Приведенная последовательность основана на использовании традиционных ремонтных материалов. В целом к результатам ремонтных работ предъявляются следующие требования:

1. Восстановление до нормативных показателей плотности, прочности, ровности и шероховатости ремонтируемой части покрытия;

2. Обеспечение достаточного продолжительного срока службы до проведения повторных ремонтных работ с учетом общей протяженности дорог региона;

3. Доступность применяемых материалов и оборудования;

4. Выполнение технологических операций независимо от погодных условий и протяженности автомобильных дорог региона;

5. Сокращение срока ремонтных работ и открытие движения;

6. Высокая экономическая эффективность.

Как показывает практика эксплуатации участков после выполнения ремонтных работ с использованием горячих асфальтобетонных смесей, в большинстве случаев качество ремонта не отвечает требуемым показателям, в частности, не достигается нужное уплотнение смеси (коэффициент уплотнения не выше 0,96), что приводит к снижению прочностных показателей и долговечности за счет повышения водопоглощения. Ровность покрытия при совокупном анализе всего участка снижается. Выполнение технологических процессов напрямую зависит от погодно-климатических условий. Даже незначительные отклонения от учета температурного режима и погодных условий (в основном влажностных) приводят к резкому снижению качества ремонта и последующей работоспособности покрытия. Температурный режим при этом определяется не только погодными условиями, но и удаленностью ремонтируемых участков от завода по производству асфальтобетонной смеси. Кроме того, требование учета температурного режима существенно ограничивает период проведения ремонтных работ, что особенно актуально для Сибирского региона и в первую очередь для центральных и северных районов, климат которых характеризуется весьма непродолжительным периодом положительных температур и повышенной продолжительностью времени с жидкими атмосферными осадками. Следует отметить, что применение горячих асфальтобетонных смесей повышает общую продолжительность ремонтного времени за счет длительного набора эксплуатационных качеств смесью.

В последние годы заметно повышена доля ремонтных работ с использованием струйно-инъекционной холодной технологии, заделки выбоин и трещин на покрытии автомобильных дорог с применением битумной эмульсии [88]. Эта технология в настоящее время является наиболее передовой и прогрессивной для нашего региона, хотя в зарубежных странах применяется уже более 15 лет. По этой технологии используется чистый мелкий щебень фракции 5–10 мм и быстрораспадающаяся катионная или анионная битумная эмульсия с концентрацией 60 %. В зависимости от типа функциональной группы и свойств, проявляющихся в водных растворах, эмульсии разделяют на анионоктивные с образованием отрицательно заряженного иона органического остатка молекулы:

и катионоактивные с образованием положительно заряженного иона органического остатка молекулы:

где Х^– – сульфат, хлорид, бромид, ацетат-гидроксильные ионы.

В катионоактивных эмульсиях содержатся соли первичных, вторичных и третичных аминов, а также четвертичные аммониевые соли. Принято считать, что катионоактивные эмульсии являются наиболее редкими и дефицитными для дорожной отрасли.

Катионная эмульсия обеспечивает надлежащее сцепление с каменными материалами из кислых горных пород (гранита и др.), анионная – эффективна при использовании материалов карбонатных и основных горных пород (известняк и др.) [71]. При этом необходимо в лабораторных условиях проверить степень прилипаемости битума к каменным материалам и время распада эмульсии, которое не должно превышать 30 мин.

Заделка выбоин и трещин струйно-инъекционным методом, как показывает отечественная и зарубежная практика, обеспечивает крепкую и долговечную заделку даже при температуре воздуха 10–15 °С, но проводить ремонтные работы этим методом во время дождя, снегопада невозможно, так как в этот период исключена очистка поверхности выбоин и трещин от влаги, пыли и мусора, то есть невозможна подгрунтовка ее битумной эмульсией. Указанные технологические особенности ремонта струйно-инъекционным методом приводят к существенному ограничению области его использования. В частности, требуется строго дозированный состав компонентов, существенно снижается период производства работ. Для сети дорог Красноярского края этот показатель, как правило, в 2– 4 раза меньше, что указывает на низкую эффективность этого метода.

В настоящее время разработаны технологии ремонта асфальтобетонных покрытий с использованием энергии инфракрасного [79, 136, 138], электромагнитного [2, 3] и сверхвысокочастотного нагрева [4, 5], что позволяет выполнять работы практически в любую погоду. Однако данные технологии требуют значительных затрат энергии, длительного разогрева выбоин и смеси (способ ИК-разогрева). Кроме того, в России не выпускается промышленное оборудование.

Предложенные технологии ремонта дорожных покрытий в США [98, 99] и Японии [100] с использованием пара нецелесообразны ввиду значительных затрат и отсутствия специальной техники.

В последнее время ограниченное применение для ремонта асфальтобетонных покрытий находит технология ресайклинга. Она позволяет наиболее эффективно использовать материал старой дорожной одежды, устранять трещины в старом покрытии на всю или большую часть глубины, что замедляет появление трещин на новом покрытии [133]. Сдерживает применение этой технологии отсутствие специальной техники. Качество ремонта и срок службы при этом находятся на уровне применения технологии горячей асфальтобетонной смеси.

Заслуживает внимания технология ремонта с применением литого асфальта, в котором важнейшей компонентой является мастика, состоящая из высоковязкого твердого битума, относительно большого количества минерального порошка и песка. Ремонтный материал, то есть приготовленный литой асфальт, содержит до 13 % битума и до 35 % минерального порошка, что делает его значительно дороже обычных горячих асфальтобетонных смесей. Кроме того, литой асфальт требует высокой температуры укладки, не ниже 220 °С, однако и срок его службы в 1,5–2 раза выше, чем по ранее рассмотренной технологии [25].

Известен способ ремонта дорожного покрытия, включающий нанесение на поверхность поврежденного дорожного покрытия увлажненной минеральной смеси и битума, разогретого до температуры 160–200 °С.

Компоненты для смешивания подают по разным шлангам под давлением 7–10 атм в сопло эжекционной торкретустановки, затем полученную битумоминеральную смесь под давлением наносят на дорожное покрытие [97].

Недостатком этого способа является дороговизна, обусловленная потребностью в специальном оборудовании и энергетическими затратами на разогрев битума.

Как отмечено выше, качество подготовки ремонтируемого участка оказывает существенное влияние на качество конечного процесса, поэтому применение вакуумно-струйно-инъекционной технологии заметно повышает качество ремонта, но требует усложнения всего технологического процесса и дополнительной специальной техники.

Отсюда следует, что технологии ремонта, основанные на применении органических вяжущих, не могут обеспечить всю полноту требований, предъявляемых к качеству ремонта, поэтому возникает необходимость применения альтернативных материалов, в частности использования ремонтных составов на минеральных вяжущих с введением некоторых специальных, в том числе органических, добавок. Кроме того, ремонтный состав должен отвечать требованиям стационарного приготовления с удлиненными сроками хранения, а также обеспечивать требуемую долговечность при эксплуатации и приведение смеси в рабочее состояние на месте ремонта.