Лаборатория для контроля качества строительства и ремонта дорог

Многие дорожные предприятия, осуществляющие комплекс работ на федеральных трассах, оснащены высокоэффективной зарубежной техникой. Автоматизированные АБЗ и асфальтоукладчики, современные уплотняющие катки, дорожные фрезы и технологические комплекты машин для ремонта и содержания автодорог обеспечивают рост производительности труда, технологичность и высокое качество работ. Все это в конечном счете повышает надежность и долговечность дорог.

Но даже при использовании современной техники и передовых технологий в обязательном порядке должен осуществляться лабораторный контроль над всеми процессами и операциями при строительстве и ремонте дорог, при выпуске продукции АБЗ, дробильно-сортировочных комплексов.

В 2008 году в ФГУ УПРДОР «Южный Урал» была создана испытательная лаборатория для контроля качества дорожно-строительных материалов. В лаборатории три испытательных зала: для исследования инертных материалов, грунтов, асфальтобетонов и органических вяжущих. Испытательная лаборатория ФГУ УПРДОР «Южный Урал» оснащена специальными приборами и оборудованием, позволяющими контролировать весь процесс строительства дорог: от качества земляного полотна, подготовки рекомендаций асфальтобетонным заводам по составу смесей до проверки на соответствие нормам дорожного покрытия и разметки.

Одним из основных элементов автомобильной дороги является земляное полотно, которое должно обеспечивать движение автомобилей заданного веса с расчетной скоростью и обладать достаточной устойчивостью против влияния климатических факторов. При сооружении земляного полотна широко применяются скальные грунты, инертные материалы и отходы промышленности, которые должны отвечать требованиям ГОСТ, СНИП и другой нормативной литературы. Учитывая специфические особенности грунтов, их происхождение, условия залегания, в лаборатории проводятся соответствующие виды испытаний (прокаливание, определение прочности, коэффициента фильтрации, показателей текучести, зерновой состав и др.).

Для проведения испытаний грунтов используются приборы: полуавтоматический прибор стандартного уплотнения ПСУ-ПА, прибор ПКФ-СД для определения коэффициента фильтрации песка с водомерной трубкой, стандартный набор сит и др. Уплотнение земляного полотна и оснований дорожной одежды определяют с помощью баллонного плотномера ПБД-КМ, набора режущих колец или более современного прибора ZFG-02. Этот прибор дает возможность точного и быстрого определения динамического модуля упругости грунтов и оснований по методу штампа, имитирующему проезд автомобиля по дорожному покрытию, и позволяет проводить оперативный контроль уплотнения грунтов. Большой диаметр плиты усредняет особенности грунтов, что позволяет применять прибор ZFG-02 на крупнообломочных грунтах и щебеночных основаниях.

Еще более тщательному анализу подвергаются инертные материалы, которые применяются для приготовления асфальтобетона. В соответствии с требованиями нормативной документации щебень для асфальтобетона должен иметь определенный зерновой состав, быть прочным, кубовидным, не содержать пыли и различных примесей. Прочность щебня характеризуется маркой по дробимости и истираемости. Марку щебня по дробимости определяют по прочности на сжатие в цилиндре. Испытание проводится на гидравлическом прессе с усилием 500 кН — ИП 6083-500.0. Истираемость щебня определяется в полочном барабане КП 123Ф. Количество шаров и общее число оборотов барабана в процессе одного испытания пробы щебня принимают в зависимости от размера фракции щебня.

Для приготовления асфальтобетона в основном применяются пески из отсевов дробления каменных материалов. Основное требование к пескам — содержание пылевидных и глинистых частиц, вызывающих набухание материала и, как следствие, разрушение асфальтобетона. По нормативам содержание таких частиц — не более 0,5% по массе.

Кроме минеральных материалов, в лаборатории исследуются входящие в состав асфальтобетона органические вяжущие — дорожные битумы.

Для определения ряда свойств битума — прочности, деформативности, пластичности и др.— нужна сложная аппаратура. Поэтому в настоящее время в лабораториях проводят не прямые определения параметров этих свойств, а делают условные испытания, показатели которых позволяют косвенно судить о свойствах битума. Испытательная лаборатория располагает полным комплектом современного оборудования по определению свойств битума, которые регламентируются техническими условиями на вязкие дорожные битумы согласно ГОСТ 22245—90. Для проведения испытаний применяют приборы: автоматический пенетрометр ПН-10Б для определения вязкости битума; прибор КиШ-20 — для определения температуры размягчения битума; автоматический дуктилометр ДА-01-100 для определения растяжимости битумов; автоматический аппарат АТХ-20 для определения температуры хрупкости битума. Кроме этого у битумов проверяется температура вспышки как эксплуатационная характеристика, обеспечивающая соблюдение техники безопасности на АБЗ.

После подтверждения качества всех материалов, входящих в состав асфальтобетонной смеси, производится подбор состава смеси. Образцы цилиндрической формы для определения физико-механических свойств асфальтобетонных смесей изготавливают путем уплотнения смесей. При содержании щебня в смеси менее 50% уплотнение производят прессованием под давлением (40,0±0,5) МПа на гидравлическом прессе ПО-500, который обеспечивает двустороннее приложение нагрузки и позволяет одновременно изготовлять три образца. Уплотнение образцов из горячих смесей, содержащих более 50% щебня по массе, следует производить вибрированием на вибростоле ВСА с последующим доуплотнением прессованием. Физико-механические характеристики асфальтобетона определяются на электромеханическом прессе ДТС-06-50. Этот пресс позволяет определять: предел прочности при сжатии, предел прочности на растяжение при изгибе, показатели сдвигоустойчивости и трещиностойкости асфальтобетона.

Водонасыщение характеризует структуру асфальтобетона, его плотность, объем открытых пор, в которые может проникать вода и разрушать структуру — разуплотнить, отслоить битум с поверхности минеральных зерен. Поэтому величина водонасыщения косвенно характеризует водостойкость и морозостойкость асфальтобетона. Для определения водонасыщения используют вакуумную установку ВУ-976А.

После того как определен состав смеси для приготовления асфальтобетона, начинается его промышленное производство. Однако теория — это одно, а практика — другое. Поэтому сотрудники производственного отдела Управления постоянно выезжают на строительства трассы, на месте отбирая стандартные вырубки асфальта — не менее трех с 7 тыс. м2 дорожного полотна. Для экспресс-контроля уплотнения асфальтобетонного покрытия в испытательной лаборатории имеется современный прибор PQI-301. Принцип работы прибора основан на электромагнитном способе измерения плотности. Прибор предназначен для контроля плотности асфальтобетона как в процессе укладки, так и в процессе эксплуатации. На основании исследований делается вывод о качестве дорожного покрытия, его соответствии техническим стандартам.

Для контроля качества дорожной разметки лаборатория оснащена комплектом современного оборудования, позволяющим проводить испытания не только материалов для дорожной разметки, но и осуществлять контроль за качеством дорожной разметки на покрытии. Для этих целей приобретен прибор для определения коэффициента световозвращения дорожной разметки — ретрорефлектометр ZRM 1013+. Кроме того, имеется прибор для определения коэффициента световозвращения дорожных знаков со световозвращающей поверхностью ZRS 5060 R.

С каждым годом вместе с увеличением объемов дорожного строительства возрастают и требования к его качеству. Несмотря на солидные средства, которые требуются для оснащения испытательных лабораторий, ежегодно увеличивается количество приборов и оборудования. Ведь без контроля процесса укладки дорожного полотна на всех его этапах сегодня не обойтись.