Izziņas impulss

«Izziņas impulss» 15. sērija

Izziņas impulss

«Izziņas impulss» 17. sērija

«Izziņas impulss» 16. sērija

Ceļu būvniecība, kvalitātes pārbaude un asfalta ražošana. Kā tas notiek?

Ceļu kvalitāte ir tēma, kas Latvijā spēj vienot pat pilnīgus svešiniekus. Kā notiek ceļu būvniecība un tā kvalitātes pārbaude? Kāpēc veidojas bedres un plaisas? Un kādi ir zinātnieku piedāvātie risinājumi drošākiem un kvalitatīvākiem ceļu segumiem?

ĪSUMĀ:

Ceļa dažādie slāņi un tā ieklāšana

Ikdienā, lietojot ceļu, mēs redzam tikai tā virspusi. Patiesībā tā ir kā vairākus metrus bieza torte, kur katrai kārtai savs sastāvs, pagatavošanas recepte un ieklāšanas tehnoloģija. Katram ceļa seguma slānim savs uzdevums – vienam balstīt, citam veidot saķeri, vēl kādam turēt slodzi. Latvijas ģeoloģija parūpējusies, lai pamats tam visam dažās vietās būtu pavisam nestabils. Ļoti bieži ceļi jābūvē vietās, kur kādreiz bija kūdras purvi, apgrūtinot stabilas pamatnes izveidošanu.

Ceļa posmam Madlienā kūdras problēma nu ir atrisināta ar īpašu pāļu palīdzību. Sadzenot tos 12 metru dziļumā grunts ir stabilizēta. Šķembas un betons ir padarījis kustīgo kūdras slāni stabilu. Šāda pāļu dzīšanas tehnoloģija Latvijas ceļu būvē izmantota pirmo reizi. 

"Betona pāļi atdūrās pret grunti, izgāja cauri nestabilajiem slāņiem, un tad mums izdevās aizpildīt šos slāņus ar betonu, lai nodrošinātu stabilu pamatni. Lai pastiprinātu pamatni, izmantojām tādu materiālu kā ģeotekstils," stāsta uzņēmuma "A.C.B" projektu vadītājs Eižens Tiltiņš. 

Ģeotekstils ir sintētisks, izturīgs audums, kas uzklāts dažus centimetriem virs pāļiem un izlīdzina uz tiem radīto slodzi. Vēl pirms dažām desmitgadēm, kad šādi materiāli nebija pieejami, kūdras slāni iespēju robežās izraktu, aizbērtu un brauktu tam pāri. 

"Šāda metode ir ļoti laba, galvenais ātra - 2 nedēļu laikā pāļi ir sadzīti un pēc nedēļas jau var likt segumu virsū. Kūdras slāņa izrakšana prasītu daudz vairāk laika," saka Tiltiņš.

Ceļa virskārta ir plānākais, taču dārgākais ceļa slānis. Lai tajā viss būtu tā, kā tam jābūt, nākas strādāt ar milimetru precizitāti diezgan skarbos apstākļos. Dūmi, karstums, smaka raksturo kādi apstākļi uz ceļa pastāv, kad uz tā klāj asfaltu. Tā ir kā laboratorija, kas iznākusi uz ceļa – tur ir sensori, kas mēra atstatumu un temperatūru, lai tā būtu ideāla kādai jābūt, klājot asfaltu. Tāpat ļoti svarīgs ir vielas pareizas maisījums. 

Temperatūra asfalta klāšanas brīdī ir aptuveni 150 grādi pēc Celsija. Lai asfalta slāņi labi turētos kopā, vispirms uz ceļa klājuma izsmidzina speciālu emulsiju, kas līdzīgi līmei, palīdz vielām saķerties. Vienmērīgs klājums ceļu padara ne tikai vizuāli gludu, bet primāri novērš dažādu tukšumu veidošanos.  

Lai asfalts ilgi kalpotu to ne tikai precīzi jāieklāj, bet arī pareizi jāatdzesē.  Parasti tas prasa 4 - 8 stundas, taču karstākās vasaras dienās asfalts var sasniegt vēlamo temperatūru tikai pēc diennakts. Vēl būtiski ir ievērot, ka uzreiz pēc asfalta ieklāšanas sāktu darboties veltnis. Tā galvenais uzdevums ir izspiest no virsmas gaisu, tā novēršot plaisu veidošanos.

