ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК) СТРОИТЕЛЬСТВО ДВУХСЛОЙНОГО АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ ГОРЯЧИХ СМЕСЕЙ НА ГОТОВОМ ОСНОВАНИИ 1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Типовая технологическая карта разработана на строительство асфальтобетонного покрытия из горячих смесей на готовом основании. двухслойного УКАЗАНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ Организация работ по строительству дорожной одежды Строительство дорожных одежд слагается из строительства слоев основания, покрытия, слоя износа. Совокупность работ по строительству конструктивных элементов отдельных объектов называют технологическим процессом.Комплексный технологический процесс совокупность одновременно выполняемых, технологически взаимосвязанных и организационно зависимых рабочих операций для получения готовой продукции. Например, строительство верхнего слоя покрытия из горячей асфальтобетонной смеси включает в себя ряд технологических процессов, которые должны быть выполнены в течение либо одной смены, либо ее части (до обеденного перерыва или после него). Технологический процесс состоит из отдельных рабочих операций. Рабочая операцияпростейшая технологически однородная, организационно неделимая строительная работа (например, разравнивание песка, распределение щебня, уплотнение слоя дорожной одежды), характерная несменяемостью средств производства (машин) и материалов. Комплексный технологический процесс строительства асфальтобетонного покрытия состоит из: - доставки с завода на место работы горячей смеси; - разгрузки ее в бункера распределителей и асфальтоукладчиков; - распределения по основанию с предварительным уплотнением трамбующим брусом; - россыпи щебня для втапливания; - окончательного уплотнения покрытия с втопленным щебнем катками; - контрольной проверки качества и температуры смеси, степени уплотнения и геометрических размеров. Строительство автомобильных дорог характерно тем, что на сравнительно узкой полосе примерно однотипные работы распределены на большом протяжении. Все строительные подразделения перемещаются один за другим, поэтому способ работ назван поточным. Идея потока была заимствована из промышленности и перенесена на дорожное строительство. Различие заключается в том, что на промышленном конвейере продукция перемещается вдоль рабочих мест постепенно с определенной одинаковой скоростью. На дорожном строительстве продукция - дорога - неподвижна, а механизированные подразделения с одинаковой скоростью перемещаются вдоль нее. Этот способ более эффективен, чем непоточные, иногда применяемые на строительстве дорог. При непоточном способе на разных участках одновременно ведут работы без определенной линейной последовательности. Поточный способ характеризуется также тем, что все подразделения постепенно продвигаются вперед и по мере завершения работ на ее участках их вводят в эксплуатацию до окончания строительства дороги в целом. Работы по строительству дорожных одежд в основном организуют по поточному комплексно-механизированному способу, при котором все машины выполняют отдельные рабочие операции или их группы непрерывно в технологической последовательности, сдавая полностью законченный участок покрытия или одежды через определенные промежутки времени - одну, две, три смены. Участок дороги, на котором специализированное звено выполняет данный рабочий процесс или их технологически неразделимый комплекс, называют захваткой.В течение рабочей смены это звено выполняет одну или несколько технологически связанных операций на участке дороги, называемом сменной захваткой.Рабочий процесс может быть выполнен за половину смены, тогда захватку называют полусменной. Иногда отдельные рабочие процессы в зависимости от их характера и производительности машин выполняют в две (редко в три) смены. Такие захватки называют двух-, трехсменными. Строительство отдельных элементов современных дорожных одежд, например дополнительного слоя основания, основания или покрытия, выполняет частный поток(рис.1). Рис.1. Частный поток по строительству дополнительного слоя основания I- III- захватки; IV- построенный дополнительный слой основания; 1- автогрейдер; 2автомобиль-самосвал; 3- бульдозер; 4- поливомоечная машина; 5- каток на пневмошинах На первой захватке выполняют чистовое профилирование земляного полотна автогрейдером 1,на вторую захватку транспортируют песок автомобилями-самосвалами 2и распределяют его по ширине равномерным слоем бульдозером 3.Уплотненный катком 5песчаный слой поливают водой с помощью поливомоечной машины на третьей захватке. Совокупность частных потоков, объединенных в целях строительства дорожной одежды, называют специализированнымпотоком. Например, специализированный поток для строительства дорожной одежды с однослойным асфальтобетонным покрытием на щебеночном основании с песчаным дополнительным слоем может состоять из трех частных потоков / - /// (рис.2). Рис.2. Специализированный поток по строительству дорожной одежды / - /// - частные потоки; 1- каток на пневмошинах; 2- распределитель дорожно-строительных материалов; 3- автомобиль-самосвал 4- автогудронатор; 5- асфальтоукладчик; 6- трехвальцовый каток Первый, впереди идущий частный поток может состоять из трех и более захваток. Он готовит земляное полотно, уплотняет его, подвозит, разравнивает и уплотняет песок катком 1,при необходимости поливает водой. Второй частный поток состоит не менее чем из двух захваток: на одной распределяют доставленный автомобилями-самосвалами 3материал, на другой - уплотняют его катками 1. Третий частный поток строит асфальтобетонное покрытие и состоит из двух захваток: на первой готовят основание (очистка, если необходимо, и подготовка в виде поливки битумом или битумной эмульсией автогудронатором 4),на второй укладывают асфальтоукладчиком 5и уплотняют катками 1и 6асфальтобетонную смесь. Сменная производительность частного потока определяется скоростью его прохождения в смену, т.е. протяженностью сменной захватки. Если при строительстве покрытий асфальтобетонный завод обслуживает только один объект, длину сменной захватки, а соответственно и скорость всего потока, исчисляют исходя из производительности машин в звене. Возможны случаи установления длины захваток с учетом сменной производительности производственных предприятий, например асфальтобетонного завода. Все дорожные работы в целях максимального использования строительного сезона выполняют в две и даже в три смены: первую и вторую непосредственно на строительных операциях, а третью - для профилактики и подготовки машин к работе. В три смены работают наиболее важные производственные предприятия - автобазы, карьеры, камнедробильные заводы. При наличии накопительных бункеров возможна работа в три смены на асфальтобетонных заводах. При небольших объемах работ строительство ведут в одну смену. При правильной организации работ верхний слой асфальтобетонного покрытия укладывают только в светлое время суток, т.е. в первую смену. Нижний слой покрытия и слои основания можно укладывать как в первую, так и во вторую смену. В этом случае асфальтобетонный завод в первую смену готовит смесь для нижнего слоя, во вторую - для верхнего. При такой организации работ улучшается качество строительства верхнего слоя, к которому предъявляются повышенные требования. Однослойные асфальтобетонные покрытия, строящиеся на дорогах низких категорий (где требования к качеству работ ниже), можно строить в первую и вторую смену. В этом случае будут полностью в течение рабочего дня использоваться дорожностроительные машины и производственные предприятия. Рис.3. График работы специализированного потока по строительству дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием (слева - поток по строительству основания; справа - поток по строительству покрытия) 1- подготовка земляного полотна для строительства дорожной одежды; 2- строительство дополнительного слоя основания; 3- строительство основания; 4 -подготовка основания для строительства покрытия; 5 -строительство нижнего слоя покрытия; 6- строительство верхнего слоя покрытия; 7- отделочные работы; 8- построенная автомобильная дорога На рис.3 приведен график работы специализированного потока по строительству дорожной одежды с двухслойным асфальтобетонным покрытием на щебеночном основании и песчаном дополнительном слое. Из графика видно, что длина захватки частных потоков, выполняющих одни и те же работы как в первую, так и во вторую смены, в два раза меньше, чем у потока, работающего или в первую, или во вторую смену. Работу всех частных потоков и производственных предприятий согласуют в пространстве и во времени с помощью линейного календарного графика (рис.4). Рис.4. Линейный календарный график 1- потребность дорожных рабочих при строительстве дополнительного слоя основания; 2потребность дорожных рабочих при строительстве основания; 3- потребность дорожных рабочих при строительстве дороги; 4- потребность дорожных рабочих в карьерах, на АБЗ, при обустройстве дороги; 5 -строительство дополнительного основания; 6- строительство основания; 7- строительство покрытия; 8- отделочные работы и обустройство дороги; 9- вскрытие карьеров и строительство АБЗ; 10работа песчаных карьеров; 11- работа камнедробильного завода; 12- работа АБЗ; 13потребность автомобилей-самосвалов для вывозки асфальтобетонной смеси; 14- потребность автомобилей-самосвалов для вывоза щебня; 15- потребность автомобилей-самосвалов для вывоза материалов при отделочных работах; 16- потребность автомобилей-самосвалов для вывоза песка; 17- потребность автомобилей-самосвалов для вывоза материалов на АБЗ и обустройства дороги Каждому потоку, выполняющему один специализированный процесс, на графике соответствует линия, характеризующая скорость производства работ данного вида. Средняя скорость всех линейных потоков должна быть одинаковой, в противном случае движение последующих будет либо тормозиться предыдущими, либо между ними будет увеличиваться разрыв, что нарушит общий темп. Внизу, под графиком, указывают размещение карьеров дорожно-строительных материалов, заводов, баз и зоны их действия, а также приводят другие необходимые данные. При производстве работ основным документом является технологическая карта. В такой карте перечислены технологические процессы и рабочие операции, схемы работы дорожных машин и их параметры (рабочие скорости, число проходов машин, производительность и т.д.), приведены данные о режимах обработки материалов (толщина слоев, влажность, температурный режим). Кроме того, указаны необходимые ресурсы - количество машино-смен, человеко-дней, расход материалов. Устройство оснований из минеральных материалов, обработанных органическим вяжущим Строительство слоев из щебня или гравия, обработанных органическими вяжущими, выполняют одним из следующих способов: смешением в установке, смешением на дороге, пропиткой. Выбор того или иного способа производства работ зависит от качества материала, климатических условий, средств механизации и определяется в каждом случае технико-экономическими расчетами. Строительство оснований из черного щебня или черных щебеночных (гравийных) смесей, приготовленных смешением в установке (например, на АБЗ). Черный щебень не крупнее 15 мм и черные щебеночные (гравийные) смеси, содержащие не более 50% частиц крупнее 15 мм, приготовляют в смесителях принудительного перемешивания цикличного или непрерывного действия асфальтосмесительных установок. Если смеси готовят без подогрева каменного материала, то применяют также бетоно- и растворосмесители. Смеси приготовляют горячими, холодными и теплыми в зависимости от вида применяемого вяжущего. Расход вяжущего при этом способе ниже, чем при способах пропитки или смешения на дороге. Горячий и теплый щебень и черная щебеночная (гравийная) смесь температурой 80-160 °С в зависимости от марки битума или дегтя из смесителя поступают к месту укладки. Холодный черный щебень и черные смеси, заготовляемые для работы через большой промежуток времени, из смесителя доставляют на склад для хранения. Чтобы не допустить слеживания перед отправкой на склад, смеси охлаждают до температуры 30-35°С струей воздуха во вращающихся барабанах, а также систематически рыхлят одноковшовым экскаватором или погрузчиком. Слеживаемость можно уменьшить, добавив в смеситель водные растворы (например, отходы соапстока, концентрат сульфитно-спиртовой бражки с хлорным железом) в количестве 2,2-3,5% от массы смеси. Горячий и теплый щебень различных размеров, обработанный вяжущим, транспортируют раздельно в автомобилях-самосвалах. Их кузова смазывают мыльным раствором, мазутом или нефтью, чтобы предотвратить налипание материала. Для минимального снижения температуры горячего и теплого щебня при перевозке на расстояние свыше 20 км, а также в ветреную прохладную погоду (при температуре воздуха менее 10°С) кузов накрывают брезентом, щитами, матами, хорошо их закрепляя. Холодный щебень можно перевозить автомобилями, самосвалами, железнодорожным и водным транспортом. Эти материалы загружают конвейерами, автопогрузчиками, экскаваторами. Во избежание слеживания в процессе перевозки на дальние расстояния температура холодного щебня должна быть не выше 30°С. При более высокой температуре (до 60°С) его можно перевозить только автомобилями-самосвалами на расстояние более 50 км. Холодный щебень, обработанный битумом класса МГ, хранят на открытых площадках с водоотводом или под навесом. Высота штабеля, при которой не происходит слеживания, - не более 1,5-2 м. Щебень, обработанный битумом класса СГ или дегтем, хранят под навесом. Длительность хранения щебня, обработанного битумом класса МГ, - до 8 мес., битумом класса СГ и дегтем - до 4 мес. При большем сроке хранения вяжущее теряет свойства, обеспечивающие хорошее формирование слоя. Холодный щебень разных размеров хранят раздельно. Строительство оснований из щебня, обработанного вяжущим в асфальтосмесительной установке, заключается в проведении нескольких россыпей щебня (сначала большего размера, а затем меньшего) и в уплотнении каждой из них. Устойчивость и прочность таких оснований объясняется более плотным взаимным заклиниванием щебня разного размера. Распределяют щебень на требуемую толщину слоя с учетом коэффициента уплотнения. Первый слой уплотняют, чтобы создать устойчивость щебня в слое. Число проходов катка определяют пробным уплотнением с проверкой плотности слоя. После уплотнения основного слоя производят поверх него вторую россыпь расклинивающего щебня. Жесткость этого слоя достигается уплотнением за счет взаимозаклинивания щебня. Конструктивный слой дорожной одежды, на который укладывают щебень, должен быть очищен от пыли и грязи. В полном объеме работы по строительству основания из щебня, обработанного вяжущим, включают в себя следующие операции (рис.5): - подгрунтовка основания разжиженным битумом или битумной эмульсией с расходом 0,5-0,6 л/м; - распределение щебня основного размера 20(25)-40 мм на требуемую толщину с учетом коэффициента уплотнения; - уплотнение легким или средним катком; - распределение щебня размером 10(15)-20(25) мм с расходом около 10% от расхода щебня основного размера для расклинивания (в зависимости от размера щебня первой россыпи эту операцию можно выполнять дважды); - уплотнение щебня тяжелым катком. Рис.5. Схема организации работ по строительству основания из черного щебня а- транспортирование, распределение и уплотнение щебня основного размера; браспределение и наметание щебня для расклинивания; 1- автомобили-самосвалы; 2 -асфальтоукладчик; 3- катки; 4- навесной распределитель щебня; 5- поливомоечная машина со щеткой (цифры в кружках обозначают разряд асфальтобетонщиков) Щебень основного размера укладывают асфальтоукладчиком. На этой работе заняты машинист 6-го разряда и асфальтобетонщик 3-го разряда. Асфальтобетонщик измеряет температуру щебня в кузове автомобиля-самосвала 1, принимает щебень в бункер асфальтоукладчика 2и очищает кузов лопатой с удлиненной ручкой. В конце работы помогает машинисту очищать асфальтоукладчик. Машинист поливомоечной машины щеткой наметает расклинивающий щебень и в процессе укатки. Чтобы предотвратить остывание горячего щебня, его распределяют немедленно после доставки на объект. Теплый щебень в зависимости от температуры воздуха допускается хранить в зоне работ 1-2 ч. Холодный щебень в порядке исключения можно хранить в зоне работ в течение летнего строительного сезона (3-4 мес.), не допуская загрязнения. При этом его укладывают в штабеля высотой до 1 м. Учитывая более длительное формирование слоев из холодного щебня, строительство оснований из него завершают за 3-4 нед. до осенних дождей. Устройство оснований из черного щебня рекомендуется организовывать по методу бригадного подряда, привлекая к работе кроме основного звена бригаду, занятую приготовлением черного щебня на АБЗ, и водителей автомобилей-самосвалов, доставляющих черный щебень. Строительство оснований из щебня и гравия способом смешения на дороге. Рассматриваемый способ требует более простого оборудования, чем предыдущий. Для этого способа характерны следующие недостатки. Вследствие сложности нагрева каменных материалов для их хорошего обволакивания необходимо применять вяжущие небольшой вязкости. Поскольку используют материалы естественной влажности, то снижается сцепление поверхности щебня или гравия с вяжущим материалом. При перемешивании на дороге затруднена точная дозировка составляющих материалов, качество перемешивания хуже, чем в стационарных установках. Технология строительства оснований по этому способу состоит из перемешивания минерального материала с вяжущим с помощью простейших машин (чаще всего автогрейдеров) или в редких случаях передвижных смесителей; распределения и уплотнения его. Минеральный материал, подвозимый автомобилями-самосвалами, отсыпают на проезжей части или обочинах (при заблаговременной загрузке, чтобы избежать загрязнения и растаскивания материала движущимся транспортом). Перед розливом вяжущего из автогудронатора ширина слоя каменного материала должна быть такой, чтобы не произошло стекания вяжущего на нижележащий слой дорожной одежды. Влажность материала должна быть близкой к оптимальной: при обработке битумом или дегтем 1-4%, эмульсиями 3-7%. При избыточной влажности материал до распределения вяжущего просушивают путем многократной перевалки его автогрейдером, а при недостаточной влажности поливают с помощью поливомоечных машин и перемешивают. Для лучшего обволакивания минерального материала вяжущее разливают в три - пять приемов примерно равными порциями (1,5...2,5 л/м ), кроме последнего розлива, составляющего 1-1,5 л/м . После каждого розлива минеральный материал перемешивают за пять-шесть проходов автогрейдера. Число проходов при окончательном перемешивании около 2 общего числа проходов. Отвал автогрейдера устанавливают под углом 3-40° к оси дороги. При использовании жидких битумов класса СГ, сланцевых битумов, жидких дегтей и эмульсий перемешивание в жаркую погоду следует заканчивать в 1-2 дн. Если используют жидкие битумы класса МГ, то длительность перемешивания может быть до 5 дн. Окончательно разравнивают и профилируют смеси автогрейдером, желательно с автоматизированной системой управления отвалом. Уплотнение более эффективно катками на пневмоколесах или виброкатками. По окончании уплотнения, особенно при использовании катков с гладкими вальцами, открывают движение автомобильного транспорта, регулируя его по ширине проезжей части для нормального формирования слоя. Этот период длится 8-10 сут. После уплотнения катками на пневмоколесах и виброкатками сразу укладывают верхний слой. Строительство оснований способом пропитки. Этот способ по сравнению со способами смешения в установке и на дороге - один из простейших. Однако при использовании этого способа не достигается достаточная обволакиваемость минеральных материалов вяжущими и прочность слоя. Работу по пропитке выполняют в сухую погоду днем при максимальной температуре воздуха не ниже 10°С. Весной и летом этот минимум разрешается понижать до 5°С. Данный способ практически не применяют в северных районах страны. Особое требование предъявляют к материалам. Щебень или гравий должны быть сухими, чистыми - без примеси глины, ила и других материалов. Для пропитки используют битумы БНД 200/300 температурой 150°С и БНД 90/130 температурой 160°С. Технология состоит из следующих операций: - очистка оснований от пыли и подгрунтовка основания из расчета 0,5-0,8 л вяжущего на 1 м ; используют механические щетки, компрессоры, автогудронаторы; - первая россыпь щебня размером 70-40 мм в количестве 4-7 м на 100 м покрытия в зависимости от толщины слоя пропитки; используют самоходные распределители или автогрейдеры; - укатка первой россыпи щебня сначала легкими (4-5 проходов) и затем тяжелыми (4-5 проходов) катками; - первый розлив вяжущего в количестве 3-6 л/м ; - вторая россыпь щебня размером 40-20 мм в количестве 2-4 м навесные распределители или автогрейдеры; на 100 м ; используют - подкатка первой и второй россыпи и щебня легкими (3-4 прохода) и укатка тяжелыми (8-10 проходов) катками; - второй розлив вяжущего материала в количестве 1,5-2,5 л/м ; - третья россыпь щебня размерами 20-10 мм в количестве 1-2 м навесных распределителей; на 100 м с помощью - подкатка (3-4 прохода) и укатка (4-8 проходов) щебня третьей россыпи. В результате создают слой из каменных материалов, пропитанных вяжущим, толщиной 4-8 см. При уплотнении нельзя допускать излишнего дробления щебня и образования мест с заполненными мелочью пустотами. Если появились такие места, щебень немедленно разрыхляют, заменяют новым, тщательно трамбуют, а затем уплотняют катками. В зависимости от нормы розлива, ширины основания и необходимости открыть движение вяжущее распределяют по всей ширине или по одной половине основания. При этом следят за тем, чтобы вяжущее распределялось равномерно. Пропущенные места заливают вручную из шланга с краскопультом, подсоединенного к автогудронатору, или из леек. В поперечных стыках смежных участков один слой вяжущего не должен перекрывать другой, так как это может привести к образованию избытка битума и появлению неровностей при движении автотранспорта. Место поперечного стыка закрывают примерно на 2 м бумагой, толем или другими материалами. Для розлива вяжущего по новому участку машинист автогудронатора должен заранее набрать заданную скорость и предварительно отрегулировать подачу вяжущего. При использовании эмульсии более мелкий щебень рассыпают после ее распада и образования черной пленки вяжущего на поверхности щебня предыдущей россыпи. Чтобы промежутки между крупным щебнем лучше заполнялись, мелкий щебень разметывают жесткими метлами. Мелкий щебень, не образуя самостоятельного слоя, должен заполнять пустоты. По окончании работ в течение 20-25 дн. наблюдают за формированием слоя. Если необходимо, регулируют движение построечного транспорта для равномерного дополнительного уплотнения и формирования слоя; дополнительно укатывают его в течение первых 10 дн; систематически наметают мелкий щебень, разбрасываемый колесами автомобилей для его втапливания в поверхность основания; досыпают каменный материал на участках, где выступает излишнее вяжущее. Образование на основании после выпадения дождя темных пятен или полос вызывается нехваткой вяжущего. В таких местах после просыхания асфальтобетонщик удаляет несвязанный щебень, разливает 0,8-1 л/м вяжущего, рассыпает щебень размером 5-10 мм и уплотняет ручными трамбовками или катками. Так как способ пропитки требует проведения многих операций на большом числе захваток, то его применяют в редких случаях. Подготовительные работы Подготовительные работы, предназначенные для обеспечения бесперебойного ритмичного выполнения основных операций по укладке и уплотнению асфальтобетонной смеси, включают в себя закрытие участка для движения транспортных средств и пешеходов, разбивочные работы, проверку основания, очистку основания (или нижнего слоя) от пыли и грязи, розлив разжиженного битума или эмульсии по основанию (подгрунтовку). При подготовительных работах используют автогудронаторы, поливомоечные машины, передвижные котлы для перемешивания в них битума и розлива его в ведра и ручные краскопульты, набор приспособлений и инструментов, дорожных знаков, ограждений, геодезических инструментов и другое оборудование в зависимости от условий работ. Будущую рабочую зону не позже чем за смену до укладки асфальтобетонной смеси закрывают для движения автомобилей и пешеходов, подготовив объезды вне проезжей части устраиваемого покрытия и проходы для пешеходов. Вокруг рабочей зоны устанавливают знаки, указывающие следующее: въезд запрещен, дорожные работы, препятствия, направление объезда. Асфальтобетонную смесь необходимо укладывать на прочное, ровное, чистое и сухое основание, поэтому предварительно проверяют его качество. К строительству покрытий можно приступать, если отклонения параметров основания от проектных значений не превышают: ширина слоя для всех типов оснований ±10 см, а для цементобетонного ±5 см; высотные отметки по оси ±5 см; толщина слоя асфальтобетонных ±1 см и всех остальных типов - ±1,5 см; поперечный уклон - ±0,01. Допускаемый просвет под трехметровой рейкой, укладываемой в продольном направлении на основания из крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов, укрепленных минеральными или комплексными вяжущими (цементом, известью), а также из дегтебетонных смесей, черного щебня и основания, построенные по способу пропитки, на автомобильных дорогах I, II, III категорий - 7 мм, IV, V категорий и на внутренних дорогах промышленных предприятий - 10 мм, сельских дорогах - 15 мм; на основания, построенные по способу заклинки, из щебеночных смесей, шлака и основания из щебеночных, гравийных смесей, обработанных неорганическими вяжущими материалами, на дорогах I, II, III категорий - 10 мм, IV, V категорий - 15 мм и сельских дорогах - 20 мм. При строительстве оснований на дорогах I, II и III категорий дорожно-строительными машинами, оборудованными соответствующей автоматической системой слежения за вертикальными отметками, неровности поверхности основания не должны превышать 5 мм. Для асфальтобетонных и цементобетонных оснований этот параметр не должен превышать 5 мм, а разница в уровне поверхности в швах монолитных цементобетонных оснований - 3 мм, при использовании дорожно-строительных машин с автоматической системой слежения - соответственно 3 и 2 мм. Если отклонения от ровности основания превышают допускаемые значения, то заблаговременно строят выравнивающий слой на неровных местах из того же материала, что и основание, или из асфальтобетонной смеси. При реконструкции дороги в качестве основания часто используют старые покрытия. В этих случаях исправляют дефекты покрытия, на заниженных местах в поперечном или продольном профиле укладывают выравнивающий слой из пористой асфальтобетонной смеси. Если асфальтобетонное покрытие укладывают на старое цементобетонное или асфальтобетонное покрытие, то кроме обычных подготовительных работ заделывают все швы и трещины в старом покрытии. Подготовленное основание должно иметь требуемую ширину, продольный и поперечный профили, ровную поверхность. Просвет под трехметровой рейкой не более 5 мм. Разбивочные работы проводят для выделения кромки покрытия или его слоев, а также рабочих отметок по оси дороги. При работе с автоматизированными асфальтоукладчиками устанавливают базу для следящей системы - копирную струну, которая служит указателем уровня и направления движения асфальтоукладчика. Она также является исходной базой для установки и регулирования рабочих органов асфальтоукладчика перед началом работы. Поэтому точное и тщательное выполнение всех операций по установке копирных струн - важнейшее условие для асфальтобетонщика. На работе занято отдельное звено в следующем составе: инженер-геодезист, один рабочий 4-го разряда, один - 3-го разряда, двое - 2-го разряда. Инженер-геодезист руководит звеном и работает геодезическими инструментами (теодолит, нивелир). Члены звена устанавливают нивелирные колышки, стойки с кронштейнами, натягивают струны. Рис.6. Установка нивелирных колышков а- при односкатном поперечном профиле; б- при двускатном поперечном профиле; 1- покрытие; 2- нивелирные колышки; х- плоскость, проходящая через поверхность покрытия и нивелирных колышков; а- расстояние от нивелирного колышка до кромки покрытия; б - ширина покрытия В начале и конце захватки устанавливают нивелирные колышки 2(рис.6) на расстоянии а + b/2(в зависимости от категории дороги) от оси дороги. Затем на линии натяжения струн рабочие 4-го и 3-го разрядов, пользуясь мерной лентой, через каждые 15 м устанавливают в створе все промежуточные колышки. Рабочие 2-го разряда переносят геодезические инструменты по участку работ, подносят колышки рабочим 4-го и 3-го разрядов. Для определения уровня покрытия, как в поперечном, так и в продольном направлении ведут высотную разбивку, для чего рабочие 4-го и 3-го разрядов выставляют колышки 2под нивелир, рабочий 2-го разряда закрепляет их. При окончательной установке колышки должны находиться в одной плоскости с поверхностью покрытия. Колышки обозначают линии копирных струн в плане, так как их размещают строго над колышками. Таким образом, рейки служат реперами, от которых измеряют высоту установки струны (рис.7). Рис.7. Расположение копирных струн а- при двускатном поперечном профиле; б -при односкатном поперечном профиле; 1металлические стойки; 2- штанги; 3 -колышек; 4 -верх покрытия; 5 -линия, проходящая через край кромки покрытия; 6- покрытие; 7прорезь для струны; 8- струбцина После этого рабочие 2-го разряда раскладывают около нивелирных колышков 3по всей длине участка стойки. Рабочие 4-го и 3-го разрядов вместе с инженером-геодезистом устанавливают стойки под теодолит. Они представляют собой металлические стержни, на которые надевают струбцины 8.