Всё об асфальтировании / Дорожно-строительный дайджест

Ремонт трещин асфальтобетонных покрытий

Ремонт трещин асфальтобетонных покрытий

Трещины — деформации дорожного покрытия, возникающие в результате хрупкого разрушения асфальтобетонного слоя. Трещины являются наиболее распространенным дефектом асфальтированных дорожных покрытий.

Наличие трещин в слоях дорожного покрытия оказывает существенное влияние на прочность и срок службы дорожной одежды по следующим причинам:

  • Трещины приводят к нарушению целостности и монолитности дорожной одежды, ее разделению на отдельные, не связанные между собой блоки. В результате этого нагрузка от колес транспортных средств передается на значительно ослабленную конструкцию, распределяется на меньшую площадь, создавая в дорожной одежде повышенные напряжения и деформации.
  • Через трещины вода проникает в основание дорожной одежды и земляное полотно, значительно ослабляя их прочность и несущую способность.
  • При наезде колес транспорта на трещину, ее кромки и отдельные части обламываются, в результате чего, трещина постепенно увеличивается и превращается в выбоину.

Несмотря на то, что в начальной стадии образования трещины не оказывают существенно влияния на условия движения транспорта, без своевременных мер по их ремонту, достаточно скоро они превращаются в выбоины.

Причины образования трещин и факторы способствующие их появлению

Трещинообразование в слоях дорожной одежды является сложным процессом, который определяется множеством различных причин. К наиболее значимым причинам образования трещин можно отнести:

  • Недостаточную прочность дорожной одежды и земляного полотна, не соответствующую фактическим нагрузкам от автомобилей, из-за чего возникают большие прогибы и растягивающие напряжения в слоях дорожной одежды.
  • Большие перепады температур от положительных к отрицательным, при которых возникают знакопеременные напряжения. Особенно опасны низкие отрицательные температуры, сопровождающиеся возникновением очень высоких растягивающих напряжений в слоях дорожной одежды.
  • Недостаточную трещиностойкость асфальтобетона, обусловленную несоответствием деформативных свойств битума реальным температурным условиям работы дорожного покрытия.
  • Различие теплофизических свойств материалов слоев смежных покрытий применяемых при асфальтировании, из-за чего при перепадах температуры возникают дополнительные напряжения по плоскостям сопряжения слоев.
  • Неравномерное уплотнение земляного полотна, а также слоев дорожного основания и/или дорожного покрытия.
  • Пучинообразование грунта, сопровождающееся возникновением сетки трещин в дорожной одежде.

Основным фактором, приводящим к появлению трещин в асфальтированном покрытии является возникновение растягивающих и изгибающих напряжений, возникающих под действием нагрузки от транспорта и температурных колебаний. Появляются трещины в тех слоях дорожного покрытия или дорожного основания, где растягивающие напряжения превышают предел прочности на растяжение материала соответствующего слоя.

Хотя растягивающие напряжения при проходе одного транспортного средства значительно меньше критических, вследствие неоднородности материала локальные напряжения могут существенно отклоняться от среднего значения. В местах, где они превышают предел упругости пленок битума, связи рвутся. Повторные приложения нагрузок приводят к накоплению разорванных связей. В результате чего, через определенное количество циклов приложения нагрузок возникают тонкие продольные трещины, превращаясь со временем в сетку больших трещин. Трещины растут одновременно в двух направлениях: вверх и по длине. При дальнейших нагружениях трещина проходит сквозь покрытие и становится видимой на его поверхности. Заметными трещины становятся при ширине не менее 0,2 см и длине не менее 10 см. Более мелкие трещины визуально неразличимы.

Появление и развитие трещин хотя и не имеет взрывного характера, происходит достаточно быстро. Исключением могут быть трещины в местах образования пучин, возникающие зимой в момент поднятия грунта при промерзании дорожной одежды и земляного полотна, или весной в момент оттаивания грунта. В этом случае сетка трещин может образоваться в течение одного зимне-весеннего периода.

