Презентация главного инженера АО "Труд" Киберева Ю.В.

Эффективные технологии строительства и ремонта автомобильных дорог в суровых

климатических условиях

1

Научно-практическая конференция «Развитие транспортной системы

России. Дороги Сибири»

Докладчик: главный инженер – первый заместитель генерального директора АО «Труд» Кибирев Ю.В.

Иркутск 2015

Группа компаний «Труд»• Группа компаний «Труд» — крупное многоотраслевое предприятие Сибири и

Дальнего Востока. Основное направление деятельности — дорожное строительство, реконструкция и ремонт автомобильных дорог. Победитель ежегодного конкурса «Лучшая подрядная организация» Ассоциации подрядных организаций России начиная с 2004 года. 15 филиалов компании работают в семи регионах России от Московской области до Курильских островов. В активе — строительство, реконструкция, капитальный ремонт федеральных автомобильных дорог М-58 «Амур», М-4 «Дон», М-1 «Беларусь», М-53 «Байкал», М-2 «Крым», М-10 «Скандинавия», М-56 «Лена», А-166 «Чита –Забайкальск» до границы с Китайской Народной республикой», строительство и реконструкция региональных дорог в Иркутской области, Республике Бурятия, Забайкальском крае, Сахалинской области, а также строительство взлётно-посадочных полос аэропортов в Бурятии, на о. Кунашир, в г. Иркутске. За минувшие годы построено и реконструировано свыше 2000 км автомобильных дорог. АО «Труд» имеет мощную производственную базу, современную техническую оснащенность, обладает высококвалифицированным персоналом работников всех уровней, способных решать задачи любой сложности.

2

Актуальность проблемы• Низкая плотность автомобильных дорог, их технический уровень и

транспортно-эксплуатационное состояние являются сдерживающими факторами социального и экономического развития страны. Транспортные затраты, в сравнении с экономически развитыми странами, одни из самых высоких в мире. Следовательно, вопросы выбора эффективных технологий строительства, реконструкции, ремонта автомобильных дорог, которые бы одновременно решали и проблему увеличения строительного сезона - становятся ключевыми.

• Такая постановка задачи имеет чрезвычайно важное значение, особенно для территорий Сибири, Забайкальского края, Якутии, Дальнего Востока с длительными временными периодами пониженных температур, температурными перепадами в весенний и осенний периоды года.

3

Актуальность проблемы• В тяжелом

положении находятся региональные и местные дорожные сети, улицы городов, населенных пунктов, особенно таких, которые вынуждены принимать потоки транзитного грузового автотранспорта

4

Актуальность проблемы• Накопившийся за

минувшие годы недоремонт дорог, вызывает необходимость поиска нового подхода по предупреждению разрушения и восстановлению дорожных сетей на основе инновационных технологий.

5

Инновационные технологии Наши предложения заключаются в широком применении относительно недорогих и достаточно эффективных технологий устройства оснований и покрытий при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог:– Технология устройства оснований и покрытий из

органоминеральных смесей.– Технология устройства тонких

макрошероховатых слоев из открытых битумоминеральных смесей.

– Технология приготовления и укладки теплых асфальтобетонных смесей

6

Органоминеральные смеси для дорожно-строительных работ

• ГОСТ 30491-2012 не предусматривает применение ОМС в I дорожно-климатической зоне, но разрешает использование грунтов укрепленных жидким, вспененным или эмульгированным битумом в основаниях дорожных одежд.

7

Укладка органоминеральной смеси


Автомобильная дорога А-166 «Чита-Забайкальск» км 165 – км 178 (проектная конструкция Д.О.)

Автомобильная дорога А-166 «Чита-Забайкальск» км 165 – км 178 (выполненная конструкция Д.О.)