В струбцинах выполнены два отверстия (одно для стойки, другое - для поперечной штанги) и имеются два зажимных винта. В прорези 7 на конце штанги проходит струна. Перед установкой стойки собирают штангу 2и крепят ее в струбцине. Струбцины надевают на стойки так, чтобы прорези в штанге были вверху. Затем опускают струбцину на 15 см, штанги выдвигают из струбцин на 30 см и в таком положении закрепляют оба винта. Стойку 1отодвигают от колышка 3во внешнюю сторону на 30 см, ставят строго вертикально (штанга должна быть обращена к нивелирному колышку) и прочно забивают в землю. Положение прорези над колышками по высоте измеряют линейкой (шаблоном), а совмещение прорезей со створом колышков проверяют по теодолиту. В таком положении струбцины временно закрепляют обоими винтами. Затем приступают к натяжению копирных струн (рис.8). Рабочие 2-го разряда устанавливают натяжной барабан 1и закрепляют на якоре перед первой стойкой на расстоянии 10-2 м и 30 см в сторону от линии нивелирных колышков 3. Рис.8. Схематический план участка установки копирных струн: 1 -барабан; 2 -струна; 3- колышек; 4 -штанга; 5- стойка Натягивают копирную струну 2вручную, насколько это возможно, и прикрепляют ее к барабану. На нем оставляют запас струны длиной 10...12 м. Затем натягивают струну барабаном достаточно туго, и в натянутом состоянии струну вставляют в прорези поперечных штанг 4.Струна должна лежать в прорезях свободно и не выпадать из них без приложения усилия. Чтобы струна проходила на одинаковой высоте от колышков, установленных под отметку, рабочие регулируют положение струны и в продольном профиле с помощью деревянного шаблона (линейки). Шаблон устанавливают строго вертикально на колышек и, ослабляя зажимный винт, перемещают струбцину вдоль стойки на высоту шаблона и устанавливают ее таким образом, чтобы штанга упиралась в шаблон. После этого струбцину закрепляют. Затем проверяют положение струны в плане. Для соблюдения требуемого профиля покрытия копирную струну устанавливают с двух сторон строящегося покрытия. Однако при укладке второй полосы эту струну может заменить готовое покрытие, по которому скользит рычаг преообразователя системы автоматического управления. При использовании асфальтоукладчиков без системы автоматического управления для соблюдения требуемого профиля и отметок непосредственно перед укладкой выставляют контрольные маяки из асфальтобетонной смеси, слегка уплотненной трамбовкой, толщина которых должна быть равна толщине укладываемого слоя в рыхлом состоянии. Маяки можно оставлять в покрытии. Если асфальтоукладчики не оборудованы скользящими формами, то для упора укладываемой асфальтобетонной смеси и ограничения кромки покрытия укладывают брусья. При этом учитывают требуемую толщину слоя смеси в уплотненном состоянии. Во время работы машины могут сдвинуть брусья с места, поэтому их укрепляют со стороны обочин металлическими крюками, забиваемыми в грунт, и присыпают грунтом. Основание очищают от грязи и пыли щетками поливомоечных машин, струей сжатого воздуха, подаваемого с передвижного компрессора, или другими средствами. Влажное основание осушают подогретым воздухом, также подаваемым компрессором или песком, нагретым до температуры 250-300 °С. При большом загрязнении основания очищают поливомоечными машинами, которые проходят вдоль всего участка, каждый раз захватывая часть ширины покрытия. Для двухполосной проезжей части достаточно шесть круговых проходов поливомоечной машины со средней скоростью движения 8 км/ч. Основание или ранее уложенный нижний слой покрытия, если по нему было открыто движение автомобильного транспорта, занятого в строительстве, до укладки вышележащего слоя подгрунтовывают битумными материалами для прочного сцепления слоев. Материалы разливают автогудронатором. Его битумный насос, распределительные трубы и сопла должны быть отрегулированы таким образом, чтобы обеспечить равномерный, без пропусков, розлив вяжущего и заданный расход на единицу площади покрытия. Не следует оставлять в автогудронаторе на длительный срок неразлитое вяжущее, так как, застывая, оно образует пробки в распределительных и циркуляционных трубах. Длина участка розлива вяжущего равна длине захватки. Ее границы обозначают вешками, по которым ориентируется машинист автогудронатора. В начале или конце участка розлива, т.е. в период набора автогудронатором нормальной рабочей скорости или торможения перед остановкой, могут получаться пропуски отдельных полос или, наоборот, битум разливается в избыточном количестве. Чтобы избежать этого, концы участков на протяжении 2-3 м закрывают плотной бумагой, толем, полиэтиленовой пленкой. Скорость автогудронатора и количество разливаемого вяжущего регулируют на этих защищенных участках. После окончания розлива эти материалы убирают с покрытия. Чтобы уменьшить растекание вяжущего на поверхности покрытий (при продольных уклонах более 20%), разливают вяжущее при движении автогудронатора вверх по уклону. Основание или нижний слой покрытия обрабатывают битумной эмульсией или битумом СГ 70/130. Битум распределяют за сутки до укладки смеси. На обработку 1 м основания или нижнего слоя покрытия расходуют 0,6-0,9 л/м эмульсии или битума. Укладывать асфальтобетонную смесь можно после распада и высыхания битумной эмульсии. Транспортирование и распределение горячих и теплых асфальтобетонных смесей Строительство покрытий из горячих и теплых смесей начинают в теплую погоду при температуре воздуха не ниже 5°С на оттаявшем, сухом, прочном, ровном и чистом основании. Заканчивают строительство покрытий из горячих смесей, когда температура воздуха снижается до 10°С, из теплых - до минус 5°С. Укладку смеси при более низкой температуре ведут, приняв специальные меры, изложенные ниже. Эти ограничения вводят потому, что при более низкой температуре воздуха скорость охлаждения смеси резко увеличивается, пластичность смеси снижается и трудно добиться требуемой плотности в процессе уплотнения смеси. Для получения покрытия хорошего качества смесь укладывают только в сухую погоду, так как при устройстве покрытия на влажном основании не обеспечивается необходимое сцепление между поверхностью основания и асфальтобетонным покрытием. При выпадении атмосферных осадков смесь впитывает влагу, что снижает прочность покрытия, на поверхности его могут образовываться раковины, которые впоследствии приводят к более крупным разрушениям (шелушению, выбоинам). Транспортирование асфальтобетонной смеси. Асфальтобетонную смесь как для нижнего, так и для верхнего слоев подают непрерывно, благодаря чему новая смесь хорошо соединяется с уложенной ранее, снижаются простои и повышается производительность асфальтоукладчиков. Простой автомобилей-самосвалов на месте разгрузки нежелателен, так как смесь слеживается в кузове и с трудом выгружается. Количество автомобилей-самосвалов назначают в зависимости от производительности асфальтоукладчика и АБЗ, дальности и скорости транспортирования смеси, продолжительности загрузки и грузоподъемности. При перевозке принимают меры сохранения температуры и удобоукладываемости смеси. Наименьшая допускаемая температура смеси при укладке в зависимости от марки битума должна соответствовать указанной в табл.1.1. Таблица 1.1 Температура асфальтобетонной смеси при укладке ее в конструктивный слой Вид смеси Марка битума Температура смеси, °С, не ниже без ПАВ с ПАВ Горячая БНД 90/130, БН 90/130, БНД 60/90, БН 60/90, БНД 40/60, БН 40/60 120 110 Теплая БНД 200/300, БН 200/300, БНД 130/200 80 80 БН 130/200, СГ 130/200, МГ 130/200 80 70 Чтобы смесь не остывала ниже минимально допускаемого предела, ограничивают дальность транспортирования автомобилями-самосвалами асфальтобетонной смеси в зависимости от ее вида, погоды и состояния подъездных дорог. Предельно допускаемая дальность транспортирования смеси в жаркую погоду - горячих 40-50 км и теплых - 60-80 км. В прохладную погоду горячие смеси не следует транспортировать далее чем на 20-30 км, а теплые - на 40-50 км. Для сохранения теплоты кузов автомобиля-самосвала подогревают выхлопными газами. Чтобы предупредить прилипание асфальтобетонной смеси к дну и стенкам кузова, кузов перед загрузкой опрыскивают нефтью или мазутом, смешанным с водой, или мыльным раствором. Укладка асфальтобетонной смеси. Асфальтобетонную смесь как нижнего, так и верхнего слоя покрытия распределяют асфальтоукладчиками. Выбор асфальтоукладчика зависит от типа смеси, толщины слоя, ширины покрытия, темпов строительства (принятой длины захватки). При незначительных темпах строительства (200-300 м/смен) смеси (за исключением типов А и Г) можно укладывать одним асфальтоукладчиком на ширину 3-3,75 м. Ширину полосы укладки назначают кратной ширине покрытия, учитывая размер уширителей асфальтоукладчика. В этом случае смесь укладывают отдельными короткими полосами, поочередно на каждой половине ширины покрытия. Уложив одну полосу, переходят (по схеме, показанной на рис.9) на соседнюю, пока не остыла кромка ранее уложенного слоя. При такой технологии особое внимание обращают на то, чтобы укладываемые полосы покрытия были сопряженными, а образующиеся продольные швы заделаны. В местах сопряжения добиваются полной однородности фактуры покрытия. В противном случае с этих мест, как правило, начинается разрушение покрытия, главным образом по причине недостаточного уплотнения. Рис.9. Схема перехода асфальтоукладчика с полосы на полосу 1- 22- номера переходов; сплошными стрелками - рабочий ход; пунктирными - холостой ход асфальтоукладчика; - ширина укладываемой полосы в кружках - последовательность участков укладки смеси; Для улучшения сопряжения смежных полос длину хода асфальтоукладчика назначают в зависимости от температуры воздуха и скорости ветра (табл.1.2). На очередной полосе горячую смесь укладывают раньше, чем смежная полоса остынет до температуры ниже предельно допускаемой (70-80°С). Таблица 1.2 Длина хода асфальтоукладчика Длина полосы, м Температур а воздуха при отсутствии ветра, °С на защищенных от ветра, застроенных и лесных участках, в глубоких выемках на открытых участках 5-10 30-60 25-30 10-15 60-100 30-50 15-25 100-150 50-80 25 150-200 80-100 При устройстве смежной полосы смесь распределяют слоем, толщину которого назначают с учетом коэффициента уплотнения. Это позволяет получить однородное по плотности готовое покрытие одинаковой толщины. Правильная установка асфальтоукладчика в работу и выдерживание курса движения обеспечивают положение края уплотняющих средств строго над кромкой ранее уложенной полосы покрытия (рис.10). Несоблюдение в зоне сопряжения полос устраиваемого покрытия этого правила приводит к тому, что асфальтобетон после работы катков не достигает требуемой плотности. Это приводит в процессе эксплуатации покрытий к преждевременному разрушению их из-за значительного водонасыщения или к образованию колеи, образующейся в результате до уплотнения асфальтобетона под действием колес транспортных средств. Рис.10. Положение плиты асфальтоукладчика при распределении смеси на смежной полосе: а- правильно; б- неправильно; в -дефект покрытия; 1- уплотненный слой; 2- уровень неуплотненного слоя; 3- плита асфальтоукладчика; 4- неуплотненный слой второй полосы; 5- линия сопряжения полос; 6- дефект покрытия. При распределении смеси одним асфальтоукладчиком качественное сопряжение полос обеспечивается предварительным разогревом края уложенной полосы линейным разогревателем, действие которого основано на использовании тепловой энергии инфракрасного излучения. При устройстве покрытия с применением линейного разогревателя не уплотняют край шириной 10-15 см первой уложенной полосы со стороны сопряжения со смежной полосой (рис.11, а). Линейный разогреватель перемещают впереди асфальтоукладчика по краю неуплотненного асфальтобетона шириной 10-15 см со скоростью, обеспечивающей нагрев асфальтобетона до температуры 80°С (рис.11, б). Асфальтобетонная смесь, распределяемая на смежной полосе, соприкасается с разогретым краем ранее устроенной полосы (рис.11, в) и одновременно подвергается уплотнению (рис.11, г). В результате обеспечивается качественное сопряжение смежных полос. Рис.11. Сопряжение полос асфальтобетонного покрытия с применением линейного разогревателя: а- уплотненная первая полоса; б- нагревание края (10-15 см) первой л-полосы; враспределение асфальтобетонной смеси на второй полосе; г- одновременное уплотнение первой и второй полос; 1- уплотненная первая полоса; 2- неуплотненный край первой полосы; 3- нагревание неуплотненного края (10-15 см) первой полосы; 4- распределенная смесь на второй полосе; 5- каток Линейный разогреватель можно монтировать на асфальтоукладчике. В этом случае длину линейного разогревателя определяют в зависимости от скорости движения асфальтоукладчика. Если укладывают теплую смесь при температуре воздуха 10-20°С, то длина полосы может достигать 250 м, при температуре воздуха выше 20°С - сменной длины захватки. Длина укладываемой полосы из горячей асфальтобетонной смеси также может быть равна длине сменной захватки в случае устройства покрытий при ремонте и усилении дорожных одежд, когда сохраняется движение автомобильного транспорта по ремонтируемой автомобильной дороге. При этом соблюдают правила производства работ, изложенные выше. Качество покрытия улучшается при использовании одновременно двух-трех асфальтоукладчиков. Количество машин зависит от ширины слоя. Машины двигаются уступом, одна за другой на расстоянии 10-30 м. При таком методе работ конструктивный слой укладывают на всю ширину и продольный шов заделывают настолько плотно, что обнаружить его практически не удается. Несколько укладчиков используют при больших объемах работ (более 300 м/смен), а также при устройстве покрытий из асфальтобетонных смесей типов А и Г. Горячую смесь выгружают из автомобилей-самосвалов в приемный бункер движущегося асфальтоукладчика, что обеспечивает при циклической загрузке его беспрерывное распределение асфальтобетонной смеси. Выгруженная смесь подается питателем к валу с винтовыми конвейерными лопастями, распределяющими смесь по ширине укладываемой полосы. За валом размещен трамбующий брус, который предварительно уплотняет покрытие с частотой 1400 ударов в минуту при амплитуде 3,2 мм. За трамбующим брусом расположена выглаживающая плита, отделывающая поверхность покрытия. Изменяя положение двух шарнирно-сочлененных частей плиты, можно придавать покрытию одно- или двускатный поперечный профиль. Аналогичным устройством оборудован трамбующий брус. Асфальтоукладчики могут укладывать смесь толщиной 3-20 см. Толщину покрытия изменяют, регулируя с помощью винтов высоту трамбующего бруса и выглаживающей плиты относительно рамы асфальтоукладчика. При этом учитывают коэффициент уплотнения смеси. Толщина неуплотненного слоя должна быть на 15-25% больше проектной толщины готового покрытия. Перед работой выглаживающую плиту подогревают установленной на ней горелкой. В холодную погоду плиту подогревают в перерывах между работой. Движение асфальтоукладчика начинают, когда заполнено все пространство перед рабочим органом. Одновременно включают трамбующий брус. Во время укладки смеси следят за тем, чтобы он был постоянно включен. Этим достигается начальная "упаковка" минеральных зерен при максимальной температуре распределяемой смеси. При уплотнении трамбующим брусом уменьшается количество проходов катка и исключается образование мелких трещин. Поверхность уложенного слоя после прохода асфальтоукладчика должна быть ровной, однородной, без разрывов и раковин. На узких полосах закругления смесь можно укладывать асфальтоукладчиком малой мощности, который работает параллельно с основной машиной, распределяющей смесь на проезжей части. Это позволяет уплотнять смесь сразу по всей ширине покрытия. Организация работ в бригаде по укладке асфальтобетонной смеси. Конструктивные слои из асфальтобетонной смеси укладывают комплексные бригады. При работе с одним асфальтоукладчиком в состав бригады входят: - машинист асфальтоукладчика 6-го разряда - 1; - помощник машиниста 5-го разряда - 1; - асфальтобетонщики: 5-го разряда - 1; 4-го разряда - 1; 3-го разряда - 2; 2-го разряда - 2. Количество машинистов катков зависит от типа смеси, ширины укладываемого слоя и выбранной технологии уплотнения. При работе двух-трех асфальтоукладчиков состав бригады увеличивают соответственно числу машин. В начале смены асфальтобетонщики устанавливают шлагбаумы, ограждения и дорожные знаки, обозначают схему движения автомобилей-самосвалов, подогревают инструменты в жаровне. Машинист асфальтоукладчика устанавливает его в исходное положение и готовит к работе. Асфальтобетонщик 5-го разряда вместе с машинистом устанавливает выглаживающую плиту в рабочее положение. Для этого под нее укладывают шаблон, толщина которого на 15-20% больше проектной толщины укладываемого слоя. С помощью регулировочных винтов плиту опускают так, чтобы между ней и шаблоном не осталось просветов. Зафиксировав положение винтов, убирают шаблон. Машинист осматривает рабочие органы асфальтоукладчика, для чего поднимает боковые стенки приемного бункера, осматривает вал с винтовыми лопастями и трамбующий брус, освобождает их от остатков застывшей смеси, устанавливает шиберные заслонки на задней стенке бункера в положение, обеспечивающее необходимую толщину асфальтобетонной смеси. С помощью блоков управления автоматическими системами стабилизации угла поперечного уклона и слежения за ровностью покрытия в продольном направлении машинист устанавливает раму рабочих органов в необходимое положение и вводит в контакт щуп слежения со струной. Асфальтобетонщик 3-го разряда измеряет температуру асфальтобетонной смеси, предварительно визуально определяет ее качество, подает сигнал на подход автомобиля-самосвала с асфальтобетонной смесью. Если смесь жирная, пережженная, плохо перемешанная (со сгустками битума) или сухая, температура смеси ниже допускаемой, то ее не укладывают, а отправляют по указанию мастера участка на завод. Автомобиль-самосвал задним ходом подают к месту выгрузки смеси в бункер асфальтоукладчика. Чтобы облегчить выгрузку смеси, к раме бункера асфальтоукладчика приваривают стойку с короткой цепью. Перед выгрузкой смеси асфальтобетонщик надевает звено цепи на нижний крючок заднего борта автомобиля-самосвала. При подъеме кузова натянувшаяся цепь открывает задний борт без помощи рабочего. Во время разгрузки смеси асфальтоукладчик толкает перед собой автомобиль-самосвал. При этом передача от двигателя автомобиля-самосвала к его ведущей оси должна быть выключена. Асфальтобетонщик очищает кузов автомобиля-самосвала от остатков смеси лопатой с удлиненной ручкой, снимает цепь с борта и подает сигнал на отход автомобиля-самосвала. Скорость передвижения асфальтоукладчика машинист устанавливает в зависимости от конструкции уплотняющих рабочих органов, свойств смеси, темпа ее подвоза, толщины распределяемого слоя и погоды. При распределении асфальтобетонной смеси типов А и Б для плотного асфальтобетонного покрытия и смесей для пористых и высокопористых асфальтобетонов с содержанием щебня более 40% скорость движения асфальтоукладчиков составляет 2-3 м/мин. Скорость движения асфальтоукладчиков может быть увеличена до 4-5 м/мин при распределении асфальтобетонных смесей типов В, Г и Д для плотного асфальтобетона, смесей для пористого и высокопористого асфальтобетона с содержанием щебня менее 40% и высокопористого песчаного асфальтобетона. В процессе работы машинист асфальтоукладчика и асфальтобетонщик 5-го разряда наблюдают за тем, чтобы смесь равномерно поступала к валу с винтовыми лопастями и распределялась по нижележащему слою. При заполненном бункере недостаток или избыток смеси у рабочих органов и на краях полосы указывает на неправильное положение шиберных заслонок: при недостатке смеси их поднимают, а при излишке - опускают. Помощник машиниста проверяет натяжение копирной струны, контролирует качество укладки смеси, дает сведения машинисту о регулировании рабочих органов асфальтоукладчика, направляет движение автомобилей-самосвалов в рабочей зоне. Для получения непрерывной и ровной полосы смесь к асфальтоукладчику подают равномерно. При кратковременных перерывах в доставке смеси останавливают асфальтоукладчик и оставляют часть ее в бункере до подхода следующего автомобиля-самосвала. Если в уложенном слое появляются разрывы, трещины, пустоты по краям полосы или поверхность получается неровной, то машинист регулирует скорость движения асфальтоукладчика, следит за тем, чтобы трамбующий брус работал без остановки, а выглаживающая плита периодически прогревалась горелкой. Сразу после прохода машины асфальтобетонщик 5-го или 4-го разряда проверяет толщину слоя, поперечный уклон. Если толщина слоя смеси не соответствует заданной, то изменяют положение выглаживающей плиты регулировочными винтами. Этими же винтами устраняют отклонения поперечного профиля покрытия от заданного. Сразу после прохода асфальтоукладчика необходимо также убедиться в том, что покрытие имеет ровную поверхность. Ее проверяют дюралюминиевой трехметровой рейкой. Под рейкой, уложенной в любом месте (в продольном и поперечном направлениях), не должно быть просвета. На возвышениях смесь слегка разрыхляют граблями и лопатой и срезают излишки, на впадинах добавляют смесь, рассыпая ее тонким слоем под каток. Места значительных просадок слегка разрыхляют граблями, а затем заполняют горячей смесью. Если смесь укладывают одним асфальтоукладчиком, то обрабатывают продольный шов. Для этого остывший край ранее уложенной полосы обрубают по прямой линии отбойным молотком. Затем смесь прогревают нагревателями. При их отсутствии горячую смесь из бункера асфальтоукладчика укладывают по краю полосы валиком шириной 15-20 см. При подходе асфальтоукладчика смесь убирают в приемный бункер, а прогретый край полосы смазывают горячим жидким битумом, используя краскораспылитель или лейку. В жаркую погоду, когда смесь на сопряжениях остается горячей, ее не прогревают. В конце смены или при длительных перерывах устраивают поперечный рабочий шов. Для этого поперек полосы закрепляют брус, до которого укладывают смесь, тщательно заделывают сопряжение с брусом и уплотняют его катками. Возобновляя работу, убирают брус и прогревают край полосы, как описано выше. Дальнейшую обработку поперечного шва выполняют так же, как и продольного. После распределения смеси асфальтоукладчиком на поверхности покрытия могут образовываться трещины от воздействия выглаживающей плиты. Вследствие расслоения смеси при транспортировании на поверхности могут появляться раковины из-за скопления крупных частиц в одном месте. Трещины и раковины ликвидируют следующим образом. До того, как остыло недоуплотненное покрытие, рассыпают тонким слоем смесь (без щебня). Затем ее разметают метлой, заполняя дефектные места. Избыток смеси удаляют и сразу же уплотняют катками. В процессе уплотнения могут образоваться поперечные трещины при движении катка на высокой скорости или его большой массы, высокой температуры смеси в момент уплотнения (140...160°C). Кроме того, трещины получаются при уплотнении пережженной смеси или недостаточного количества битума в ней. При резком повороте ведомого вальца возникают продольные трещины, а при изменении направления движения на одном и том же месте - наплывы или волнистая поверхность. Дефекты лучше исправлять сразу же после их образования, пока смесь горячая. Наплывы срезают лопатой, а покрытие с трещинами и наслоениями мелко насекают или разравнивают граблями и вновь укатывают. Если это не помогает, то заменяют верхнюю часть слоя на всю толщину горячей смесью, а затем уплотняют. Исправление дефектов после окончательной укатки требует больших затрат труда и не дает хорошего качества. В этом случае дефектные места очерчивают по контуру прямыми линиями, затем участок покрытия вырубают так, чтобы его края были вертикальными. Их смазывают разжиженным битумом, заполняют вырубленные участки доброкачественной смесью и укатывают. После нескольких проходов катка наплывы смеси на швах срезают, заглаживают райбовкой, а затем горячим утюгом и окончательно укатывают. Отремонтированные места более пористые и выделяются по цвету. Чтобы устранить это, заутюживают их края и обрабатывают поверхность тонким (0,2 мм) слоем разжиженного битума, который присыпают песком. "Жирные" пятна на покрытии появляются после розлива излишнего количества битума по нижележащему слою. При уплотнении битум поднимается. Такие места вырубают, очищают основание от ненужного битума и закладывают хорошую асфальтобетонную смесь. Ликвидировать излишки битума можно россыпью минерального порошка или чистого песка. Укладка асфальтобетонной смеси вручную. В отдельных случаях, когда механизированную укладку осуществить нельзя или она нерентабельна, переходят к ручной укладке. Ее используют на кривых малых радиусов, на коротких съездах, при постройке покрытия нестандартной ширины, при ремонте отдельных мест. При ручной укладке толщину смеси в неуплотненном состоянии принимают больше проектной на 25-30%. Чтобы толщина слоя была одинаковой, выставляют маяки из укладываемой смеси, высоту которых проверяют нивелиром и шаблоном. Вместо маяков можно использовать деревянные бруски длиной 6 м и толщиной, равной толщине слоя неуплотненной смеси. Бруски устанавливают на расстоянии 1-1,5 м один от другого. По мере укладки смеси бруски передвигают вперед, а оставшиеся на их месте пустоты заделывают смесью. Горячую смесь из автомобиля-самосвала выгружают на металлический лист площадью 4-5 м . Лист размещают на основании примерно в 3-4 м впереди места укладки и после укладки смеси перемещают вперед (вручную или на буксире за автомобилем-самосвалом). Совковыми лопатами смесь переносят к линии укладки и распределяют в прижим к ранее уложенной смеси. Бросать с лопаты смесь запрещается, так как она расслаивается по крупности и после уплотнения на покрытии остаются места с избытком или с недостатком крупных зерен. Смесь разравнивают металлическими граблями на длинных ручках - вначале зубьями, а затем тыльной стороной, поверхность покрытия проверяют на ровность трехметровой рейкой. Все инструменты для ручной укладки - лопаты, грабли, скребки - в начале работы подогревают в жаровне. В процессе работы они нагреваются от соприкасания со смесью. Работать холодными инструментами нельзя, так как смесь прилипает к ним. После распределения смеси приступают к ее уплотнению. Уплотнение асфальтобетонных смесей Уплотнение асфальтобетонной смеси - основная технологическая операция, которая предопределяет физико-механические свойства покрытия. В процессе уплотнения при последовательных проходах катка смесь деформируется за счет уменьшения пористости, т.