X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Технология ремонта асфальта с применением инфракрасного излучения является современным решением старой проблемы. Применение технологии инфракрасного прогрева устраняет большинство недостатков присутствующих при технологических процессах ремонта асфальта используемых на сегодняшний день, такие как холодные соединения, повышенные шумовые показатели, скорость выполнения работ, затраты энергоресурсов, не полная утилизация материалов и удаление отходов. Принимая во внимание вышеуказанные недостатки, использование процесса инфракрасного ремонта, по качеству сопоставимо с капитальным ремонтом (без учета проблем с основанием). Данная технология успешно применяется при ямочном ремонте, нанесении термопластичных разметок при внешних температурах ниже нуля, устранению деформаций слоя покрытия и ремонтов ряда других дефектов дорожных покрытий.

Новые решения старых проблем

Процесс инфракрасного ремонта асфальта предназначен для быстрой, бесшумной и эффективной работы по текущему и аварийному ремонту и устранению дефектов дорожного полотна, круглый год.

Основы процесса инфракрасного ремонта асфальта

Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (1-2 мм). Инфракрасный метод сушки имеет существенные преимущества перед традиционным, конвекционным методом. В первую очередь это, безусловно, экономический эффект. Скорость и затрачиваемая энергия при инфракрасной сушке в разы меньше тех же показателей затрачиваемых при традиционных методах. Инфракрасные лучи измеряются по спектрометру. Нужно учитывать что, при ремонте и регенерации асфальта чрезмерный нагрев бывает, вреден асфальту. В случае применения при ремонте и регенерации инфракрасного излучения количество производимой тепловой энергии является относительным до определенной степени. Не так важно максимальное количество выделенных калорий, а важно максимальное количество произведенных инфракрасных лучей с минимальным количеством тепловой энергией. Инфракрасные лучи имеют способность «производить тепло глубоко внутри предмета». По этой причине при ремонте и регенерации асфальта допускается глубокий нагрев без вскипания, отслаивания и разделения битума от заполнителя. Таким образом, процесс выполнения инфракрасного нагрева не изменяет собственных характеристик асфальта. Можно иметь отрицательный опыт при попытке ремонта асфальта методом нагрева с использованием открытого огня или чрезмерного тепла. Скорее всего, результатом был пересушенный пережженный асфальт, и разрушение отремонтированных таким методом участков за короткий промежуток времени. Причиной этого является то, что при нагреве открытым методом тепло начинает проникать через чрезмерный нагрев верхнего слоя в отличие от инфракрасных лучей, которые легко проникают внутрь покрытия. Чем дальше и глубже необходимо доставить тепло, тем сильнее поверхность нагревается от источника тепла и, как результат происходит пережог асфальта. Инфракрасное излучение работает немного по-другому. Чем глубже надо прогреть асфальт, тем выше нужно установить инфракрасную панель над поверхностью для более глубокого проникновения лучей. Не все то, что производит тепло, является действительным инфракрасным излучением. В типичной системе инфракрасного нагрева смесь газа и воздуха подается под давлением в преобразователи энергии, где и образуется инфракрасное излучение. Материалы, используемые при изготовлении конвертеров в объединении с особым технологическим процессом, позволяют производить максимальное количество лучей с минимальной выработкой конвекционного потока тепла. Лучи направляются в необходимом направлении при помощи ряда отражающих панелей. Требуется высокая концентрация лучей на определенном участке для глубокого проникновения и более равномерного процесса размягчения. Одновременно конвекционное тепло в значительной мере уходит через отверстия вентиляционной решетки.

Сравнение инфракрасного ямочного ремонта

с обычным традиционным ремонтом

Необходимо сделать определенные шаги для правильного ремонта асфальта, не зависимо от того, используется ли обычный метод или инфракрасное излучение. Также имеются определенные ограничения при ремонте асфальтовых покрытий. Можно рассмотреть, каким образом сокращается процесс ремонта асфальта с использованием инфракрасного излучения за счет сокращения некоторых шагов, входящих в обычный ремонт, что даст гораздо больше гибкости в продлении сезона работ и позволит производить постоянно качественную продукцию.

Обычный ремонт: (без проблем с основанием)

1. Ровно обрезать края участка предназначенного для ремонта.

2. Срезать старый материал.

3. Погрузить и вывезти старый материал в отвал (если возможно).

4. Очистить участок от мусора и/или воды.

5. Подготовить поверхность участка и нанести подгрунтовочный слой на холодные кромки.

6. Перемешать старый материал с новым и уложить обратно.

7. Разровнять гладилкой.

8. Уплотнить уложенный материал до необходимой степени.

9. Нанести необходимый герметизирующий состав.

Работы, описанные выше, применяются при обычном методе ремонта асфальта. Главным недостатком обычного метода ремонта является холодное соединение. Даже если работа выполнена очень основательно, все равно укладывается нагретый материал на холодное основание. Всякий раз, когда используется два материала с разной температурой при укладке вместе, формируется холодное соединение, а это слабое место. Связь двух поверхностей, даже заглаженных и уплотненных до необходимой степени не является прочной и, в конце концов, эти участки разделятся. Это создает место для попадания мусора и воды в глубину основания, и в итог приведет к разрушению смеси для ремонта.

