«Сларри Сил» – экономичное решение для сохранения дорожного покрытия
Tехнология восстановления слоя износа дорожного покрытия
Периодическое обновление верхнего слоя убережет асфальт в тяжелых условиях нашего климата и может принести существенную экономию. Таким образом, сроки капитального ремонта можно сдвинуть, причем делать это не один раз. Для этого существуют методы поверхностной обработки «Сларри Сил» или «Микросюрфейсинг». Особенность их состоит в том, что на поверхность дороги укладывается эмульсионно-минеральная смесь, которая заполняет небольшие трещины и пустоты, обеспечивает высокие фрикционные характеристики, атмосферостойкость, герметичность и обновленный внешний вид поверхности, а также формирует защитный слой износа. Эти родственные технологии нельзя назвать новыми: первая используется в течение примерно 80 лет, а применение второй начало набирать обороты от 40 до 50 лет назад.
Опыт показывает, что интерес к обоим методам особенно возрастает в периоды экономического спада. Базовые составляющие для «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг» одни и те же: битумная эмульсия, которая придает пластичность и обеспечивает адгезию, инертный материал, придающий прочность, и вода. При этом «Микросюрфейсинг» подразумевает обязательное наличие полимерных добавок, может наноситься в несколько слоев и позволяет устранять колейность за счет того, что в более глубокие провалы полотна подается больше материала с повышенным содержанием щебня.
Хотя выполнение поверхностной обработки не сложнее, чем обычная укладка асфальтобетонной смеси, для подобных работ требуется специальное оборудование, которым располагают далеко не все подрядные дорожные организации. «Сларри»-машины непрерывного действия (от английского Slurry Seal), смонтированные на шасси грузового автомобиля, распределяют материал подобно асфальтоукладчику, только вместо бункера и плиты используется короб-распределитель. Перед укладкой эмульсионно-минеральной смеси все трещины и швы необходимо герметизировать, сделать ямочный ремонт, в том числе, если необходимо, с применением дорожной фрезы, очистить поверхность от пыли, грязи, масляных пятен. В машину загружаются компоненты смеси: минеральный наполнитель, катионоактивная битумная эмульсия, вода и специальные добавки, которые перемешиваются в смесителе и подаются в короб. В большинстве случаев для «Микросюрфейсинга» используется цемент, выступающий в роли ускорителя реакции. Добавление кальция позволяет лучше контролировать процесс смешивания. Изменяя соотношение эмульгаторов и ускорителей распада, можно управлять скоростью схватывания смеси.
В зависимости от гранулометрического состава минеральной части «Сларри»-смеси разделяют на несколько типов. Рецептура с более крупными щебенками (максимальный размер частиц не должен превышать 10 мм) и лучшим сцеплением используется на опасных участках дорог. ЭМС (эмульсионно-минеральная смесь) равномерно укладывается за один проход тонким слоем толщиной 0,5–1,5 см, который застывает после распада битумной эмульсии не более чем за 30 минут и образует плотную структуру. Уплотнения такого покрытия не требуется, но чтобы ускорить готовность, иногда его прикатывают пневмошинным катком массой 10 т. Движение с ограничением скорости можно открывать уже через несколько часов.
Немецкая компания WEIRO предлагает два типа машин для укладки «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг» в нескольких модификациях: тип SOM с ручным управлением и тип MAP с компьютерным управлением и контролем процесса приготовления и смешивания. Оборудование этих машин состоит из бункера для щебня с наклонными боковыми стенками и конвейерной лентой с виброзащищенной крышкой, системы подачи битумной эмульсии с шестеренным насосом, системы подачи воды с многоступенчатым центробежным насосом, системы подачи добавок сжатым воздухом, системы подачи цемента с двумя отдельно управляемыми гидравлическими шнеками и резака для стекловолоконных материалов. Для приготовления смеси служит короб-распределитель с двухшнековым смесителем принудительного действия из износостойкой стали. Фиксированная ширина укладки составляет 4 м, изменяемая – от 2,4 до 3,8 м. Отдельный короб с рабочей шириной 1,5 м предназначен для заделки колейности. Ключевым элементом установки MAP является программируемая система компьютерного дозирования, поддерживающая стабильный состав смеси. За процессом смешивания можно следить в режиме реального времени и, если нужно, изменять количество ингредиентов в любой момент. В случае засорения коммуникаций процесс смешивания останавливается. Битумная эмульсия и вода заливаются до верхнего уровня автоматически.
