Технология строительства дорожных асфальтобетонных покрытий
18.5. Технология строительства асфальтобетонных покрытий и оснований
При новом строительстве, реконструкции или ремонте асфальтобетонного покрытия предварительно необходимо проконтролировать определенные параметры нижележащего конструктивного слоя и обеспечить выполнение следующих работ:
нижележащий конструктивный слой должен соответствовать требованиям СНиП 3.06.03-85 в части обеспечения плотности, ровности, геометрических отметок, поперечного уклона, быть чистым и сухим, не иметь повреждений, то есть выбоины, трещины и неровности должны быть устранены. Для чего необходимо спрофилировать нижележащий конструктивный слой дорожной фрезой с автоматической системой обеспечения ровности или уложить выравнивающий слой из асфальтобетонной мелкозернистой или песчаной горячей асфальтобетонной смеси. Отфрезерованная (спрофилированная) поверхность должна быть очищена механической щеткой и продута сжатым воздухом.
Для обеспечения склеивания (обеспечения совместной работы) укладываемого и нижележащего слоев покрытия выполняют подгрунтовку поверхности нижележащего слоя битумной эмульсией на жидком битуме не позднее, чем за 2 часа до начала укладки. Производить подгрунтовку за 24 часа до укладки разрешается лишь при отсутствии движения транспорта по нижележащему слою и использовании катионной битумной эмульсии. Норма розлива 50 %-ной битумной эмульсии: 0,6-0,9 л/м 2 перед укладкой слоя основания и нижнего слоя покрытия и 0,3-0,4 л/м 2 перед укладкой верхнего слоя покрытия. При выдерживании нормы расхода битумной эмульсии через слой битума после распада эмульсии отчетливо видна поверхность, на которую он нанесен. Приступать к укладке асфальтобетона после подгрунтовки можно только после распада эмульсии, когда цвет ее изменится с коричневого на черный.
Обработку вяжущими нижележащих слоев можно не выполнять, если они устроены из асфальтобетона и после его укладки прошло не более двух суток.
Для подготовки поперечного и продольного сопряжений (стыков) укладываемого слоя необходимо обрезать: конец слоя предыдущей сменной захватки (включая пандус-скос) и край смежного слоя по ширине в одну линию без образования уступов с образованием вертикальной кромки и обработать полученные кромки битумной эмульсией. Величина обрезки определяется по устранению пандуса-скоса на предыдущей сменной захватке и смежной полосе приложением к поверхности ранее уложенного слоя 3 метровой рейки. Перед укладкой слоя покрытия на мостах и путепроводах деформированные швы должны быть закрыты металлическими листами толщиной около 2 мм по всей длине шва с нахлестом 10-15 см или заполнены песком.
Для обеспечения работы асфальтоукладчиков в автоматическом режиме должны быть: заранее установлены стойки с вынесенными на них отметками и натянута копирная струна; расстояния между стойками для обеспечения минимального провисания струны (не более 1 мм) не должны превышать 8 м на прямой и 4-5 м на кривых радиусом до 1000 м (при выборе способа обеспечения ровности по отметкам) при высоте стоек 0,3-0,5 м; заранее смонтированы (установлены) длинные 4-8 м или короткие 0,4-0,6 м лыжи на асфальтоукладчике (при выборе способа обеспечения ровности путем «копирования» поверхности нижележащего слоя).
Наладка (регулировка) рабочих органов асфальтоукладчика включает: установку положения распределительного шнека по высоте; расстояние от нижней кромки его лопастей до поверхности нижележащего слоя должно составлять 1,5 толщины укладываемого слоя в середине и по краям шнека; установку поперечного уклона рабочих органов в соответствии с требуемым; установку режимов работы: ход трамбующего бруса в пределах 4-8 мм в зависимости от толщины укладываемого слоя; частоту ударов трамбующего бруса в пределах 1000-1500 ударов/мин в зависимости от состава смеси и скорости укладки; частоту вибрации выглаживающей плиты в пределах 20-65 Гц в зависимости от толщины укладываемого слоя и скорости укладки.
