Мікросюрфейсінг і Сларрі Сіл — емульсійно-мінеральні суміші для захисту доріг: їх застосування та переваги

Поверхнева обробка дороги для захисту від зносу проводилася в Україні давно. Правда виглядало це не так, як зараз. У найбільшу спеку, коли від сонця асфальт ставав м’яким, асфальтові траси заливали рідким бітумом, а зверху засипали щебенем середньої крупності.

Такий ремонт доріг в Україні шляхом поверхневої обробки давав непогані результати. Відновлювалося покриття, затягувалися тріщини в асфальтобетоні, дорозі поверталося “зчеплення”. Завдяки оновленню захисного шару термін служби асфальтобетону зростав. Поверхня дороги ставала рівною і чорною.

Але від такого способу поверхневої обробки відмовилися: з одного боку — через шкоду, який цей спосіб ремонту наносив машинам і екології. З іншого — через підвищення якості асфальтобетонних сумішей, зменшилася економічна ефективність поверхневої обробки.

Нова форма змінює зміст

В останні роки інтерес до захисних покриттів знову зріс. Перш за все тому, що з їх допомогою можна швидко і порівняно недорого відновити експлуатаційні властивості і продовжити термін від будівництва до капітального ремонту. Розробки вчених і розвиток технологій дорожнього будівництва дали для цього нові засоби. Вони безпечні і для машин, і для природи.

Якщо говорити в цілому, то типовий склад ЛЕМС наступний:

• кам’яний заповнювач (пісок, щебінь, гравій);
• емульсії дорожні бітумні;
• цемент;
• спеціальні добавки, які регулюють швидкість розпаду емульсії;
• вода.

Тобто, поки вода перешкоджає злипанню кам’яного матеріалу і бітуму, суміш рухлива. Як тільки водна прокладка “виходить”, емульсія розпадається, бітум міцно зчіплюється із зернами заповнювача і пов’язує матеріал у тверду масу. ЛЕМС готується й укладається у холодному вигляді. Як правило, суміш ущільнюється сама, без зовнішньої допомоги.

У США шламові ізолюючі шари почали використовувати в кінці сорокових років минулого століття — у Каліфорнії. Їх назвали “Slurry Seal”. Зараз технологія Сларрі Сіл і її розвиток — Мікросюрфейсінг (Micro-Surfacing) у числі найбільш популярних. 

Сларрі Сіл і Мікросюрфейсінг — технології поверхневої обробки дорожнього покриття литими емульсійно-мінеральними сумішами, які укладаються за допомогою спеціального обладнання, і збільшують термін служби дорожнього покриття, захищаючи його від зносу. 

Їх відмінність полягає у швидкості розпаду емульсії, яка використовується, і тужавінні суміші, а також, в товщині шару, який укладається за один прохід. Також для їх укладання використовується різне обладнання.

Тонким міцним шаром

Технологія Сларрі Сіл забезпечує процес відновлення якості покриття за допомогою тонкошарової суміші. У неї дуже високі адгезійні властивості. Тому суміш щільно прилипає до зношеної поверхні полотна. Однак, перед нанесенням суміші старий асфальт треба добре підготувати — вимити, очистити від пилу і бруду. Щоб ті не перешкоджали злипанню.

Сларрі Сіл застосовують для таких цілей:

▪️ заливка невеликих тріщин, герметизація ще міцного, але потрісканого і окислившигося покриття;

▪️ захист дорожнього одягу від проникнення всередину води;

▪️ поліпшення текстури поверхні і зчеплення з дорогою;

▪️ захист верхнього шару від зносу і підвищення його довговічності;

▪️ зниження шуму при русі машин.

Технологія Сларрі Сіл буває трьох типів. Відмінність між ними полягає у фракціях заповнювачів.

Отже, може використовуватися:

1. Дуже дрібний щебінь. Це дозволяє емульсії добре проникати в тріщини, щілини, які утворилися в дорожньому покритті. Застосовується при реконструкції автомобільних доріг з малою інтенсивністю руху.
2. Щебінь середніх розмірів. Покриття виходить більш тверде і може працювати на середньо завантажених дорогах.
3. Великі фракції заповнювача. Це дозволяє ремонтувати дорожнє покриття з великими тріщинами і незначними розломами. Тверда маса витримує великі навантаження.

Для виготовлення сумішей застосовують добре промитий кам’яний матеріал.

Товщина покриття Сларрі Сіл — від 1 до 1,5 розміру кам’яних зерен, тобто до 8 мм. В суміші застосовується матеріал однорідний за гранулометричним складом. При збільшенні товщини (для поліпшення механічних властивостей і стійкості до зрушення) застосовуються латексні модифікатори. Суміш має високий поверхневий натяг і належить до самовирівнювальних.

За допомогою Сларрі Сіл можна вирівняти незначну колійність і поздовжні деформації профілю. Через те, що у затверділій масі практично немає пустот, вона добре чинить опір здавленню під колесами автомобіля. У Сларрі Сіл застосовують “емульсії, які швидко схоплюються”. Після нанесення покриття, рух можна відкривати через 1-4 години. 

Більше шар, ширше застосування

Мікросюрфейсінг з’явився як подальший розвиток Сларрі Сіл. За його допомогою створюють досить товсте і міцне покриття зносу. Мікросюрфейсінг можна укладати в два шари по 25-30 мм. У деяких випадках загальна товщина сягає 75 мм.

При технології Мікросюрфейсінг застосовується більший кам’яний матеріал. В’яжучі пов’язують його ще сильніше, ніж в Сларрі Сіл. Покриття без деформації витримує велике навантаження. Для кращої стійкості до зрушення, в сумішах застосовують латекс.