Ремонт с использованием инфракрасного излучении (без проблем с основанием) включает операции:

1. Очистить участок от мусора и/или воды.

2. Установить инфракрасный излучатель над участком, предназначенным для ремонта.

3. Включить инфракрасный излучатель от 5 до 9 минут в зависимости от глубины, времени года и заполнителя.

4. Перемешать скребком размягченный на месте материал, устраняя старые соединения, швы и неровности.

5. При необходимости добавить материал для создания ровной поверхности.

6. Разровнять гладилкой.

7. Уплотнить уложенный материал до необходимой степени.

Когда при ремонте используется инфракрасное излучение, то ремонтируемые участки и примыкающие к ним площади подвергаются воздействию температуры одновременно, т.е. ширина нагрева на 20-25 см превышает ширину ремонтируемого (разрыхляемого) участка. Это устраняет любые холодные соединения или швы, и создает на участках термальную связь в существующем дорожном покрытии. Нет точек непрочности. Это также устраняет возможность попадания воды и мусора в швы и основание и не допускает разрушение смеси для ремонта. Остается снова подчеркнуть, что открытый огонь никогда не имеет контактов с поверхностью. Размягчение асфальта осуществляется благодаря уникальным свойствам инфракрасных лучей.

Устранение деформации дорожного покрытия (колейности)

Ремонт деформаций верхнего слоя дорожного покрытия в продольном и в поперечном направлениях с применением технологии инфракрасного излучения. Стандартные технологии устранения деформаций верхнего слоя покрытия в продольном направлении обладают рядом серьезных недостатков и ограничений, связанных с сезонностью проведения работ, избытком отходов, высоким уровнем шума, высокой стоимостью и недолговечностью восстановленного полотна. Технология ремонта асфальта с применением инфракрасного излучения является современным решением старой проблемы. Инфракрасные лучи способны проводить тепло глубоко внутрь асфальтового покрытия, по этой причине при ремонте допускается глубокий нагрев без вскипания, отслаивания и разделения битума от заполнителя, то есть процесс нагрева не изменяет собственных характеристик асфальта. Асфальт, приобретает свои первоначальные качества и рабочую температуру, что позволяет повторную укладку без нужды его полной замены, новый асфальт добавляется только для восстановления уровня асфальта, утерянного за счет образования дефекта.

Одним из главных недостатков обычного метода ремонта является укладка горячего асфальта на холодное основание. При этом формируется холодное соединение, в скором времени допускающее влагу к глубине основания, что приводит к несвоевременному разрушению покрытия. При ремонте методом инфракрасного излучения ремонтируемые участки и примыкающие к ним площади одновременно подвергаются воздействию температуры. Это создает на участках термальную связь в существующем дорожном покрытии, устраняя точки непрочности.

Ремонт колейности с использованием инфракрасного излучения состоит из процедур:

1. Очистить участок от мусора и/или воды.

2. Установить инфракрасный излучатель над участком, предназначенным для ремонта.

3. Включить инфракрасный излучатель от 5 до 9 минут в зависимости от глубины, сезона и заполнителя.

4. Перемешать скребком размягченный на месте материал, устраняя старые соединения, швы и неровности.

5. Добавить материал для создания ровной поверхности.

6. Разровнять.

7. Уплотнить уложенный материал до необходимой степени.

Использование инфракрасного излучения дает много возможностей для ремонта и регенерации асфальта, но есть и ограничения. Инфракрасные лучи не могут проникать через лужу или жижу. Скопившуюся воду (жидкую грязь) необходимо убрать. Влага и сырость не помешают инфракрасному излучению проявлять свои лучшие качества, но грязная лужа будет препятствием. Внешняя температура будет только незначительно влиять на время необходимое для прогрева. Но эти изменения от сезона к сезону незначительны и ими можно пренебречь, и можно проводить ремонтные работы круглый год. Внешняя температура не помешает Вам создать термальную связь на поверхности и глубине ремонтируемого слоя. Лучи могут проникать через несколько слоев, если работать поступенчато. Если имеется верхнее покрытие 2,5см и основание в 7,5 см, то лучи проникнут только через верхний слой или один слой за раз. Решение состоит в том, чтобы снять размягченный верхний слой и затем прогревать следующие. Лучи проникают через открытые покрытия. Используя данный прием, можно достигнуть проникновения лучей на полную глубину. Конечно, в некоторых случаях, полная глубина проникновения может и не понадобится. В случае большого числа выбоин несколько слоев и так будут подвержены воздействию лучей.

Экономия средств при использовании процесса инфракрасного ремонта асфальта достигает до 30% по отношению к ремонту другими способами.

В заключении, использование процесса инфракрасного ремонта асфальта позволяет не только производить экономически выгодные ремонтно-дорожные работы круглый год, но увеличивает послереставрационный срок эксплуатации дорожного полотна.

Код для цитирования: Скопировать