8


В период c 2012 по 2014 годы АО «Труд» осуществляло работы по капитальному ремонту федеральной автомобильной дороги А 166 «Чита-Забайкальск до границы с китайской Народной Республикой» (км 165+00 – км 178+00; км 234 – км 248). По нашему предложению и согласованию Заказчика (ФКУ Упрдор «Забайкалье») была изменена конструкция дорожной одежды с устройством верхнего слоя основания из органоминеральной смеси по ГОСТ 30491-2012. толщиной 12см. Общая толщина конструкции, согласно выполненным расчетам была уменьшена на 9 см. Состав органоминеральной смеси представлен в таблице.

9

Состав органоминеральной смеси№ п/п

Наименование материала Состав минеральной части, % (эмульсия, вода сверх 100%)

Дозировка на замес (1250 кг), в кг

1 ЩПС 98 12502 Портландцемент ЦЕМ 11/А-

3, 32,5 Б2 25

3 Битумная эмульсия ЭБК 2 7,5 944 Вода 4 50


• За период 2012– 2014 годы было приготовлено и уложено свыше 46 тыс. тонн органоминеральной смеси в основание дорожной одежды. Производственные и приемочные испытания показали высокую надежность предложенной конструкции и высокие физико-механические свойства органоминеральной смеси.

Физико-механические свойства органоминеральной смеси

№ п/п

Наименование показателей Ед. измерен. Требования ГОСТ 30491

Фактические показатели

1 Средняя плотность г/см3 Не нормируется 2,532 Водонасыщение % Не более 10 5,533 Набухание % Не более 2 0,354 Прочность при сжатии

20С50С

МПаМПа

Не менее 1,4Не менее 0,50

1,551,22

5 Водостойкость Не менее 0,60 0,646 Водостойкость при

длительном водонасыщении Не менее 0,50 0,55

10


Оценка прочности дорожной одежды

(из отчета Забайкальского Государственного Университета

«ЗабГУ» июль 2015 г.)

1.Значения модуля упругости дорожной одежды на всем протяжении участка автодороги А-166 км 165 – км 178 превышают проектный показатель 300,5 Мпа.

2. Среднее значение модуля упругости дорожной одежды составило 362 Мпа, коэффициент вариации с = 32,53/362 = 0,09 < 0,15, следовательно дорожная одежда однородна по прочности.

11

Уложенный слой ОМС


В 2009 году АО «Труд» выполнило работы по строительству опытного участка дороги (подъезд к производственной базе АО «Труд» в г. Иркутске) с применением органоминеральных смесей в качестве покрытия.Физико-механические характеристики и состояние покрытия опытного участка (после пяти лет эксплуатации) подтверждают предположение о возможности использования ОМС в качестве покрытия автомобильных дорог с низкой интенсивностью движения в 1-ой дорожно-климатической зоне.

Физико-механические свойства смеси

№ Наименование показателей

Показатели

ГОСТ 30491-2012

Фактические

КерныПереформов

анные образцы

1 Плотность, г/см3 - 2,39 2,39

2 Водонасыщение, % по объему от 4,0 до 9,0 8,5 8,9

3

Предел прочности при сжатии, МПа, при:

20 не менее 1,2 - 3,0

50 не менее 0,5 - 0,5

4 Водостойкость не менее 0,55 - 0,56

6 Набухание, % по объему не более 2,5 1,6 2,2

12


Достоинства органоминеральных смесей– широкий диапазон применяемых

материалов – возможность заготавливать впрок и

хранить в штабеле (без минеральной добавки)

– укладывается без предварительной подгрунтовки

– хорошо укладывается асфальтоукладчиком или автогрейдером

– возможность использования имеющегося в дорожных организациях парка машин и оборудования.

13

Производство ОМС на смесительной установке МХ-

30

Открытые битумоминеральные смеси

• Одна из наиболее прогрессивных ремонтных технологий, направленных на восстановление и предупреждение разрушений покрытий дорог, улиц населенных пунктов – технология устройства тонких макрошероховатых слоев толщиной до 2,5 см из открытых битумоминеральных смесей.