Ja ir ceļš ar paaugstinātu porainību, tad ūdenim ir iespēja iekļūt ceļa segumā, vēlāk sasalt, izveidot plaisas, deformēt ceļu un atkal radīt plaisas, tādā veidā sabojājot ceļa segumu," stāsta "A.C.B" Asfaltēšanas departamenta vadītājs Roberts Millers.

Ceļu būvē strādājošie atzīst, ka vislielākais bieds šajā darbā ir nevis karstums vai izgarojumi, kas rodas ieklājot asfaltu, bet gan lietus. Klājot biezu asfaltu darbs lietus laikā dažkārt ir pieļaujams, taču plānkārtas asfaltam tas var izmaksāt ļoti dārgi.  

"Klājot plānās kārtas asfaltu svarīgi, lai nebūtu lietus, tad mēs jau no 5 rītā skatāmies laika ziņas. Ja ir prognoze, ka līs, mēs nemaz nesākam strādāt. Kļūdu cenas maksā aizvien dārgāk," uzsver Millers. 

Dārgi par kļūdām var nākties maksāt arī autovadītājiem, kas neievēro atļauto braukšanas ātrumu uz pavisam jauniem ceļiem. Lai arī izskatās, ka ceļš ir nevainojams, remontdarbi beigušies un ātruma ierobežojums liekas tāda aizgājušo laiku relikvija, patiesībā tas ir brīdinājums, ka ceļam vēl nav izveidojusies vajadzīgā saķere. 

"Svaigam asfaltam akmentiņi kādu laiku saglabājas ar bitumena plēvi, kas samazina saķeres koeficientu. Ātruma ierobežojumu, atkarībā no ceļa intensitātes, saglabā tik ilgi, kamēr šī plēvīte nenodilst un neizveidojas īstā saķere," stāsta Millers.

Ceļa kvalitātes mērīšana laboratorijā un ar lāzera skeneri

Ceļa segumā ir vesels ģeoloģijas muzejs – atkarībā no ceļa intensitātes un plānotās slodzes, mainās tā minerālu saturs. Ja ceļš ir mazāk noslogots, tajā pārsvarā ir grants un smilts, taču lielceļa gadījumā minerālu kompozīcija ir daudz sarežģītāka un eksotiskāka – granīts, kvarcīts, diorīts, tie ir daudz noturīgāki pret deformāciju. 

Apaļas urbumu pēdas asfaltā nav nekāds kļūdu labojums tikko uzklātā segumā. Tie ir kontrolurbumi, ko veic paši būvētāji, lai saprastu vai viss kārtīgi izdarīts. To var saprast pēc tam pētot urbumus laboratorijā. 

Katrā kilometrā, īpaši izvēlētās vietās, tiek paņemti divi paraugi. Lielāka diametra urbumi tiek paņemti vēl atsevišķos ceļa posmos, lai pārliecinātos par to, ka ceļa klājums ieklāts atbilstoši. 

"Šeit mēs redzam, kā asfalts ir ieklāts, to arī mēram. Skatāmies vai tiešām klājums atbilst kvalitātei. [..]Tālāk šie 115 milimetru paraugi tiek testēti uz salipšanu, 200 milimetru - uz riteņu sliežu testu. Kam pievēršam uzmanību, kā šeit ir nomarķēts braukšanas virziens. Tas ir svarīgs," skaidro "Latvijas Valsts ceļu" Ceļu laboratorijas vadītājs Viktors Tams.

Virziens jāzina, lai kļūdas pēc nesāktu analizēt asfalta izturību leņķī, kādā auto riepas to nekad neskars. 

Tā kā no katra uzklātā kilometra salīdzināšanai ņem divus paraugus katrā braukšanas joslā, beigu beigās jaunuzklāto asfaltu sanāk diezgan saraibināt.  Par laimi šis gadsimts piedāvā  iespēju uz to visu paskatīties nemaz neveicot urbumus.