Наиболее интенсивное развитие трещин происходит весной и осенью, а наиболее широкое их раскрытие зимой и весной. В летний период многие мелкие трещины закрываются вследствие размягчения битума и расширения материала покрытия. Рост количества, протяженности и ширины трещин пропорционален сроку службы покрытия.

Классификация трещин

По характеру образования

  • Температурные трещины. Основной причиной образования температурных трещин является недостаточная прочность на растяжение и недостаточная деформативность асфальтированного покрытия при пониженных температурах. В начальный период образования таких трещин интервал между ними составляет 24–25 метров. В процессе старения битумного вяжущего (входящего в состав асфальтобетона), интервал между трещинами сокращается до 12 метров, снижаясь в конечном итоге до 6 м. Помимо четко выраженного интервала, внешними признаками температурных трещин являются изменение ширины их раскрытия в зависимости от температуры окружающего воздуха (включая суточные перепады температуры воздуха), а также слегка искривленный профиль с кромками, расположенными под прямым углом к устью трещины.
  • Отраженные (копирующие) трещины. Главной причиной образования отраженных трещин является различие физических характеристик материалов, используемых в основании дорожной одежды и дорожном покрытии, между которыми существует достаточная степень сцепления. Так, со временем на верхнем асфальтированном слое дорожного покрытия могут появиться трещины копирующие стыки цементобетонных плит дорожного или копирующие те трещины, которые уже существуют в нижнем слое асфальтобетонного покрытия (например, при устройстве выравнивающего слоя или верхнего слоя износа). В большинстве случаев отраженные трещины возникают вблизи от источника (то есть прямо над швами цементобетона или трещинами нижележащего слоя асфальтобетона) и постепенно развиваются снизу вверх. Внешними признаками отраженных трещин являются интервалы аналогичные интервалам между швами или трещинами нижележащего слоя, большая извилистость трещин и большая ширина их раскрытия.
  • Усталостные (силовые) трещины. Причиной образования усталостных трещин является ударно-динамическое воздействие движущегося транспорта. Условием для появления усталостных трещин может быть недостаточная несущая способность дорожного основания или дорожного покрытия, а также низкая стабильность материалов основания (песок с низким коэффициентом фильтрации, наличие пучинистых грунтов и т. п.).
  • Технологические трещины. Причины появления технологических трещин обусловлены нарушением технологии производства работ связанных с асфальтированием (укладкой и уплотнением асфальта). К основным видам технологических трещин относятся:
    • трещины на сопряжении смежных полос асфальтируемого покрытия;
    • трещины на сопряжении дорожного покрытия с краевой укрепительной полосой или укрепленной обочиной;
    • трещины на сопряжении слоев дорожного покрытия устроенных из разных типов асфальтобетонной смеси;
    • поперечные трещины, возникающие из-за недостаточного сцепления поперечных рабочих швов.
    Внешними признаками технологических трещин является их малая глубина и малая ширина раскрытия в начальный период появления. Развитие (увеличение) технологических трещин связано с разрушением кромок и начинается сверху вниз, т. е. от поверхности покрытия в глубь (в отличие от отраженных трещин, которые развиваются снизу вверх). При длительной эксплуатации асфальтобетонного покрытия с технологическими трещинами, в местах их появления образуются выбоины или происходит отрыв асфальтирующего материала по месту контакта слоев.

По размеру

  • узкие трещины — шириной до 5 мм;
  • средние трещины — … от 5 до 10 мм;
  • широкие трещины — … от 10 до 30 мм;
  • очень широкие трещины — … более 30 мм.

Основные способы ремонта трещин в асфальтобетонном покрытии

Заделка и ремонт трещин производится, как правило, весной и осенью, когда они имеют значительное раскрытие. Если трещины ремонтируются летом, то ремонт выполняется в утренние часы. В любом случае работы проводятся при сухом покрытии и в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +5 °С. Наиболее распространенный способ заделки трещин заключается в заливке их битумом или битумной мастикой.