• АО «Труд» было первопроходцем в реализации данной технологии, разработанной еще в Советском Союзе, и применяемой сейчас повсеместно на территории Сибири и Дальнего Востока

14

Укладка макрошероховатого слоя покрытия из ОБМС


Опыт работ:

• За период 2007-2014 год уложено 3082500 тыс. м2 или свыше 411 км макрошероховатых покрытий из открытых битумоминеральных смесей на федеральных автомобильных дорогах в Амурской, Иркутской областях и Забайкальском крае, на региональных автомобильных дорогах Республики Бурятия.

• Устройство тонких макрошероховатых слоев на цементобетонных покрытиях мостов а/д Амур общей площадью более 28 тыс. м2. на 46 мостовых сооружениях.

15

Покрытие из ОБМС на мосту


Согласно ТУ 218 РСФСР 601-88 «Смеси битумоминеральные открытые для устройства макрошероховатых слоев дорожных покрытий», открытые битумоминеральные смеси подразделяют:

• в зависимости от марок применяемого битума на: горячие – с использованием битума марок БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60; теплые – с использованием битума марок БНД 130/200, БНД 200/300;

• в зависимости от содержания щебня (% по массе) – на БМО 75/85, БМО 65/75, БМО 55/65;

• в зависимости от максимального размера щебня (мм) на: крупнозернистые – с размером щебня до 25; среднезернистые с размером щебня до 20; мелкозернистые с размером щебня до 15 (10);

• в зависимости от значений остаточной пористости (%) после уплотнения на: высокой плотности – от 1,5 до 3%; средней плотности от 3 до 5%; малой плотности от 5 до 7%.

16

Структура покрытия из ОБМС


Состав смеси битумоминеральной открытой для устройства

макрошероховатого слоя дорожного покрытия БМО 65/75 МП на

автомобильной дороге «Амур» Чита-Хабаровск.

Наименование применяемых материалов

Процентное содержание

Битум сверх 100%

Битум в 100%

1. Щебень фр. 5 - 15

71,4

68,13

2.Песок из отсева дробления

24

22,9

3.Минеральный порошок

4,6

4,39

4.Битум 4,8

4,58

17

Новое покрытие из ОБМС


Показатели физико-механических свойств

уплотненной открытой битумоминеральной смеси БМО 65/75 МП.Наименование показателя

Требования ТУ 218.601-88

Фактические показатели

Водонасыщение, % от объема не более

7

6,06

Предел прочности при сжатии Мпа, не менее при 200 С

2

2,78

Остаточная пористость, % по объему, не более

18

10,48

Сцепление битума с минеральной частью

выдерживает

18

Уплотнение покрытия из ОБМС


Преимущества технологии ОБМС:

• Срок службы не менее 6 лет.• Высокие темпы производства

работ.• Минимальные температурные

ограничения. • Использование имеющегося

оборудования и парка дорожной техники.

• Для городских магистралей и улиц не требуется поднятия бордюрных камней, колодцев и дождеприемников.

19

Малая толщина покрытия из ОБМС


Технология устройства ОБМС решает одновременно множество задач:

1. Ликвидация деформаций и разрушений

2. Восстановление утраченных свойств и сплошности дорожного покрытия.

3. Увеличение водостойкости, выравнивание поперечного профиля и микронеровностей проезжей части.

4. Усиление существующих дорожных конструкций.

5. Увеличение межремонтных сроков.6. Значительное повышение сцепных

качеств 7. Интенсивное разрушение ледяных

образований в зимний период.

20

Существующее покрытие

Новое покрытие из ОБМС

Теплые асфальтобетонные смеси

• Теплая асфальтобетонная смесь – это общий термин, охватывающий множество технологий позволяющих производить, транспортировать, укладывать и уплотнять асфальтобетонные смеси при более низких, чем предусмотрено для обычных (горячих) смесей, температурах.