е. уменьшения объема уплотняемого слоя. При этом происходит формирование структуры асфальтобетонного покрытия. Недостаточное уплотнение асфальтобетонного покрытия одна из основных причин его разрушения. Так, обследованием причин повреждения асфальтобетонных покрытий установлено, что 50% всех разрушений объясняется недостаточным уплотнением. В процессе уплотнения необходимо обеспечить такую степень плотности, при которой полностью исключается до уплотнение покрытия под воздействием автомобильного транспорта. Кроме того, при уплотнении должно быть обеспечено полное закрытие пор на поверхности покрытия, что препятствует поступлению в него воды. Необходимой степени плотности асфальтобетона можно достигнуть быстрее и экономичнее при более высокой температуре смеси, так как вследствие малой вязкости битума минеральные зерна весьма подвижны и легко переориентируются под воздействием уплотняющих средств. При снижении температуры до 90-70 °С значительно увеличивается вязкость битума, уменьшается подвижность минеральных частиц и вместе с этим эффективность уплотнения. Поэтому время уплотнения смеси ограничивается и зависит от скорости остывания смеси. На уплотняемость асфальтобетонных смесей оказывают влияние форма, шероховатость и количество щебня в смеси. Дробленые зерна с шероховатой поверхностью значительно повышают сопротивляемость асфальтобетона уплотнению, причем особенно это относится к дробленому песку. Поэтому в зависимости от перечисленных факторов, а также марки применяемого битума в смеси, ее вида и типа, толщины укладываемого слоя определяют состав уплотняющих средств и их технологический режим работы. Уплотнение асфальтобетонных покрытий осуществляется тремя методами: укаткой, трамбованием и вибрацией. Для реализации этих методов созданы уплотняющие машины с гладкими металлическими вальцами, на пневматических шинах (метод укатки), трамбующие машины - оборудование асфальтоукладчиков (метод трамбования), вибрационные (метод вибрации). Укатка - перекатывание металлического барабана или пневматического колеса по уплотняемой поверхности. В результате воздействия массы катка уплотняемый материал приобретает остаточную деформацию. Эта деформация по мере увеличения плотности будет уменьшаться и к концу укатки приблизится к нулю. Дальнейшее увеличение плотности материала может быть достигнуто лишь увеличением нагрузки на вальцы. Трамбование заключается в периодическом поднятии и свободном падении с определенной высоты на уплотняемый материал массивного тела. Вибрирование основано на передаче уплотняемому материалу колебаний, близких по частоте собственным колебаниям уплотняемого материала. Уплотнение укаткой асфальтобетонных смесей наиболее эффективно при максимально высокой температуре асфальтобетонной смеси. Однако касательные усилия, развивающиеся в зоне контакта вальца катка и покрытия, могут превысить сопротивление асфальтобетонной смеси образованию сдвигов и разрыву сплошности (образование трещин). Остывание смеси в этом случае, необходимое для повышения ее вязкости (прочности), приводит к не использованию наиболее эффективного периода для уплотнения смеси. В связи с этим необходимо максимально использовать на начальной стадии уплотнения (предварительное уплотнение) уплотняющие рабочие органы асфальтоукладчика. Уплотняющие рабочие органы асфальтоукладчика производят предварительное уплотнение после распределения смеси на всю ширину укладываемой полосы при максимальной температуре смеси и поэтому требуют минимальных затрат энергии. Предварительное уплотнение рабочими органами асфальтоукладчиков исключает опасность нарушения ровности при последующем уплотнении укаткой. При использовании асфальтоукладчиков с уплотняющими рабочими органами, создающими высокую степень уплотнения (рис.12), не требуется уплотнения укаткой смесей типов В и Д, а смеси других типов уплотняют сразу тяжелыми катками. Рис.12. Схемы изменения (а, б, в, г) ширины укладки при помощи гидравлической системы выдвижения брусьев 1- основной вибротрамбующий брус; 2- основные распределительные валы с винтовыми лопастями; 3- телескопические гидравлические цилиндры выдвижения секций; 4- выдвижные вибротрамбующие секции; 5- съемные участки валов с винтовыми лопастями; 6- вибротрамбующие съемные части При применении для предварительного уплотнения легких катков укатка также может начинаться при достаточно высокой температуре смеси. Однако при остановке асфальтоукладчика по различным причинам непосредственно позади него остается не укатанная, недоступная для работы катков полоса. Катки с гладкими металлическими вальцами передают давление на уплотняемую смесь через площадку шириной ас(рис.13).При повторных проходах катка деформации асфальтобетона постепенно уменьшаются вследствие повышения плотности и жесткости уплотняемого слоя. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению ширины площади воздействия вальца на уплотняемый материал: для легких катков 6-4, средних - 7-5 и тяжелых - 10-6 см. Рис.13. Схема распределения вертикальных напряжений в покрытии от массы катка: а- с гладкими вальцами; б- с пневмоколесами; в- площадка воздействия гладкого вальца на уплотняемое покрытие; - угол 1- 3- проходы катка по одному следу; b- ширина площадки между точками аи с; контакта; -напряжение; стрелка А показывает направление движения катка С уменьшением ширины площадки снижается глубина распределения уплотняющего ,которая практически равна ширине площадки ас.Напряжение можно напряжения увеличить, применяя для уплотнения каток большей массы. Поэтому уплотнение начинают легкими катками, когда уплотняющее давление по толщине слоя достаточно высокое. По мере уменьшения этого давления включают в работу средние и тяжелые катки. Ниже приведена толщина уплотняемого слоя в зависимости от типа катка (в см): Легкие катки - 6 - 7; Средние катки - 8 - 9; Тяжелые катки - 10 - 12. При движении двухосных трехвальцовых катков массой 5-6 т образуются полосы, различные по степени уплотнения (рис.14). Средняя полоса 3имеет наименьшее уплотнение, так как она уплотнена только одним передним катком. Две крайние полосы (1, 5)уплотнены сильнее расположенными сзади вальцами. Две внутренние полосы (2, 4)имеют наибольшее уплотнение, так как они подверглись воздействию переднего и заднего вальцов. Рис.14. Уплотнение асфальтобетона двухосным трехвальцовым катком 1, 5 -полосы, уплотненные задними вальцами; 2, 4 -полосы, уплотненные задними и передним вальцами; 3- полоса, уплотненная передним вальцом Равномерное уплотнение всей полосы при укатке катками такого типа может быть достигнуто только в том случае, если каток будет смещаться в поперечном направлении каждый раз не более чем на половину ширины вальца. Однако температура асфальтобетонной смеси при этом снижается, что сказывается на равномерности уплотнения. Недостатки таких катков объясняются также способом передачи ими нагрузки на уплотняемый материал посредством ведущего и ведомого вальцов. Эти вальцы ведут себя различно, хотя у обоих при движении возникают кроме вертикальных также и горизонтальные силы. Однако при этом у ведомого вальца, не связанного с приводом катка, горизонтальная сила действует в направлении движения, продвигая смесь впереди катка. У ведущего же вальца горизонтальная сила действует против направления движения катка, пытаясь подмять смесь под валец, затем вытолкнуть ее позади него (рис.15). Поэтому должно быть обязательным правилом, что свежеуложенный слой асфальтобетонного покрытия сначала уплотняют ведущим вальцом, т.е. каток должен двигаться ведущими вальцами вперед. Это правило следует выполнять при уплотнении смеси легкими катками как двухосными трехвальцовыми, так и двухосными двухвальцовыми. Рис.15. Воздействие ведущего и ведомого вальцов на уплотняемый слой 1- направление движения катка; 2- воздействие ведомого вальца; 3- воздействие ведущего вальца При наезде жесткого металлического вальца катка на незначительное возвышение или предварительно уплотненные места промежуточные участки оказываются при меньшем давлении, в результате чего уплотнение получается неоднородным. У катков на пневматических колесах этот недостаток устранен наличием в ходовой части специальных уравнительных систем, обеспечивающих контакт колес с опорной поверхностью и их равномерное нагружение. В отличие от катков с гладкими вальцами в катках на пневмоколесах наблюдается постоянная поверхность контакта (диаметром 30 см) уже после первых проходов. Поэтому оптимальная толщина уплотняемого слоя у них остается постоянной и более высокой, чем у катков с гладкими вальцами, если только давление достаточно, чтобы уплотнить весь слой (см. рис.13).Внешнее давление должно превышать внутреннее сопротивление материала как в начальный период уплотнения, так и при дальнейшем нарастании прочности слоя. В случае остывания органических вяжущих эффект действия катков на пневмоколесах не уменьшится, если повысить давление в шинах. В. процессе уплотнения за счет усилий сжатия, направленных перпендикулярно "пятну" контакта, достигается наилучшее уплотнение асфальтобетона. Этому способствует также наличие на одной оси нескольких колес на небольшом расстоянии одно от другого, что обеспечивает перемещение материала в зоны между колесами, создавая повышенную уплотняемость смеси. Катки на пневматических колесах особенно эффективны при уплотнении асфальтобетонных смесей с высоким содержанием щебня, так как снижается вероятность дробления зерен щебня в смеси. Метод вибрационного уплотнения получил широкое распространение, так как применение вибрации обеспечивает высокую степень уплотнения, что гарантирует хорошее качество покрытия. Вибрационный метод уплотнения крайне эффективен при необходимости интенсивного уплотнения в короткие сроки, а также при пониженных температурах воздуха; виброкатки уплотняют асфальтобетонные покрытия при сравнительно небольшом количестве проходов. Мощность катка высока, и во многих случаях один виброкаток может заменить два и более катков статического действия. Однако, как и в случае применения катков статического действия с гладкими металлическими вальцами, толщина уплотняемого слоя обусловлена размером площади давления. Комбинированные катки сочетают преимущества и возможности катков на пневмоколесах и вибрационных. Уплотнять смеси начинают непосредственно после их распределения при температуре, при которой давление от катка не превышает сопротивления сдвигу уплотняемого слоя при определенной длительности нагружения. Рекомендуемая температура (°С) для эффективного уплотнения смесей приведена в табл.1.3. Асфальтобетонные смеси, распределенные слоем толщиной до 10 см (в плотном теле), уплотняют звеном катков, состав которого зависит от типа смеси и уплотняющих рабочих органов асфальтоукладчика. Таблица 1.3 Рекомендуемая температура для уплотнения смесей Температура смеси в начале уплотнения, °С, для Вид смеси Марка битума плотного плотного асфальтобетона типов А асфальтобет и Б, пористого она типов асфальтобетона с В, Г и Д, содержанием щебня пористого (гравия) более 40% асфальтобет массы она с содержание м щебня (гравия) менее 40% массы и высокопори стого песчаного Горячая БВД 40/60, БНД 60/40 БНД 90/130, БН 60/90 БН 90/130 120-160 100-130 Теплая БНД 130/200, БНД 200/300 БН 200/300 100-140 80-110 СГ 130/200, НГ130/200 МГО 130/200 70100 Асфальтобетонные смеси типов А и Б и смеси для пористых и высокопористых асфальтобетонов с содержанием щебня более 40%, распределенные асфальтоукладчиком с трамбующим брусом и пассивной выглаживающей плитой, уплотняют сначала катком на пневматических колесах массой 16 т, выполняющим 6-10 проходов по одному следу, окончательно - катком с металлическими гладкими вальцами массой 11-18 т при 6-8 проходах по одному следу или начинают уплотнение гладковальцовым катком массой 10-13 т при 8-10 проходах по одному следу, причем при первых двух проходах каток движется ведущими вальцами вперед, остальные проходы - ведомыми вальцами, заканчивают уплотнение тяжелым гладковальцовым катком массой 18 т (6-8 проходов по одному следу). При наличии вибрационных катков эти смеси уплотняют катком массой 6-8 т с включенным вибратором за 5-7 проходов по одному следу. Первый проход выполняют ведущими вальцами вперед, остальные - гладковальцовым катком массой 11-18 т. При уплотнении песчаных и щебенистых асфальтобетонных смесей с содержанием щебня менее 40% несколько изменяются технология и состав звена катков. В этом случае уплотнение начинают легким катком массой 6-8 т при 2-4 проходах по одному следу при движении катка ведущими вальцами вперед, на втором этапе уплотнения в состав звена могут входить или каток на пневматических колесах массой 16 т (6-10 проходов по одному следу). При наличии вибрационных катков эти смеси уплотняют катком массой 6...8 т с включенным вибратором за 5...7 проходов по одному следу. Первый проход выполняют ведущими вальцами вперед, остальные - гладковальцовым катком массой 11...18 т. При уплотнении песчаных и щебенистых асфальтобетонных смесей с содержанием щебня менее 40% несколько изменяются технология и состав звена катков. В этом случае уплотнение начинают легким катком массой 6...8 т при 2...4 проходах по одному следу при движении катка ведущими вальцами вперед, на втором этапе уплотнения в состав звена могут входить или каток на пневматических колесах массой 16 т (6...10 проходов по одному следу), или гладковальцовый каток массой 10-13 т (8-10 проходов), на третьем этапе выполняют окончательное уплотнение гладковальцовым катком массой 11-18 т за 4-8 проходов по одному следу. При уплотнении асфальтобетонных смесей вибрационным катком массой 6-8 т первые 2-4 прохода выполняют без включения вибратора ведущими вальцами вперед, на втором этапе уплотнение производят с включенным вибратором за 3-4 прохода по одному следу (на этом этапе уплотнения температура смеси должна быть не выше 90°С) и заканчивают уплотнение гладковальцовым катком массой 11-18 т за 4-8 проходов по одному следу. В начале уплотнения скорость для всех катков должна быть 1,5-2 км/ч, а после пяти-шести проходов по одному следу ее увеличивают: для катков с гладкими вальцами - до 3-5, для виброкатков до 2-3, а для катков на пневмоколесах - до 5-8 км/ч. При распределении асфальтобетонных смесей асфальтоукладчиком с трамбующим брусом и виброплитой щебеночные асфальтобетонные смеси с содержанием щебня более 40% на первом этапе выполняют или гладковальцовым катком массой 10-13 т, или катком на пневматических колесах массой 16 т, или вибрационным катком массой 6-8 т с включенным вибратором за 4-6 проходов по одному следу, на втором заключительном этапе уплотнение осуществляют гладковальцовым катком за 4-6 проходов по одному следу. Щебеночные смеси с содержанием щебня менее 40% и песчаные асфальтобетонные смеси уплотняют на первом этапе катком массой 6 т за 2-4 прохода по одному следу, на втором катком с гладкими металлическими вальцами массой 10-13 т (6-8 проходов) или катком на пневматических колесах массой 16 т (4-6 проходов); окончательное уплотнение осуществляют катком с гладкими металлическими вальцами массой 11-18 т (4 прохода). При уплотнении смесей вибрационным катком массой 6-8 т первые 2-4 прохода выполняют с выключенным вибратором и затем 4-6 проходов с включенным вибратором (температура смеси на этом этапе уплотнения должна быть не выше 90°С); окончательное уплотнение осуществляют катком с гладкими металлическими вальцами массой 11-18 т (за 4 прохода) по одному следу. На первом этапе уплотнения следует обязательно соблюдать правила движения ведущими вальцами вперед как для статических катков с гладкими металлическими вальцами, так и для вибрационных. Уплотнение асфальтобетонных смесей, содержащих полимеры, следует начинать только катками с гладкими металлическими вальцами массой 6-8 т (щебеночные с содержанием щебня менее 40% и песчаные асфальтобетонные смеси) или 10-13 т (щебеночные асфальтобетонные смеси с содержанием щебня более 40%). При распределении асфальтобетонной смеси слоем толщиной 10-18 см уплотнение следует выполнять сначала катком на пневматических колесах (6-8 проходов), а затем катком с гладкими металлическими вальцами массой 11... 18 т (4-6 проходов по одному следу). На всех этапах уплотнения асфальтобетонных устанавливают пробным уплотнением. смесей число проходов катка Устройство покрытий из литых асфальтобетонных смесей Литая асфальтобетонная смесь очень подвижна и не требует при строительстве покрытий применения уплотняющих средств. Литой асфальтобетон применяют при строительстве покрытий городских улиц и дорог с интенсивным движением в связи с его высокой плотностью, износостойкостью, повышенной коррозионной устойчивостью и трещиностойкостью. Это объясняется составом смеси, в которую входят: щебень, песок, минеральный порошок в повышенном по сравнению с обычными асфальтобетонами количестве и битум. Наибольшее распространение имеют составы литого асфальтобетона, приведенные в табл.1.4. Таблица 1.4 Составы литого асфальтобетона Компонент ы Содержание материалов, % тип I тип II Щебень размером 3-10 мм 30-40 47-52 Песок 25-30 15-20 минеральны й порошок 28 25 Битум БНД 40/60 8-9 7,5-8,5 Покрытия из литых асфальтобетонных смесей типа I строят при температуре воздуха не ниже 5 °С, а типа II - 10 °С. Не допускается проводить работы в дождливую погоду и распределять смесь на влажную поверхность. Подготовительные работы перед строительством асфальтобетонного покрытия из литых смесей бригада рабочих выполняет в том же составе, что и перед укладкой горячей смеси, при этом обязательно устанавливают упорные брусья. Смесь типа I транспортируют к месту работ в передвижных котлах объемом до 10 т, оборудованных устройствами для подогрева и перемешивания смеси. Во время движения автомобиля смесь в котле непрерывно перемешивается, температура должна быть 220-240°С. Смесь типа II транспортируют в автомобиле-самосвале с удлиненным кузовом. Асфальтоукладчик загружают смесью типа I из котла через выпускной лоток. Для этого машинист котла открывает заслонку лотка, наклоняет котел и смесь самотеком поступает в приемный бункер асфальтоукладчика. Смесь типа I распределяют при выключенном трамбующем брусе, типа II - при работающем брусе. Температура смеси типа I при распределении асфальтоукладчиками должна быть 220-240, типа II - 190-220 °С. Смесь распределяют в основном на всю ширину проезжей части двумя-тремя асфальтоукладчиками, перемещающимися с опережением 10-15 м. Смежные полосы перекрывают на 5 см. При распределении смеси одной машиной длину укладываемой полосы назначают так, чтобы температура ранее уложенной смежной полосы была не ниже 120-140°С. Если температура ниже, то край полосы подогревают разогревателями на ширину 10-15 см и смазывают битумом. Если на поверхности покрытия обнаруживают дефекты, то на ней вручную распределяют смесь гладилками, райбовками, а затем уплотняют трамбовками. В местах, не доступных для укладки машиной, смесь распределяют вручную шпателем и райбовками. Смесь типа II после распределения уплотняют ручными трамбовками. Для создания шероховатости поверхности по слою покрытия щебнераспределителем распределяют щебень размером 10-15, 15-20 мм из изверженных горных пород, обработанный битумом. При отсутствии машины эту операцию выполняют вручную, немедленно после прохода асфальтоукладчика, распределяя щебень равномерным слоем. Расход материала 6-10 кг/м . После остывания покрытия до температуры 50-80°С щебень прикатывают ручным рифленым катком массой до 30 кг. Избытки щебня сметают метлой. Устройство покрытий из холодных асфальтобетонных смесей Технологический процесс строительства покрытий из холодных асфальтобетонных смесей состоит из тех же операций, что и устройство покрытий из горячих смесей. Холодные смеси можно транспортировать на любые расстояния, рациональные по экономическим соображениям. Технологические факторы не влияют на дальность перевозок. Холодные смеси, приготовляемые на АБЗ, перевозят по железной дороге на расстояния до нескольких сот километров, а приготовленные на приобъектных заводах доставляют к месту укладки автомобилями-самосвалами. Холодные смеси в течение четырех - восьми месяцев сохраняют удобоукладываемость. Это позволяет вывозить их заблаговременно и укладывать в штабеля на притрассовых складах. Объем штабеля обычно равен потребности смеси, на строительстве 1-2 км дороги ). Организация работ улучшается, так как снижается (ориентировочно 300-500 м потребность в транспортных средствах в наиболее напряженный летний строительный сезон. Укладывать холодные смеси следует только в сухую и теплую погоду при температуре воздуха не ниже 5°С на полностью оттаявшем и просохшем основании. Осенью укладку заканчивают не менее чем за месяц до наступления холодной и дождливой погоды. За 1-2 дн до укладки смеси для ее лучшего сцепления с основанием по его поверхности разливают 0,5-1,0 л/м жидкого битума или битумной эмульсии. Эти материалы не обязательно разливать при укладке холодных смесей на чистое новое основание, устроенное с применением органических вяжущих. Коэффициент относительного уплотнения холодной асфальтобетонной смеси при укладке машиной составляет 1,4-1,6. Ориентировочный расход смеси 22-24 кг/м на каждый сантиметр толщины укладываемого слоя. Технологический процесс распределения холодной смеси асфальтоукладчиком аналогичен технологическому процессу при распределении горячей и теплой смеси. Отличие заключается в том, что укладывают смесь сразу на всю ширину покрытия. Для равномерного распределения смеси и улучшения качества покрытия асфальтоукладчик перемещается на небольшой скорости. Вручную холодную смесь укладывают при небольших объемах работ, а также при необходимости строительства тонкослойных покрытий или слоя износа толщиной 1,5-2 см. Толщину укладываемого слоя в неуплотненном состоянии принимают с учетом коэффициента относительного уплотнения, равного при ручной укладке 1,6-1,7. Холодную смесь, выгруженную из автомобиля-самосвала задолго до укладки, рационально предварительно распределять автогрейдером. После его прохода дополнительно вручную смесь разрыхляют граблями и правят слой под шаблон и продольную рейку. Уплотнение покрытий из холодных смесей существенно отличается от уплотнения покрытий из горячих смесей. Холодные асфальтобетонные смеси уплотняют самоходными катками на пневмоколесах за 6-10 продольных проходов по одному следу. При отсутствии таких катков для первоначального уплотнения применяют легкие катки с гладкими вальцами, которые выполняют 4-6 проходов по одному следу (от края к середине). В результате укатки происходят первоначальное обжатие слоя рыхлой холодной смеси и формирование на его поверхности плотной корки небольшой толщины, что позволяет пропускать по покрытию автомобили и этим окончательно уплотнять его. Скорость движения автомобилей ограничивают. В первые три-четыре дня она не должна превышать 20-25 км/ч, а в течение двух-трех недель - 30-40 км/ч. В этот период для равномерного уплотнения покрытия по всей ширине проезжей части регулируют движение автомобилей, устанавливая легкие переносные ограждения на проезжей части. Нельзя допускать образования на новом покрытии накатанной колеи. При интенсивности движения не менее 500 автомобилей в сутки и благоприятной погоде через две-три недели структура покрытия будет сформирована настолько, что снимают ограничения скорости и не регулируют движение по ширине проезжей части. Однако пористость покрытия остается еще значительной, и, следовательно, водостойкость и прочность его недостаточны. Поэтому и в дальнейшем за покрытием из холодного асфальтобетона организуют усиленный уход. Все возникающие на покрытии повреждения немедленно исправляют, а плохо формирующиеся участки дополнительно уплотняют катками на пневмокатках. Если нет уверенности, что достаточная плотность будет достигнута до начала дождей, на покрытии строят защитный слой. Плотность асфальтобетона для нормальной эксплуатации покрытия достигается через несколько месяцев, а иногда и на второй год после его устройства. В дальнейшем структура асфальтобетона продолжает медленно формироваться как за счет его уплотнения, так и повышения вязкости битума. После трех-четырех лет эксплуатации прочность и плотность покрытий из холодного асфальтобетона практически мало отличается от прочности и плотности покрытий из горячих смесей. Формирование структуры асфальтобетона из холодных смесей значительно ускоряется при использовании виброкатков в сочетании с катками на пневмоколесах. В этом случае период регулирования движения составляет несколько дней или исключается. Особенности строительства покрытий при низкой температуре Технология большей части дорожно-строительных работ рассчитана на летнее время при условии устойчивых положительных температур. Сезонный характер дорожного строительства отрицательно сказывается на обеспечении его квалифицированными кадрами рабочих, снижает коэффициент использования дорожной техники и уменьшает годовые объемы работ. Поэтому в последнее время большое внимание уделяется разработке технологии, позволяющей удлинять строительный сезон и переходить постепенно от сезонной организации дорожно-строительных работ к круглогодичной. Это особенно важно для северных и центральных областей России с затяжной и холодной зимой. Технологический процесс устройства покрытия из асфальтобетонных смесей при отрицательной температуре состоит в основном из тех же операций, которые были описаны выше. Однако характер и сроки их выполнения существенно изменяются. Особое значение приобретает качество основания, которое готовят до наступления холодов. Подготовленное основание закрывают для движения, чтобы предохранить от деформаций и повторного загрязнения, опасность которых особенно велика в период осенней распутицы. Перед укладкой покрытия основание полностью очищают от снега и льда. В противном случае под действием теплоты горячей смеси лед или снег растает и смесь придется укладывать на влажную поверхность, что ухудшает сцепление укладываемого слоя с основанием. Чтобы уменьшить проникание влаги в основания из необработанных материалов (щебня, гравия), их подвергают облегченной пропитке или одиночной поверхностной обработке вяжущим материалом. При этом получают плотный слой, который позволяет легко удалять с основания снег и лед и улучшать сцепление с вновь укладываемым слоем асфальтобетонной смеси. Если на основании все же останется тонкая ледяная пленка или отдельные включения льда в пониженных местах, то их просушивают разогревателями или укладывают слой горячего песка. Его нагревают до температуры 150-200 °С в стационарных (на АБЗ) или передвижных сушильных барабанах. К месту укладки горячий песок доставляют в утеплённых автомобилях-самосвалах, выгружают на участке, требующем высушивания, и распределяют по его поверхности слоем толщиной 5-10 см. В зависимости от температуры наружного воздуха и степени обледенения основания через 15-30 мин песок убирают на обочину или грузят в автомобиль-самосвал и направляют для повторного нагрева. Доставку к месту укладки горячих или теплых смесей организуют таким образом, чтобы предохранить их от остывания. Кузов автомобиля-самосвала сверху укрывают деревянными крышками или брезентом. При перевозке на большие расстояния кузов обогревают отходящими газами, пропуская их через полость в двойном днище. В зимних условиях применяют смесь с поверхностно-активными веществами, которые улучшают сцепление вяжущих с минеральными материалами, повышают удобоукладываемость смесей и дают возможность несколько снижать их температуру. Поверхностно-активные вещества выбирают и дозируют так же, как и для смесей, укладываемых в летних условиях. Низкая температура окружающего воздуха ускоряет охлаждение горячих смесей и, следовательно, сокращает продолжительность периода их удобоукладываемости. При температуре воздуха 10-15 °С и ветре температура рыхлых горячих материалов в тонком слое снижается на 2-3 °С. После начального уплотнения слоя двумя-тремя проходами катка скорость остывания снижается почти вдвое. Поэтому укладывать и уплотнять горячие и теплые смеси необходимо как можно быстрее, используя асфальтоукладчик для предварительного уплотнения. Ручная укладка разрешается только в порядке исключения на небольших участках покрытия (не более 500 м ). При ширине покрытия 6-7 м смесь распределяют одновременно на двух полосах двумя асфальтоукладчиками, которые работают на расстоянии не далее 5-10 м один от другого. Если после прохода асфальтоукладчика на поверхности слоя плотной смеси обнаруживают раковины, шероховатые места, то их немедленно, до укатки, исправляют, рассыпая и распределяя вручную мелкозернистую горячую смесь. При искусственной сушке основания смесь укладывают сразу после уборки горячего песка. Распределение смеси на прогретом основании уменьшает скорость остывания горячих или теплых материалов и улучшает сцепление между основанием и покрытием. Уложенный слой уплотняют тяжелыми катками сразу после прохода асфальтоукладчика. Число проходов тяжелых катков по одному следу должно быть не менее 15-20. Чтобы успеть быстро уплотнить покрытие, количество катков увеличивают в 1,5-2 раза по сравнению с принимаемым в летних условиях. Это позволяет размещать катки в шахматном порядке и уплотнять покрытие сразу на всю ширину. Чтобы укладываемые материалы не прилипали к вальцам, их обрабатывают 10%-ным раствором поваренной соли. Чтобы защитить мелкопористую поверхность покрытия, на нем разливают 0,4-0,5 л/м разжиженного горячего битума и немедленно засыпают его смесью, состоящей из 70% песка и 30% минерального порошка, в количестве 2-3 кг/м . При этом на поверхности покрытия образуется временный защитный водонепроницаемый слой толщиной 1-2 мм. Он защищает верхний слой покрытия от насыщения влагой во время оттепелей и весной. В зимних условиях целесообразно строить основание или нижний слой асфальтобетонного покрытия. Устраивать покрытия на