В общем виде технология ремонта трещин состоит из следующих операций (в порядке их выполнения):

  1. Очистка трещины от пыли и грязи. Простейший способ выполнения этой операции состоит в прочистке трещины металлическими крючьями с продуванием сжатым воздухом. Трещины шириной от 5 до 50 мм прочищают механическими дисковыми щетками с металлическим ворсом.
  2. Разделка (раскрытие) трещины. Осуществляется путем прорезания канавок глубиной до 5 см и шириной до 3 см с помощью фрезы или дисковой пилы (с последующим удалением пыли и грязи). Таким образом получается чистая, правильно оформленная прорезь с ровными вертикальными стенками, что существенно облегчает выполнение всех последующих операций и повышает качество ремонтных работ.
  3. Высушивание полости трещины или разогревание ее стенок. Осуществляется путем обработки полости трещины, ее стенок и прилегающей поверхности горячим воздухом.
  4. Подгрунтовка трещины. Производства путем обмазывания полости и стенок трещины битумным вяжущим. Делается это для повышения степени сцепления стенок трещины с заполнителем (ремонтным материалом).
  5. Заполнение трещины заполнителем и герметизирующим материалом. В зависимости от ширины трещины для ее заполнения могут быть использованы различные материалы. Узкие трещины шириной до 5 мм заполняют жидким или вязким разжиженным битумом, а также разогретым до 160–170 °С средне- или медленногустеющим битумом. Средние и широкие трещины могут заполняться ПБВ (полимербитумным вяжущим), эмульсионно-минеральной, битуминизированной песчаной, асфальто- или полимербетонной смесью. Очень широкие трещины асфальтируются с помощью мелкозернистой асфальтобетонной смеси.
  6. Присыпка поверхности трещины фрикционным материалом (сухим нагретым песком или каменной мелочью) или заклеивание горячим жидким заполнителем (разогретой полимербитумной мастикой в виде ленты).

Для упрощения технологии заделки трещин и повышения качества этих работ применяются специальные битумные мастики с твердыми наполнителями, которые отличаются повышенной механической прочностью и тепловой устойчивостью. Применение битумных мастик с твердым наполнителем дает возможность отказаться от посыпки залитой трещины песком или высевками.

Если очистка трещины от пыли и грязи производится обработкой горячим воздухом, то необходимость выполнять подгрунтовку (4-й шаг) отпадает, т. к. в процессе такой обработки стенки трещины покрываются расплавленным битумом, входящим в состав асфальтобетонного покрытия. Также отпадает необходимость в высушивании и разогреве (3-й шаг) при ремонте трещины в сухую теплую погоду.

Трещины с разрушенными краями разделывают, вырубая полосы асфальтобетона шириной 10–15 см с каждой стороны деформированного слоя и ремонтируют путем асфальтирования, т. е. так же, как и выбоины.

Использования для ремонта трещин современной дорожно-строительной техники и специального оборудования (дорожного ремонтера, заливщика трещин, машины для поверхностной обработки и др.) обеспечивает достаточно высокую степень механизации и автоматизации данного процесса.

Ремонт трещин методом пластификации

Обычные способы заполнения трещин органическими вяжущими и другими составами обеспечивают гидроизоляцию покрытия и снижают вероятность образования выбоин, но при этом не восстанавливают сплошность и монолитность покрытия. Частично эта задача решается путем разогрева стенок трещины до такого состояния, при котором битум (входящий в состав асфальтобетона) становится пластичным и может соединяться с новым горячим заполнителем. Однако более эффективным методом ремонта с улучшением сплошности и монолитности покрытия является пластификация материала покрытия в зоне, прилегающей к трещине.

Суть данного способа состоит в том, что очищенную трещину заполняют пластификатором, который размягчает и пластифицирует битум стенок и кромок покрытия. Также пластификатором заполняют трещину и обрабатывают асфальтированную поверхность покрытия, прилегающую к ней. При движении транспорта по отремонтированному участку происходит закрытие трещин с восстановлением сплошности и прочности покрытия. Такой способ ремонта применим для ликвидации небольших трещин (3–7 мм) и только в летний период.

