Что значит фрезерование асфальта
Дорожная фреза что это такое?
Одна из ключевых машин, используемых в дорожном строительстве при реконструкции, строительстве и текущем ремонте. Основное предназначение – снятие и измельчение верхних слоев асфальтобетонного покрытия плюс стабилизация грунтов земляного полотна нижних слоев основания.
Что такое фрезерование асфальта?
Это снятие верхних слоев старого асфальтобетонного покрытия заданной толщины.
Зачем это нужно?
Со временем количество температурных и отраженных трещин на покрытии увеличивается. Пластические деформации в виде колееобразования и естественного износа покрытия под колесами автомобилей в какой-то момент становится критическим и препятствует нормальной безопасности дорожного движения. В подобном случае принимается решение о текущем ремонте аварийного участка.
Чаще всего выбирается наиболее дешевый вариант – выравнивание профиля дорожного полотна путем фрезерования с последующей укладкой нового слоя асфальтобетона. Полученный в ходе фрезерования асфальтогранулят в некоторых случаях может использоваться повторно (см. нашу предыдущую заметку про ресайклинг дорожного покрытия).
Дорожные фрезы бывают на гусеничном и колесном ходу.
(пример фрезы на гусеничном ходу)
Основной рабочий орган фрезы – ротор барабанного типа, различной ширины, расположенный между гусеницами/колесами. По его габаритам и определяется максимальная ширина зарезания фрезы (от 0,2 м. — в случае компактных фрез и до 4,2 метров-большие). Максимальная глубина фрезерования может достигать до 0,5 метра.
Основной режущий элемент ротора – резцы с вольфрамовыми, или алмазными коронками.
По направлению срезания фрезы могут снимать покрытие, как сверху-вниз, так и снизу-вверх.
В зависимости от вида работ и предназначения фреза может быть, как с конвейерной лентой, так и без нее.
Основные популярные производители:
Фрезерование дорог
Фрезерование асфальта – одна из самых распространенных операций в дорожном строительстве. На Западе дорожные фрезы применяются при ремонте более 80% всех дорог. С помощью данного оборудования снимается старый асфальтобетонный слой дорожного полотна, происходит текстурирование его поверхности и подготовка к укладке нового полотна.
Машины фрезерования асфальта являются самоходными устройствами, рабочий барабан которых находится в горизонтальном положении. Перемещение фрез по дорожному покрытию происходит с помощью гусеничных тележек или колес. Вращающийся фрезерный барабан опускается на необходимую глубину, убирая слой старого асфальтобетона. Опускание вращающегося барабана возможно под наклоном и параллельно поверхности. Срезанный материал попадает в валки либо загружается с помощью конвейеров в грузовые автомобили.
Холодное фрезерование
Принцип работы фрез при данном способе предусматривает снятие старого асфальтобетонного слоя и его смешивания со свежим материалом. Далее на фрезерованную поверхность укладывается подготовленная смесь. Холодное фрезерование асфальта – технология, позволяющая точно вскрывать места для прокладки линий связи, подземного трубопровода. С помощью таких фрез можно выравнивать бетонные полы в производственных комплексах, удалять покрытия люков колодцев. В отличие от горячего, холодное фрезерование асфальта является менее затратным и более практичным.
Горячее фрезерование
Данный метод резки асфальта был разработан первым. Старый асфальт снимается после того, как поверхность нагрета. При нагревании асфальт размягчается, что обеспечивает удобное срезание. Однако, есть у данного метода фрезерования асфальта и недостатки. Самым значимым из них является то, что при нагревании асфальт теряет своею первоначальную структуру и склеивается в однородную массу. Это исключает возможность его смешивания со свежим составом. К тому же на нагрев асфальта тратится значительное количество топлива и дополнительное время, что увеличивает затратность метода.
Фрезерование покрытия дороги позволяет сохранять дорожное покрытие в отличном состоянии на протяжении долгого времени. Если сравнивать стоимость одного фрезерования дорог со стоимостью неоднократного проведения ямочных ремонтных работ, первый вариант окажется гораздо выгоднее.
