Студеното рециклиране на асфалтобетонови настилки пази природата, спестява време и средства
Технологията студено рециклиране има за цел да възстанови носещата способност на пътната настилка или да повиши необходимия еластичен модул на даден път при променено натоварване от увеличения трафик.
Студеното рециклиране може да се използва както за пътища с малка интензивност и слабо натоварване, така и за трасета с тежко и много тежко натоварване. Чрез тази технология се създава стабилизиран пласт с по-голяма коравина под асфалтовите пластове, като дебелината на пътната конструкция се редуцира. Така се постига по-висока икономическа ефективност и в същото време по-голяма носимоспособност посредством стабилизиращия компонент.
От гледна точка на екологическата ефективност и енергоемкостта на работа при ремонт на пътните настилки методът студено рециклиране може да се разглежда като съвременна технология с нарастващо приложение. При този метод изцяло се използват материалите от съществуващата компрометирана настилка, а при необходимост, доказана в процеса на проектиране и оразмеряване, са добавя много малко свежа фракция. Отпада търсенето на депа за изкопаната разрушена конструкция от неподходящи материали. Влагането на по-малко нови материали за изграждане на пътната конструкция означава по-малко взривена маса, по-малко разрушена природа, по-малко транспортни разходи и изгорели газове, по-малко финансови, технологични и други усилия за рекултивация и много други съпътстващи ефекти и дейности от екологическа и икономическа гледна точка.
Този метод притежава още едно съществено предимство пред традиционната реконструкция – продължителността на изпълнение. Късото време на студеното рециклиране означава по-кратък ремонт, по-малко притеснения за трафика, по-краткосрочно движение по отбивни маршрути, по-малко транспортни разходи и горива и др.
Тези компоненти не се отчитат като ползи от строителството, но влияят косвено върху широк кръг ползватели и оказват непряко въздействие върху икономическите показатели на различни дейности. За жалост това невинаги се отчита от възложителя. Често се подхожда чисто прагматично и само за дадения момент, без да се разсъждава в по-широк и глобален мащаб.
Нарастването на интензивността на движението и навлизането на все повече автомобили с увеличено осово и общо тегло водят до бързо изчерпване на носещата способност на пътните конструкции, оразмерявани за по-ниска интензивност и за вече несъществуващи автомобили. Това води до появата на многобройни дефекти и разрушения по-рано от предполагаемия експлоатационен период и до увеличаване на процента на пътищата в лошо състояние.
Студеното рециклиране на място се извършва от комплект специализирани машини (фиг. 1), които имат за цел да раздробят съществуващата настилка, да дозират и добавят стабилизиращ компонент (съгласно предварителното обследване и проектиране) и да поддържат необходимата влажност в процеса на подравняване и уплътняване. Раздробяването се извършва от мощна самоходна фреза с голям барабан, оборудван със специално разположени високоякостни метални зъби и предпазен метален кожух, оформящи работна рециклираща камера, в която се подава необходимото количество вода и стабилизиращи компоненти (фиг. 2 и 3).
Ширината на рециклиращия пласт се определя от ширината на фрезоващия барабан, като за оптимален размер се счита 2.00 – 2.20 м. Фрезоването на пътната конструкция може да се извърши на дълбочина до 50 см, но опитът показва, че оптималната дълбочина при едно преминаване варира между 20 и 30 см, като по този начин се постига и по-добро уплътняване на рециклирания пласт.
Оборудването по метода студено рециклиране може да се използва както за увеличаване на носимоспособността за различен тип движение, така и за стабилизация на земната основа на пътищата и на земната основа под фундаментите на сгради. Строителни почви с ниска носимоспособност обикновено са тези с голям процент глини, които при овлажняване се деформират силно от външно натоварване, като в повечето случаи тези деформации са пластични.
В сухо състояние и добре уплътнени, те притежават висока носимоспособност, но при навлизане на вода връзките между отделните частици силно намаляват и се стига до нежелани деформации. Това налага премахването на този вид почви и заменянето им с подходящи или провеждане на стабилизационни мероприятия чрез специални добавки, които подобряват физико-механичните качества на почвите и регулират съдържанието на влага в тях.