• Производство и применение регламентируются ОДМ 218.2.042-2014. «Теплые асфальтобетонные смеси. Рекомендации по применению»

21

Теплые асфальтобетонные смеси• В АО «Труд» был

разработан свой метод производства теплых асфальтобетонных смесей с использованием вспененного битума: вспенивание битума достигается непосредственно в смесителе АБЗ путем подачи в него имеющего определенную влажность материала (минерального порошка либо гидролизного лигнина)

22

Укладка теплого асфальтобетона. Температура смеси за

асфальтоукладчиком 90 градусов

Теплые асфальтобетонные смеси• АО «Труд» было

разработано устройство для увлажнения минерального заполнителя - Дозатор распылитель воды ДРВ-001

• Принцип действия дозатора заключается в автоматическом дозировании и распылении воды через форсунки в заданном объеме и временном диапазоне, на выходе минерального заполнителя из шнека подачи.

Установка для увлажнения минерального порошка

23

Теплые асфальтобетонные смесиТехнология производства:

• Температура нагрева каменного материала на выходе из сушильного барабана составляет 130-140 С;

• температура выгрузки асфальтобетонной смеси из бункера-накопителя составляет 120-130 С;

• Увлажнение минерального порошка или гидролизного лигнина происходит перед его подачей в смеситель АБЗ. Вода впрыскивается в количестве, необходимом для придания материалу определенной влажности:– гидролизного лигнина – 1% от массы минерального

материала или 25% от веса вводимого лигнина;– минерального порошка – 3% от массы битума.

24

Теплые асфальтобетонные смеси• Укладка теплого

асфальтобетона производилась на участке трассы Р-255 в районе с. Шерагул. Температура смеси при выгрузке в бункер асфальтоукладчика составляла 110-120 градусов, уплотнение производилось при температурах от 100 до 70 градусов.

Уплотненная асфальтобетонн

ая смесь. Температура на

термометре после окончания уплотнения 74 С

25

Теплые асфальтобетонные смеси• По результатам

испытаний теплый асфальтобетон ни в чем не уступает горячему. Несмотря на низкую температуру укладки и уплотнения, удалось добиться коэффициента уплотнения 1,01.

Физико-механические свойства асфальтобетонных смесей



ГОСТ 9128-2013

Эталонная горячая

асфальтобетонная

смесь типа Б марки II

Теплая асфальтобе

тонная смесь типа Б марки II

1 Плотность, г/см3 - 2,56 2,59

2 Водонасыщение, % по объему от 1,5 до 4,0 1,6 2,5

3


0 не более 10 8,5 8,820 не менее

2,2 3,6 3,6

50 не менее 0,9 1,6 1,3

4 Водостойкость не менее 0,9 0,92 0,91

5 Водостойкость при длительном водонасыщении

не менее 0,85 0,9 -

6

Сдвигоустройчивость по

коэффициенту внутреннего трения не менее 0,80 0,91 0,83

сцеплению при сдвиге при температуре 50, МПа

не менее 0,31 0,37 0,46

7Трещиностойкость по пределу прочности на растяжение при расколе при 0 и скорости деформации 50 мм/мин

2,5-6,0 3,2 3,3

26

Теплые асфальтобетонные смеси• Использование отходов

промышленности в составе асфальтобетона также имеет большую перспективу. Так, в июле 2015г. был проведен эксперимент по устройству покрытия из теплой асфальтобетонной смеси с гидролизным лигнином, примененным вместо минерального порошка. Смесь производилась по описанной ранее технологии. Укладка производилась на подъезде к производственной базе Тулунского филиала АО «Труд».