Применяемый для ремонта трещин пластификатор должен быть достаточно жидким в рабочем состоянии, чтобы проникнуть на всю глубину трещины, и достаточно вязким, чтобы не вытекать из нее по уклону до взаимодействия с битумом материала покрытия. Также пластификатор должен хорошо совмещаться с битумом, обладать малой летучестью и хорошей стабильностью. К таким пластификаторам относится госсиполовая смола, антраценовое масло, мазут, нефтяные гудроны и др.

Заделка трещин геотекстильной лентой

В процессе эксплуатации покрытия с отремонтированными трещинами, под действием колес транспортных средств заполняющий материал через некоторое время начинает разрушаться и выбиваться из трещин. Для закрепления ремонтного материала применяется метод заделки трещин геотекстилем. Такой способ актуален при ремонте узких и средних трещин.

Трещины очищают сжатым воздухом, подгрунтовывают жидким битумом или битумной мастикой, после чего заполняют трещину вязким горячим битумом. По разлитому битуму укладывается геотекстильная лента, которая после укладки приклеивается к битуму с помощью прижимного валика. После этого трещину заполняют песчаной или мелкозернистой асфальтобетонной смесью, разливая по ней вязкий горячий битум. Далее укладывается верхняя геотекстильная лента шириной превышающей ширину трещины на 6–10 см с каждой стороны.

Ремонт трещин методом поверхностной обработки

Подавляющее число выбоин образуется в результате развития трещин, а также мест шелушения и выкрашивания щебенок из покрытия. Все эти разрушения в начальной их стадии обозначаются общим термином «эрозия». Одним из путей сдерживания эрозии покрытия является местная поверхностная обработка в зоне образования трещин.

Ремонт трещин поверхностной обработкой в упрощенном виде представляет собой тонкослойное поверхностное асфальтирование и осуществляется путем распределения битумного вяжущего сплошным слоем по поверхности покрытия, последующей россыпью мелкофракционного щебня (4…6 мм) и его укаткой с помощью пневмоколесного катка (валика).

Распределение вяжущего осуществляется в виде мелких брызг выходящих под давлением через плоскоструйные форсунки. Равномерно покрывая всю обрабатываемую поверхность, вяжущее проникает во все трещины и мелкие поры. Выходное отверстие распределителя щебня находится на расстоянии около 1 м от распределителя битума, поэтому временной разрыв между распределением битума и щебня составляет около 1 секунды.

Типовая машина для поверхностной обработки покрытия состоит из обогреваемой цистерны для вяжущего (битума или битумной эмульсии), кузова для щебня, распределителя битума, распределителя щебня и пневматического катка для предварительного уплотнения.

Применение поверхностной обработки наиболее целесообразно для ремонта мелких трещин на ранней стадии их развития, когда площадь эрозии покрытия составляет не более 2 % от общей площади покрытия, а ширина трещин не превышает 15 мм. Данный метод позволяет предупредить образование крупных трещин, которые со временем трансформируются в выбоины, и избежать таким образом необходимости ямочного ремонта.

Главными преимуществами технологии ремонта трещин методом поверхностной обработки являются полная механизация (отсутствие ручного труда), высокая производительность и экономичность.

Фото по теме

Разделка трещины в асфальте Очистка и просушка трещины Техника для ремонта трещин Заливка трещины Ремонт трещин методом поверхностной обработки Выбоина в асфальтированном покрытии

Ремонт дорог и асфальтобетонных покрытий в Киеве и Киевской области

ООО «Юнидорстрой» — качественные дорожные работы и асфальтирование в Киеве по доступным ценам. Проведение текущего и капитального ремонта дорог и участков с асфальтобетонным покрытием. Ремонт крупных и средних трещин в асфальтобетонном покрытии, заделка мелких трещин и сколов; ремонт ям и выбоин; ликвидация просадок, глубокой колейности и других дефектов дорожного покрытия.

Заказать «Обратный звонок»

Обратный звонок

Ваше имя

Ваш номер телефона

* Укажите ваше имя, ваш номер телефона и мы свяжемся с вами в течение часа