Atliek tikai ar īpašu skeneri pārbraukt pāri ceļa klājumam, lai ieraudzīti visu, kas zem tā slēpjas, pat līdz sīkākai detaļai 

"Šis ir grunts radars ar antenu un lāzera skeneri. Nomērot posmu var saskatīt kārtu izmaiņas, kur beidzas un sākas cits segums. Ar lāzera palīdzību var izmērīt arī rises un ievadīt citus parametrus. Ielūkoties var līdz pat četru metru dziļumā, bet asfalta analīzē nav vajadzības skatīties tālāk par pusmetru vai metru," norāda  ceļu būvinženieris Nauris Paulovskis.

Viņš šādi izbraucis teju visus Latvijas ceļus, jo pārbaudes tiek veiktas katrā "Latvijas Valsts ceļu" pasūtītā projektā. Atkarībā no remontējamā ceļa dažkārt nākas braukt nieka 500 metrus, bet nereti tie ir vairāki desmiti kilometru. Ikdienā šis radars var izskatīties kā vienkāršs mikroautobuss, jo tā antenas ir uzliekamas pēc vajadzības. Tāpat arī tas ir aprīkots ar kameru, kas palīdz precīzi noteikt mērījuma vietu ar tās atrašanos dabā. 

Vienā piegājienā šis skeneris var nobraukt 10 kilometrus. Tas ir optimālais ceļa garums, lai spētu apstrādāt to datu daudzumu, ko sniedz katrs ceļa slānis. Līdz rezultātiem te tiek ātri – ja no rīta ceļu pārbauda, tad vakarā tā rezultāti ir kā uz delnas. Līdzīgi arī dažu stundu laikā iespējams iegūt informāciju par to, kā uz ceļa veidosies rises. 

Uzklāto asfaltbetonu laboratorijā var atveidot un pakļaut daudzu jo daudzu simulētu automašīnu riteņiem. 

Riteņu sliežu tests tiek veikts tieši tādā temperatūrā, kāda tā ir uz asfalta virsmas dabā – proti, 60 grādos. Tas ne tikai palīdz saprast, vai uzklātais asfalts ir pietiekami labs, lai neveidotos rises, bet arī ļauj noteikt, vai tas ticis ieklāts atbilstoši prasībām. 

Riteņu sliežu tests līdz 2014.gadam nebija obligāti jāveic, tagad, pieņemot remontēto ceļu ekspluatācijā, tā ir viena no galvenajām prasībām.

"Ja ceļa segums neiztur šo testu, "Latvijas Valsts ceļi" nepieņem šādu objektu. Tad ceļu būves uzņēmumam no saviem līdzekļiem asfalta virskārta jānofrēzē un jāuzklāj jauns segums. Tas ir ļoti dārgi divreiz pārstrādāt kaut ko, tāpēc pasūtījuma izpildītāji cenšas nekļūdīties," piebilst Ceļu laboratorijas vadītājs Tams.

"Latvijas Valsts ceļu" laboratorija ir vieta, kurā visu, ko liek uz ceļa, var pārbaudīt līdz sīkākajai detaļai. Gatavos, no ceļa paņemtos paraugus, te sīki un smalki mēra un sver, kā arī pakļauj visdažādākajām slodzēm. Savukārt no rūpnīcas saņemto asfalta paraugu te iespējams sadalīt līdz pat tā sīkākajām sastāvdaļām.

Asfalta recepte un pārbaudes, to "novecinot"

Ja ceļš ir kas līdzīgs kārtainai kūkai, tad asfalts, kas klāj tās virsējo slāni ir salīdzināms ar dārgu “mērci”, kuras galvenās sastāvdaļas  ir zināmas, bet receptūru neviens neatklāj. 
Arī šīs “mērces”  sastāvdaļas nemitīgi pēta, meklē veidus, kā tās uzlabot un tas skar arī galveno asfalta saistvielu – bitumenu. 

Kad pārstrādā naftu un iegūst degvielu, veidojas blakus produkts bitumens. Bez tā nav iedomājams asfaltbetons, bet šis gadsimts uzliek jaunas prasības arī pašam bitumenam. 

Bitumens lielā mērā nosaka asfalta īpašības. Jo tas vairāk pārveidots, asfalts veidojas elastīgāks. Lai saprastu kā tas uzvedīsies, bitumenu pakļauj dažādiem laikapstākļiem. Piemēram, mākslīgi radot karstu vasaras dienu, bitumenam speciāli palīdz novecot. 

Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) zinātnieki meklē dažādas vielas, ko pievienojot asfaltbetonam, varētu iegūt daudz labākas tā īpašības. Šajā ziņā palīdzēt varētu nolietas riepas. 

"Ultravioletais starojums, mitrums, to visu pēta. Asfaltu un bitumenu apzināti „vecina”, lai iegūtu ekvivalentu tam, ko daba izdarījusi 10 gadu laikā.

To pēta jau 70 gadus, tehnoloģijas uzlabojas un mēs pievēršam uzmanību, kādas ir nolietojuma īpašības. Kāda samalšanas tehnoloģija ir efektīvākā, piemēram, gumija ir elastīgāks materiāls nekā bitumens un padara bitumenu un asfaltu noturīgāku pret termiskajām plaisām," stāsta RTU Būvniecības inženierzinātņu fakultātes vadošais pētnieks Viktors Haritonovs.

Laboratorijā pēta arī to, kā pamainīt asfaltbetonu, lai to varētu iestrādāt zemākā temperatūrā, tā radot gan mazāk kaitīgo izmešu vidē, gan kļūstot mazāk kaitīgs cilvēka veselībai. 

"Asfalta vieglo iestrādājamību panāk bitumens, pareizāk sakot - tā īpašības. Tās ir jāizmaina, lai ar dažādu tehnoloģiju palīdzību to varētu uzlabot, piemēram, uzputošana ir veids kā padarīt bitumenu šķidrāku. Šķiet, viena rūpnīca Latvijā ir ieviesusi šo tehnoloģiju - uzputo bitumenu ar tvaiku, un tas kļūst šķidrāks pie zemākām temperatūrām. Tieši uzputošana uz iestrādes brīdi palīdz samazināt temperatūru, kādā to ieklāj," skaidro Haritonovs.

Jaunākās tehnoloģijas ļauj samazināt asfalta ieklāšanas temperatūru pat līdz 40 grādiem, arī jau lietota asfalta pārstrādāšana jaunā, ir viena no metodēm, kā ceļu būvēt videi un cilvēkam draudzīgāk. Vai nākotnē ceļu klās pilnīgi jauni materiāli un tajā bitumena nebūs nemaz, rādīs laiks, jo tā aizstājēji jau tiek meklēti dažādās pasaules laboratorijās. Tikmēr pašmāju asfalta ražošanas rūpnīcās dara visu, lai esošos materiālus izmantotu iespējami gudri un efektīvi. 

Tad, kad uz ceļa notiek remontdarbi, mēs redzam tikai pēdējo posmu, neredzamā daļa notiek asfalta ražošanas rūpnīcā. Šķembu kalni ir pirmais posms, lai vispār rastos asfalts. 

Lai arī pirmajā brīdī var likties, kas gan kopīgs melnajam asfaltam ar gaišajām šķembām, pamatu pamatā asfaltam ir dažāda maluma un sastāva šķembas, kā arī smiltis, kas  atbilstoši tiek izžāvētas,  sagatavotas un padotas iekārtām. 

"Tvertnēs iekšā ir izejmateriāls. To sijā pa sietiem, un apakšā ir svari, kas sasver precīzu devu. Tad ieslēdzas bitumena sūknis," procesu skaidro "A.C.B." Asfalta ražošanas direktors  Ingars Zaķis.

Sasijātam materiālam tālāk pievieno šķidro bitumenu. Redzēt, kā tas notiek, nav iespējams, jo tas notiek dziļi iekārtās. Tālāk viss tiek samaisīts un asfalts iegūst savu veidolu prātam neaptveramā laikā – 40 sekundēs top 2,5 tonnas. Stundā tās ir 140 tonnas, ko ik pa brīdim no rūpnīcas izved uz ceļu būves vietu. Asfalts mašīnās ir jau vajadzīgajā temperatūrā, lai to klātu uz ceļa. Taču ar to viss nebeidzas. Saražoto asfaltu nemitīgi pārbauda  -  nereti to atkal pārvēršot sastāvdaļās un pārliecinoties, vai ražošanas procesā viss bijis pareizajās proporcijās. 

0 komentāri
Pievienot komentāru
Komentēt vari ar kādu no saviem sociālo mediju profiliem
Tehnoloģijas un zinātne
Dzīve & Stils
Jaunākie
Populārākie
Interesanti