Пътно строителство

съвременна механизация и нови подходи

Ремонтът и рехабилитацията на пътищата е сериозна дейност по целия свят. През последните години са направени важни стъпки към увеличаване количеството на стария материал, който се рециклира и използва повторно при възстановяването на пътните отсечки. Особено интересна област е рециклирането на място, при което така нареченият машинен влак може да бъде използван за преработване и повторно полагане на съществуващия материал при един работен процес. По този начин се съкращават сроковете за ремонта и прекъсванията се свеждат до минимум.

Методите за студено рециклиране на място доказват ефективността си в световен мащаб при рехабилитация на асфалтови пътища, а технологиите за контрол на машините и мониторинг предлагат по-голяма ефективност едновременно в бетоновия и асфалтовия сектори.

Когато изпълнителят Dunn Company печели договор за рехабилитация на две отсечки от път CH 11 и път CH 20 в щата Илиноис, САЩ, компанията избира машина за студено рециклиране Wirtgen 3800 CR, която работи съвместно с асфлатополагач Vision 5200-2, модел на дъщерната компания Vоgele, както и валяци HD+ 140 VV и HD+ 110 VV на специалиста по механизация за уплътняване на

Wirtgen Group, фирма Hamm.
При ремонта е използвана технология с фрезоване, при която барабанът се върти по посока на движението и режещите метални зъбци директно контактуват с повърхността на настилката. Това позволява по-добър контрол върху размера на раздробения материал, особено при фрезоване на тънки настилки. След като вече веднъж е смлян, асфалтът се подава директно към полагача Vоgele, преди окончателното уплътняване от валяците на Hamm. Необходимите ремонтни работи по път СН 20 са относително прости и процесът по рециклиране започва веднага.

При път СН 11 се налага предварително фрезоване на 40 милиметровия износващ пласт, което не се оказва проблем за универсалния 3800 CR. След фрезоването, започва процесът по студено рециклиране на пласт от съществуващата пътна настилка с дебелина 100mm, като при едно преминаване на машината смленият материал се размесва с предварително положен пласт от циментов биндер. Водата и битумната емулсия – разпенен битум, се инжектират в смесителната камера на 3800 CR посредством инжектиращи накрайници от цистерна пълна с вода и свързващ агент, която се движи в предната част на рециклиращия машинен влак. След като съставките са смесени, готовият материал се придвижва до полагача Vision 5200-2 за полагане и първоначално уплътняване. Специалистите от Dunn Company уверяват, че студеното рециклиране е добро допълнение към традиционните методи за ремонт на пътища. С повторното използване на съществуващите материали за основния пласт, се постига по-добро изпълнение и поведение на износващите пластове, като същевременно се намалява времето за изпълнение, стойността на проекта и въздействието върху околната среда. Това е от полза както за администрациите, които стопанисват пътищата, така и за данъкоплатците.

С приложението на технологиите за студено рециклиране работата по проекта е завършена в срок. Това е положително не само за възложителя, но и за изпълнителя Dunn Company, който може да се възползва от бързото завършване на обекта, като следващата задача за 3800 CR вече няма да е свързана със студено рециклиране, а с фрезоване.