Фрезерование асфальта
Фрезерование асфальта – эффективный метод ремонта и обновления дорожных покрытий. В зарубежных странах эту технологию используют уже много лет, примерно 8 из 10 дорог в Европе отремонтированы с применением фрезеровки. В России фрезерование асфальта с каждым годом становится все более востребованным. Специалисты с уверенностью утверждают, что в недалеком будущем практически все ремонтные работы будут выполняться с использованием дорожных фрез.
Особенности фрезерования
Данная технология предполагает срезание верхнего слоя асфальта с целью подготовки поверхности дороги к последующей укладке нового покрытия. Работы осуществляются с помощью специализированной техники – многофункциональных дорожных фрез.
В строительно-дорожных работах используется два вида фрезерования – холодное и горячее. Главное отличие двух методов срезки асфальтового покрытия – температура. Основные преимущества фрезерования асфальта:
Кроме многочисленных достоинств, технология фрезерования асфальта имеет один недостаток. Работы выполняются специальной техникой – мощными, но дорогостоящими дорожными фрезами. Для выполнения работ надо не только выделить средства на покупку машин. Спецтехнику необходимо хранить и обслуживать. Оптимальный вариант – взять дорожные фрезы в аренду.
Арендатору не надо подыскивать подходящее место для хранения вне рабочее время дорожных фрез, регулярно проходить техосмотр и тратиться на топливо. Взяв спецтехнику напрокат, он платит за площадь участка дорожной трассы, которая требует ремонта. Средняя стоимость 1 кв. м. дороги – 25 руб., а при аренде 2-х и более единиц спецтехники арендатор может получить дополнительную скидку.
Полезная информация! Существенно сэкономить на дорожных фрезах могут не только арендаторы спецтехники, у которых возникла необходимость ремонта дорожного покрытия. Выгоду аренды ощутят подрядчики, работающие в сфере дорожно-строительных работ.
Горячее фрезерование асфальта: плюсы и минусы
Горячий способ фрезерования появился намного раньше холодного. Для того, чтобы выполнить плавную резку дороги, покрытие из асфальта предварительно нагревали. Для этого использовали передвижные горелки, оснащенные инфракрасным излучением. В качестве топлива для используемых машин применялся природный газ или керосин.
Основное достоинство горячего фрезерования – срезка асфальтового покрытия с дефектами требует намного меньше усилий. У данного метода есть недостатки:
С развитием новых технологий появился более простой и удобный метод фрезерования – холодный. Сегодня он пользуется особой популярностью в строительно-дорожных работах в разных странах мира.
Преимущества холодного фрезерования
На сегодняшний день срезка асфальтового покрытия широко востребована, так как этот метод имеет множество достоинств. В процессе фрезерования поврежденный асфальт превращается в гранулят. Это сыпучий стройматериал, который состоит из кусков определенного размера. Главное преимущество этого материала – его можно использовать повторно.
В 1960-е года стало актуальным вторичное применение материалов, поэтому возможность использования старого дорожного покрытия оценили во многих странах. В скором времени инженеры компании из США Galion Iron Works разработали инновационный вид спецтехники. Машины Galions выполняли одновременно несколько важных функций:
Инновационная технология холодного фрезерования асфальта не требует трудоемкого размягчения покрытия. Фрезерный барабан оснащен острыми зубьями, которые обеспечивают легкое и надежное сцепление с поврежденным со временем слоем асфальта. Он быстро срезает старый слой с поверхности дороги и превращает его в сыпучую массу, которую затем смешивает с новым асфальтовым покрытием.
Полезная информация! Холодное фрезерование асфальта существенно сокращает расходы и позволяет получить новое дорожное покрытие с длительным сроком службы.
Спецтехника для фрезерования
В ходе дорожно-ремонтных работ срезка асфальтового покрытия осуществляется специальной, многофункциональной техникой. Тяжеловесная машина имеет функцию регулировки уклона и глубины снятия асфальтного дорожного покрытия. Фрезерование происходит с использованием фрезерного барабана на гидроприводе, по направлению движения техники.
Холодные фрезы условно подразделяются на 2 вида: малые и большие. Ширина фрезеруемой зоны малых моделей спецтехники составляет 0,3-1,2 м, а глубина фрезерования – до 0,1 м. Машины этого вида отличаются компактными размерами, легкостью эксплуатации и повышенной маневренностью. Главная особенность спецтехники – фрезерный барабан находится между двумя колесами заднего моста.