Укатка покрытия из теплого асфальтобетона с применением

гидролизного лигнина

27

Теплые асфальтобетонные смесиФизико-механические свойства асфальтобетонных смесей с

гидролизным лигнином



ГОСТ 9128-2013

Эталонная горячая

асфальтобетонная

смесь типа Б марки II

Экспериментальная теплая

асфальтобетонная смесь

1 Плотность, г/см3 - 2,56 2,482 Водонасыщение, % по объему от 1,5 до

4,0 1,6 3,6

3


0 не более 10 8,5 8,8

20 не менее 2,2 3,6 3,6

50 не менее 0,9 1,6 2,0

4 Водостойкость не менее 0,9 0,92 0,95

5 Водостойкость при длительном водонасыщении

не менее 0,85 0,9 0,87

6

Сдвигоустройчивость по коэффициенту внутреннего

тренияне менее

0,80 0,91 0,88сцеплению при сдвиге при

температуре 50, МПане менее

0,31 0,37 0,52

7Трещиностойкость по пределу прочности на растяжение при расколе при 0 и скорости деформации 50 мм/мин

2,5-6,0 3,2 2,9

• Результаты лабораторных испытаний показывают, что замена минерального порошка на гидролизный лигнин и снижение температуры смеси не оказывают негативного влияния на характеристики асфальтобетона.

• Стоимость тонны гидролизного лигнина составляет 300 руб., стоимость тонны минерального порошка – 3-4 тыс.руб.

28

Теплые асфальтобетонные смеси• Преимущества теплого

асфальтобетона: – экономия

энергоресурсов при производстве

– снижение выбросов загрязняющих веществ

– менее интенсивное старение вяжущего в смеси

– повышение дальности возки и возможность укладки при пониженных температурах воздуха

– улучшение условий труда бригады асфальтировщиков

Укладка теплой асфальтобетонной смеси

29

Теплые асфальтобетонные смеси• Преимущества разработанного

оборудования для производства теплых асфальтобетонных смесей:– стоимость разработанной

установки для увлажнения минерального порошка примерно в 10 раз ниже стоимости установок для вспенивания битума от зарубежных производителей

– простота конструкции– отсутствие необходимости

врезки в систему подачи битума, находящуюся под высоким давлением

– быстрый монтаж и настройка (около 2-3 часов)

Работа форсунки установки по увлажнению

минерального порошка

30

Теплые асфальтобетонные смеси• Замер

промышленных выбросов на АБЗ, произведенный специалистами ФБУ «ЦЛАТИ по СФО» доказывает экологичность теплых асфальтобетонных смесей

SO2, ppm NOx, ppm Сажа, ppm*10000.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

Диаграмма промышленных выбросов АБЗ Marini rs-1800 при производстве горячих и теплых

асфальтобетонных смесей

Горячая смесь Теплая смесь

31

Результаты эксперимента и выводы

• Физико-механические характеристики теплой асфальтобетонной смеси типа Б марки II полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ 9128-2013.

• Экономия топлива составляет 1,6 литра (20-30%) на тонну произведенной смеси

• Снижается объем выбросов загрязняющих веществ

• Снижается степень старения (окисления) битума

32

Заключение• Предлагаемые технологии выполнения дорожных работ с

использованием органоминеральных смесей в основаниях и покрытиях автомобильных дорог, открытых битумоминеральных смесей и теплых асфальтобетонных смесей в суровых природно-климатических условиях доказали свою эффективность. Высокие темпы производства работ, использование имеющегося оборудования и парка дорожной техники для приготовления и укладки органоминеральных и битумоминеральных смесей, исключение необходимости приобретения дорогостоящего импортного оборудования для производства теплых асфальтобетонных смесей, возможность использования местных материалов, отходов промышленности и старого материала дорожной одежды позволяют сделать вывод о необходимости широкого применения предлагаемых технологий на федеральных, и, особенно, на региональных, межмуниципальных и местных дорожных сетях, на городских улицах и дорогах.

33

Спасибо за внимание!

34

Презентация главного инженера АО "Труд" Киберева Ю.В.

Technology

Transcript of Презентация главного инженера АО "Труд" Киберева Ю.В.