Американская компания Rayner Equipment Systems (RES) разрабатывает и производит машины для восстановления дорожного покрытия с 1970-х гг. Последняя модификация смесителя-распределителя RoadSaver IIIG спроектирована с учетом практического опыта персонала головной компании CPM, который работает на такой технике. Через русскоязычный дисплей можно получить данные о работе двигателя, подаче наполнителя, воды и добавок, процентном составе смеси, сигналы об отсутствии компонентов, можно произвести автоматическую калибровку. Система подачи сухих добавок оборудована бесступенчатым гидроприводом и цифровым дозатором. Управление работой короба-распределителя производится двумя джойстиками, находящимися на пульте оператора. Смеситель с двумя валами с независимым гидроприводом, реверсом и внешними подшипниками обладает большим рабочим ресурсом. Баки для эмульсии и воды по 3040 л, а также бункер с вибробрусом для наполнителя объемом 9,2 м3 изготавливаются из высокопрочной легированной стали ASTM A572. За счет расположения подающего насоса под баком эмульсии уменьшается вероятность потенциальной кавитации и появляется возможность установки в качестве опции сдвоенного входного фильтра. Высокоточный гидрораспределитель спроектирован по образу аналогов, применяемых в аэрокосмической отрасли. Гидравлика управляется электрическими сигналами. Система полного резервирования построена на базе отказоустойчивой системы коррекции, которая гарантирует возможность безопасного завершения операций. Особенность установки RoadSaver IIIG заключается в отсутствии собственного двигателя. Все системы получают энергию от штатного двигателя грузовика-носителя. Такое решение упрощает обслуживание и делает машину более экономичной.
Новые технологии, повышающие эффективность устройства слоев из смесей типа «Сларри-Сил» и «Микросюрфейсинг», реализованы в установке M310CS американской компании Bergkamp. Машина снабжена бункером минеральных материалов объемом 7,7 м3 и баками для эмульсии и воды по 2385 л. Гидравлические насосы данной установки приводятся в действие от вала отбора мощности, что устраняет необходимость в дополнительном двигателе, уменьшает выбросы выхлопных газов, шум и вибрацию. Таким образом, как заявляет компания Bergkamp с 25-летним опытом производства данного оборудования, были учтены пожелания клиентов.
Имеющийся выбор коробов охватывает все виды работ. Короб VSB создан специально для смесей «Микросюрфейсинг». Ширина короба изменяется на ходу с помощью гидроцилиндров. Внутренние лыжи короба позволяют формировать продольный стык укладываемых полос. Предлагаются варианты коробов шириной 4, 4,3 и 4,6 м. Специальный вариант имеет ширину 4,9 м. Рамку со смесителем можно выдвинуть, что облегчает его очистку после окончания работ. Колейный короб RB шириной 1,5 и 1,8 м позволяет заполнять колею до установленного уровня. Наиболее крупные зерна специально подобранной смеси за счет двух независимо настраиваемых V-образных кромок направляются в самые глубокие зоны центра колеи.
Установка M310CS оснащена системой электронного управления и диагностики EMCADS, которая управляет смешиванием и отображает текущий и средний пропорциональный состав материала, общее его количество и расход. Это позволяет оператору точнее откалибровать машину, поддерживать нужный темп укладки и упрощает техническое обслуживание. Оператор может менять подачу смеси в зависимости от скорости машины и ширины укладки. Состав смеси при этом не изменяется. Пакет программ EMCADS по требованию может выводить отчеты для отслеживания производительности через встроенный принтер, на основании которых операторы оценивают производственные показатели и вносят необходимые корректировки для более эффективного использования машины. После калибровки компьютер непрерывно вычисляет соотношение материалов и контролирует их, чтобы поддерживать заданный состав смеси. Результатом является соответствие спецификациям на всем протяжении работ по укладке. Диагностические функции EMCADS через коды ошибок позволяют выявить неисправности электронных и гидравлических компонентов. Загрузка эмульсии происходит с помощью шестеренчатого насоса, трехходового клапана и встроенного фильтра. Настройка рабочего режима при этом не нарушается.