Полезная информация! При снятии дорожного покрытия рядом с решетками, сточными колодцами, решетками и другими объектами используют фрезерную машину, оснащенную откидным опорным колесом. Она снимает полосы покрытия до 1 м шириной.
Большие холодные фрезы качественно выполняют холодное фрезерование с более высокой производительностью, что позволяет обслужить большой участок дороги за короткий промежуток времени. Ширина зоны фрезерования 1,3-4,2 м, а глубина 0,15-0,3 м. Характерная особенность спецтехники – барабан расположен между задним и передним мостом. Также машина этого вида имеет отгрузочный транспортер.
Благодаря инновационным достижениям современной микроэлектроники, системы и органы управления машин усовершенствованы. Современные дорожные фрезы – это высокотехнологичное оборудование, в котором продумана каждая функция. Для обновления асфальтированных дорожных покрытий используется инновационная технология.
Усовершенствование процесса фрезерования
Для отвода воды поверхность дороги должна быть одинаковой толщины и иметь боковой уклон. Чтобы это обеспечить, профиль базового материала для укладки должен быть точно выдержан. Для выполнения этого условия производители стремились повысить точность фрезерования. Были разработаны системы контроля как поперечного, так и продольного уклона поверхности, увеличилась скорость и глубина срезка асфальта.
Благодаря инновационным технологиям, в современной дорожно-ремонтной сфере широко используются системы, большая часть которых автоматизирована. Результат многолетних разработок – мощные, точные, надежные и долговечные машины. На современном рынке представлены усовершенствованные модели техники для срезки асфальта, отличающиеся конструкцией и техническими характеристиками.
Дорожные фрезы популярных производителей
Немецкая компания Wirtgen выпустила 12 моделей техники для срезки и обновления дорожного покрытия. Конструкция техники включает инновационные технические разработки, которые повышают точность работы системы. Фрезы популярного бренда эффективно срезают и максимально измельчают старое дорожное покрытие.
Полезная информация! Фрезы Wirtgen – холодная асфальтная фреза, которая эффективно справляется с любыми задачами и гарантирует высокое качество фрезерования асфальта при небольших эксплуатационных расходах.
Еще одна компания Dynapac из Германии выпустила 3 модели техники для фрезерования автодорог. Все холодные фрезы для срезки асфальтированного и бетонного дорожного покрытия бренда Dynapac автоматизированы. Машины оснащены программируемым электронным управлением и надежным двигателями Cummins с мощностью 60-600 л.с.
Пользуются популярностью также холодные фрезы компании Bitelli из Италии. Производитель выпустил 4 базовые модели с мощностью 68-340 кВт. Компания Marks (Германия) предлагает машины мощностью 24-559 кВт с эксплуатационной массой 2,5-53 т. Известны на рынке машины для фрезерования от Ingersoll-Rand (США), Martimex Alfa (Словакия), Gehl (США-ФРГ).
Компания Roadtec (США) выпустила много моделей машин разного предназначения. Производитель предлагает спецтехнику для коммунальных нужд и мощные холодные фрезы, захватывающие всю полосу проезжей части. Отличие техники – высокие показатели мощности, экономичность работы и отличная производительность. Машины Roadtec могут осуществлять фрезерование асфальта в 2-х направлениях.
Полотно дороги постоянно изнашивается, а при интенсивном дорожном движении это происходит активней. Это присуще европейским, американским, российским и другим дорогам. Если старое дорожное покрытие заменяется вовремя, то дороги много лет выглядят безупречно. Для цивилизованного решения этой проблемы разработан эффективный способ ремонта старой дорожной одежды – метод холодного фрезерования. Экологичное и многофункциональное оборудование – идеальное решение проблем в сфере дорожно-ремонтных работ.
Переработка старого асфальта: особенности разных методов рециклинга дорожного покрытия
Асфальтобетонное дорожное покрытие автобана подвергается постоянному воздействию механических нагрузок от транспортных средств.
Кроме того, на него влияют погодные условия и грунтово-гидрологические факторы.