Рециклиране
Технологията с рециклиране е използвана и от пътностроителната фирма Brown Brown при рехабилитацията на участъци от автомагострала BR-381 в Бразилия. Компанията работи с екип на производителя на механизация Roadtec при изпълнението на студено рециклиране на място, приспособено специално към тропическия климат и тежкия трафик. Механизацията за рециклиращия влак се състои от цистерна с вода на първо място, следвана от цистерна с битумна емулсия, фрезоваща машина Roadtec RX-900e, мобилна рециклираща машина Roadtec RT-500, полагач Caterpillar и тандемен и колесен валяци на Caterpillar. Рециклаторът RT-500 служи и за транспортиране на материала, което осигурява стабилен поток от рециклиран асфалт към полагача и позволява продължителни, стабилни работни цикли, водещи до изпълнението на гладка и равна повърхност. Съществуващата настилка на път BR-381 е изпълнена с фин и твърд гранитен добавъчен материал, който се оказва предизвикателство за смилане. Строителят използва режещи зъбци Kennametal, които се налага да бъдат сменяни на всеки два или три дни. При изпълнението на обекта машината фрезова пласт от съществуващата настилка с дебелина 110mm и напредва средно с 9 метра на минута. Процентното съдържание на битумна емулсия е променено от стандартните 2.8% на 3.5%, а водното съдържание е увеличено от 1.8% на 3.5% по време на работа. Въпреки това, в по-топли дни, изпълнителят отчита разход на вода достигащ и до 4%. Brown Brown модифицира камерата за материал на полагача, с оглед увеличаване на капацитета и инсталира скосени отклонители, за да се предотврати натрупването на материал в ъглите. Също така, камерата постоянно се допълва с материал, с оглед добавяне на тегло и подобряване стабилността на машината. Предимството на този вид студено рециклиране на място е факта, че след фрезоване, материалът се складира директно в полагача, което допринася за постигането на по-добра повърхност на рециклирания пласт.

Нов подход
Методът на студеното рециклиране може да бъде прилаган и при реконструкция на долните пластове от конструкцията на пътната настилка при автомагистрали. Пример за подобно приложение дава изпълнителят Nyoni Projects, който прилага нов подход при два пътни обекта в северозападната част на Южна Африка с използването на две машини RM300 Rotary Mixers на Cat. И при двата проекта използването на RM300 увеличава скоростта на обработка и завършване на рециклираните пластове. Докато с обикновен грейдер с едно преминаване може да бъде обработен пласт с дебелина 150мм, с машините на Cat може да бъде обработен пласт с дебелина 300мм. С помощта на RM300 се постига три пъти по – висока производителност от това, което може да бъде постигнато с обикновен грейдер, но необходимостта от работна ръка остава непроменена, като разходът на вода е само два пъти по-висок. За Nyoni Projects работата по двата пътни обекта е най – голямата поръчка, която компанията е изпълнявала. Първият етап от проекта включва рехабилитация и реконструкция на участък от над 25 километра от Национален Път 4 (N4). За участъка се изпълнява рециклиране на пласт с дебелина 300mm от съществуващата настилка, над който се изпълнява основен пласт с дебелина 150mm и впоследствие износващ пласт. По време на работата се налага удължаване на срока за изпълнение, тъй като участъци от настилката са с лошо качество и не могат да бъдат рециклирани на място. За проблемните места е доставен подходящ материал, който е добавен на място и е рециклиран с помощта на RM300.

Благодарение на задвижването с двойно предаване, моделът RM300 на Cat може да бъде прилаган и при рекултивация и стабилизация на почви. Машината постига прецизна циментова стабилизация, като позволява и много точно определяне на водното съдържание, посредством компютърна настройка на бордовата помпена система за впръскване на вода. При пътно строителство, RM300 осигурява хомогенност на асфалтовата смес и е идеален при полагане на отделни пластове, които са с много добра плътност.

Със забележителната скорост на работа и ефективност, машината дава голямо предимство на изпълнителя Nyoni Projects, като на ден се рециклират безпроблемно между 800 и 1000 мили. Машината е оборудвана с рециклиращ барабан с ширина 2.4m, снабден с 200 броя зъбци с върхове от твърда сплав, които могат да фрезоват пластове с дълбочина до 508mm. С RM300 могат да бъдат рециклирани и смесени едновременно подосновният пласт и добавения материал като един непрекъснат слой, което значително ускорява сроковете на строителство.

Контролиран бетон
Междувременно, в сектора на бетоновите настилки, технологиите за контрол на полагащите машини от пионерите в областта като GOMACO и Leica могат да предоставят допълнителни ползи при пътни проекти за рехабилитация, като ускоряват сроковете на работата в сравнение с традиционните методи и намаляват неудобството за участниците в пътното движение.