этих основаниях рекомендуется после наступления устойчивой теплой погоды, открывая перед этим регулируемое движение автомобилей по основанию. Покрытия, построенные в зимних условиях, впоследствии в сухую и теплую погоду обязательно подвергают одноразовой или двойной поверхностной обработке для создания защитного слоя. УКАЗАНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ЗАЩИТНЫХ СЛОЕВ И СЛОЕВ ИЗНОСА Виды защитных слоев и слоев износа Защитный слой предохраняет покрытие, а иногда и основания от преждевременных разрушений главным образом под влиянием природных факторов, а также воздействия движущегося транспорта. Кроме того, этот слой повышает шероховатость покрытия. Защитный слой, предназначенный для временного предохранения покрытия или основания, часто устраивают в конце строительного сезона или при преждевременном начале дождливой и холодной погоды. К строительству защитного слоя прибегают, когда нельзя обеспечить надлежащее качество покрытия и приходится открывать по нему движение транспорта. Например, последний участок асфальтобетонного покрытия был уложен при наступлении холодной погоды, смесь быстро остывала и ее нельзя было уплотнить надлежащим образом. Оставлять неуплотненным, излишне пористым, асфальтобетон на осенний, зимний и весенний периоды нельзя, так как это приводит к насыщению его водой и разрушению под действием мороза. Весной насыщенный водой асфальтобетон при оттаивании легко разрушается колесами автомобилей. Иногда ввиду наступления холодов не успевают построить покрытие. Чтобы избежать преждевременного разрушения основания, устраивают временные водонепроницаемые защитные слои. Учитывая краткий срок их службы (до начала следующего строительного сезона), толщину такого слоя принимают равной 0,5-1 см. Постоянные защитные слои можно рассматривать одновременно и как слои износа. Их толщину рассчитывают на срок службы покрытия. Слой износа предотвращает истирание поверхности покрытия колесами автомобиля. Его устраивают одновременно со строительством покрытия или укладывают на готовое или заканчивающее срок службы покрытие. После уменьшения толщины покрытия за счет истирания на расчетную величину возобновляют слой износа. Таким образом, от качества и конструктивных особенностей слоя износа зависят транспортно-эксплуатационные требования к покрытию. Этот слой должен обладать требуемой ровностью и шероховатостью, поэтому он должен быть из прочных, износостойких, слабо шлифующихся, водо- и морозостойких материалов. Защитные слои и слои износа строят одним из следующих способов: поверхностная обработка, втапливание щебня в смесь, укладка слоя из смеси типа А или Г, пасты либо мастики. Слои строят на всех усовершенствованных покрытиях облегченного типа (из теплых и холодных асфальтобетонных, щебеночных и гравийных смесей, приготовленных в установках, или методом смешения на дороге). Шероховатость поверхности защитных слоев и слоев износа влияет на коэффициент сцепления шин колес автомобиля с покрытием. Приведенные на графике (рис.16) поверхности - гладкая 1, 2 сотдельными швами и волнистая 3- не обеспечивают требуемой шероховатости и безопасности движения. Для движения со скоростью 60-70 км/ч допускаются поверхности с малой шероховатостью (4и 5) с небольшими выступами. Такие слои строят из мелкозернистого минерального материала (крупного песка или острогранных высевок размером 3-8, 5-10 мм). Получаемые слои сходны с наждачной бумагой. Такие слои благодаря большому числу точек соприкосновения с покрышкой колеса при скорости движения менее 50 км/ч обладают высоким коэффициентом сцепления, медленно и равномерно изнашиваются. Рис.16. Зависимость коэффициента сцепления от шероховатости покрытия и скорости машин: 1- 3- при излишне гладких поверхностях; 4, 5- при небольшой шероховатости; 6, 7- при крупной шероховатости При скорости движения свыше 70 км/ч, особенно в начале дождя, когда остатки масел на покрытии еще не смыты и эмульсифицируются, наблюдается явление гидропланирования (рис.17). При этом передние колеса теряют соприкосновение с покрытием 1из-за пленки воды 2,плохо отжимаемой из пространства между выступами щебня. При гидропланировании, возникающем во время движения автомобиля на скорости свыше 70 км/ч, передние колеса не сцепляются с покрытием, теряется управление и возможен съезд автомашины с дороги. Рис.17. Схема гидропланирования на покрытии с мелкой шероховатостью при превышении скорости: 1- покрытие; 2- пленка воды; b- длина контакта колеса автомобиля с покрытием При крупной и равномерной шероховатой поверхности 6, 7(см. рис.16) гидропланирования не происходит, так как колеса выдавливают воду из углублений между выступами щебня. С другой стороны, острые выступы крупного щебня разрушают тонкую пленку воды, что обеспечивает непосредственный контакт между колесом автомобиля и покрытием. Поэтому для получения высокого коэффициента сцепления необходимо, чтобы средняя глубина шероховатой поверхности была 1-1,8 мм, а среднее расстояние между вершинами выступов - не более 12,5 мм. Ниже приведены коэффициенты сцепления шин с увлажненным покрытием при скорости движения автомобилей 60 км/ч: Асфальтобетонные покрытия из многощебенистых смесей и покрытия из черного щебня 6,45; Покрытия из асфальтобетонных песчаных смесей типа Г (шероховатость, сходная с наждачной бумагой) 0,45; Асфальтобетонные покрытия с втопленным черным щебнем 0,50; Поверхностная обработка с применением черного щебня 0,50; Поверхностная обработка с применением щебня, не обработанного битумом 0,60. Поверхностная обработка Строительство защитных слоев и слоев износа способом поверхностной обработки распространено наиболее широко. При этом способе вяжущее разливают тонким слоем по подготовленному покрытию и распределяют по нему щебень, который прилипает и частично втапливается катками. Постепенно вяжущее обволакивает весь минеральный материал, образуя "коврик", обладающий значительным коэффициентом сцепления, а также защитными свойствами. Поверхностная обработка может быть одноразовой и двойной, проводят ее в сухую теплую погоду. Температура воздуха при применении вязких битумов должна быть не ниже 15°С, жидких битумов и дегтей - не ниже 10°С, эмульсий - не ниже 5°С. При использовании обратной катионной эмульсии допускается работа при температуре 0-5°С. Весной работы проводят при нижнем пределе температуры, осенью их прекращают за 15-20 дн до наступления дождливого и холодного периода, чтобы формирование поверхности закончилось в год строительства. Поверхностную обработку с использованием в качестве вяжущего битума выполняют в такой технологической последовательности: - подготовка покрытия - ремонт, исправление поперечного профиля, очистка поверхности от пыли и грязи; - предварительный розлив вяжущего; - основной розлив вяжущего; - распределение минерального материала по покрытию; - уплотнение; - доуплотнение и окончательное формирование слоя износа под действием движущегося автомобильного транспорта. Поверхностную обработку, как правило, выполняют в две смены: во вторую смену подготовительные работы, а в первую - основной розлив вяжущего, распределение и уплотнение щебня. План потока при поверхностной обработке показан на рис.18. Рис.18. План потока при поверхностной обработке 1- автогудронатор; 2- автомобиль-самосвал с навесным распределителем щебня; 3- каток на пневмоколесах Работы выполняет комплексная бригада в составе машиниста автогудронатора 5-го разряда, помощника машиниста, водителя подметально-уборочной машины, асфальтобетонщиков 4-го и 3-го разрядов, двух асфальтобетонщиков 2-го разряда, машинистов катков. Подготовка покрытия.Качество поверхностной обработки, в первую очередь ровность и прочность, в значительной мере зависят от качества подготовки покрытия. В каждом случае технология и объем подготовительных работ определяются типом и состоянием построенного ранее покрытия. Слой износа не устраняет, а повторяет все неровности покрытия. Поэтому оно должно быть полностью отремонтировано - заделаны все выбоины, колеи, исправлен поперечный профиль. Для упрощения технологии работ можно ремонтировать покрытия, построенные из горячих и теплых смесей, холодными асфальтобетонными смесями. Поверхностную обработку начинают после окончательного формирования отремонтированных участков под действием движущегося транспорта. Устойчивость слоя износа в значительной степени зависит от прочности сцепления его с покрытием. Поверхностная обработка, выполненная на грязном покрытии, легко отслаивается, работает под подвижной нагрузкой как самостоятельный тонкий гибкий слой, быстро разрушается. Для связи нового слоя с покрытием его тщательно очищают от пыли и грязи поливомоечными машинами. Предварительный розлив вяжущего (подгрунтовка).Эта операция позволяет связать свободные пылеватые частицы и уменьшить их вредное влияние на сцепление слоя износа с поверхностью покрытий. Для подгрунтовки используют жидкие битумы СГ 15/25, СГ 25/40, МГ 25/40, каменноугольные дегти Д-1, Д-2 и быстрораспадающиеся эмульсии. Норма расхода вяжущего для предварительного розлива - 0,5-0,8 л/м . Верхний предел применяют при пористой поверхности и значительной загрязненности покрытия. Расход вяжущего уточняют опытным путем. Места, на которых вяжущее не впиталось в покрытие, непосредственно перед основным розливом засыпают каменными высевками (размером до 5 мм). Предварительный розлив выполняют с таким расчетом, чтобы к началу основного розлива вяжущее полностью впиталось в покрытие. Лучшие результаты получаются при выполнении операции за 1-2 дн до начала основных работ. Если по условиям движения нельзя закрыть обрабатываемый участок на такой срок, розлив выполняют в день поверхностной обработки, за несколько часов до начала работы. Основной розлив вяжущего.Начинают розлив после того, как вяжущее впитается в покрытие. Назначение этой операции - создать пленку вяжущего, необходимую для сцепления частиц минерального материала между собой и с поверхностью покрытия. Для поверхностной обработки в зависимости от вида минерального материала, а также погодных и климатических условий применяют битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БН 60/90, БН 90/130 и БН 130/200. Более вязкие материалы применяют в южных дорожно-климатических зонах, менее вязкие - в северных. Расход вяжущего увеличивается при уменьшении крупности зёрен, а также использовании малопрочного щебня, размельчающегося в процессе укатки. Если вяжущего недостаточно, то минеральный материал не соединяется с покрытием, отдельные частицы щебня отрываются от него и слой износа быстро разрушается. При избытке вяжущего в процессе формирования слоя износа оно полностью обволакивает все частицы и выступает на поверхность жирными пятнами. Слой износа становится плотным, гладким, коэффициент сцепления покрытия с колесами автомобилей падает. В сырую погоду такое покрытие делается скользким и безопасность движения при высокой скорости значительно снижается. Поэтому при поверхностной обработке следует тщательно выдерживать нормы расхода битума (табл.1.5). Таблица 1.5 Расход вяжущего и щебня в зависимости от крупности его зерен Норма расхода Размер щебня, мм щебня, битума, л/м м /100 м эмульсии, л/м , при концентрац ии битума, % 60 Одиночная поверхност ная обработка 5-10 0,9-1,1 0,7-1,0 1,3-1,5 10-15 1,1-1,2 0,9-1,0 1,5-1,7 15-20 1,2-1,4 1,0-1,3 1,7-2,0 Двойная поверхност ная обработка 15-20 5-10 Первая россыпь Первый розлив 1,1-1,3 0,9-1,1 Вторая россыпь Второй розлив 0,7-1,0 0,7-1,0 1,5-1,8 1,3-1,5 Примечание.При применении черного щебня нормы расхода вяжущего снижаются на 20-25%. Вяжущее, нагретое до рабочей температуры (БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130 - 160...130°С, БНД130/200 и БНД 130/200 - 100-130°С), распределяют автогудронаторами на всю ширину или по половине проезжей части. Перед началом работ на захватке длиной 500-800 м (рис.19) асфальтобетонщики производят разбивку каждой полосы шпильками или другими знаками, которые служат ориентирами для водителя. На участке розлива устанавливают сигнальные флажки 3на расстоянии 15-20 м от конца участка. Рис.19. Схема разбивки сменной захватки на участки розлива битума 1- автоцистерны для заправки автогудронатора битумом; 2- ось покрытия; 3- сигнальные флажки в конце участка розлива; 4- места защитного слоя; 5- автогудронатор на исходной позиции перед розливом битума (цифры в кружках указывают порядковый номер участка розлива) До розлива регулируют рабочие органы автогудронатора (распределительные трубы и сопла, насос для подачи битума), рассчитывая равномерный расход вяжущего по заданной норме! Количество вяжущего, разливаемого автогудронатором на 1 м, зависит от работы насоса и скорости движения. Поэтому скорость автогудронатора при розливе должна быть строго равномерной - не более 7-8 км/ч. В начале и конце участка, когда автогудронатор набирает скорость и тормозит, вяжущее распределяется неравномерно. Поэтому на расстоянии 2-3 м от начала и конца участка закрывают покрытие эти же рабочие толем или песком толщиной слоя 1-2 см. Во время розлива автогудронатор должен перемещаться по середине полосы распределения на установленной скорости, плавно, без остановок и рывков. Битум должен поступать из всех сопл равномерно при полном напоре. В конце участка при прохождении первого предупредительного флажка помощник машиниста автогудронатора готовится к перекрытию кранов, а у второго быстро перекрывает их. Распределение минерального материала по покрытию. Эту операцию выполняют сразу после основного розлива битума. В качестве минерального материала служит щебень размером до 20 мм из высокопрочных горных пород, равноценный ему щебень из кислых доменных и сталеплавильных шлаков из дробленого гравия. Материал подбирают по крупности, учитывая назначение и вид поверхностной обработки. Если слой поверхностной обработки будет использоваться в качестве облегченного усовершенствованного покрытия или нижнего слоя двойной обработки, то применяют щебень размерами 0-15, 0-20 и 0-25 мм. Для одноразовой поверхностной обработки на усовершенствованных покрытиях используют щебень размерами 5-10, 10-15 и 15-20 мм, для двойной - 15-20 мм (первая россыпь) и 5-10 мм (вторая россыпь). Крупные зерна должны отличаться от самых мелких не более чем на 5 мм. Минеральный материал распределяют распределителем каменной мелочи или навесными распределителями. Асфальтобетонщик 3-го разряда работает в течение смены при щебнераспределителе, дает сигналы на подход автомобилей-самосвалов, ведет учет доставленного материала, следит за тем, чтобы он распределялся равномерно. Асфальтобетонщик 4-го разряда является старшим и отвечает за качество распределения щебня. В процессе работы он определяет дефектные места, следит за качеством продольных сопряжений и вместе с рабочими 2-го разряда устраняет дефекты: проволочными щетками сметают наслоения щебня, выравнивают его на кромках покрытия, удаляют жирные пятна. Уплотнение.Сразу после распределения щебень уплотняют катками на пневмоколесах или катками с гладкими вальцами массой 10 т за 4-5 проходов по одному следу. Уплотнение ведут на участках длиной 30-40 м, перекрывая след на 20-30 см. Скорость движения - 2-2,5 км/ч для первых двух проходов по одному следу, до 4-5 км/ч - при последующих проходах. Движение катков должно быть равномерным, без рывков и остановок. Доуплотнение и окончательное формирование слоя износа. При уплотнении катками не создается прочного монолитного слоя поверхностной обработки, потому что часть мелких зерен материала не получает должного сцепления с битумом. Поэтому на участках с законченной поверхностной обработкой ограничивают скорость до 10-20 км/ч и регулируют движение автомобильного транспорта по всей ширине проезжей части. Формирование слоя даже в сухую теплую погоду продолжается до двух недель. Это снижает производительность автомобильного транспорта. Для ускорения формирования слоя повышают эффективность вяжущих. В них добавляют минеральный порошок, активаторы (известь и цемент), ПАВ (каменноугольные, древесные, торфяные, буроугольные и сланцевые дегти и смолы, а также различные анионные и катионные добавки) и полимеры. При устройстве поверхностной обработки с использованием битумной эмульсии следует применять во II и III дорожно-климатических зонах преимущественно катионные эмульсии ЭБК-1, ЭБК-2 и в южных районах - анионные ЭБА-1, ЭБА-2. Если применяют анионные эмульсии, то используют щебень, предварительно обработанный вяжущим, применение катионных эмульсий не требует предварительной обработки вяжущим. При температуре воздуха ниже 20°С применяют нагретую до 40-50°С эмульсию с концентрацией битума 60%, при температуре воздуха выше 20°С - эмульсии с концентрацией битума 50% без предварительного нагрева. Поверхностную обработку с использованием в качестве вяжущего битумной эмульсии выполняют в такой технологической последовательности: - подготовка покрытия; - розлив эмульсии по покрытию в количестве 30% нормы (см. табл.1.5); - распределение щебня в количестве 70% нормы (см. табл.1.5); - розлив эмульсии в количестве 60% нормы; - распределение щебня - 30% нормы; - уплотнение. Технологические операции распределения и уплотнения щебня производятся так же, как и при устройстве поверхностной обработки с применением битума. Отличие заключается в том, что время, отведенное на уплотнение при использовании битумных эмульсий, ограничивается периодом распада их. Поэтому укатку щебня следует выполнять до полного распада эмульсии. Движение автомобильного транспорта можно открывать с предусмотрением тех же условий, что и при использовании битума, если в качестве вяжущего применяли катионные эмульсии. При использовании анионных эмульсий движение автомобильного транспорта разрешается открывать не ранее чем через сутки после окончания работ. Втапливание щебня Наиболее эффективный и экономичный способ создания прочного, шероховатого, износостойкого слоя - втапливание щебня в слой горячей, теплой или холодной асфальтобетонной смеси, уплотняемой затем только трамбующим брусом асфальтоукладчика. Такой способ применяют при строительстве новых покрытий, реконструкции, усилении и ремонте любых типов усовершенствованных и переходных покрытий. При строительстве покрытия после распределения смеси асфальтоукладчиком рассыпают щебень одного размера и уплотняют одновременно смесь и щебень (рис.20). Рис.20. Технологическая схема работ при создании шероховатой поверхности и способу втапливания щебня: 1- автомобиль-самосвал; 2- асфальтоукладчик; 3- распределитель щебня; 4- каток (стрелкой показано направление движения машин) При реконструкции, усилении или ремонте покрытий предварительно подготавливают старое покрытие так же, как для поверхностной обработки. Когда битум загустеет, асфальтоукладчиком рассыпают теплую или холодную асфальтобетонную смесь толщиной 2-4 см и распределяют щебень. В обоих случаях наиболее целесообразно втапливать в покрытия из малощебенистых и песчаных смесей щебень размерами 10-15, 15-20 мм из изверженных горных пород, предварительно обработанный битумом. Количество щебня соответственно 7-8 и 9-12 кг/м . Организация работ такая же, как при строительстве асфальтобетонных покрытий. Устройство слоев износа с применением смесей, паст и мастик Такие слои износа строят из материалов, заранее приготовленных в установках. Материалы сразу распределяют по покрытию. Слои износа из таких материалов позволяют немедленно открывать движение. Для строительства этих слоев износа наиболее широко применяют литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС), в которых вяжущими служат катионные эмульсии. Слои на основе ЛЭМС подразделяют на замыкающие, заполняющие и закупорочные. Замыкающие слои толщиной 3-8 мм выравнивают поверхность и придают ей шероховатость. После укладки заполняющего слоя на поверхности не остается углублений и пор. Закупорочные (водоупорные) слои заполняют пустоты, чтобы не допустить проникновения в покрытие воды, и закрепляют минеральный материал верхнего слоя так, что не происходит выкрашивания покрытия. Литую эмульсионно-минеральную смесь приготовляют в установке (рис.21), которая состоит из передвижного смесителя 9непрерывного действия и распределителя 11.В смеситель подают по конвейеру 8песок и в определенных пропорциях по трубопроводам 6и 7катионную эмульсию, воду и эмульгатор, замедляющий распад эмульсии. Жидкую готовую смесь из смесителя подают в распределитель 11,из которого она выходит тонким слоем. Смесь заполняет все неровности, трещины, углубления, создавая слой износа. Расход ЛЭМС в зависимости от толщины слоя и состояния покрытия 2-12 кг/м . Рис.21. Схема установки для приготовления и распределения ЛЭМС: 1- 5- емкости: 1- для минерального порошка; 2- эмульгатора; 3- песка; 4- воды; 5- катионной эмульсии; 6, 7 -трубопроводы для подачи воды и эмульсии; 8- конвейер; 9- смеситель; 10 -слой из ЛЭМС; 11- распределитель; 12- старое покрытие СТРОИТЕЛЬСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ В настоящее время применяются следующие виды конструкций дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием (рис.22-26). В соответствии с конструкцией одновременно назначают вид и тип асфальтобетонов и марку асфальтобетонной смеси для него. Так как состав смеси и требуемые для нее материалы определяют ее стоимость, то при уточнении конструкции, назначении толщины слоев одежды проводят технико-экономические расчеты. Одна строительная стоимость не определяет целесообразность и полное экономическое обоснование выбранной конструкции. Необходимо для комплексного технико-экономического обоснования намечаемых конструкций определение приведенной стоимости с учетом возможных сроков их службы. Срок службы дорожной одежды исчисляют до проведения капитального ремонта, при котором производят перестройку всей дорожной одежды, а асфальтобетонного покрытия - до проведения среднего ремонта, при котором усиливают или укладывают новый слой покрытия. Сроки между средними ремонтами асфальтобетонных покрытий установлены 6 лет. Рис.22. Конструкция дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием: 1 - верхний слой асфальтобетона, 2 - нижний слой пористого асфальтобетона, 3 - щебеночная (гравийная) смесь, обработанная вяжущим, 4 - нижний слой основания (щебень, гравий, шлак), 5 - дренирующий слой (песок) При определении приведенной стоимости учитывают также все расходы по текущему ремонту покрытия (заделка трещин, выбоин, придание шероховатости и другие работы). Прочность дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием в значительной степени зависит от прочности и сдвигоустойчивости основания. Основание назначают с учетом наличия в первую очередь местных материалов и грунтов земляного полотна, с расчетом обеспечить работу асфальтобетонного покрытия под воздействиями автомобильного транспорта и природных факторов. Основание должно быть ровным с таким же поперечным профилем, какой задан для покрытия. Верхние слои основания устраивают из различных материалов (табл.1.6). Таблица 1.6 Материал для основания Толщина слоя по технологическим условиям работ, см 1 2 Асфальтобетон из теплой или горячей крупно- или среднезернистой смеси То же из гравийной крупно- или среднезернистой смеси Щебеночное из материала, обработанного вязким битумом или эмульсией в установке Цементобетонные из тощего бетона марок 75, 100, 125 Щебеночные из материала различных размеров Щебеночно-гравийные - нижние слои из гравийного материала, верхний (6-8 см) из щебеночного материала Из гравийного материала, комплексно обработанного битумом или эмульсией и цементом 10-15 15-20 10-15 20-25 20-25 от 8-10 до 15-20 15-20 15 Щебеночные и гравийные из материалов, укрепленных цементом 1 2 Щебеночные, гравийные или гравийно-песчаные материалы, укрепленные в сочетании с цементом золой уноса, золошлаковыми смесями, гранулированными или основными шлаками Песчаные, укрепленные с добавкой золы уноса 20 20 15 Грунтовые из грунтов, укрепленных минеральными и другого вида вяжущими Рис.23. Конструкция дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием: 1 - верхний слой асфальтобетона, 2 - нижний слой пористого асфальтобетона, 4 - нижний слой основания (щебень, гравий, шлак), 5 - дренирующий слой (песок) Рис.24. Конструкция дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием: 1 - верхний слой асфальтобетона, 2 - нижний слой пористого асфальтобетона, 4 - нижний слой основания (щебень, гравий, шлак) Рис.25. Конструкция дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием: 1 - верхний слой асфальтобетона, 4 - нижний слой основания (щебень, гравий, шлак) Рис.26. Конструкция дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием: 6 - щебенистый асфальтобетон, 7 - малощебенистый асфальтобетон IV марки с втопленным на поверхности прочным щебнем, обработанным или необработанным битумом Из соображения постепенного снижения прочности по слоям от верхнего до нижнего слоя наиболее широко применяют одежды из двух слоев покрытия и двух верхних слоев основания и подстилающего или дренирующего слоя. Многослойность требует разнообразия материалов и машин, удлиняет поток и вызывает многократное проведение работ на одной и той же захватке. При строительстве дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием соблюдают следующие условия. Слои асфальтобетона до 5-6 см укладывают только на основания, обязательно построенные из минеральных материалов, обработанных битумом или эмульсией. Также следует учитывать, необходимость достижения прочной связи между асфальтобетоном и основанием. Трещиноустойчивым слоем из материалов, обработанных битумом, будет единый слой толщиной не менее 12-15 см. При укладке асфальтобетона на щебеночные или гравийные основания, не обработанные вяжущими, поверхность верхних слоев оснований не расклинивают мелким минеральным материалом (мельче 5 мм). При прочих равных условиях следует отдавать предпочтение основаниям из материалов, обладающих малой теплопроводностью, достаточно высокой прочностью, технологичностью при их строительстве и допускающих движение строительных автомобилей и дорожных машин во время производства работ. В большей степени этим требованиям отвечают основания из материалов, обработанных органическими вяжущими. Более экономичной может быть дорожная одежда, приведенная на рис.22. При сокращении числа слоев целесообразно ограничиться двумя слоями из материалов с применением битума (рис.23). Верхний слой асфальтобетона большей толщины можно укладывать на слой из щебеночных, гравийных и других минеральных материалов, как обработанных битумом, дегтем или эмульсией, так и не обработанных вяжущими. В настоящее время в основаниях применяют тощий бетон (рис.27). В целях улучшения воднотеплового режима, способствующего большей трещиностойкости и термостойкости покрытий, целесообразно устройство оснований из стиропорбетона, т.