Внутренние напряжения и деформации дорожного полотна, вызываемые этими воздействиями, накапливаются, что приводит к появлению дефектов и разрушений верхнего слоя дорожной одежды в виде трещин и выбоин.
Чтобы качество дорожного полотна соответствовало требованиям безопасности дорожного движения (ст. 12 Федерального закона от 10.12.1995 за № 196-ФЗ в редакции от 26.07.2017 «О безопасности дорожного движения»), дорожно-строительными организациями проводятся работы по удалению изношенных и поврежденных слоев асфальтобетонного покрытия (АБП) и замене их новыми слоями.
Объемы ежегодно снимаемых старых АБП в каждом крупном городе РФ составляют десятки тысяч тонн, а в целом для автомобильных дорог России ежегодно «набегает» более миллиона тонн демонтированного асфальтобетона.
Современные технологии переработки старого асфальтобетона носят ресурсосберегающий характер, поскольку регенерированное покрытие с успехом используется в процессе создания нового АБП.
Структура асфальтового дорожного покрытия
Регенерация демонтированного АБП направлена на восстановление и повышение технико-эксплуатационных характеристик асфальтобетонного материала с целью его повторного использования для асфальтирования автобанов или других дорожно-ремонтных работ.
По истечении ресурсного срока эксплуатации дорожного покрытия в его составе сохраняется до 90% полезной массы асфальтобетонного материала, пригодного для дальнейшего применения.
Чтобы методики переработки б/у асфальта были более понятны, рассмотрим подробнее структуру дорожной одежды и свойства основных элементов, ее составляющих.
Дорожные одежды с АБП являются наиболее распространенными конструкциями автобанов всех категорий.
Выше приведена схема так называемого «дорожного пирога» — многослойной дорожной одежды с обязательным асфальтобетонным покрытием толщиной не менее 15 см.
ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные…» определяет состав асфальтобетонных смесей (п. 3.1) как рационально подобранные смеси щебня, гравия, песка и минерального порошка с битумом, перемешиваемые в нагретом состоянии. При этом асфальтобетоном принято называть (п.3.2) асфальтобетонную смесь (далее – АБС) в уплотненном состоянии уже после укатки катками.
Следует различать понятия асфальта и асфальтобетона, используемые в дорожно-строительной практике:
В составе АБП битум составляет всего 4,5-6,0%, остальное – щебень, гравий и песок.
Это дало основание еще полвека назад на основе широких исследований в США, СССР, европейских странах и Китае взять на вооружение концепцию о 100%-й пригодности дорожного асфальтобетонного покрытия к переработке и повторному применению.
Современные технологии регенерации и рециклинга асфальтобетонных покрытий представляют собой переработку изношенного в процессе эксплуатации АБП с доведением его технических показателей и физико-химических характеристик до требуемого уровня.
Использование демонтированного старого асфальтобетона позволяют сделать это при минимальном потреблении новых вяжущих материалов и инертных заполнителей.
Удаление отслужившего материала
Своеобразной точкой отсчета запуска переработки старого асфальтобетона является демонтаж асфальтобетонного полотна.
Он проводится с учетом состояния слоя полотна, типа покрытия и ряда других факторов.
Асфальтовое покрытие снимают послойным удалением материала изношенного полотна, при этом демонтируют либо по всей толщине дорожного покрытия, либо удаляют только материал локальных поврежденных зон.
На небольших участках до сих пор используют ручные способы вскрытия и удаления асфальта с использованием таких инструментов, как:
На больших площадях снятия АБП без специализированной техники уже не обойтись. На смену бригадам с отбойными молотками и лопатами пришли мини-экскаваторы с гидромолотами.
Серьезную конкуренцию традиционным способам снятия дорожного полотна представляют современные дорожные фрезеры, оснащенные вращающимися фрезерными барабанами для прорезания старого асфальтобетона на требуемую глубину.
Ширина прорезаемой полосы на дороге при удалении покрытия зависит от ширины барабана и варьируется в пределах от 350 мм до 2200 мм.
Стальные зубья барабанов срезают необходимый слой АБП и прорезают на основании дорожной одежды неглубокие борозды для улучшения сцепки оставшегося материала основания с новым слоем асфальтобетонной смеси или регенерированного асфальтобетона.
