величину расходов по разборке и последующей обработке (очистка, прогрохотка и т. п.), а также по доставке к месту использования, то есть на место укладки в новую одежду. При составлении смет полученную стоимость старых материалов включают в возвратные суммы и учитывают в смете на реконструкцию дороги.

Технико-экономическое сравнение вариантов дорожных одежд с использованием старых материалов ведут по следующей схеме [78]. Если бы не было старой дорожной одежды, стоимость единицы полностью построенной новой одежды была бы А_н (измерителем может быть в зависимости от размеров объекта или 1 м² проезжей части, или 1 пог. м, или 1 пог. км дороги). Усиление старой одежды, которое обходится А_у, будет экономически выгодным только при условии

А_н ³ А_у + А_б, где (22.8)

А_б - балансовая стоимость существующей дорожной одежды.

Использование старых материалов с возвратной стоимостью А_с (франко-место укладки) целесообразно при условии

А_н ³ А_р, где

А_р - стоимость дорожной одежды с использованием старых материалов стоимостью А_с.

Технико-экономические расчеты, связанные с применением материалов старой дорожной одежды, имеют смысл только при условии, что материалы еще пригодны для использования в дорожной одежде. Поэтому при изысканиях на всех характерных участках, но не реже чем в двух местах на 1 км, должны быть высверлены в дорожной одежде лунки и взяты пробы из всех конструктивных слоев одежды и песчаного дренирующего слоя. Для возможности проведения необходимых испытаний масса образцов должна быть не менее значений, приведенных в табл. 22.2.

Таблица 22.2

При предварительных расчетах, если из проектов известно, какие были применены при строительстве материалы, можно теоретически оценить степень их износа и ухудшения качества за время службы.

Поры в песке дренирующего слоя, по данным проф. А.Я. Тулаева, за год службы заполняются глинистыми частицами и теряют фильтрующую способность на толщину около b = 1 мм. Таким образом, за Т лет слой песка, потерявшего свою водопропускную способность и непригодного в качестве дренирующего, составит h = bТ.

Щебеночные и гравийные материалы в основаниях дорожных одежд начинают измельчаться еще в процессе выполнения строительных работ, особенно укатки, когда в одномерном щебне может образоваться до 15-25 % частиц (Q_ук) размером мельче 5 мм. В процессе последующей службы дороги каменные материалы продолжают изнашиваться. Интенсивность измельчения можно характеризовать содержанием образующихся частиц мелкозема (мельче 0,071 мм) или песчано-пылевато-глинистых частиц (мельче 5 мм). Количество этих частиц может возрастать ежегодно на 0,3-3 %. Таким образом, можно считать, что через Т лет службы в щебеночном основании доля неизмельченных щебенок значительно уменьшится и может быть вычислена по формуле Щ = 100 - (Q_ук + q×T), %, где q - ежегодный прирост доли мелких частиц, %. На это количество сохранившегося, пригодного к повторному использованию материала и следует ориентироваться при технико-экономических расчетах, связанных с применением каменных материалов из старой одежды.

Рыхлые обломочные материалы, получаемые после разрыхления дорожных одежд (щебеночные - как каменные, так и шлаковые и гравийные) в зависимости от их первоначальной прочности и срока службы представляют, как правило, смесь отдельных более крупных зерен и продуктов их измельчения. Чем прочнее был материал, примененный в дорожной одежде, чем благоприятнее были водно-тепловой режим земляного полотна и природные условия в месте проложения дороги, тем больше в старом материале зерен, сохранившихся и пригодных для повторного использования.

В табл. 22.3 приведены данные о содержании в щебне зерен различной крупности при строительстве щебеночного основания, после укатки и через несколько лет эксплуатации.

Эти данные показывают, насколько значительны изменения в составе материалов, происходящие под влиянием измельчения при укатке и эксплуатации дороги. Щебень из известняков, не отличающихся высокой прочностью, через 50 лет почти наполовину превращается в измельченную в порошок массу.

Например, при реконструкции автомобильной дороги Москва-Харьков в 1947 г. на ряде участков после снятия дорожного покрытия выяснилось, что щебеночное основание представляло собой пластическую вязкую не просыхающую массу продуктов измельчения известнякового щебня с небольшим количеством сохранившихся отдельных, более твердых зерен. Этот материал нельзя было использовать.

Таблица 22.3

При малых объемах дорожных работ считалось закономерным и экономичным в сухое время года пропускать старый материал щебеночного покрытия через ручной грохот и остаток на сите с отверстиями 5-10 мм повторно использовать для устройства нового основания, выбрасывая загрязненную мелочь и грунт.

Для получения более качественного материала надо после прогрохотки промывать щебень. Но ввиду отсутствия передвижных моечных установок и воды при реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог обычно этих работ не производят.

В тех случаях, когда старые щебеночные и гравийные материалы прочных пород хорошо сохранились и содержат небольшое количество мелких зерен, их используют для строительства подъездных дорог, укрепления обочин и съездов на основную дорогу и в нижних слоях оснований. Для уменьшения дробления щебня при строительстве наиболее целесообразно уплотнять щебеночные основания не катками с металлическими вальцами, а катками на пневматических шинах или виброплатформами.

Для обеспечения должного качества не следует применять в дорожных одеждах реконструируемых дорог старые щебеночные и гравийные материалы без предварительного улучшения. При наличии смесительных машин старый материал можно перемешивать с вяжущими на новом основании. Однако лучше производить обработку на месте разборки старой дорожной одежды и готовую смесь перевозить на новое основание. Это дает возможность получить достаточно качественный и необходимой толщины слой из битумо- или дегтеминеральной смеси с затратой только вяжущего материала. При работе необходимо следить за однородностью зерновой смеси, регулируя подачу минеральных зерен и песка из старого песчаного слоя.

Также целесообразно использование материалов из покрытий и оснований, ранее обработанных органическими вяжущими. Даже в тех случаях, когда в нижних слоях основания оказался совершенно непригодный материал, обработанный вяжущими, старый материал верхних слоев может быть использован для устройства нового основания иногда даже без добавки вяжущего, а чаще с добавлением 2-3 % нового органического вяжущего.