Обикновено тези добавки представляват двукомпонентна система (течна и суха), която изтласква водата от обработения пласт и не позволява капилярно или повторно навлизане на вода в слоя. Деформации и разрушения на пътните настилки обикновено се наблюдават при пътища с ниска носимоспособност на земното легло в случите, в които при изпълнение на насипите са използвани наличните почви от брукнеровия полигон, без да се държи сметка за подходящи и неподходящи материали, третирани в съвременните спецификиции. Това налага задължително премахване на пътната конструкция и извършване на стабилизация на земното легло, като при оразмеряването значително се намаляват дебелините на конструктивните пластове.
Етапите на изпълнение на почвена стабилизация са следните
• Отнемане на пътната конструкция
• Разрохкване на земното легло на дълбочина 20 – 30 см, като при необходимост (доказана лабораторно при проектирането) може да се добави пясък или фракция 0 – 5 мм
• Разпръскване на течната компонента на стабилизиращата добавка, чиято концентрация е определена предварително и зависи от вида на почвата и необходимата оптимална влажност в слоя
• Уплътняване на почвения слой с цел дълбоко проникване на добавката между глинестите частици
• Разпръскване на сухата добавка като процент от общата земна маса, предварително определена по лабораторен път
• Фрезоване с цел размесване и хомогенизиране на стабилизирания пласт чрез специална рециклираща машина
• Нивелетно оформяне и уплътняване.
След приключване на стабилизацията се правят необходимите измервания с натискова плоча, за да се докаже достигането на предварително заложения при оразмеряването еластичен модул, след което се пристъпва към полагане на предвидените асфалтови пластове.
Етапите на изпълнение на студеното рециклиране са следните
• Обследване на пътния участък и проектиране на необходимата реконструкция или рехабилитация със съпътстващо лабораторно изпитване на смесите на материала за рециклиране, най-често получени чрез шурфове
• Подготовка на участъка за студено рециклиране – фрезоване
• Пренасяне на допълнителен материал
• Рециклиране – извършва се от комбинация от свързани помежду си машини, образуващи общ рециклиращ влак (фиг. 4), или отделни звена, извършващи внасянето на вода за предварително определената лабораторно оптимална влажност и на стабилизиращо вещество (цимент, хидравлично свързващо вещество на циментова основа, битум и др.). Самото рециклиране се извършва от специализираната рециклираща машина, след която се движат в комбинация грейдер и два валяка за постигане на необходимото ниво и уплътнение. Скоростта на напредване е в рамките на 6 – 8 м/минута. За доброто уплътняване на пласта се пуска тежък валяк с вибрации с голяма амплитуда с цел проникване дълбоко в рециклирания пласт. Следва подравняване с грейдер и валяк с вибрации с малка амплитуда, като накрая пластът се заглажда с валяк без вибрации и пневмоколесен валяк (фиг. 6)
• Проверка на постигнатата носимоспособност и степента на уплътнение на рециклирания пласт, която се извършва в рамките на 48 часа с натискова плоча или с греда на Бенкелман за целия пътен участък в рамките на 72 часа след приключване на стабилизацията.
Студеното рециклиране има следните предимства
• 100% се използват съществуващите материали в пътната конструкция
• Постига се постоянно високо качество на смесените материали от съществуващата пътна настилка на място с вода и стабилизиращи вещества
• Подобрява се носимоспособността и водоустойчивостта на пътните настилки
• Създават се плътни пластове, които са еднородни и не съдържат слаби връзки
• Дава се възможност за коригиране на стабилизиращия компонент за всеки подучастък
• Нарушаването на структурата на долните пластове е минимална в сравнение с това при рехабилитация на настилката с конвенционалните методи
• Кратък срок на изпълнение на ремонтните работи
• Възможност за частична реконструкция само на 1 лента от пътя, при което другата остава отворена за движение. По този начин може да се работи с минимално притеснение на трафика
• Блокиране на капилярната влага в пътната конструкция и на проникването на вода в основата на пътя
• Процесът предлага ясното предимство за работа по време на периоди на несигурни метеорологични условия.
Гореизброените ползи в съчетание правят студеното рециклиране най-атрактивния процес за рехабилитация на пътната настилка от гледна точка на икономическата ефективност.