Фрезерование слоев дорожного полотна выполняют двумя различными способами:
У каждого из способов фрезерования имеются свои преимущества и недостатки.
Горячее фрезерование
Этот метод для удаления АБП быо внедрен раньше, чем начали применять холодное фрезерование.
При помощи мобильных инфракрасных горелок, работающих на газе (пропан-бутановая смесь) или на керосине, асфальт нагревается и размягчается.
Это помогает снизить величину усилия, которое нужно затратить для разрушения демонтируемого покрытия.
Недостатками горячего фрезерования являются следующие обстоятельства:
При выборе горячего фрезерования приоритетным мотивом считается скорость проведения ремонтных работ, поскольку нагретое АБП срезается быстро и с минимальными усилиями.
Резюмируя вышесказанное, можно отметить, что горячий способ — затратный, но быстрый.
Холодный способ
Холодное фрезерование требует больше усилий и более затратно по времени выполнения работ, поскольку слой дорожного полотна снимается в своем естественном твердом состоянии.
Преимуществами этой методики являются следующие факторы:
Асфальтобетонный лом и гранулят
Демонтаж старого АБП приводит к образованию кусков асфальтобетона различных размеров, называемых асфальтобетонным ломом.
В составе таких отходов — лома — остаются основные компоненты асфальтового и асфальтобетонного покрытия – щебень, песок и остатки битума.
Толщина снятых пластов составляет от 5 до 15 см.
Размеры кусков асфальта не нормируются, однако в практике сепарации асфальтовых глыб принято разделять на три условные группы:
Асфальтовый лом, находясь в статусе вторичного ресурса, является отличным ремонтно-строительным материалом. Достоинствами асфальтового лома считаются следующие качества:
Средние показатели объемного веса асфальтового лома составляют 1800-2200 кг на 1 м3, тогда как у асфальтобетона этот параметр несколько больше – от 2000 до 2450 кг или, соответственно, 2-2,45 т на 1 м3.
В зависимости от способа дробления кусков старого асфальтобетона получают асфальтобетонный гранулят (далее – АБГ) и асфальтовую крошку, пользующиеся широким спросом. Средняя плотность АБГ – от 2100 до 2200 кг/куб.м.
Стандартом СТО НОСТРОЙ 2.25.35-2011 «Автомобильные дороги. Устройство оснований дорожных одежд» дано определение АБГ как измельченного старого асфальтобетона (п.3.2), который допускается применять при изготовлении дорожных одежд и покрытий.
В связи с растущей востребованностью АБГ в дорожно-ремонтных работах внедрен ГОСТ Р 55052-2012 «Гранулят старого асфальтобетона. Технические условия», регламентирующий требования к этому материалу по аналогии с европейским стандартом на гранулят асфальтобетона EN 1310808.
Это позволит поднять планку уровня использования АБГ как высококачественного материала для дорожной одежды.
На российском рынке строительных материалов цена лома асфальтобетона варьируется в пределах 100-300 руб./куб. м, тогда как вторичный АБГ предлагается по цене 500-1500 руб. за тонну.
Рециклинг и регенерация
В мировой практике дорожно-строительных работ по реконструкции автобанов с успехом используются методы регенерации и рециклинга бывших в использовании материалов дорожной одежды, позволяющие экономить на приобретении новых стройматериалов.
Довольно часто в информационных источниках по этой тематике некорректно трактуются понятия регенерации и рециклинга асфальтобетона, смешивая в одну кучу конечные результаты совершенно разных по своей сути технологических концепций.
Уточним особенности этих процессов, связанные с их названиями. Термин регенерация взят из латинского языка – «regeneratio» означает «возрождение, восстановление».
Применительно к реконструкции дорожных одежд автомагистралей регенерация означает восстановление их технико-эксплуатационных качеств:
А для самого АБП – восстановление физико-механических свойств и показателей качества.
Среди таких свойств:
Повторное использование материала старого АБП специалисты называют английским словом «recycling», означающим рециркуляцию – повторное использование, возвращение в оборот, переделку/переработку для полезного использования.