Мікросюрфейсінг застосовують:

• для усунення колійності, виправлення незначних дефектів профілю;
• для розширення узбіч;
• у всіх випадках, де можна застосовувати Сларрі Сіл.

Мікросюрфейсінг належать до числа “емульсій швидкого відкриття руху”. Вони застигають всього за 30-60 хвилин. Якщо покриття укладається в два проходи, то при першому закриваються тріщини і вирівнюється поверхня. Другий рекомендується проводити не раніше ніж через добу. А коли ремонт закінчено, рух можна відкривати вже через 30 хвилин. При цьому, на годину, швидкість їзди обмежується до 40 км/год.

Обробка ЛЕМС відновлює зношений верхній шар, виконує функції гідроізоляції і пов’язує краї тріщин, зупиняючи їх розвиток. Поліпшує зчеплення коліс із дорогою.

Основні переваги Сларрі Сіл і Мікросюрфейсінга

Розповімо докладніше про основні переваги обох технологій.

1. Обидві технології призначені для запобігання руйнування дорожнього покриття. Дозволяють швидко відновити його експлуатаційні характеристики.
2. Їх можна укладати з високою швидкістю — 3-6 км/год.
3. При їх укладанні не потрібно переставляти бортовий камінь.
4. Обидві суміші працюють як протектор — для профілактики зносу верхнього шару.
5. Ці суміші стійкіші за асфальтобетон до колієутворення та водонасичення. Їх можна укладати при низьких температурах. Це розширює терміни дорожньо-будівельного сезону.
6. Покриття Сларрі Сіл і Мікросюрфейсінг витримують великі навантаження й інтенсивність руху. Середній термін їх служби — 3 роки.

Обладнання для укладання ЛЕМС

Склад Сларрі Сіл і Мікросюрфейсінг кожен раз підбирається індивідуально в дорожній лабораторії. Враховуються властивості заповнювача, бітуму та затверджувачів, щоб складові добре “схопилися” і емульсія розпалася у заданий термін.

Для укладання сумішей не підійде звичайний асфальто- або бетоноукладач. Обидва види сумішей укладають однопрохідним мобільним укладальним комплексом. У ньому ж йде і приготування емульсії. Компоненти в заданому дозуванні, кожен зі свого бункера, надходять у змішувач укладача. На приготування емульсії йде не більше ніж хвилина. Готова суміш подається у розподільний бункер. З нього маса укладається по заданій товщині і ширині.

Першу машину циклічної дії для нанесення сумішей виготовила фірма Slurry Seal Incorporated of Waco (Техас) у кінці шістдесятих років минулого століття. Агрегат базувався на автомобільному шасі. Нові технології бурхливо розвивалися в Америці, Європі та інших частинах світу. З 80-90 років вже європейські компанії стали домінувати в проєктуванні і виготовленні техніки для Micro-Surfacing.

Зараз укладальні машини виробляють в США, Європі і Китаї. Агрегат може бути самохідним або змонтованим на вантажному автомобілі. Найбільш поширені змішувачі-укладачі марок VSS (Valley Slurry Seal), RES (Rayner Equipment Systems), Breining, Bergkamp, ​​WEIRO, Breining Fayat Group, Metong, Sinoroader, XRMC. Наприклад, машина МinimacCR-1000 працює безперервно й укладає за хвилину до 1,5 т маси.

Більш продуктивна XRMC MS9B обладнана двома змішувальними валами і за той же час укладає до 2,5 т. Найбільш продуктивні машини укладають за хвилину до 4 тонн. Обсяг розділеного на секції бункера може досягати 14 м3. Найчастіше смуга має ширину до 4 м, іноді — до 4,98 м.

В Україні є і потреба, і технології, і обладнання

Про історію застосування ЛЕМС в Україні інтернет-порталу ЗАПОВНЮВАЧІ розповів Президент Національної асоціації дорожників України Микола Березовський.

Він відмітив, що в Україні технології Сларрі Сіл і Мікросюрфейсінг почали застосовувати майже чверть століття тому.

Серед найбільших — ремонти:

▪️ 1996 – 1997 рр. — ділянок на автодорогах Київ-Одеса і Ростов-Одеса (СП “Джірджіс”);

▪️ 1999 р. — відрізка в 4,5 км на дорозі Київ-Одеса (фірма C.S. BITUNOVA, Словаччина);

▪️ 1999 р. — цементобетонного покриття смуги аеропорту “Бориспіль” (C.S. BITUNOVA, Словаччина і RASCHIGAG, Німеччина);

▪️ 2001 г. — 3-кілометрової ділянки дороги Київ-Одеса (СП “Бітунова Україна”); ремонт доріг в Рівненській області (ЗАТ “Луцькавтодор”), під’їзду до автодороги Київ-Боярка.

Протягом цих років українські фахівці отримали досвід влаштування покриттів з емульсійно–мінеральних сумішей. І вже у 2008 році інститут “Укрдортехнологія” підготував Технологічні карти “Влаштування тонкошарових покриттів при поточному ремонті автомобільних доріг”.

Закордонна практика показала: якщо вчасно вкласти гроші в зміцнення дороги, це заощадить в шість разів більше коштів, ніж доведеться витратити на повторне асфальтування доріг після того, як покриття руйнуватиметься. Зараз і в майбутні роки обсяги ремонту старих і будівництва нових автодоріг в Україні зростають. Тому й економічна доцільність застосування технологій ЛЕМС буде зростати.