е. бетона со стиропоровым заполнителем, обладающим меньшей массой и низкой теплопроводностью. Рис. 27. Технологическая схема строительства основания из тощего бетона Конструкция из трех слоев дорожной одежды применима в дорожно-климатических зонах и на участках дорог, не требующих дренирующего песчаного слоя (рис.24), или в тех случаях, когда предусмотрен теплоизолирующий слой или возможна укладка одного асфальтобетонного слоя толщиной более 15 см на одном из приведенных типов оснований. Применяются также покрытия, укладываемые прямо на жесткое основание (рис.25) или на грунт (рис.26). В последнем случае такая конструкция осуществима, если грунты земляного полотна из глины и тяжелого суглинка. Конструкция дорожной одежды в зависимости от принятых расчетных параметров определяет в проекте тип асфальтобетона, предусматриваемого для данной дороги. В соответствии с принятой классификацией асфальтобетонов и смесей для них следует различать смеси, по физическому состоянию и удобообрабатываемости разделяемые на укатываемые и литые. Укатываемые характеризуются созданием асфальтобетонов с остаточной пористостью верхнего слоя не менее 2,5 до 5% по объему и тем, что требуют для получения покрытия обязательной укатки их катками различных типов. Литые смеси могут образовать плотные асфальтовые бетоны и, благодаря большему содержанию битума и большей температуры нагрева, легко распределяются и получают конечную плотность при разравнивании брусом укладчика. Укатываемые смеси в зависимости от вязкости применяемого в них битума и температуры при укладке в покрытие подразделяют на горячие, теплые и холодные. По виду примененного в их составе минерального материала подразделяют на щебеночные, гравийные и шлаковые. По наибольшему размеру зерен минерального материала смеси и асфальтобетоны из них подразделяют на крупнозернистые (зерна размером до 40 мм), среднезернистые (зерна размером до 20 мм), мелкозернистые (зерна размером до 15 мм) и песчаные (зерна размером до 5 мм). Горячие и теплые укатываемые смеси применяют всех перечисленных видов. Холодные и горячие литые смеси изготовляют преимущественно мелкозернистые. Горячие и теплые укатываемые асфальтобетонные смеси подразделяют на плотные, применяемые в верхних слоях покрытий, и пористые (без минерального порошка), применяемые в нижних слоях. Плотные бетоны в зависимости от содержания в них минеральных материалов подразделяют на типы (табл.1.7). Таблица 1.7 Тип асфальтобетона Горячие и теплые асфальтобетонные смеси Массовая доля щебня (гравия) или песка в асфальтовой смеси А Б В Г Д 50-60 щебня 35-50 щебня (гравия) 20-35 щебня (гравия) Не менее 33 в дробленом песке зерен размером 1,25-5 мм Не менее 14 в природном песке зерен размером 1,25-5 мм Холодные асфальтобетонные смеси Бх Вх Дх 35-50 щебня (гравия) 20-35 щебня (гравия) Не менее 33 в дробленом песке и не менее 14 в природном песке зерен размером 1,25-5 мм Плотные горячие и теплые асфальтобетоны в зависимости от качества минеральных материалов и физико-механических показателей подразделяют на четыре марки (табл.1.8), холодные асфальтобетоны - на две. Таблица 1.8 Дорожно-кл иматическая зона Вид асфальтобетонной смеси Категория автомобильной дороги I, II III I II и III IV и V Марка асфальтобетона Тип асфальтобет она Горячие I А,Б,Г Теплые I А,Б,Г Холодные Не применяют Не применяют Горячие I А,Б,Г Теплые Не применяют II Холодные То же I Горячие I А,Б,Г Теплые Не применяют II Холодные Тоже Горячие и теплые укатываемые асфальтобетонные смеси по зерновому составу минеральной части и содержанию в них битума подразделяют на 17 разновидностей плотных и 6 пористых смесей. Соответственно различают 6 зерновых составов холодных смесей. Горячие асфальтобетонные смеси приготовляют с применением вязких битумов и укладывают при температуре не ниже 120°С. Формирование покрытия заканчивается в основном после остывания уплотненного слоя асфальтобетона. Асфальтобетон из горячей смеси применим во всех дорожно-климатических зонах для всех категорий дорог, так как он является наиболее прочным и обладающим наибольшим сроком службы. Теплые асфальтобетонные смеси приготавливают с применением менее вязких, преимущественно жидких битумов. Укладывают их при температуре не ниже 70-80°С, скорость формирования покрытия из теплых смесей колеблется от нескольких часов до 15 суток. Покрытия из теплых смесей с маловязким битумом можно сразу открывать для движения после уплотнения. С жидким битумом теплый асфальтобетон в течение 1-2 недель требует доуплотнения движением транспортный средств, которое следует регулировать. Асфальтобетон из теплых смесей применяют на дорогах всех категорий в I дорожно-климатической зоне, на дорогах III и IV категорий во II-V дорожно-климатических зонах. Асфальтобетон из теплых смесей менее прочен и покрытия из него обладают меньшим сроком службы, чем из горячих смесей. В северных районах часто более пригодны теплые смеси при условии их достаточной прочности и водостойкости. Покрытия из холодных асфальтобетонных смесей применимы только на дорогах III и IV категорий во II-V дорожно-климатических зонах. Холодные асфальтобетонные смеси приготовляют с применением жидкого битума и укладывают при температуре окружающего воздуха не ниже +5°С весной и не ниже +10°С осенью. Формирование покрытия протекает медленно (20-40 сут) и зависит от марки битума, погодных условий, интенсивности движения и грузоподъемности автомобилей. Покрытия из холодных асфальтобетонных смесей обладают меньшей прочностью и сроком службы и менее трещиностойки, чем покрытия из горячих и теплых смесей. Покрытия из холодного асфальтобетона относят к усовершенствованным покрытиям облегченного типа. В зависимости от вида, качества и крупности минерального материала следует учитывать следующее: гравийные материалы (без передробления) применимы только в асфальтобетоне III и IV марок. Асфальтобетонные покрытия из крупнозернистых смесей обладают большей пористостью и их нецелесообразно применять в I и II дорожно-климатических зонах. Асфальтобетонные покрытия из мелкозернистых смесей, особенно с малым содержанием щебня и низких марок, обладают недостаточной шероховатостью и требуют при строительстве специальных способов придания им шероховатости. При выборе и назначении типа и вида асфальтобетона для верхнего слоя покрытия необходимо учитывать срок службы асфальтобетонных покрытий и обнаруживаемые на них в процессе эксплуатации деформации и разрушения. Покрытия из горячих смесей обладают высокой сдвигоустойчивостью и работоспособностью. Их ровность сохраняется значительно дольше, чем у покрытий из теплых или холодных смесей. С течением времени плотность покрытия из горячего асфальтобетона повышается незначительно. Плотность асфальтобетона из теплых и особенно холодных смесей повышается в большей степени и в течение более длительного времени. Асфальтобетоны из смесей с малым содержанием щебеночного материала или с материалом недостаточной износостойкости, легкой шлифуемости приводят к скользкости покрытий. Для повышения длительной их шероховатости необходимо применение смесей типов А и Б. Важна однородность смесей, так как при неоднородном составе в слабых местах в первую очередь возникают выбоины и другие разрушения. В целях повышения производительности и снижения стоимости строительства асфальтобетонную смесь укладывают толстыми слоями. В этом случае для верхних слоев необходимы щебенистые смеси с таким содержанием зерен крупнее 5 мм (50-60%), чтобы в слое образовался пространственный каркас. Это необходимо и для достижения ровности поверхности толстых слоев. Кроме того, смеси должны содержать оптимальное количество битума, при предельно возможном уплотнении, при нормативной ровности основания (нижнего слоя). Для улучшения сцепления битума с минеральными материалами, необходимо в битум добавлять поверхностно-активные вещества (ПАВ), необходимо учитывать оптимальную структуру смеси при местных климатических условиях, интенсивности и составе движения. Применение активированных минеральных материалов снижает расход битума, повышает плотность асфальтобетона, ускоряет формирование теплых и холодных асфальтобетонов, такие асфальтобетоны менее водопроницаемы. Для повышения прочности и сдвигостойкости, увеличения сроков службы покрытий применяют смеси, в которых к битуму добавляют эпоксидную или полиэфирную смолу, поливинилхлорид и другие аналогичные материалы. Успешное строительство асфальтобетонных покрытий, достижение наибольшей производительности отряда и использования машин, расходование материалов зависят от качества проекта производства работ (ППР), основным элементом которого является технологическая схема. При ее составлении необходимо учесть местные условия, наличие машин, расположение и мощность асфальтобетонного завода, конструкцию покрытия и количество смеси, технологию работ и другие факторы, влияющие на организацию работ. Частный поток, составляющий организационную схему, включает три подразделения: первое ведет подготовительные работы, второе - укладку и уплотнение нижнего слоя, третье - укладку и уплотнение верхнего слоя. При необходимости придания шероховатости и укладки слоя износа четвертое звено выполняет эти работы. Каждое звено работает на захватке, длину которой определяют из расчета выполнения намеченных в смену работ с учетом полного использования машин. В первую очередь устанавливают оптимальную длину захватки основного звена, которое укладывает и уплотняет верхний слой. Учитывая производительность основной машины этого звена - асфальтоукладчика и стремясь к наибольшему его использованию, определяют состав и режим работы остальных машин. Работы предусматривают, как правило, в три смены: в первую смену укладывают верхний слой, во вторую - нижний слой, в третью проводят техническое обслуживание машин, установок и систем автоматического управления. В целях наиболее полного использования асфальтоукладчика и других машин с учетом укладки верхнего слоя только в светлые часы должна быть принята определенная организация работ. Первые автомобили-самосвалы доставляют асфальтобетонную смесь к началу работы асфальтоукладчика. Начало и конец смены для асфальтоукладчика и катков назначают различными. В этом случае асфальтоукладчик начнет работать, когда первые автомобили-самосвалы подадут смесь, а заканчивать раньше, чтобы до конца смены катки успели уплотнить уложенную смесь. На рис.28 показан технологический план потока по строительству двухслойного асфальтобетонного покрытия. Рабочая зона занимает три захватки, на которых работы идут в две смены. В первую смену на первой захватке выполняют подготовительные работы, на второй работы не проводят, на третьей укладывают верхний слой покрытий. Во вторую смену на первой захватке, подготовленной в первую смену, укладывают нижний слой покрытия, на второй выполняют подготовительные работы для укладки в следующую смену верхнего слоя, на третьей заканчивается уплотнение верхнего слоя, уложенного в первую смену. Тяжелые катки, начавшие работы несколько позже, чем асфальтоукладчик, заканчивают свою работу, когда уже начались работы второй смены. Укладка смеси как для верхнего, так и для нижнего слоя происходит двумя асфальтоукладчиками. Производительность двух асфальтоукладчиков очень высокая, поэтому длина захватки достигает 800 м/смену. Рис. 28. Технологическая схема строительства двухслойного асфальтобетонного покрытия на трех захватках При разработке ППР по строительству покрытия учитывают организацию работ на асфальтобетонном заводе. При одновременной укладке верхнего и нижнего слоев на асфальтобетонном заводе должны быть смесители, из которых одни готовят смесь для нижнего, а другие для верхнего слоя. При укладке в первую смену верхнего слоя, а во вторую только нижнего все смесители могут быть ориентированы на приготовление смеси одного вида. При разной толщине слоев конструкции дорожной одежды (рис.22-26), для верхнего слоя может потребоваться значительно меньше смеси, чем для нижнего. Соответственно может быть различное число специализированных смесителей или отдельных из них, которые в одну из смен не работают. Слои большой толщины (для полного использования смесителей), укладывают в обе смены. При составлении ППР также значение имеет принятое количество асфальтоукладчиков. Укладка каждого слоя на всю ширину требует двух-трех асфальтоукладчиков. Такая работа для повышения качества покрытия целесообразна, но требует большую длину сменной захватки и соответственно значительного повышения производительности заводов и увеличение количества смесителей. Учитывая ограничение расстояния перевозки горячих и теплых смесей, рассчитывают расстояния между заводами и их число. Для сохранения числа смесителей и других машин предусматривают перемещение заводов с одного места на другое. Чтобы в этот период не было простоя у отрядов по укладке, в ППР предусматривают их работу на других объектах. Комплексная механизация и автоматизация рабочих процессов могут быть осуществлены в наибольшей мере при работе с комплектами дорожных машин. Укладка горячих и теплых асфальтобетонных смесей Покрытия из горячих и теплых асфальтобетонных смесей начинают строить в теплую погоду, когда температура воздуха не ниже +5°С и основание не промерзшее, сухое. Осенью заканчивают устройство покрытий из горячих смесей, когда температура воздуха снижается до +10°С, из теплых - до -5°С. При более низкой температуре при укладке смесей принимают специальные меры. Эти меры необходимы, чтобы асфальтобетонные смеси не могли быстро охлаждаться, так как покрытие может остаться недоуплотненным. Для получения покрытия хорошего качества смесь укладывают только в сухую погоду. При ее укладке в дождь ухудшается сцепление слоев, что снижает качество покрытия, так как ухудшает условия его работы и возможны сдвиги слоев. При укладке в дождливую или даже сырую погоду смесь впитывает много воды, что снижает прочность покрытия. Поверхность покрытия, построенного в дождливую погоду, может иметь большое количество неровностей и раковин, в результате возникнут, крупные разрушения (выбоины) и деформации. Для строительства асфальто6стонного покрытия создают механизированные отряды, обслуживаемые автотранспортными колоннами со звеньями, включающими самоходные асфальтоукладчики, катки, вспомогательные машины и приспособления для подогрева инструментов, аппаратуру и электростанции для освещения места работ. Подбор оборудования, для работы зависит от типа асфальтобетонной смеси, толщины укладываемого слоя, ширины покрытия и соответственно принятой длины сменной захватки. В звено укладки включают не менее трех катков на каждый асфальтоукладчик. Для выравнивания старой дорожной одежды, используемой в качестве основания (булыжная мостовая и другие типы) с поперечным уклоном, превышающим 20+, предварительно укладывают выравнивающий слой. Для него применяют пористый асфальтобетон, если его требуемая толщина менее 5 см или обработанную битумом крупнозернистую щебеночную смесь (при необходимой толщине слоя более 5 см). После устройства выравнивающего слоя укладывают нижний слой покрытия из пористой смеси для ее лучшего сцепления с верхним слоем покрытия.. Верхний слой устраивают аналогично нижнему. Работы должны производится непосредственно одна за другой, что позволяет достигнуть лучшего сцепления слоев между собой. При необходимости, для улучшения сцепления между слоями, применяется автогудронотор (рис.29). Асфальтобетонную смесь, как для нижнего, так и для верхнего слоя, необходимо подавать непрерывно во избежание как простоя и снижения производительности асфальтоукладчиков, так и худшего соединения новой смеси с ранее уложенной. Нежелательно также простаивание автомобилей на месте разгрузки, так как смесь слеживается в кузове. Тип автомобилей и их грузоподъемность зависят от толщины слоя и типа укладчика: чем толще слой, тем большей должна быть грузоподъемность автомобилей. При применении комплектов дорожных машин желательны автомобили-самосвалы грузоподъемностью до 18-20 тн. Во избежание остывания смеси устанавливают допустимую дальность перевозки ее автомобилями-самосвалами с учетом вида смеси, погоды и состояния путей подвоза. В жаркую погоду горячие смеси можно возить на 40-50 км, а теплые на 60-80 км. В прохладную погоду горячие смеси не следует перевозить дальше чем на 20-30 км, а теплые - на 40-50 км. Для сохранения тепла кузова автомобилей-самосвалов оборудуют для обогрева отработавшими газами и закрывают брезентом, укрепляемым на раме. Рис.29. Схема разбивки сменной захватки на участки розлива битума и организации работ с автогудронатором 1 - места остановок автоцистерны для заправки автогудронатора битумом (позиции I-III), 2 разбивка оси покрытия (через 25 м), 3 - сигнальные флажки в конце участка розлива, 4 - места защитного слоя, 5 - автогудронатор в исходной позиции перед розливом битума, в кружках - порядковый номер участка розлива Для качественной укладки необходимо, чтобы доставленная смесь имела заданную температуру. В каждом автомобиле-самосвале проверяют температуру смеси. Наименьшая допустимая температура смеси при укладке зависит от марки битума. Самоходный асфальтоукладчик укладывает смесь на ширину 3,03-3,7 м. В зависимости от ширины покрытия определяют число и ширину полос прохода асфальтоукладчика с учетом использования уширителей. При ширине проезжей части 6-7 м необходима укладка двух полос; при ширине проезжей части 7,5 м, с учетом двух краевых полос по 0,75м, при общей ширине покрытия 9 м нужно укладывать три полосы. За один проход укладчики могут укладывать слои толщиной от 3 до 15-20 см. Если нужно укладывать смесь большей толщины чем 15 см, укладку ведут слоями по 15 см, а уплотняют оба слоя сразу. Смесь можно раскладывать распределителем дорожно-строительных материалов слоями толщиной до 12 см. Размеры слоев указаны в рыхлом состоянии, для создания покрытия требуемой толщины необходимо учитывать коэффициент уплотнения. Для укладки без образования продольных швов одновременно работают двумя и тремя укладчиками. При одновременной работе на смежных полосах двумя и более асфальтоукладчиками опережение одного из них относительно другого по требованиям техники безопасности должно быть в пределах 10-30м. Широкозахватные или сдвоенные асфальтоукладчики работают на всю ширину покрытия. При работе одним асфальтоукладчиком длину полосы укладки горячей смеси для обеспечения хорошего сопряжения полос назначают в зависимости от температуры воздуха. Если укладывают теплую асфальтобетонную смесь при температуре воздуха 10-20°С, длина полосы может достигать 250 м; если температура выше 20°С, длина полосы может быть равной сменной захватке. Поверхность уложенного слоя после прохода укладчика должна быть ровной, однородной, без разрывов и раковин. На узких полосах, на закруглениях и виражах смесь укладывают дополнительным малым укладчиком одновременно с работой основного укладчика, что позволит уплотнить смесь сразу по всей ширине покрытия, избежав дополнительной продольной спайки и возможной трещины при эксплуатации. При использовании асфальтоукладчика (с включенным трамбующим брусом) слой смеси должен быть на 15-25% выше проектной толщины. Задел нижнего слоя не должен превышать длины одной-двух захваток. Часто весной и осенью укладывают только нижний слой, открывая движение по нему. В этом случае летом такой слой должен быть перекрыт верхним слоем с применением мер по обеспечению сцепления слоев. На уложенном осенью и оставляемом на зиму слое укладывают защитный слой. Уложив одну полосу, асфальтоукладчик переходит на соседнюю, пока не остыла кромка, т.е. работает по схеме, показанной на рис.30. В случае остывания эту кромку предварительно обогревают. При работах небольшого объема на ранее уплотненный слой укладывают валик горячей смеси на ширину 15-20 см, который убирают перед устройством смежной полосы. Рис.30. Схема перехода асфальтоукладчика с полосы на полосу (при температуре воздуха 10-25°С): 1 - рабочий ход асфальтоукладчика, 2 - холостой ход, в кружках - последовательность участков укладки смеси Окончив примыкание полосы, шов целесообразно загладить, чтобы избежать образования поперечных и продольных трещин в местах "спаек" или применяют многополосные широкобазисные асфальтоукладчики. При больших объемах работ, а также при устройстве покрытий из асфальтобетонов типов А и Г все полосы обязательно укладывают одновременно и непрерывно, применяя необходимое число укладчиков. При укладке слоев покрытия толщиной 15-20 см применяют асфальтоукладчики преимущественно с шириной укладываемой полосы 7,5 м и более, с приемным бункером не менее чем 8 тн. Для производительной работы на каждый асфальтоукладчик нужно подавать не менее 80-90 т смеси в час. Во избежание раскатывания смеси и обламывания кромок должны быть поставлены боковые упоры из деревянных брусьев, равных толщине слоя. Более целесообразно применение укладчиков со скользящими формами. Уплотнение покрытий из горячих и теплых асфальтобетонных смесей После укладки асфальтобетонной смеси на полосе длиной 8-10 м приступают к уплотнению, от степени которого зависит плотность асфальтобетона и, следовательно, срок службы покрытия. Покрытие следует уплотнять самоходными катками: двухосными двухвальцевыми массой 6 тн, двухосными двухвальцевыми и трехосными трехвальцевыми 8-15-18 тн, самоходными катками 16 и 30 тн на пневматических шинах, виброкатками 4 и 6 тн. Состав звена катков зависит от производительности асфальтоукладчика, площади построенного покрытия за смену и типа смеси. В среднем при производительности завода 30-35 тн/ч для уплотнения применяют звено из трех катков - один легкий и два тяжелых. Такое звено за смену может уплотнить 2500-2700 м 3000-3500 м типов В и Д и 1500-2000 м покрытия из смеси типов А и Б, типа Г. При уплотнении толстых слоев число катков в звене увеличивают до четырех. На двухполосной проезжей части более чем тремя-четырьмя катками работать затруднительно. В этом случае смеси типов А, Б и Г целесообразнее уплотнять катками на пневматических шинах и работать на повышенной скорости. Весной и осенью при уплотнении нижних слоев покрытия применяют только катки массой 10-18 т. Общее число проходов катков с гладкими вальцами по одному следу зависит от состава смеси и погодных условий и составляет для легких 2-4, для тяжелых 15-18. Число проходов устанавливают пробным уплотнением с проверкой плотности радиоизотопными приборами. Катки вибрационного действия применяют для усиления работы катков статического действия при уплотнении верхнего слоя покрытия из смесей типов А, Б и Г нижнего слоя. При этом первые два-три прохода по одному следу виброкаток делает с выключенным вибратором, затем три-четыре - с включенным. После виброкатков необходимо дополнительное уплотнение тяжелым самоходным катком (6-10 проходов по одному следу). Увеличение числа проходов виброкатков по одному следу может привести к разуплотнению смеси. Самоходными катками можно уплотнять смеси всех типов. Важнейшим преимуществом их является большая глубина уплотнения, возможность регулирования контактного давления и высокая производительность. При применении самоходных катков на пневматических шинах, то после двух-трех предварительных проходов катка с гладкими вальцами делают 8-10 проходов катком на пневматических шинах. Для приглаживания неровностей от пневмошин, осуществляют два-четыре прохода тяжелым катком с гладкими вальцами. При применении смесей типов А и Б уплотнение начинают катком на пневматических шинах (10-12 проходов), а заканчивают тяжелым катком с гладкими вальцами. Рис.31. Последовательность уплотнения покрытия при работе двух асфальтоукладчиков (I и II): 1, 2, 3, 4, 5 - последовательные проходы катков Катки должны двигаться от кромок к середине покрытия, затем от середины к кромкам, перекрывая каждый след от катка на 20-30 см (рис.31). При последовательном уплотнении полос уплотнение второй полосы начинают по продольному сопряжению с ранее уложенной полосой. Катки двигаются ведущими вальцами вперед по ходу работ. Для обеспечения ровности покрытия каток должен трогаться плавно, без рывков. Нельзя останавливать каток на горячем недоуплотненном покрытии. Для остановки или изменения направления движения каток выводят на основание или на ранее уплотнении и остывшие участки покрытия. Катки заправляют топливом и смазочными материалами на обочинах или на основании, а не на асфальтобетонном покрытии, так как пролитые материалы и топливо размягчают смесь и ухудшают качество покрытия. Уплотнение горячей смеси начинают с той наибольшей возможной температуры, при которой не образуются деформации в виде волн и просадок от давления катков. Температура малощебенистых смесей в начале работы виброкатка должна быть не выше 80-90°С. В начале уплотнения скорость катков должна быть в пределах 1,5-2 км/ч, а после пяти-шести проходов по одному следу ее увеличивают: для самоходных катков с гладкими вальцами до 3,5, для виброкатков до 2-3, а для катков на пневматических шинах до 5-8 км/ч. При уплотнении толстых слоев покрытий (15-20 см) скорость движения катков на пневматических шинах при первых двух-трех проходах не превышает 2-3 км/ч. Остальные проходы можно делать со скоростью 12-15 км/ч. Катки на пневматических шинах наиболее эффективны при уплотнении смесей типов А и Б, даже с содержанием до 80% щебня, так как они не дробят минеральные зерна, ими можно уплотнять смеси со слабыми минеральными материалами. Работа с ними отличается высокой производительностью, что достигается также за счет более высокой скорости. Ширина захвата от 1,7 до 2,5 м, число колес на катках от 7-9 до 11-13 (обязательно нечетное число для перекрытия следов). Давление в шинах оператор может регулировать от 0,2 до 0,8 МПа. Легкие катки на пневматических шинах могут начинать уплотнение, а тяжелые вступают в работу после легких катков с гладкими вальцами, но обязательно заканчивают тяжелыми катками с гладкими вальцами. При непрерывной работе в течение 5 ч температура шин становится ниже 110°С. Эта температура не приводит к чрезмерному разрушению резины, поскольку она выдерживает температуру 120°С. Когда температура шин и смеси ниже 60-80°С, она прилипает к шинам и в покрытии образуются глубокие борозды, в связи с чем до начала уплотнения шины должны быть разогреты проходами по уплотненному участку покрытия до температуры 60-80°С. Давление воздуха в шинах в начале уплотнения должно быть не выше 300 кПа, а на заключительном этапе уплотнения - 600-800 кПа. Требуемую плотность слоя толщиной до 20 см достигают за шесть-восемь проходов катков на пневматических шинах и четыре-шесть проходов тяжелых катков с гладкими вальцами или два-четыре прохода легких и 12-20 проходов тяжелых катков с гладкими вальцами. Если применяют виброкатки, тяжелые вальцовые катки делают 10-12 проходов, а виброкатки с включенным вибратором - пять-шесть. Если укладывают слой тоньше 5 см, виброкатки работают преимущественно на III передаче со скоростью 120 м/мин, толстых слоев - на I и II. Виброкатки по глубине и степени уплотнения дают такой же эффект, как и катки с гладкими вальцами, но при нагрузке на вальцы виброкатков в несколько раз меньшей. Начинать работу катками на пневматических шинах можно при более высокой температуре смеси, чем катками с гладкими вальцами, что повышает эффективность уплотнения и производительность. Уплотнение наиболее эффективно при наличии приспособлений для обогрева вальцов; вальцы трехосных катков заполняют горячей водой или горячим маслом. Главным преимуществом, достигаемым при уплотнении слоев повышенной толщины, является сохранение высокой температуры в уплотняемом слое в течение длительного времени. При толщине. слоя 15 см и температуре воздуха 18-20°С снижение температуры со 145 до 70 °С происходит за 3-3,5 ч, при слое толщиной 9 см - за 2-2,5 ч, а при слое толщиной до 4-6 см - в течение 45-50 мин. Чтобы предотвратить прилипание асфальтобетонной смеси, вальцы катков смачивают соленой водой, смесью воды и керосина (1:1). Нельзя смазывать вальцы соляровым маслом и топочным мазутом. Для определения количества катков производят расчеты с учетом типа катка, числа проходов по одной полосе при заданной скорости. Число проходов по ширине покрытия определяют в зависимости от ширины вальцев (колес) катка. После уплотнения покрытие может иметь блестящую и жирную поверхность с повышенной скользкостью за счет избытка выступившего на поверхность битума и продуктов смазывания вальцев. Поверхность следует немедленно присыпать пылеватыми материалами - минеральным порошком или цементом. При уплотнении после двух-трех проходов легкого катка проверяют поперечный уклон и ровность покрытия передвижной трехметровой рейкой и шаблонами с приспособлениями для фиксации неровностей. Обнаруженные дефекты немедленно устраняют - в заниженные места добавляют смесь, завышенные разрыхляют граблями и излишки смеси удаляют лопатами, пористые участки и участки с нарушенной сплошностью слоя исправляют горячей смесью. Обнаруженные после уплотнения излишне жирные или сухие участки, раковины и т. п. должны быть вырублены. После удаления забракованного асфальтобетона, такие места очищают, края смазывают горячим вязким или жидким битумом, укладывают и уплотняют новую смесь. При строительстве покрытий из малощебенистых смесей и из смесей, не обеспечивающих длительную шероховатость, в процессе укладки и уплотнения смеси или после уплотнения по поверхности покрытия укладывают слой износа. Технический контроль и приемка асфальтобетонных покрытий В процессе строительства ведут непрерывный контроль за всеми элементами дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием, проверяя ровность, плотность и чистоту основания, а при пользовании боковых упоров или направляющих струн - правильность их установки. В каждом автомобиле-самосвале, прибывшем на место укладки проверяют температуру смеси термопарами или приборами по оценке инфракрасного излучения. Смесь с повышенной или пониженной температурой не принимают и возвращают на завод. Ровность и равномерность распределения асфальтобетонной смеси и заданную толщину слоя с учетом уплотнения определяют рейками и шаблонами по уровням упоров. При проверке режима уплотнения учитывают соблюдение правил уплотнения. Проверку ровности в продольном профиле ведут вслед за катком, отмечая мелом неудовлетворительные места. Все обнаруженные недостатки немедленно устраняют. Окончив строительство покрытия, проверяют с применением нивелира и шаблонов соответствие продольного и поперечного профилей проекту, руководствуясь техническими нормами, правилами и инструкциями. Ровность и шероховатость покрытия оценивают с учетом изложенного ранее. Ровность в отдельных местах определяют трехметровой рейкой с металлическим клином по величине просвета под рейкой, который не должен превосходить 5 мм. Целесообразнее применять передвижные двухопорные рейки, а также рейки с записывающим устройством. Прокатывая эти рейки по различным местам покрытия, получают детальную оценку ровности. Для контроля качества асфальтобетона и его уплотнения из покрытия берут пробы, высверливая керны. Пробы отбирают на покрытиях из горячего и теплого асфальтобетона через 10 сут после устройства покрытия, из холодного - не ранее чем через 30 сут. Пробы берут в различных местах покрытия из расчета: при ширине покрытия не более 7 м - три пробы на 1 км, при ширине более 7 м - три пробы на каждые 7 тыс.