Рециклинг старого покрытия может проводиться без регенерации его свойств, например, в случае применения гранулята асфальтового лома для укрепления дорожных обочин отсутствует потребность в восстановлении пластичности, необходимой асфальтобетонной смеси при ее вторичном использовании в дорожном покрытии.
Алгоритм рециклинга АБП
Для технической реализации рециклинга старого асфальтобетона в целях его применения в качестве верхнего слоя дорожного покрытия выполняются следующие работы:
При проведении работ по переработке старого асфальта должны соблюдаться следующие требования, направленные на обеспечение качества нового асфальтобетонного покрытия:
Количественные показатели по содержанию гранулята и добавок в новом асфальтобетоне должны определяться лабораторными методами в соответствии с ГОСТ, ТУ и другими нормативными документами.
Способы вторичного использования отходов асфальтобетона
По месту проведения технологических мероприятий рециклинга различают два способа переработки снятого дорожно-строительного материала:
В зависимости от применения разогрева асфальтобетона при его переработке технологии рециклинга подразделяют на две большие группы:
Реалии практики дорожно-ремонтных работ таковы, что чаще всего используются комбинированные варианты названных методик.
Например, горячая переработка асфальтобетона еще не так давно отождествлялась с работами в стационарных заводских условиях на территории с развитой производственной инфраструктурой (склады, транспортные пути для завоза асфальтового лома и вывоза приготовленной асфальтобетонной смеси, емкости с битумом и т.п.).
С появлением мобильных АБЗ переработку асфальта осуществляют непосредственно на ремонтируемой дороге, обеспечивая выполнение всех необходимых технологических операций, присущих горячему рециклингу.
Холодное фрезерование, используемое в методиках холодного ресайклинга передвижных установок, с успехом «перекочевало» в технологические потоки, используемые на стационарных АБЗ.
Вместо разогрева в смесителях раздробленные куски АБП или гранулят от дорожной фрезеровки смешиваются с эмульсионными добавками или вспененным бетоном, после чего считаются годными для укладки.
В качестве альтернативы традиционной технологии восстановления АБП по формуле «фрезерование и повторное асфальтирование» выступают методики горячей и холодной регенерации на месте проведения дорожных работ.
В первой из них используется регенерация асфальтобетона на АБЗ стационарного или мобильного типа, а во второй — разрыхление материала покрытия, его обработку на месте, улучшение свойств и укладку в покрытие дорожной одежды.
В работах задействован комплект термопрофилировочной техники, состоящий из асфальторазогревателя, горячего рециклера, называемого также термопрофилировщиком, и гладковальцованных катков.
Принципы работы асфальтобетонных заводов
Технологический поток переработки асфальтобетона на АБЗ состоит из следующих этапов:
Горячая переработка на АБЗ имеет следующие преимущества:
Из недостатков горячей переработки в стационарных условиях отмечают следующие факторы:
Особенности горячего и холодного способов на месте проведения работ
Горячий способ, называемый также термопрофилированием асфальта, осуществляется непосредственно на месте ремонта дорожного полотна.
Для всех технологий термопрофилирования характерны следующие операции:
В зависимости от конкретной технологии горячего рецикклинга на различных стадиях техпроцесса могут использоваться операции по добавлению битума, введению пластификаторов или свежей асфальтобетонной смеси и т.п.
Технологии горячей переработки асфальтобетона на месте обладают следующими достоинствами:
К недостаткам «горячего» метода относят:
Работы по холодному рециклингу, проводимые на месте, выполняются в следующей последовательности:
Из достоинств холодного рециклинга на месте отмечают:
Недостатки этой методики следующие:
Видео по теме
Видео о преимуществах ремонтных работ дорожного полотна, проводимых на месте и в небольших объемах, с помощью специального оборудования для инфракрасного нагрева и регенерации отслужившего асфальта:
Заключение
Применение ресурсосберегающих технологий по использованию регенерированных старых асфальтобетонных материалов позволяет создавать адекватную замену определенной части компонентов асфальтобетонной смеси с соблюдением основных требований к качеству дорожных покрытий.
При этом существенно снижаются расходы на приобретение битума, экономятся энергоресурсы и материалы.