Darr Link е ключов път, който свързва междущатската магистрала 80 с Автомагистрала 30 в щата Небраска, САЩ. За пътя е предвидена нова бетонова пътна настилка, като част от реконструкцията на 12.5 мили (20.1 км) от Автомагистрала 30. Тъй като рехабилитацията на Darr Link е планирана за средата на сезона за прибиране на реколтата, се налага осигуряване на достъп за земеделските производители, чиито имоти граничат с пътя, както и за движението между двете големи автомагистрали. С оглед да се сведе до минимум неудобството за пътния трафик, изпълнителят Paulsen полага участъка с дължина 2.38км на два етапа, вместо наведнъж на ширина от 7.6m, което би блокирало пътя. При строителството е използван новият двоен полагач на GOMACO модел GP-2400, оборудван с 3D система за навигация на Leica Geosystems. Въпреки, че компанията е използвала 3D системата за навигация на Leica Geosystems при полагача GP- 2600, при този проект системата е използвана за първи път с GP-2400 и екипа на машината. След закупуването на системата за навигация, Paulsen наема и двама геодезисти, които се оказват реално предимство при работата. Въпреки това, изпълнителят е изключително предпазлив при първото полагане с помощта на 3D технологията, която се оказва много ясна и лесна за приложение. За щастие при изпълнението на проекта няма проблеми със системата за навигация и строителят бързо отчита предимствата й. Отпада необходимостта от водещи линии, поставянето на които отнемат много време и труд. Това се оказва особено предимство на обекта, тъй като полагането става в едната лента, без отбиване на движението и отпада необходимостта от допълнителни 1.2 метра за водещите линии. На ден строителят полага средно 1 542 метра с много малко довършителни работи зад полагача. На обекта са използвани общо пет броя тотални станции на Leica, разполагани на участъци от по 91.4 метра, което е повече от необходимото, но за изпълнителя по този начин се постига по-висока производителност.

Изкопна технология
Използването на най-съвременната строителна механизация може да бъде полезно и при изпълнението на изкопни работи в пътното строителство. Базираният в САЩ строител Bloomsdale Excavating е избран за направа на изкопи в размер на 2.5 милиона кубични метра за пътен обект в щата Илинойс. Проектът на стойност 32 милиона Щатски долара е възложен на Bloomsdale през месец Юли миналата година от министерството на транспорта на Илинойс и включва изграждането на четирилентова отсечка с дължина 6.5 мили или 10.5 километра от път 336 и път 110. Строителните работи включват предварително оформяне на основата и изграждане на отводнителни съоръжения на новите пътни отсечки, както и реконструкция на път 14, който е разположен западно от двата пътя. Също така, проектът включва заравняване на участък от 10 мили (16 км), почистване и изграждане на инженерни мрежи. На обекта работят 48 машини, включително 22 съчленени самосвала на Volvo модел A40F, 13 от които са оборудвани с фирмената система за пълно спиране Full Suspension (FS) и 9 със стандартно окачване. Bloomsdale прилага FS системата за пълно спиране и при използваните за разчистване на работната площадка скрепери на фирма K-Tec Earthmovers, които са с работен обем 25.2 м3. Компанията използва стандартните си машини за други приложения като преместване на скални късове. FS системата омекотява ударите върху окачното устройство на скрепера и допринася за изключително доброто съчетание по отношение на скорост, комфорт на оператора и производителност, като намалява риска от повреди на оборудването. От Bloomsdale Excavating обясняват, че благодарение на системата производителността на обекта се е повишила, тъй като не се налага машините да спират работа. Операторите работя на смени от по 10 часа, а самосвалите на Volvo изработват средно около 2000 часа за година.

Всичко описано дотук показва, че независимо дали даден пътен обект предвижда полагане на асфлатова или бетонова настилка или е в етап на полагане на настилката, или изграждане на пътното тяло, производителите на пътностроителна техника могат да предложат разнообразни решения за скъсяване на сроковете, намаляване на разходите и подобряване на ефективността и производителността.