м . Одновременно с этим измеряют толщину слоев и визуально оценивают прочность их сцепления между собой и основанием. Технологическая схема устройства двухслойного асфальтобетонного покрытия приведена на рис.32. Рис.32. Технологическая схема устройства двухслойного асфальтобетонного покрытия 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ I. Общие положения Технологическая карта предназначена для проектирования организации и производства работ по строительству двухслойного асфальтобетонного покрытия из горячих смесей на готовом основании. До начала строительства асфальтобетонного покрытия в соответствии с "Правилами производства и приемки работ" (СНиП) должно быть закончено и принято основание. Для строительства верхнего слоя покрытия применимы асфальтобетонные горячие смеси, для нижнего - пористые крупнощебенистые смеси, отвечающие требованиям ГОСТ 9128-97. Верхний слой асфальтобетонного покрытия равен 5 см, нижний 7 см; общая толщина 12 см, что соответствует ВСН 40-83. При строительстве асфальтобетонного покрытия выполняют следующие технологические процессы: подготовительные работы; распределение и уплотнение смеси нижнего слоя покрытия; распределение и уплотнение смеси верхнего слоя покрытия. Верхний слой предусмотрено укладывать в первую смену, нижний - во вторую при пятидневной рабочей неделе (продолжительность рабочей смены 8,2 ч). II. Технологическая последовательность рабочих операций и процессов с расчетом объема работ, и ресурсов Коэффициент уплотнения горячих и теплых асфальтобетонных смесей через 10 дней после укладки должен быть для верхнего слоя 0,99, нижнего 0,98 в соответствии с требованиями СНиП. Отбор проб для определения коэффициента уплотнения обязателен через 10 дней с минимальным разрывом времени между укладкой нижнего и верхнего слоев. Технология работ дана на технологическом плане потока (рис.33-35). Рис.33. Технологический план потока Рис.34. Технологический план потока Рис.35. Технологический план потока III. Установление скорости потока и комплектование звеньев отряда Скорость потока 800 м/смену исходя из сменной производительности асфальтоукладчиков ДС-94 при строительстве покрытия шириной 7,5 м; с двумя краевыми полосами по 0,75 м шириной 9 м за два прохода укладчика по ширине. При прогрессивно-поточном способе длина захватки для нижнего слоя равна 850, на подготовке основания 950 м/смену (см. рис. - на захватках I и II показаны в скобках). Комплектование проведено с учетом скорости 800 м/смену. В табл.2.1 приведены составы машин для обоих слоев покрытия в расчете на 1 км дороги, чтобы в примере легче комплектовать звено при скорости 850 и 950 м/смену. Таблица 2.1 N захваток Перечень рабочих операций и процессов Единица измерения Количество на 1 км 1 2 3 4 I Очистка основания от пыли и грязи поливомоечной машиной за три прохода по одному следу км 1 I Набор и перевозка битумной эмульсии автогудронатором с разливом из расчета 1 т 9,0 т 1493 л/м I и на 1 км 1,0 х 9,0 х 1000 = 9000 Транспортирование крупнозернистой асфальтобетонной смеси для нижнего слоя толщиною 7 см 9 х 1000 х 0,07 х 0,23 = 1492,5 ДС-39 I Распределение смеси для нижнего слоя толщиной 7 см, шириной 9,0 м асфальтоукладчиком ДС-94 м 9000 I Подкатка нижнего слоя покрытия пневмокатками ДУ-31 м 9000 I Уплотнение нижнего слоя катками ДУ-48 м 9000 II Подготовка нижнего слоя покрытия перед укладкой верхнего слоя - очистка от пыли и грязи поливомоечной машиной, перестановка упорного бруса км 1 II Подвозка битумной эмульсии и розлив автогудронатором ДС-39 в количестве 0,5 т 4,5 т 1066 л/м III Подвозка асфальтобетонной смеси для верхнего слоя толщиной 5 см III Распределение смеси асфальтоукладчиком ДС-94 слоем 5 см шириной 3,75 м м 9000 III Подкатка верхнего слоя катками ДУ-31 из расчета 20 проходов по одному следу м 9000 III Уплотнение верхнего слоя катками ДУ-48 м 9000 асфал ДС-39, Доуплотнение верхнего слоя тяжелыми катками ДУ-9В III м 9000 Необходимо машино-смен на 1 км: поливомоечная машина ПМ-130 - 1; автогудронатор ДС-39 - 1,50; асфальтоукладчик ДС-94-4,75; каток ДУ-31 - 9,00; каток ДУ-48 - 4,5; каток ДУ-9В - 1,82; автомобили-самосвалы МАЗ-503 - 51,2. В зависимости от необходимого задела нижнего слоя для облегчения работ по укладке верхнего слоя работы (см. рис.,. захватку I) могут быть повторены. IV. Порядок работы потока и размещение ресурсов по захваткам Порядок работы представлен на плане потока (см. рис.), который построен на основе технологических схем производства работ с учетом принятой скорости потока и длины захватки. V. Указания по рациональному выполнению основных рабочих процессов 1. Подготовительные работы Поверхность основания до укладки асфальтобетонной смеси для нижнего слоя должна быть очищена от пыли и грязи. Поэтому в первую смену на передней захватке протяжением 950 м эту работу проводят с применением поливомоечной машины ПМ-130. Работы организуют на полузахватках за три прохода ПМ-130 по ширине покрытия. После просыхания основания разливают битумную эмульсию автогудронатором ДС-39 из расчета 0,9 л на 1 м сразу на всем протяжении захватки после очистки. Необходимо, чтобы до начала укладки нижнего слоя эмульсия разложилась и вода из нее испарилась. На это требуется около 4 ч. Одновременно ставят брусья для фиксирования ширины покрытия и толщины слоя в уплотненном виде. Их укрепляют штырями со стороны обочин. Во вторую смену подготавливают захватку для укладки верхнего слоя. Для этого устанавливают брусья, укрепляют их штырями, подсыпают и укрепляют обочины специальным звеном рабочих и машин. 2. Укладка асфальтобетонной смеси На первой захватке во вторую смену укладывают асфальтобетонную смесь для нижнего слоя, а на третьей (конечной) в первую смену - для верхнего. Работы ведут при температуре воздуха не ниже 5, летом 10° С. Применяют самоходный асфальтоукладчик ДС-94 с включенным трамбующим брусом. При работе одним укладчиком, чтобы обеспечить хорошее сопряжение полос по оси покрытия, необходим периодический переход асфальтоукладчика с одной полосы на другую с учетом температуры воздуха (табл.2.2). Таблица 2.2 Температур а воздуха при отсутствии ветра, °С Длина укладываемой полосы, м на защищенных от ветра участках и в глубоких выемках на открытых участках 5-10 30-60 25-30 10-15 60-100 30-50 15-25 100-150 50-80 >25 150-200 80-100 Рабочие бригады выполняют следующие работы. Машинист асфальтоукладчика следит за соблюдением требуемой толщины и ширины слоя. Асфальтобетонщик 5-го разряда вместе с асфальтобетонщиком 4-го разряда принимают смесь, замеряют ее температуру и визуально оценивают качество. Они также контролируют толщину укладываемого слоя, регулируют положение выглаживающей плиты и дают указания о порядке уплотнения смеси катками. Толщину слоя промеряют металлическим мерником после прохода укладчика и в случае отклонения от требуемой исправляют положение выглаживающей плиты. Асфальтобетонщик 4-го разряда помогает в работе асфальтобетонщику 5-го разряда. Асфальтобетонщик 3-го разряда следит за подачей смеси автомобилями-самосвалами в бункер укладчика, дает сигнал на подход автомобилей-самосвалов со смесью, слетит за выгрузкой и очищает кузов от остатков смеси скребком или лопатой с удлиненной ручкой. После прохода укладчика асфальтобетонщики 3-го разряда при необходимости устраняют неровности, удаляют недоброкачественную смесь. Ровность покрытия определяют 3-метровой рейкой после окончания уплотнения. Участки покрытия, на которых под рейкой обнаружены просветы, исправляет асфальтобетонщик 5-го разряда. Для этого он железными граблями слегка взрыхляет уложенную смесь, удаляет лишнюю на возвышениях пли добавляет во впадины. Асфальтобетонщики 1, 2 разрядов помогают ему и доставляют смесь. При окончании смены в конце полосы укладывают упорную доску, закрепляя ее металлическими костылями. Смесь вручную подсыпают к доске и уплотняют катками. При возобновлении работы доску убирают, место сопряжения разогревают. Разогревателем инфракрасного облучения разогревают продольный стык для лучшей спайки полос и избежания образования шва. Край ранее уложенной смеси после ее разогрева смазывают горячим битумом. 3. Уплотнение смеси В целях повышения прочности покрытий горячие смеси уплотняют до получения наибольшей плотности в период, пока смесь не остыла ниже 60° С. К уплотнению приступают сразу после укладки смеси при температуре ее не ниже 120° С, делая не менее 25 проходов всеми катками по одному следу. Комплект катков для каждого асфальтоукладчика должен состоять из двух пневмокатков типа ДУ-31 и одного ДУ-48, а при уплотнении верхнего слоя еще и одного катка ДУ-9В. Скорость движения легкого катка в начальный период уплотнения 1,5- 2,0 км/ч; после пяти-шести проходов по одному следу ее увеличивают до 5-6 км/ч; окончательно уплотняют тяжелыми катками со скоростью 3- 4 км/ч, которые включают в работу через 25-30 мин после прохода пневмокатка и заканчивают, когда смесь остынет до минимально допустимой температуры. В конце первой смены на третьей захватке после окончания работы асфальтоукладчика тяжелые катки продолжают работать еще 30-40 мин до достижения полного уплотнения смеси. Поэтому машинисты тяжелых катков начинают позже и заканчивают позже асфальтоукладчиков. При уплотнении соблюдают следующие правила: 1. Катки движутся ведущими вальцами вперед. 2. Уплотнение начинают от кромок проезжей части, постепенно переходя к середине с перекрытием предыдущего следа на 20-30 см. 3. Катки движутся без остановки на уплотняемом слое и без переключения передач; эти операции они должны делать на уплотненных участках. 4. В период уплотнения вальцы смазывают раствором соапстока или смесью воды и керосина, подаваемых через специальный распределитель на катке. О степени уплотнения покрытия в процессе работы судят по плотности асфальтобетона, определяемой плотномером, а также по образцам (кернам), испытываемым в лаборатории. После окончания уплотнения мастер и асфальтобетонщики осматривают готовый участок, обнаруженные дефекты немедленно устраняют. 3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ Готовое двухслойное асфальтобетонное покрытие не должно иметь отклонений сверх допусков: Ширина покрытия, см …………………………..10 Толщина верхнего слоя, % ……..…………….10 Высота отметки по оси, см.................................±5 Поперечный уклон...........................................±0,005 Наибольший просвет под 3-метровой рейкой, мм: нижний слой.........................................................8 верхний слой ………………………………………5 Коэффициент уплотнения верхнего слоя, не менее ………………………….0,99 нижнего ……………………………………………..0,98 Наибольшее водонасыщение вырубки по объему, % …5 Коэффициент сцепления при скорости автомобиля 60 км/ч, не менее........0,5 Схема операционного контроля качества Устройство щебеночного основания и асфальтобетонного покрытия Состав операций и средства контроля Этапы работ Контролируемые операции Подготовительные работы Устройство щебеночного Контроль (метод, объем) Проверить: - наличие паспортов на Визуальный материалы; Измеритель - соответствие уклонов ный и отметок грунтового основания проекту; То же - выноску разбивочных осей и надежность их Технически крепления; й осмотр выполнение всей мероприятий по поверхност водоотводу; и - влажность грунтового основания. основания и Контролировать: асфальтобетонного покрытия - влажность щебня; Приемка выполненных работ Проверить: -соответствие Технически выполненных работ й осмотр, требованиям проекта. комплексна я оценка качества выполненн ых работ Контрольно-измерительный инструмент: нивелир, рулетка, теодолит, трехметровая рейка. Операционный контроль осуществляют: мастер (прораб), геодезист - в процессе работ. Приемочный контроль осуществляют: работники службы качества, мастер (прораб), геодезист, представители технадзора заказчика. Измеритель ный, не - ширину и толщину реже одного укладываемого слоя; раза в смену - качество уплотнения и Измеритель соблюдение режима ный ухода; Визуальный - температуру горячей и теплой Измеритель асфальтобетонной ный, в смеси; каждом - ровность поверхности; самосвале Измеритель - качество продольных и ный, рейкой поперечных длиной 3 м сопряжений Визуальный укладываемых полос; - высотные отметки и Измеритель поперечный уклон ный полотна. Ак Технические требования СНиП 3.06.03-85 п.п.7.1, 10.16 Предельные отклонения: - наименьшая толщина распределяемого слоя щебня должна быть не менее 10 см при укладке на прочное основание и не менее 15 см при укладке на песок; - максимальная толщина слоя щебня не должна превышать значений, указанных в таблице; - толщина устраиваемого слоя асфальтобетонной смеси должна быть не менее 4 см. Вид Максимальная толщина уплотняемого слоя, см, при применении катков материала с гладкими вальцами массой 10 т и более решетчатых и на вибрационн вибраци пневматических шинах ых и массой 15 т и более комбиниров анных массой, т до 10 Трудноупло тняемый (из изверженны 18 24 18 хи метаморфич еских пород марки по прочности 1000 и более, гравий прочный, хорошо окатанный, шлаки остеклованн ой структуры) Легкоуплот няемый (из изверженны хи метаморфич еских пород марки по прочности менее 1000, осадочные, гравий неокатанны й, шлаки с пористой структурой) 22 30 22 Покрытия и основания из асфальтобетонных смесей следует устраивать в сухую погоду. Укладку горячих и холодных смесей следует производить весной и летом при температуре окружающего воздуха не ниже 5 °С, осенью - не ниже 10 °С; теплых смесей при температуре не ниже минус 10 °С. Требования к качеству применяемых материалов ГОСТ 8736-93* Песок для строительных работ. Технические условия. ГОСТ 9128-97* Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. Предприятие-изготовитель каждую партию щебня и песка сопровождают документом о качестве, в котором указывают: - наименование и адрес предприятия-изготовителя; - номер дату выдачи документа; - наименование продукции и ее количество; - размер фракции; - плотность (истинную и среднюю); - пористость; - пустотность (объем межзерновых пустот); - водопоглощение. Асфальтобетонные смеси характеризуются следующими показателями: - характер смеси в зависимости от ее температуры; - плотность асфальтобетона; - наибольший размер заполнителя смеси. Температура горячих смесей при выпуске из смесителя должна быть не ниже 140 °С. Контроль качества асфальтобетонных смесей производят на асфальтобетонных заводах при их изготовлении, а также при укладке в дело. Для контроля качества смеси отбирают и испытывают по одной пробе от каждой партии. Каждая партия смеси должна сопровождаться потребителю документом о качестве. Паспорт-накладная на асфальтобетонную смесь (Росавтодор) Сборник форм исполнительной производственно-технической документации при строительстве (реконструкции) автомобильных дорог и искусственных сооружений на них Форма Ф-31 _________________________________________________ наименование подрядной организации ПАСПОРТ-НАКЛАДНАЯ на асфальтобетонную смесь "___"____________ 20___ г. Наимено вание АБЗ, марка ________ __________ __________ __________ __________ ______ Смесите ль, номер смесителя ________ __________ __________ __________ __________ ______ Вид, тип смеси ________ __________ __________ __________ __________ __________ _____ N автомобиля __________ __________ _ масса __________ ____ т ________ __________ ___ Время отгрузки __________ __________ __________ __________ __________ __________ ___ Темпера тура смеси при отпуске на заводе __________ ______ °С ________ __________ ___ Асфальт обетонная смесь соответству ет требования м ГОСТ _______ __________ _________ ________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ ________ Объект __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ Сменный лаборант АБЗ __________ __________ __________ __________ _________ (подпись) Время прибытия к месту (Фамилия, И.О.) укладки ________ __________ __________ __________ __________ Темпера тура смеси на месте укладки __________ _________ °С ________ __________ _____ Адрес укладки (км, ПК) ________ __________ __________ __________ __________ _________ Сменный мастер (на месте ___________________________________ производств __________ а работ) (подпись) Составляется в двух экземплярах: (Фамилия, И.О.) 1-й экземпляр остается на АБЗ (лаборатория или лабораторный пост); 2-й экземпляр выдается на руки водителю автомобиля-самосвала, который передает его на линии мастеру (бригадиру). Журнал определения зернового состава и содержания битума в асфальтобетонной смеси (Росавтодор) Сборник форм исполнительной производственно-технической документации при строительстве (реконструкции) автомобильных дорог и искусственных сооружений на них Форма Ф-21 Подрядная организация __________ __________ __________ __________ __________ ____ Строительст во (реконструк ция) __________ __________ __________ __________ ________ ЖУРНАЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА И СОДЕРЖАНИЯ БИТУМА В АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ Начат "____"_____________ 20 г. Окончен "____"_____________ 20 г. В журнале прошито и пронумеровано ___________ стр. Начальник производств енного Ответственный ведение журнала за отдела подрядной организации __________ ________________ Ф.И.О. подпись М.П. ЖУРНАЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА И СОДЕРЖАНИЯ БИТУМА В АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ _________________ __ Ф.И.О. Дата испытания Место отбора контрольной пробы Тип и марка смеси Содержание битума сверх 100% (по рецепту) 1 2 3 4 (Пособие к СНиП 3.07.02-87) Приложение 36 Рекомендуемое ЖУРНАЛ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ РАБОТ Да та N плиты, захватки Время изготовления плиты, ч-мин Температур а, °С начало окончание 1 2 3 4 Мастер асфальтобетонных работ: Указания по производству работ СНиП 3.06.03-85 п.п.1.7, 1.8, 1.12, 7.1, 7.3-7.4, 7.8, 10.18 Работу по устройству слоев дорожной одежды следует производить только на готовом и принятом в установленном порядке непереувлажненном и недеформированном земляном полотне. Покрытие и основание с использованием вяжущих материалов следует устраивать на сухом и чистом нижележащем слое, а при использовании органических вяжущих материалов, кроме того, - на непромерзшем слое. До начала устройства каждого слоя основания и покрытия следует производить разбивочные работы по закреплению положения бровок и высотных отметок слоев. При применении машин, оборудованных автоматическими следящими системами, закрепление бровок и высотных отметок осуществляется путем установки копирных струн с одной или двух сторон укладываемого слоя. Разбивочные работы и их контроль следует выполнять с использованием геодезических инструментов. Уплотнение катками слоев земляного полотна, оснований и покрытий необходимо осуществлять от краев к середине, при этом каждый след от предыдущего прохода катка должен перекрываться при последующем проходе не менее чем на 1/3. Число проходов катка и толщину уплотняемого слоя с учетом коэффициента запаса на уплотнение материалов следует устанавливать по результатам пробного уплотнения. Результаты пробного уплотнения необходимо заносить в общий журнал работ. Наименьшая толщина распределяемого слоя должна в 1,5 раза превышать размер наиболее крупных частиц и быть не менее 10 см при укладке на прочное основание и не менее 15 см при укладке на песок. Разрешается вывозить щебень и гравий и укладывать их в штабель на земляном полотне или промежуточном складе для последующего использования при устройстве дорожной одежды. Работы по устройству щебеночных оснований и покрытий методом заклинки следует производить в два этапа: распределение основной фракции щебня и его предварительное уплотнение (обжатие и взаимозаклинивание); распределение расклинивающего щебня (расклинцовка двух-, трехразовая) с уплотнением каждой фракции. Для оснований допускается одноразовая расклинцовка. При применении щебня осадочных пород марки по прочности менее 600 при устройстве оснований работы можно выполнять в один этап. После окончания уплотнения покрытия по его поверхности следует распределять каменную мелочь из изверженных пород марки по прочности не ниже 800 (из осадочных пород - не ниже 600) в количестве 1 куб.м на 100 кв.м и уплотнять ориентировочно за 4-6 проходов катка. Допускается производить работы с использованием горячих асфальтобетонных смесей при температуре воздуха не ниже 0 град.С при соблюдении следующих требований: толщина устраиваемого слоя должна быть не менее 4 см; необходимо применять асфальтобетонные смеси с ПАВ или активированными минеральными порошками; устраивать следует, как правило, только нижний слой двухслойного асфальтобетонного покрытия; если зимой или весной по этому слою будут передвигаться транспортные средства, его следует устраивать из плотных асфальтобетонных смесей; верхний слой допускается устраивать только на свежеуложенном нижнем слое до его остывания (с сохранением температуры нижнего слоя не менее 20°С). Укладку холодных асфальтобетонных смесей следует заканчивать ориентировочно за 15 дней до начала периода осенних дождей, за исключением смесей с активированными минеральными материалами. Укладку асфальтобетонных смесей следует осуществлять асфальтоукладчиком и, как правило, на всю ширину. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ Схема контроля Контроль качества - один из обязательных элементов производственного процесса. Каждое организационное звено, участвующее в технологическом процессе, должно контролировать качество выполняемых работ и готовой продукции. За качество сооружаемого объекта отвечает производственно-технический персонал строительной организации - главный инженер, прорабы, мастера, бригадиры и непосредственные исполнители рабочих операций. Качество оснований и покрытий контролируют по схеме, приведенной ниже. На стадии входного контроля проверяют соответствие физико-механических свойств компонентов асфальтобетонной смеси требованиям стандартов, подбирают состав смеси и других материалов собственного производства. Входной контроль выполняют производственные лаборатории предприятия. Операционный контроль осуществляют в процессе выполнения технологической операции и после ее завершения. На этой стадии выявляют дефекты, а также причины их возникновения. В результате операционного контроля получают информацию о качественных показателях, на основе которой разрабатывают и реализуют меры, позволяющие предупреждать и устранять выявленные дефекты. При этом виде контроля проверяют, как соблюдаются требования проектной документации. Операционный контроль качества выполняют прорабы и мастера. Бригадиры, машинисты и асфальтобетонщики контролируют качество выполняемых ими работ. Часто к операционному контролю, особенно при ответственной или сложной проверке, привлекают работников лаборатории и геодезической службы. Для регламентации контроля в проекте производства работ в технологических картах приведены схемы операционного контроля. Они содержат эскизы конструкций, на которых указаны допускаемые отклонения и необходимая точность измерения, а также требования к качеству материалов, перечень контролируемых технологических операций, данные о составе, сроках и способах контрольных измерений. При выходном контроле проверяют свойства готовой продукции, оценивают ее качество, для чего измеряют фактические отклонения. Схема управления качеством строительства асфальтобетонных оснований и покрытий охватывает все технологические процессы. В процессе приготовления асфальтобетонной смеси контролируют количество компонентов, температуру минеральных материалов после сушки в барабане, вяжущего в резервуаре. Определяют температуру готовой смеси и физико-механические свойства асфальтобетона путем испытания образцов. На месте укладки постоянно контролируют температуру и количество укладываемой смеси, ровность, толщину слоя, плотность, прочность, однородность асфальтобетонных покрытий. Требуемые геометрические размеры основания или покрытия получают, настраивая рабочие органы асфальтоукладчика, а физико-механические свойства в процессе уплотнения - соблюдая технологическую последовательность выполнения этой операции. Контроль поверхности покрытия Поверхность асфальтобетонных покрытий и оснований на ровность проверяют по просвету между поверхностью и нижней плоскостью трехметровой рейки (рис.36). Рейки 1для определения неровностей покрытия (дюралюминиевые или деревянные) размером 4х10x300 см не должны прогибаться от силы тяжести в середине пролета более чем на 0,5 мм. Рейку укладывают в продольном направлении по оси дороги и в 1 м от кромки проезжей части. Под рейкой устанавливают в пяти контрольных точках на расстоянии 0,5 м одна от другой клиновидные прокладки 2и определяют просвет. При приемке покрытия и основания в эксплуатацию просвет не должен превышать 5 мм. Кроме того, алгебраическая разность высотных отметок (при нивелировании) по оси покрытия или на расстоянии 1 м от кромки не должна превышать 3 см на расстоянии 10 м. В поперечном направлении укладывают рейку и также определяют просвет. Рис.36. Измерение неровностей покрытия рейкой с клиновидной прокладкой: 1- рейка; 2- прокладка При этом поперечный уклон поверхности покрытия не должен отличаться от проектного значения более чем на 0,005%, а ширина покрытия на 10 см. Метод "песчаного пятна" (рис.37) позволяет вычислить среднюю высоту шероховатостей поверхности покрытия. Для этого из мерного стаканчика, наполненного сухим песком с размером зерен 0,14-0,63 мм, высыпают 10 или 25 см песка. Круговыми движениями диска диаметром 100 мм распределяют песок по поверхности покрытия, заполняя все впадины, шероховатости и создавая круг (песчаное пятно). В случае получения неправильной формы песчаного пятна измеряют его больший и меньший диаметры и вычисляют среднее значение. Рис.37. Контроль шероховатой поверхности методом "песчаного пятна" 1 -поверхность покрытия; 2- песок (D)- диаметр "песчаного пятна") Для оперативного контроля сцепных качеств покрытия на месте строительства, целью которого является своевременное выявление и устранение дефектов поверхности покрытия, можно использовать портативный прибор ППК (рис.38). При работе с прибором резиновые имитаторы 1находятся на 10-12 мм выше покрытия. При падении груза 3массой 9кг с высоты 1,8 м он ударяет о муфту 4.Последняя с помощью толкающих тяг 5,преодолевая сопротивление пружины 2,заставляет имитаторы 1скользить по покрытию. Конечное дт,перемещение имитаторов, характеризующее коэффициент сцепления, определяют по измерительной шкале на опорной штанге 6. Рис.38. Портативный прибор ППК для определения коэффициента сцепления 1- имитатор; 2- пружина; 3- груз; 4- муфта; 5- тяга; 6- штанга Контроль плотности покрытия Плотность асфальтобетонных покрытий характеризуется коэффициентом уплотнения, который определяют как отношение средней плотности образцов (кернов или вырубок, взятых из покрытия) к средней плотности переформованных образцов (из тех же вырубок или кернов). Образцы берут из покрытия, построенного из горячей или теплой асфальтобетонной смеси через 10 сут, а холодной - не ранее чем через 30 сут после того, как окончено строительство и открыто движение автомобильного транспорта. С каждых 700 м керны. покрытия вырубают три образца размером 20x20 см или выбуривают Во время отбора проб измеряют толщину слоев - она не должна отличаться от проектного значения более чем на 10% - и оценивают прочность сцепления между слоями покрытия и с основанием. Радиационный метод отличается высокой точностью контроля плотности асфальтобетонных оснований и покрытий как в процессе строительства, так и приемки. Для измерения не требуется разрушать покрытие. Радиоизотопные поверхностные плотномер РПП-1 и влагомер-плотномер РВПП-1 определяют плотность материалов толщиной 30-35 см с погрешностью не более ±2%. Приборы состоят из преобразователя 3и счетчика импульсов 5, соединенных между собой кабелем (рис.39). Преобразователь включает в себя два блока, смонтированных на едином металлическом основании. В первом блоке расположен источник гамма-излучения 1,во втором - детектор 4,который преобразует энергию гамма-излучения в электрический ток. Напряжение тока регистрирует счетчик импульсов 5. Рис.39. Схема регистрации гамма-излучения: 1- источник гамма-излучения; 2- защитный разделительный экран; 3- преобразователь; 4 -детектор; 5- счетчик импульсов; 6- траектория частиц Плотность определяют по изменению интенсивности гамма-излучения при прохождении его через асфальтобетон. Прибор устанавливают на покрытие. Если температура покрытия выше 40°С,то между ним и прибором укладывают прокладку из термостойкого материала (фторопласта, пенопласта) и проводят контрольный отсчет в течение 30 с в положении контроля и 30 с в положении для поверхностных измерений. Полученные результаты заносят в журнал контроля качества. В одной точке проводят три измерения, вычисляют среднее значение и отношение средних величин: , - среднее значение отсчетов на асфальтобетонном покрытии; где значение отсчетов на контрольно-калибровочном устройстве. - среднее По градуировочной зависимости (рис.40) определяют соответствующее данному отношению значение плотности расфальтобетонного покрытия. Рис.40. Характерная зависимость градуировочная Коэффициент уплотнения покрытия из горячих и теплых смесей через 10 сут после укладки должен быть для нижележащего слоя не менее 0,98, а для верхнего слоя из смесей типов А и Б - не менее 0,99; типов В, Г и Д -0,998. Коэффициент уплотнения покрытий из холодных асфальтобетонных смесей через 30 сут после открытия движения автомобильного транспорта должен быть не менее 0,96. 4. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ Асфальтобетонщики пользуются ручными инструментами, показанными на рис.42, 43, 44, 45, 46, 47. Рис.42. Инструменты асфальтобетонщика 1- кувалда для обрубки кромок асфальтобетона; 2- кувалда для забивки костылей; 3- секира; 4- щетки Асфальтобетонщики 5, 2, 1-го разрядов следуют за асфальтоукладчиком и исправляют отдельные дефекты в слое уложенного щебня (разравнивают щебень на сопряжении полос, поправляют кромки, выравнивают места просадок). Рис.43. Инструменты асфальтобетонщика 1 -грабли; 2- разравниватель смеси; 3- гладилка Асфальтобетонщик 5-го разряда - старший в звене. Он контролирует ширину, толщину, поперечный уклон и ровность поверхности уложенного основания. При необходимости регулирует положение выглаживающей плиты и дает сигнал машинисту на регулирование положения шиберных заслонок асфальтоукладчика. Под руководством мастера проверяет степень натяжения копирной струны (шнура) при автоматизированной укладке щебня. Рис.44. Инструменты асфальтобетонщика 1- ручной каток; 2- кирка-мотыга Щебень для расклинивания распределяют асфальтобетонщик 3-го разряда и водитель автомобиля-самосвала, доставившего щебень. Эту работу асфальтобетонщик выполняет на отдельных участках длиной 80-100 м. Распределив щебень для расклинивания на первом участке и сдав его под укатку, он переходит на второй участок и распределяет щебень для второго расклинивания. Рис.45. Инструменты асфальтобетонщика: 1- утюг; 2 -совковая лопата; 3- вилы; 4- трамбовка Щебень основного размера уплотняет машинист катка 5-го разряда. Машинист второго катка уплотняет основание после расклинивания. Рис.46. Инструменты асфальтобетонщика 1- отбойный молоток; 2- черпак; 3- терка (райбовка); 4- шпатель для нанесения слоя литого асфальтобетона Во вторую смену звено по распределению и уплотнению расклинивающего щебня (асфальтобетонщик 3-го разряда, машинист поливомоечной машины 4-го разряда, машинист катка 5-го разряда) работают по графику, сдвинутому на 1 ч. Рис.47. Инструменты асфальтобетонщика: 1- 4- лейки МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Минеральные материалы Долговечность асфальтобетонного покрытия во многом зависит от качества исходных материалов - щебня, песка, минерального порошка и органического вяжущего (битума). Поэтому важно знать, какую роль играют эти материалы в структуре асфальтобетона, и вытекающие отсюда требования к ним. Щебень образует основной каркас, благодаря которому асфальтобетон приобретает устойчивость. Получают щебень путем дробления горных пород. Эти породы по происхождению разделяются на три большие группы - изверженные, осадочные и метаморфические. Изверженные породы образовались в результате застывания и кристаллизации магмы. К ним относятся граниты, базальты, диориты, диабазы. Осадочные породы образовались путем осаждения веществ из водной среды рек, морей и океанов. Осадки сцементированы естественными цементами. Прочность и плотность их, как правило, ниже, чем у изверженных пород. Осадочными являются известняки, доломиты, мергель и песчаники. Метаморфические породы образовались в результате глубокого изменения изверженных и осадочных пород под действием высокой температуры и давления. К ним относятся мрамор, кварциты. Физико-механические свойства щебня, например прочность, морозостойкость, зависят от свойств горных пород и технологии их переработки. Щебень из естественного камня, применяемый для строительства слоев дорожных одежд, подразделяют на четыре класса. В основу этой классификации (табл.4.1) положены группа и вид горных пород, их петрографические особенности и механические показатели - предел прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии, сопротивление истиранию и дробимости. Таблица 4.1 Классификация щебня по механическим свойствам Щебень из Щебень из осадочных и метаморфических изверженны пород х горных пород Потери в массе, %, при определении дробимости щебня Марка щебня по прочности на сжатие Марка щебня по износу в сухом состоянии в насыщенно м водой состоянии 1400 И-I До 9 До 12 1200 И-I 9-11 12-16 1000 И-II 11-13 16-20 800 И-III 13-15 20-25 600 И-IV 15-20 25-34 - - - - Морозостойкость щебня (Мрз) характеризуется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания, насыщенных водой образцов. В суровых климатических условиях применяют щебень марки не ниже Мрз25- Мрз50, в средних климатических условиях - Мрз15-Мрз25. Для приготовления асфальтобетонных смесей марку щебня по прочности, дробимости, износу и морозостойкости выбирают в зависимости от марки, вида и типа асфальтобетона, назначения конструктивного слоя (верхний или нижний) покрытия либо основания. По форме наилучшим является щебень с зернами, близкими по форме к кубу, наихудшим - с плоскими (лещадные) и вытянутыми (игловатые) зернами. Марк Не допускается применять щебень из изверженных и метаморфических пород с содержанием глинистых и пылеватых частиц по массе более 1-2% и щебень из осадочных пород - 2-3%. Щебень должен быть однородным и без включения слабых выветренных пород. Нельзя смешивать щебень разных горных пород, так как он обладает различными коэффициентами температурного расширения, что снижает работоспособность асфальтобетонного покрытия при отрицательной температуре. Для приготовления асфальтобетонной смеси используют также щебень, который получают дроблением гравия и валунов со средней плотностью свыше 2 г/см . Щебень должен содержать не менее 80% дробленых зерен, поверхность которых сколота более чем на половину. Прочность такого щебня характеризуется маркой по дробимости Др. 8, Др. 12, Др. 16 и Др. 24. В щебне первых трех марок содержание пылевидных и глинистых частиц должно быть не более 1% по массе. Щебень из шлака применяют для строительства покрытий, оснований и дополнительных слоев оснований. Получают щебень дроблением шлаков - отходов черной и цветной металлургии. В таком щебне не допускается содержание глинистых частиц более 2-5% по массе и металлургических примесей - более 5%. Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют щебень марок по прочности на сжатие 1200, 1000, 800 и 600. Песок заполняет поры между зернами каркаса, повышает его устойчивость и образует вместе со щебнем минеральный остов асфальтобетона. Применяют природные и дробленые пески. К природным пескам относятся горный, речной и морской. Зерна горного песка менее округлены, чем зерна речного или морского, и благодаря этому повышают качество асфальтобетона. Дробленый песок представляет собой продукт дробления горных пород. В зависимости от размера зерен песок подразделяют на крупный, средний, мелкий и очень мелкий. Для приготовления асфальтобетонных смесей в основном применяют крупный и средний пески. Песок должен быть чистым и состоять из зерен прочных горных пород. Количество пылевидных, глинистых и илистых частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 3% в природном и 5% в дробленом песке, в том числе глинистых частиц - не более 0,5%. Содержание зерен, проходящих через сито с размером ячеек 0,14 мм, не должно быть более 15%. Для повышения качества асфальтобетона песок активируют 3-4% гидратной извести от массы песка в виброшаровой мельнице, которую устанавливают непосредственно у дозатора асфальтобетонного смесителя и включают в технологическую линию. При активации снижается модуль крупности песка за счет дробления. Поэтому допускается применять активированный песок с модулем крупности не менее 1,7. Минеральный порошок повышает плотность асфальтобетона и прочность сцепления битума со щебнем. Этот порошок представляет собой продукт тонкого измельчения известняков, доломитов, доломитизированных известняков, других карбонатных пород или металлургических шлаков. В качестве минерального порошкообразные отходы промышленности. порошка применяют также Известняковые и доломитовые минеральные порошки лучше других обволакиваются битумом и в зоне контакта образуют водонерастворимые химические соединения, которые в некоторой степени определяют прочность, водо- и теплостойкость асфальтобетона. Важные показатели качества минерального порошка - степень набухания его в смеси с битумом в воде и тонкость помола порошка. Содержание частиц мельче 0,071 в минеральном порошке должно быть не менее 70%. Не допускаются частицы размером больше 1,25 мм. При этом удельная поверхность минеральных порошков должна составлять 2500-5000 см /г. Материалы, применяемые для приготовления минерального порошка, не должны содержать более 1,5% глинистых частиц. Минеральный порошок должен быть сухим и не комковаться. Асфальтобетоны, приготовленные на минеральных порошках, не отвечающих этому требованию, отличаются слабой коррозионной стойкостью и низкой плотностью. Для повышения прочности и коррозионной стойкости асфальтобетона и снижения расхода битума применяют активированный минеральный порошок. Его получают путем измельчения горной породы в присутствии активирующей смеси, состоящей из поверхностно-активного вещества (ПАВ) и битума в соотношении 1:1-3:1. Количество активирующей смеси составляет 1,5-2,5% от массы минерального порошка. В процессе размола активирующая смесь равномерно распределяется тонким слоем на частицах минерального порошка благодаря большому механическому воздействию на измельчаемый материал. Высокая активность поверхности минерального материала при его измельчении способствует улучшению прилипания битума и образованию тонкой прочной пленки на поверхности порошка. Активированный минеральный порошок гидрофобен, т.е. практически не смачивается водой, что облегчает его транспортирование и хранение. Так как активированные порошки не комкаются, то можно снижать тонкость помола. Марку битума для активирующей смеси назначают с учетом вида асфальтобетона и климатических условий района строительства. Органические вяжущие материалы Органические вяжущие материалы состоят из сложной смеси высокомолекулярных соединений различного строения. Они хорошо прилипают к поверхности минеральных материалов (после соответствующей подготовки), обладают пластичностью и эластичностью, достаточно стойки против атмосферных факторов, практически нерастворимы в воде. Благодаря этим свойствам материалы дают возможность строить сплошные (бесшовные) покрытия, отличающиеся высокими эксплуатационными показателями, в том числе способностью смягчать вибрацию и шум при проезде транспортных средств. К основным органическим вяжущим материалам относятся битумы, изготовленные на их основе битумные эмульсии и дегти. Битумы.В зависимости от исходного сырья их подразделяют на: - природные, получаемые из асфальтовых горных пород (известняков, песчаников) или встречающиеся в природе почти в чистом виде, т.е. мальты - тяжелые нефти; - нефтяные, являющиеся продуктом переработки нефти; - сланцевые, получаемые при переработке горючих сланцев. Для приготовления асфальтобетонных смесей в основном применяют нефтяные битумы. Они склеивают зерна минерального остова в единый монолит, способный противостоять воздействию внешних нагрузок. Нефтяные дорожные битумы подразделяют на вязкие и жидкие. Вязкие битумыотносят к той или иной марке на основании трех основных показателей: вязкости, температуры размягчения и растяжимости. Вязкость битумов оказывает большое влияние на весь технологический процесс приготовления, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей. На вязкость существенно влияют соотношение основных компонентов, структура материала и температура. Вязкость битумов характеризуют условным показателем - глубиной проникновения стандартной иглы (пенетрации) в битум при температуре 25 и 0°С за 5 спод действием груза весом 100 г. Определяют вязкость битума пенетрометром. Вязкие дорожные нефтяные битумы в зависимости от глубины проникания иглы подразделяют на следующие марки: БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60, БН 200/300, БН 150/200, БН 90/130, БН 60/90. В случае использования битума большой вязкости увеличиваются прочность и жесткость асфальтобетонных покрытий, что повышает устойчивость асфальтобетона при высокой положительной температуре и одновременно снижает трещиностойкость при отрицательной температуре. Менее вязкие битумы увеличивают устойчивость асфальтобетонных покрытий при отрицательной температуре. Поэтому в северных районах страны применяют битумы БНД 60/90 - БНД 130/200, а в южных районах - более вязкие битумы БНД 40/60 - БНД 60/90. Вязкость битума влияет на удобоукладываемость смеси. Растяжимость характеризует одно из важнейших свойств асфальтобетона - его деформативную способность при низких температурах. Недостаточная деформативная способность приводит к образованию трещин в дорожных покрытиях. Поэтому наиболее важно определять растяжимость битумов при температуре 0°C. Температура размягчения характеризирует прочность пленки битума при высокой температуре. Для получения прочных и устойчивых асфальтобетонных смесей большое значение имеет такое свойство битума, как адгезия, т.е. его способность прилипать к поверхности минеральных материалов. Адгезия зависит от ряда причин: - битумы лучше прилипают к чистой и сухой поверхности; - к основным горным породам (известняку, доломиту, базальту) битум прилипает лучше, чем к кислым породам (граниту, сиениту, андезиту); - избыточное содержание битума не повышает, а снижает прочность склеенных частиц между собой. Жидкие битумыполучают преимущественно путем компаундирования (смешения) вязкого битума с разжижителем. Вследствие этого такие битумы часто называют разжиженными. Их свойства в большой степени определяются свойствами используемых разжижителей. Одно из важнейших свойств таких битумов - скорость формирования их структуры, которая влияет на скорость формирования асфальтобетонных покрытий. В зависимости от этого свойства жидкие битумы подразделяют на два класса: густеющие со средней скоростью (СГ) и медленногустеющие (МГ и МГО; МГО - медленногустеющий остаточный битум). Жидкие битумы класса СГ готовят смешением вязких битумов марки БНД 40/60 или БНД 60/90 с легкими разжижителями (техническим керосином, арктическим или зимним дизельным топливом). Для приготовления жидких битумов класса МГ применяют более тяжелые разжижители (зеленое масло или летнее дизельное топливо). На строительной базе разжиженный битум получают следующим образом. Сначала обезвоженный вязкий битум разогревают до температуры 90-100°С при приготовлении битумов класса СГ и до температуры 100-120°С - при приготовлении медленногустеющих битумов. Разогретый битум подают в котел для смешения, затем добавляют требуемое количество разжижителей. Смесь тщательно перемешивают до получения однородного материала. При использовании легких разжижителей следят за тем, чтобы топка котлов была закрыта. После приготовления битумы, густеющие со средней скоростью, можно хранить в герметично закрытых емкостях, а медленногустеющие - в битумохранилищах закрытого типа соответственно 6 и 8 мес. Сроки хранения жидких битумов при рабочей температуре (70-100°С) ограничиваются 5 ч для битума класса СГ и 7 ч - для класса МГ. Жидкие битумы должны хорошо обволакивать минеральные материалы, создавая на их поверхности тонкую прочную и водоустойчивую пленку. Основной показатель жидких битумов - вязкость, определяемая стандартным вискозиметром. Вязкость жидких битумов характеризуют временем истечения 50 мл битума при температуре 60°C через стандартное отверстие размером 5 мм в дне цилиндра вискозиметра. По вязкости жидкие битумы подразделяют на следующие марки: СГ 40/70, СГ 70/130, СГ 130/200, МГ 40/70, МГ 70/130, МГ 130/200, МГО 40/70, МГО 70/130, МГО 130/200. Жидкие битумы применяют для приготовления холодных и теплых асфальтобетонных смесей, обработки щебня; строительства оснований и покрытий способами пропитки, смешения минеральных материалов с битумом на дороге и в установке; поверхностной обработки; при подготовительных работах (например, подгрунтовке) перед строительством асфальтобетонных покрытий. Битумные эмульсии.Эти эмульсии представляют собой материал, в котором битум в виде мелких частиц распределен в воде, не смешиваясь с ней. Устойчивость эмульсии достигается введением 1-3% поверхностно-активных веществ - эмульгаторов, которые создают механически прочную оболочку вокруг частиц вяжущего, препятствуя соединению их между собой. В дорожных эмульсиях содержание битума с эмульгатором должно быть 45-55%. По виду ПАВ, используемых в качестве эмульгатора, битумные эмульсии разделяют на анионные (ЭБА) и катионные (ЭБК), а по степени смешиваемости с минеральными материалами - на три класса (ЭБА-1, ЭБА-2, ЭБА-3, ЭБК-1, ЭБК-2, ЭБК-3). При смешивании с минеральным материалом битумная эмульсия распадается вследствие испарения и поглощения воды, частицы битума соединяются и на поверхности минерального материала образуется тонкая, прочная водостойкая пленка битума. Скорость распада битумных эмульсий зависит от вида применяемого эмульгатора, крупности и свойств минерального материала, температуры воздуха. Применение эмульсий в дорожном строительстве дает возможность обрабатывать минеральные материалы без предварительного нагрева (в естественном влажном состоянии), значительно снижать расход энергии и битума за счет лучшего распределения эмульсии на поверхности минеральных материалов. К недостаткам эмульсий относятся следующие: эмульсия вымывается водой до ее полного распада, покрытие формируется медвяно (не достигаются требуемые физико-механические свойства), срок хранения составляет всего 1-2 мес. при температуре до 4°С, невозможность использования при температуре ниже 0°C. Битумные эмульсии в дорожном строительстве применяют при поверхностной обработке, смешении щебеночных и гравийных материалов на дороге, приготовлении асфальтобетонных смесей, укладываемых в холодном состоянии, уходе за свежеуложенным бетоном и грунтами, укрепленными минеральным вяжущим, обеспыливании и подгрунтовке основания перед строительством асфальтобетонных покрытий. Дегти.В зависимости от исходного сырья их подразделяют на каменноугольные, торфяные и древесные. Каменноугольный деготь представляет собой смесь песка (твердого вещества черного цвета) и высококипящих каменноугольных масел. Деготь - вязкая жидкость черного цвета. Выпускают дегти шести марок: от Д-1 до Д-6. Торфяной деготь получают из торфяной смолы, являющейся продуктом сухой перегонки торфа, древесный деготь - из древесной смолы. Поверхностно-активные вещества и полимерно-битумные вяжущие Поверхностно-активные вещества.Физико-механические свойства асфальтобетонных покрытий и оснований (в частности, их коррозионная стойкость к воздействию агрессивных сред) в значительной степени зависят от адгезии вяжущего с минеральными материалами. Для повышения адгезии усиливают активность минеральных материалов и битумов путем введения поверхностно-активных веществ (ПАВ). Эти вещества обладают способностью образовывать физико-химические связи между вяжущим и минеральным материалом. Образование мостиковой связи на поверхности раздела вяжущего и минерального материала с помощью ПАВ обеспечивает хорошую адгезию, а образующиеся ковалентные и водородные связи делают эту адгезию высокой даже в условиях повышенной влажности. Кроме того, поверхностно-активные вещества позволяют использовать при приготовлении асфальтобетонов минеральные материалы с повышенной влажностью (до 1%), что особенно важно при строительстве асфальтобетонных покрытий ранней весной и осенью. Поверхностно-активные вещества облегчают операцию приготовления асфальтобетонных смесей, улучшают их удобоукладываемость и уплотнение. По составу поверхностно-активные вещества разделяют на две группы: катионоактивные и анионоактивные. Их вводят в битум при получении его на нефтеперерабатывающих заводах или на битумной базе дорожно-строительных организаций; подают на поверхность минерального материала до его обработки битумом; вводят в битум и минеральные материалы раздельно. Наиболее удобно поверхностно-активные вещества вводить в битум непосредственно на нефтеперерабатывающих заводах, особенно в жидкие битумы, которые обладают меньшими адгезионными свойствами. На асфальтобетонных заводах поверхностно-активные вещества вводят в битумоплавильную установку и перемешивают с битумом путем циркуляции с помощью битумного насоса, а затем подают в дозатор асфальтосмесительной установки. Примерные нормы расхода ПАВ при введении их в битум следующие: катионоактивные - 0,5-1%, анионоактивные - 3-5%, смолы твердого топлива 10-12% (от массы битума). При подаче на минеральные материалы количество ПАВ принимают следующим: катионоактивных - 0,05-0,1%, анионоактивных - 0,2-0,3%, смол твердого топлива 1-3% (от массы минерального материала). Рабочая температура готового ПАВ должна быть не выше 120 °С для жидких битумов и не выше 140 °С - для вязких. ПАВ вводят в битум или подают на минеральный материал при температуре 50-70 °С, при этом температура вязкого битума должна быть 110-130 °С, жидкого - 70-100 °C. Оптимальные концентрации ПАВ в битуме уточняют путем лабораторных испытаний, так как массовая доля ПАВ в битуме зависит от свойств минерального материала и органического вяжущего, климатических условий, способа и времени производства работ. Полимерно-битумное вяжущее.Основной недостаток асфальтобетона - большая зависимость его физико-механических свойств от температуры. Эту проблему решают путем использования полимерно-битумных вяжущих, которые представляют собой смесь битума с полимерами. Они обеспечивают стабильность свойств вяжущего в широком интервале температур. Полимерно-битумное вяжущее получают путем введения в битум 2-2,5% предварительно растворенного дивинилстирольного термопласта (ДСТ). В качестве растворителей применяют сольвент, керосин, бензол, дизельное топливо, жидкие битумы, гудрон. В зависимости от вида растворителя полимерно-битумные вяжущие подразделяют на быстрогустеющие, густеющие со средней скоростью и медленногустеющие. Технология приготовления полимерно-битумного вяжущего на асфальтобетонном заводе заключается в приготовлении раствора ДСТ, который засыпают в виде крошки в емкость с растворителем и перемешивают с ним. Затем раствор ДСТ подают в битумные котлы и смешивают с битумом, нагретым до температуры 100-110°C, до однородного состояния. Готовое полимерно-битумное вяжущее с помощью шестеренных насосов подают в дозатор смесителя. Резиновый порошок, используемый для приготовления асфальтобетонных смесей, - это продукт дробления изношенных автомобильных покрышек и резинотехнических изделий. Его вводят в минеральный материал перед смешиванием с битумом для придания асфальтобетону эластичности. Резиновый порошок без предварительного подогрева (так же, как и минеральный порошок) подают в смеситель в количестве 1,5-3% от массы минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, где его перемешивают с нагретыми минеральными материалами в течение 15-30 с и затем с битумом. При приготовлении песчаных асфальтобетонных смесей общее время перемешивания составляет 120 с, а щебенистых - 90 с. ВИДЫ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Горячие и теплые асфальтобетонные смеси Горячий асфальтобетон получают уплотнением смеси, состоящей из щебня, песка, минерального порошка и вязкого битума. В теплом асфальтобетоне применяют как вязкий, так и жидкий битум. Горячие и теплые асфальтобетонные смеси широко применяют при строительстве и ремонте покрытий автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц. Движение по таким покрытиям можно открывать через несколько часов после уплотнения. По виду применяемых минеральных материалов такие смеси подразделяют на: щебеночные (гравийные), состоящие из щебня (гравия), песка, минерального порошка и битума, песчаные, состоящие из песка, минерального порошка и битума. В зависимости от наибольшего размера зерен щебня щебеночные смеси подразделяют на крупнозернистые с зернами Размером до 40 мм и мелкозернистые - до 20 мм. По содержанию щебня (в частях по массе) различают смеси типа А - с содержанием щебня 50-65%; типа Б - 35-50% и типа В - 20-35%. В асфальтобетоне типа А содержание щебня лещадной и игловатой форм не должно превышать 15% и типа Б - 24% по массе. В многощебенистых смесях (типа А) допускается применять мелкий песок. В зависимости от вида щебня асфальтобетонные смеси подразделяют на марки, приведенные в табл.4.2, 4.3. Таблица 4.2 Классификация асфальтобетонных смесей по маркам в зависимости от вида применяемого щебня Марки Из изверженных и метаморфических пород асфальтобет онной Из осадочных пород Из металлурги ческих шлаков 1200 1000 800 I А, Б В - II - А, Б В III - - Б Песчаные горячие асфальтобетонные смеси содержат зерна размером до 5 мм. Их подразделяют на тип Г с содержанием дробленого песка размером частиц 1,25-5 мм более 33% и тип Д - с содержание частиц этого же размера 15-33%. Таблица 4.3 Классификация по маркам асфальтобетонной смеси на щебне из гравия и гравии Марки асфальтобет онной смес и Марка по дробимости щебня из гравия гравия Др.8 Др. 12 Др. 16 I Б В - II А Б В III - - Б Песчаный асфальтобетон типа Г приготовляют из дробленого песка, а типа Д - из природного. В зависимости от вида применяемых минеральных материалов песчаные горячие и теплые асфальтобетонные смеси классифицируют по маркам, приведенным в табл.4.4. Таблица 4.4 Классификация по маркам песчаных асфальтобетонных смесей Дробленый песок с Мк Природный не < 2 песок Марка асфальтобетонной смеси из метаморфических и из изверженных пород осадочных карбонатны х пород 1200 1000 I Г - II - Г III - - Для приготовления щебеночных и песчаных асфальтобетонных смесей требуемых марок применяют минеральный порошок (табл.4.5). К каждой марке горячей и теплой асфальтобетонной смеси, приготовленной из соответствующих минеральных материалов, предъявляют определенные требования. К основным из них относятся водонасыщение, набухание, прочность на сжатие и коэффициент водостойкости. Таблица 4.5 Классификация асфальтобетонных смесей по маркам в зависимости от вида применяемого минерального порошка Марка асфальтобет онной смес и Минеральный порошок известняковый или доломитовый шлаковый из промышлен ных отходов I А, Б, В, Г - - II А, Б, В, Г, Д А, Б, В, Г, Д - III Б. В. Д Б, В, Д Б, В, Д Водонасыщение асфальтобетона характеризует наличие незамкнутых пор. Повышенное водонасыщение уменьшает прочность асфальтобетона и делает его менее морозостойким. На водонасыщение оказывают влияние коэффициент заполнения пор и сила сцепления вяжущего с минеральными материалами. Набухание характеризует в основном свойства минерального порошка, дает возможность судить о его гидрофильности и в некоторой степени о сцеплении битума с поверхностью минеральных материалов. Прочность на сжатие характеризует механические свойства асфальтобетона. Ее определяют при температуре 20°C, 50°C, 0°C и при 20°C в водонасыщенном состоянии испытанием цилиндрических образцов асфальтобетона на гидравлическом прессе при скорости движения поршня 3 мм/мин, образцы асфальтобетона перед испытанием в течение 2 ч выдерживают при температуре испытания. Покрытия из горячих смесей обладают более высоким сопротивлением сдвигу, работоспособностью и ровностью поверхности, чем покрытия из теплых или холодных асфальтобетонов. Объясняется это тем, что под действием автомобильного транспорта плотность асфальтобетонного покрытия из горячей смеси хотя и повышается, но в значительно меньшей степени, чем плотность покрытия из теплых и особенно холодных смесей. Покрытия из горячих смесей пригодны практически в любых эксплуатационных условиях во всех районах страны. В северных районах целесообразно использовать теплые смеси при условии достаточной их плотности и водостойкости. Теплая асфальтобетонная смесь благодаря применению в ней маловязких или жидких битумов может быть эффективно уплотнена при температуре воздуха до -10°C, что дает возможность увеличить продолжительность строительного сезона. Этот вид асфальтобетона обладает достаточной пластичностью при отрицательной температуре, т.