Компания Valley Slurry Seal (VSS) представила новейшую модель Macropaver 12E, которая была разработана как смеситель и распределитель литых ЭМС повышенной производительности (3–4 т/мин) с низким расходом топлива. Изготовитель заявляет, что эта новейшая версия является одной из самых быстрых, универсальных и экономичных машин в индустрии обслуживания дорог. Установка работает от двигателя шасси через вал отбора мощности (ВОМ). Привод ВОМ автоматически включается и отключается, и система при этом обеспечивает работу с низким уровнем шума. Традиционно машина обходится без цепных передач. В Macropaver 12E внедрен ряд эргономичных решений, улучшающих условия работы оператора. К ним относятся программируемый контроллер, обновленная ориентированная на оператора, удобная для чтения панель монитора на русском языке, эргономичный джойстик и кнопочные панели с переключателями управления с графической маркировкой. Калибровка проводится в автоматическом режиме, кроме того, обеспечивается диагностика.
Линейка Slurry Paver компании Breining (Fayat Group) продолжает традиции качества, которыми отличалась известная в прошлом установка этого производителя Slurrymatic. Модульная конструкция Slurry Paver позволяет скомпоновать оборудование под любые требования. Укладчик монтируется на шасси 6х4 (SP 6000), 8х4 (SP 8000) или на полуприцеп (SP 10000 и SP 12000).
Производительность самой большой установки в ряду SP 12000 при среднем расходе смеси 10 кг/м2 составляет 2100 м2 на каждую загрузку или 12 600 м2 за смену. Короб-распределитель может обеспечивать ширину укладки до 4 м и принимает форму под профиль дороги. Горизонтальное положение двухвального смесителя регулируется с помощью гидроцилиндра. К особенностям установок можно отнести компактность: цистерны для эмульсии, воды и добавок объединены в моноблок. Подача жидкостей обеспечивается центробежными насосами для воды и добавок и шестеренчатым насосом для эмульсии. Бункер для минерального наполнителя может принять от 6 до 12 м3 материала, а конвейер с системой непрерывного взвешивания подает его в смеситель. Бункера для цемента объемом 600 л хватает на одну рабочую смену. Подача жидких веществ регулируется потенциометрами или в автоматическом режиме с помощью бортового контроллера Novasystem. Режим разработки рецептуры позволяет записывать все составы, используемые в работе. В режиме производства на дисплее отображаются данные о расходах и пропорциях веществ. Режим технического обслуживания позволяет калибровать состав компонентов. Табло сигнализации отображает возможные неисправности. В аварийном режиме доступно ручное управление. Для этого нужно просто перевернуть панель оператора на 180°.
Короб-распределитель Novabox с гидравлическим подъемником и автоматически регулируемой заслонкой, по заявлению изготовителя, на 45% тяжелее, чем аналоги других компаний. За счет этого устраняются неровности при укладке. Добавление в смесь стекловолокна Novasurfacing обеспечивает снижение шума при движении автомобилей и увеличивает срок эксплуатации покрытия. Армированная стекловолокном смесь имеет лучшее сцепление, а также позволяет избежать подтеков и придает прочность покрытию в зонах с повышенной нагрузкой. Кроме того, предотвращается распространение сетчатых трещин, расширяется температурный диапазон применения ЭМС, что особенно актуально для районов с суровым климатом.
Машины немецкой компании Schäfer-technic серий SM и SMS предназначены для равномерной и точной укладки литых смесей. Модельный ряд включает установки с бункерами для сыпучих материалов от 6 до 14 м3, баками для эмульсии объемом от 2000 до 6000 л, коробами с рабочей шириной от 1,2 м до 4 м. Особенностью конструкции машин является наличие системы предварительного розлива жидкого вяжущего для улучшения адгезии между слоями производительностью от 0,15 до 0,45 кг/мин.
В связи с переходом на 12-летний межремонтный срок автомобильных дорог федерального значения использование старых методов работы уже не отвечает текущим условиям. Чтобы на протяжении увеличенного межремонтного срока дорожное покрытие оставалось в удовлетворительном состоянии, необходимо повышать качество выполнения дорожно-строительных работ как при капитальном ремонте, так и при содержании дорог. В связи с этим большое значение приобретает восстановление слоя износа дорожного покрытия с помощью поверхностной обработки. По данным Росавтодора, в 2016 г. специальные защитные слои были уложены на 2,6 тыс. км федеральных трасс. Сегодня Росавтодор и подведомственные ему организации широко используют множество разнообразных методов и технологий для обновления верхнего слоя покрытия, включая тонкие слои износа типа «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг». К достоинствам «Сларри Сил» относится приготовление литой эмульсионно-минеральной смеси непосредственно на объекте, отсутствие необходимости подогрева эмульсии и высокая скорость выполнения работ. Среди недостатков специалисты отмечают влияние погодных условий на время распада битумной эмульсии, технологический перерыв после устройства слоя до 4 часов и необходимость использования специализированной техники.