е. повышенной трещиностойкостью в зимнее время. Литой асфальтобетон - разновидность горячего и отличается от него тем, что содержит повышенное количество битума и минерального порошка. Вследствие этого литая асфальтобетонная смесь более пластична, и ее можно укладывать вручную, разравнивая гладилками. Литые асфальтобетонные смеси подразделяют на неуплотняемые, содержащие 45-52% щебня (тип I), и уплотняемые (тип II) вибробрусом асфальтоукладчика, содержащие 50-55% щебня. Холодная асфальтобетонная смесь Холодный асфальтобетон получают уплотнением смеси, состоящей из щебня, песка, минерального порошка, жидкого битума или битумной эмульсии. Если в качестве вяжущего, применяют жидкий битум, то смесь готовят в горячем состоянии, а укладывают в холодном. Холодный асфальтобетон по наибольшему размеру применяемого минерального материала подразделяют на мелкозернистый (типы Б и В ) и песчаный (типы Г , Д ). В зависимости от свойств применяемого минерального материала и вяжущего выпускают две марки холодного асфальтобетона: I и II. Асфальтобетонную смесь марки I готовят на битуме, густеющем со средней скоростью, щебне из изверженных и метаморфических пород прочностью 80-100 МПа и осадочных пород прочностью 60-80 МПа. Применяют также щебень из гравия марок по дробимости Др.8-Др.12. Минеральные материалы меньшей прочности используют при приготовлении холодных асфальтобетонов типа В . К марке I относят песчаные асфальтобетоны типа Г на дробленом песке. Асфальтобетонные смеси марки II приготовляют на битуме классов СГ, МГ, МГО. В состав асфальтобетонной смеси марки II может входить менее прочный щебень из изверженных и осадочных пород (табл.4.6). Таблица 4.6 Классификация по маркам холодной асфальтобетонной смеси в зависимости от применяемого щебня Марки щебня из Марки изверженных и метаморфических пород осадочных карбонатных асфальтобет и некарбонатных пород онной смеси гравия 1000 800 600 I В В - II - Б В После приготовления холодную асфальтобетонную смесь можно хранить на складе до восьми месяцев, а затем применять для строительства и ремонта покрытий. Поэтому производство холодных асфальтобетонных смесей может быть организовано в течение всего года, а укладка в покрытие - по мере необходимости. Перевозят смесь на дальние расстояния автотранспортом или по железной дороге. Готовую холодную смесь хранят в штабелях высотой до 2 м. Перед этим она должна остыть до температуры не менее 30°C. Если отсыпать в штабель или транспортное средство горячую смесь, то маловязкие пленки битума слипаются под тяжестью вышележащих слоев и смесь слеживается. Осветленные асфальтобетонные и цветные пластбетонные смеси Асфальтобетонные покрытия, имеющие темный цвет, обладают высоким светопоглощением, что снижает видимость на дороге в вечернее и ночное время суток, особенно при влажном покрытии. Чтобы преодолеть светопоглощающую способность темных асфальтобетонных покрытий и обеспечить безопасность движения автомобильного транспорта, необходимы значительные затраты на искусственное освещение. Одним из мероприятий, способствующих улучшению условий видимости, является осветление поверхности дорожных покрытий. Осветление поверхности покрытий уменьшает потребность в искусственном освещении, способствует четкому световому отделению проезжей части от остальных элементов автомобильной дороги, улучшению видимости различных препятствий на ней, в том числе и во время дождя. Осветление поверхности асфальтобетонных покрытий уменьшает разогрев асфальтобетона при тепловом облучении, что способствует повышению сопротивляемости его образованию пластических деформаций. Поверхность дорожных покрытий осветляют одним из следующих способов: - устройством покрытия из асфальтобетонных смесей, в состав которых входит щебень из светлых изверженных горных пород или искусственный белый щебень; - втапливанием светлого природного или искусственного белого щебня в поверхность асфальтобетонного покрытия; - поверхностной обработкой покрытия светлым щебнем. Щебень для устройства осветленных покрытий получают из особо светлых горных пород и искусственных материалов - синопал, термолит, дорсил. Синопал - ярко-белого цвета; смесь песка, мела и доломита, дважды обожженная при температуре 1500 °C и охлажденная в воде. Термолит - розоватого цвета. Производят его путем обжига халцедона. Дорсил изготовляют из смеси доменного шлака, кварцевого песка и сульфата натрия. Он должен быть однородным по цвету и структуре, износ (потеря в массе при истирании) не должен превышать 25%, дробимость при сжатии составлять не более 20%. Прочность при сжатии 100 МПа. Морозостойкость более 300 циклов. Интегральный коэффициент отражения 52-55%. В составе этого щебня должно быть не более 25% зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, разность плотности зерен в щебне - в пределах 0,1 г/см . Не допускается применять дорсил для приготовления асфальтобетонных смесей, если он содержит спекшиеся зерна. Зерна дорсила имеют высокую наружную пористость и, как следствие этого, большую удельную поверхность по сравнению с каменными материалами из естественных горных пород. Относительно низкая плотность и высокая пористость дорсила требуют при подборе зернового состава асфальтобетонной смеси внесения поправки в соотношение минеральных материалов, учитывающей разницу в плотности. Количество песка и минерального порошка увеличивается, а дорсила уменьшается. Асфальтобетонные смеси приготовляют путем смешения в нагретом состоянии щебня дорсил, песка, минерального порошка и вязкого битума, взятых в определенных соотношениях. Проектирование состава асфальтобетонных смесей предусматривает создание поверхности дорожного покрытия мозаичной (масса щебня в смеси 25-30%) и ковровой (масса щебня в смеси 35-45%) фактуры. Цветные пластбетонные смеси применяют как декоративный материал для устройства покрытия тротуаров, спортивных площадок, парковых дорожек, архитектурного оформления площадей, скверов и площадок у памятников. С целью повышения безопасности движения автомобильного транспорта на дорогах цветные покрытия устраивают в тех местах, где требуется улучшенная видимость, например у перекрестков, в местах стоянки и остановки транспорта, у пешеходных переходов. Цветная пластбетонная смесь состоит из щебня, песка, минерального порошка, термопластичного органического вяжущего и пигмента. Проектируют цветную пластбетонную смесь как песчаную, так и мелкозернистую методами, принятыми для проектирования асфальтобетонных смесей. Щебень для приготовления цветного пластбетона получают путем дробления мрамора, известняка, гранита светлых тонов, применяют также искусственный щебень дорсил с размером частиц 3-8 мм. Применяют природный песок и дробленый, получаемый дроблением горных пород. Минеральный порошок (доломитовый, известняковый, продукт помола мрамора) должен быть белым или цветным в соответствии с цветом применяемого пигмента и отвечать требованиям, предъявляемым к минеральному порошку для приготовления асфальтобетонных смесей. В качестве вяжущего для приготовления цветного инденкумароновую смолу, отходы лавсанового производства. пластбетона применяют Смолы модифицируют пластификаторами: экстрактом фенольной очистки масел, маслом ПН-6, тяжелым жидким топливом (побочный продукт при производстве олефинов), смолами пиролиза прямогонного бензина, диеновым и таловым маслами в соотношении 1:1-1:1,5. Для получения покрытия красного цвета в смесь вводят свинцово-молибдатный крон красный, красный оксид железа; зеленого - оксид хрома; белого - диоксид титана; синего ультрамарин. Пигменты должны в течение длительного времени сохранять интенсивность окраски, обладать высокой укрывистостью - способностью при меньшем расходе пигмента обеспечивать окраску большей поверхности окрашиваемого материала, сохранять свойства при температуре не ниже 180 °C. Если цветную пластбетонную смесь приготовляют из цветного (белого, красного, синего или зеленого) щебня дорсил и соответствующего цвета минерального порошка, пигмент в смесь не вводят. Асфальтобетонные смеси для строительства основания и нижнего слоя покрытия Для строительства основания и нижнего слоя покрытия применяют горячие и теплые крупнозернистые пористые и высокопористые асфальтобетонные смеси. Пористыми называют высокопористыми - 12-18%. асфальтобетоны с остаточной пористостью 7-12%, В зависимости от вида применяемых минеральных материалов пористые и высокопористые асфальтобетонные смеси подразделяют на марки I и II. Асфальтобетонную смесь марки I готовят на щебне из изверженных и метаморфических пород прочностью не менее 80 МПа, осадочных пород - 60 МПа, на щебне из металлургических шлаков - 80 МПа и щебне из гравия - Др. 16. Для приготовления асфальтобетонных смесей марки II применяют щебень из металлургических шлаков, изверженных и осадочных пород прочностью не ниже 60 МПа, осадочных пород - 40 МПа. В состав асфальтобетонных смесей, содержащих отсевы продуктов дробления горных пород, можно не включать минеральные порошки. Для строительства нижнего слоя покрытия используют также плотные (с остаточной пористостью до 7%) крупнозернистые асфальтобетонные смеси типов А и Б. В асфальтобетонных смесях типа Б применяют щебень прочностью не ниже 40 МПа, типа А 60 МПа. При строительстве оснований применяют высокопористые песчаные асфальтобетонные и битумопесчаные смеси. По составу и физико-механическим свойствам последние подразделяются на две марки. При этом применяют природные мелкие, средние и крупные пески, соответствующие требованиям ГОСТ. Допускается использовать дробленые пески и их смеси с природными песками. Модуль крупности песка должен быть не менее 1. Содержание илистых и глинистых частиц в песке не должно превышать 3% (от массы), в том числе глинистых частиц - не более 0,5%. Для приготовления битумопесчаных смесей используют минеральные порошки из карбонатных горных пород. Если применяют смесь природного и дробленого песков, содержащую в достаточном количестве частиц мельче 0,071 мм, то минеральный порошок можно не вводить. В этом случае свойства частиц мельче 0,071 мм должны удовлетворять требованиям ГОСТ. Для приготовления битумопесчаных смесей применяют нефтяные дорожные вязкие битумы БНД 40/60, БНД 60/90, БН 60/90. Влажные органоминеральные смеси Влажные органоминеральные смеси (ВОМС) представляют собой многокомпонентную смесь, состоящую из влажных минеральных материалов, активатора и жидкого органического вяжущего, смешанных в определенных пропорциях. ВОМС применяют для строительства конструктивных слоев дорожных одежд облегченного типа и ремонта покрытий, устроенных из материалов, в состав которых входят органические вяжущие. В зависимости от наибольшего размера зерен минерального материала ВОМС подразделяют на крупнозернистые с зернами размером до 40 мм, мелкозернистые - до 20 мм и песчаные - до 5 мм. ВОМС, имеющие значение остаточной пористости 2-5%, относятся к плотным смесям, при значении остаточной пористости 5-12% - к пористым смесям. Пористые смеси применяют для строительства верхних слоев покрытия при интенсивности движения автомобильного транспорта более 1000 авт/сут, плотные смеси - для строительства оснований и нижних слоев покрытий на дорогах с любой интенсивностью движения, для верхних слоев покрытий при интенсивности движения менее 1,000 авт./сут. При этом физико-механические свойства уплотненных влажных органоминеральных смесей должны отвечать требованиям ТУ. Для приготовления ВОМС в качестве вяжущего могут быть использованы: сырье для приготовления битума, каменноугольные смолы, тяжелые смолистые и высокосмолистые нефти, каменноугольные дорожные дегти, битумы нефтяные жидкие марок СГ, МГ и МГО, имеющие вязкость 40-120 с. Применяют природные пески различной крупности, в том числе мелкие и дюнные; щебень из естественного камня, гравия и металлургических шлаков; допускается применять щебень из глинистых известняков, песчаников и сланцев при условии содержания в них глины в комках не более 5%. В качестве минерального порошка допускается использовать порошкообразные отходы промышленности при условии содержания в них не менее 70% частиц мельче 0,071 мм. Если органическое вяжущее имеет неудовлетворительное сцепление с влажными минеральными материалами, то необходимо вводить поверхностно-активные вещества или активаторы. В качестве активаторов используют гашеную известь, портландцемент. Содержание активатора в смеси не должно превышать соответственно 4 и 3% от массы минеральных материалов. Гашеную известь вводят в смесь в виде порошка или "известкового молока", в последнем случае расход извести снижается в 1,5-2 раза. С целью усиления действия активаторов в смесь вводят поверхностно-активные вещества. Влажные органоминеральные смеси приготовляют на питьевой воде любой жесткости. Проектирование состава влажных органоминеральных смесей состоит из выполнения нескольких этапов: - выбор типа смеси в соответствии с ее назначением; - выбор материалов; - проектирование зернового состава; - расчет жидкой фазы (суммарного содержания органического вяжущего и воды) в смеси. Содержание зерен размером 5...40 мм и мельче 0,071 мм зависит от вида конструктивного слоя и интенсивности движения автомобильного транспорта. Соотношение между зернами минерального материала мельче 0,071 мм и органическим вяжущим должно находиться в пределах 0,5-1,0. Содержание органического вяжущего и воды (жидкая фаза - суммарное количество воды и органического вяжущего) в смеси оказывают значительное влияние на физико-механические свойства. Поэтому особое внимание уделяют определению оптимального содержания в смеси жидкой фазы. Количество жидкой фазы назначают исходя из суммарного содержания в минеральной части частиц мельче 0,071 мм из графика (рис.48). Рис.48. Зависимость оптимального содержания жидкой фазы (Ж ) от суммарного содержания частиц мельче 0,071 мм (М) в минеральной части смеси Для проверки свойств влажной органоминеральной смеси готовят контрольные образцы, формуя смесь в формах под нагрузкой 40 МПа в течение 3 мин, как правило, из трех составов с различным количеством жидкой фазы. В первом составе принимают расчетное количество Ж , во втором - на 0,5% больше, а в третьем - на 0,5% меньше. Непосредственно после формовки определяют плотность смеси, а остальные физико-механические свойства - по истечении 14 дн. При приготовлении влажных органоминеральных смесей в производственных условиях количество воды уменьшают на 2-4% относительно определенного в лабораторных условиях. 5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ При строительстве асфальтобетонного покрытия соблюдают Правила безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. техники ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Покрытия автомобильных дорог строят в соответствии с утвержденным проектом организации работ и действующими производственными инструкциями, в которых учтены требования техники безопасности и промышленной санитарии. К рабочему месту и обратно рабочие приезжают в автобусе или на специально оборудованной бортовой машине. До начала работ ограждают захватки шлагбаумами и дорожными знаками, а автотранспорт направляют для движения по объездным дорогам; намечают безопасную для рабочих схему заезда и выезда из зоны работы автомобилей-самосвалов; в ночное время освещают весь участок работ, включают лобовой и задний сигнальный свет самоходных машин. Асфальтобетонщики и машинисты должны работать в установленной спецодежде, обуви и рукавицах. К управлению дорожными машинами допускаются лица, достигшие 18 лет, имеющие удостоверение на право управления данной машиной, знающие требования безопасного ведения работ. Машинисты должны быть снабжены инструкцией, содержащей основные требования техники безопасности при управлении машиной, а также указания об установленных системах сигнализации, предельных нагрузках, допускаемых скоростях работы машины и возможности совмещения операций. Катки должны быть обязательно оборудованы устройством для смазывания вальцов. Запрещается смазывать их вручную. При совместной работе нескольких самоходных машин (асфальтоукладчиков, катков), идущих одна за другой, дистанция между ними должна быть не менее 10 м. При изменении направления движения катка или асфальтоукладчика подают предупредительный звуковой сигнал. При работе асфальтоукладчика соблюдают следующие требования. Перёд началом работы машины необходимо убедиться в исправности скребкового питателя. При включении бункера питателя запрещается находиться вблизи боковых стенок бункера во избежание ожогов горячей смесью. Во время укладки смеси следят за тем, чтобы все механизмы машины работали в нормальном режиме. При работе с подогреваемой выглаживающей плитой следует остерегаться прикосновения к ее кожуху. Для облегчения выгрузки смеси в бункер асфальтоукладчика кузов автомобиля-самосвала перед загрузкой на АБЗ смазывают мазутом или другими материалами. Запрещается; очищать кузов во время его разгрузки. Не разрешается находиться в поднятом кузове автомобиля-самосвала или в бункере асфальтоукладчика. Застрявшую в кузове смесь разрешается выгружать только стоя на земле и используя скребки или лопаты с ручкой длиной не менее 2 м. Инструменты, применяемые для отделки асфальтобетонного покрытия из горячей смеси, можно подогревать только в передвижной жаровне. Запрещается выполнять это на кострах. Не допускается отделывать (затирать) покрытие перед двигающимся катком. При распределении автогудронаторами жидких вяжущих материалов (битума, эмульсии, дегтя), при подгрунтовке дорожных оснований и нижнего слоя асфальтобетонного покрытия соблюдают следующие требования. Перед началом работы проверяют систему битумопроводов кранов и распределителей, опробуют насос, осматривают сопла распределителей и прочищают их. При наполнении цистерны автогудронатор устанавливают на горизонтальной площадке и фиксируют тормоз. Наборный шланг автогудронатора надежно присоединяют к всасывающему патрубку. При этом проверяют, не засорен ли его фильтр. Цистерну наполняют только через фильтр при малой и средней объемной подаче насоса. Запрещается наливать в цистерну горячий материал, если в ней есть вода или растворитель. Не допускается разжижать вяжущий материал в цистерне. Нельзя находиться под наполнение цистерной. Перед выездом с базы необходимо убедиться в надежном креплении распределительных труб и ручного распределителя. При прогреве распределителей битума проверяют давление в топливном бачке. Форсунку зажигают только при отсутствии капель и подтеков битума в топке. Топливо сначала подают слабой струей, постепенно увеличивая его подачу до нормальной. Зажигают форсунки с помощью факела (запальника) на длинной ручке (1,5-2 м), находясь с боку форсунки. Запрещается оставлять без надзора работающую систему подогрева. До начала розлива вяжущего материала форсунку гасят и закрывают вентили трубопровода подачи топлива. При использовании ручного распределителя запрещается всем, кроме машиниста, находиться на расстоянии ближе 15 м от места, розлива. При перерывах в работе сопло распределителя опускают. Во избежание ожогов запрещается прикасаться руками без рукавиц к крышкам автогудронатора и битумного котла, к ручкам распределителя и другим горячим металлическим деталям. При заполнении трещин в асфальтобетонных и швов в цементобетонных покрытиях мастиками соблюдают следующие меры безопасности. Битумный котел заполняют битумной мастикой не более чем на 2/3 емкости. Температура мастики после подогрева не должна превышать 170°С (во избежание вспышки). На месте работ должны быть ящик с песком и огнетушителем. Мастику доставляют к месту работ в закрытых контейнерах вместимостью 20-30 л. Охрана окружающей среды Развитие промышленности, автотранспорта, увеличение и урбанизация населения, химизация сельскохозяйственного производства ведут к увеличению эксплуатации природных ресурсов, оказывают отрицательное воздействие на окружающую природу растительный и животный мир, состояние недр, почвы, воздушного и водного бассейнов. Проблема современности - охрана окружающей среды - должна осуществляться во всех областях народнохозяйственной деятельности, включая строительство автомобильных дорог, которое оказывает большое влияние на окружающую среду. Органические вяжущие и приготовленные на их основе смеси, дорожно-строительные машины и транспортные средства, участвующие в технологических процессах строительства и ремонта автомобильных дорог, существенно загрязняют окружающую среду выбросами пыли, газов и аэрозолей в атмосферу, загрязняют сточными водами и отходами почвы, оказывают на природу шумовое и тепловое воздействие. Технологический процесс приготовления асфальтобетонных смесей сопровождается выбросом значительного количества пыли. Наибольшее количество пыли выносится из сушильного барабана с продуктами сгорания топлива. В состав пыли, выносимой из сушильного барабана, входят частицы размером 1 мкм-1 мм, 50% из которых составляют частицы размером более 100 мкм в поперечном сечении. Продукты сгорания топлива зачастую имеют высокое влагосодержание (0,15-0,20 кг/см ) при использовании в качестве топлива мазута, содержат в своем составе коррозионно-активные сернистые соединения. Для очистки выбросов от пыли, паро- и газообразных примесей на асфальтобетонных заводах предусматривается оснащение асфальтобетоносмесительных установок системой пылеулавливания преимущественно циклонами цилиндрической, цилиндроконической или конической формы. Такие пылеулавливающие установки требуют регулирования теплообмена в сушильном агрегате, обеспечивающего температуру 200-250°С. В связи с тем, что асфальтосмесительные установки не оснащены системой автоматического регулирования теплообмена, в циклонах наблюдается зависание пыли, значительное количество выбросов пыли и газов - явление, наблюдаемое на многих асфальтобетонных заводах. Эффективность пылеулавливания увеличивается при установке трехступенчатой системы пылеулавливания, включающей в себя осадитель крупной пыли, циклоны, водный пылеулавливатель. Однако максимальный эффект достигается не только путем усовершенствования систем пылеулавливания, но и заменой технологического процесса на новые, лишенные этих недостатков. К таким технологическим процессам относится беспыльная технология приготовления асфальтобетонной смеси (рис.49). Рис.49. Схемы беспыльной технологии приготовления асфальтобетонных смесей: 1- агрегат питания; 2- емкость для солевого раствора; 3- битумиплавильная установка; 4агрегат минерального порошка; 5, 9- смесители; 6- бункер; 7- битумный дозатор; 8подъемник; 10- дозатор солевого раствора Суть этой технологии заключается в том, что в смеситель 9смесительного агрегата периодического действия подают отдозированные щебень и песок естественной влажности. Их перемешивают в течение 15-20 с с хлористым кальцием или нитритнитратом хлорида калия мочевины (ННХКМ), поступающим из дозатора 10в количестве соответственно 1 и 3% от массы минеральных материалов. Затем в течение 35-50 с смесь перемешивают с битумом, который подают из дозатора 7. При смешивании солевой раствор смачивает все зерна минерального материала. Горячий битум при соприкосновении с холодным минеральным материалом частично обволакивает зерна и из-за быстрого остывания образует отдельные комочки. После этого смесь подают по скиповому подъемнику 8в смеситель непрерывного действия 5, где материалы нагреваются до рабочей температуры и окончательно перемешиваются. Битум плавится и обволакивает все зерна нагревшегося минерального материала. Готовая асфальтобетонная смесь поступает в накопительный бункер 6. Применение перечисленных солевых растворов вызвано их способностью агрегатировать пылеватые частицы и благодаря гигроскопичности длительное время удерживать их в этом состоянии. Это практически исключает запыление воздуха при приготовлении асфальтобетонной смеси, отпадает необходимость в монтаже пылеулавливающих установок. Кроме того, солевые растворы улучшают смачивание битумом зерен минерального материала. При строительстве и ремонте автомобильных дорог наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают дорожные и транспортные машины. Это воздействие проявляется в загрязнении атмосферы, почвы, повышении шумового фона и вибрации. Отработавшие газы машин составляют основную массу веществ, загрязняющих воздух. Только для строительства 1 км дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием на дорогах I-III категорий используют соответственно 70-30 дорожных и транспортных машин. Мероприятия по уменьшению загрязнений атмосферного воздуха в первую очередь должны быть направлены на уменьшение токсичности отработавших газов. Токсичность газов карбюраторных двигателей обусловливается главным образом содержанием оксидов до 80% токсичных компонентов углерода и окислов азота, а дизельных двигателей - оксидами азота и сажей. Поэтому для бензиновых двигателей объемная доля СО в отработавших газах не должна превышать 1%, а дымность,дизельных двигателей - не более 40%. Другой источник загрязнения воздуха - органические вяжущие материалы и смеси на их основе. При строительстве 1асфальтобетонных и чернощебеночных оснований и покрытий в атмосферу выбрасываются токсичные углеводороды. Количество выбросов прямо пропорционально температуре укладки смесей. Эффективным методом снижения вредных выбросов является замена битумов в смесях битумными эмульсиями для использования влажных органоминеральных смесей. При транспортировании материалов по временным грунтовым дорогам концентрация пыли в воздухе достигает 150-350 мг/м . По санитарным нормам предел допустимый концентрации (ПДК) - 10мг/м . Поэтому для исключения загрязнения воздуха пылью необходимо проводить мероприятия по обеспыливанию временных подъездных и объездных дорог. Наиболее эффективное мероприятие - распределение гигроскопических (хлористый кальций, хлористый натрий и др.) и органических (битумные эмульсии, лигосульфонаты) веществ. Продолжительность обеспыливающего действия 15-90 сут. Более дорогое мероприятие - поливка временных дорог водой, срок действия которой всего 30-120 мин. Обеспыливание должно производиться в первую очередь на участках дорог вблизи жилых районов, зон отдыха, вдоль полей, занятых сельскохозяйственными культурами. Отрицательно воздействуют на здоровье людей, непосредственно принимающих участие в технологических процессах и проживающих в прилегающей жилой застройке, а также на флору и фауну шум и вибрация, создаваемые машинами. При работе асфальтоукладчиков уровень звука может достигать 88-110 дБ, при работе распределителей щебня - 110-115 дБ. В кабине машиниста тяжелого катка уровень звука составляет 90 дБ, на расстоянии 7 м - 80 дБ. Уровень звука компрессорных установок, используемых при ремонтных работах, 96-101 дБ. В соответствии с требованиями безопасности уровни звука на местах работы машинистов и обслуживающего персонала не должны превышать 85 дБ. Снижение шума от дорожных и транспортных машин возможно при звукоизоляции шумообразующих узлов от внешней среды, а также применении технологических процессов с меньшим шумообразованием. В тех случаях, когда не удается снизить уровень шума до допустимого, необходимо устанавливать звукоотражающие или звукопоглощающие экраны на пути распространения звука. В качестве защитных экранов можно использовать сборные переносные конструкции из деревянных элементов, а также металлические рамы с заполнением звукопоглощающими материалами. Шум тесно связан по своей физической природе с вибрацией. Вибрация, подобно шуму, приводит к снижению производительности труда, нарушает деятельность центральной и вегетативной нервной системы, приводит к заболеваниям сердечно-сосудистой системы. Вибрация от дорожных машин может возникать вследствие вращательного или поступательного движения неуравновешенных масс двигателя и механических систем машин даже тогда, когда они работают в стационарном режиме. Вибрация возникает также вследствие перегрузки или неправильной загрузки машин. Так, параметры вибрации при работе асфальтоукладчика могут превышать предельно допустимый уровень на 1-3 дБ, при работе вибрационного катка - на 1-6 дБ. Борьба с вибрационными колебаниями заключается в снижении уровня вибрации самого источника возбуждения, а также применении конструктивных мероприятий на пути распространения колебаний. Материал подготовил Демьянов А.А.