Настройка автоматической системы обеспечения ровности и поперечного уклона включает установку датчика вертикальных отметок на тяговом брусе асфальтоукладчика и установку заданного поперечного уклона на задатчике автоматической системы в соответствии с указаниями завода-производителя.
Укладка асфальтобетонных смесей в слои дорожной одежды. Основными факторами, определяющими выбор технологии укладки (состав машин), метода укладки (организации работ) и рабочей скорости асфальтоукладчиков являются: требуемый темп строительства пог. м/смену, ширина и толщина укладываемого слоя, то есть объем или масса укладываемой асфальтобетонной смеси.
Различают три технологии укладки асфальтобетонной смеси в слои дорожной одежды:
Во всех технологиях реализуется главный фактор обеспечения ровности слоя - обеспечение безостановочной работы асфальтоукладчика, а также постоянное равномерное заполнение бункера и шнековой камеры асфальтоукладчика, отсутствие мест застоя и охлаждения асфальтобетонной смеси.
Различают также и методы организации работ в зависимости от ширины укладываемого слоя:
укладка одним асфальтоукладчиком при ширине укладки от 1,0 до 12,0 м (редко до 16 м), (рис. 18.3, а);
укладка сопряженными полосами двумя, тремя асфальтоукладчиками при ширине укладки от 9 до 22,0 м и более и без образования «холодных» продольных стыков (рис. 18.3, б и 18.3, в).
Рис. 18.3. Схемы укладки слоев дорожных одежд из асфальтобетонных смесей:
а - схема работы с одним асфальтоукладчиком при работе катков «вразбежку»; б - схема работы с двумя асфальтоукладчиками при работе катков «звеньями»; в - схема работы с тремя асфальтоукладчиками при работе катков «звеньями». А - асфальтоукладчик; К - комбинированный каток; В - вибрационный каток; П - пневмошинный каток; С - статический каток; 1, 2, 3, 4 - последовательные проходы катков и звеньев катков
При работе нескольких асфальтоукладчиков одновременно они располагаются уступом в плане один относительно другого с соблюдением оптимальной дистанции между ними в 10-15 м, но не более 30 м. При работе одного асфальтоукладчика и ширине укладки до 7 м автоматическая система работает от одной копирной струны и датчика поперечного уклона, а при ширине укладки более 7 м от двух копирных струн. При работе двух и более асфальтоукладчиков автоматическая система крайних асфальтоукладчиков по внешней стороне работает от копирных струн, а по внутренней стороне от копирных лыж или от датчика поперечного уклона при ширине рабочего органа не более 6 м.
При укладке слоя двумя асфальтоукладчиками ширину укладки каждого принимают равной половине ширины конструктивного слоя.
При малых (до 400 пог. м/смену) темпах строительства производят последовательную укладку сопряженных полос одним асфальтоукладчиком. Для обеспечения плотного «горячего» продольного соединения сопряженных полос ограничивают длину первой укладываемой полосы в зависимости от температуры воздуха во время укладки (табл. 18.10).
11.Технология строительства асфальтобетонных покрытий и оснований.
Покрытие из горячей, хол а/б смеси укладывают весной не ниже +5 градусов, осенью - не ниже +10 градусов, тёплые смеси не ниже -10 градусов (это необходимо чтобы абс не так быстро охлаждалась т.к. покрытие может оказаться недоуплотненным). Горячие смеси допускается использовать при температуре не ниже 0 град с соблюдением требований: толщина слоя д.б.не менее 4 см; смесь д.б.с ПАВ и активированным МП; может устраиваться только нижний слой покрытия; верхний слой допускается устраивать по свежеуложенному нижнему слою пока его t не ниже 20 град. Для получения покрытия хорошего качества смесь укладывают только в сухую погоду. В дождь ухудшается сцепление между слоями и повышается возможность сдвигов.
Технология: 1) подвозка а/б смеси осуществляется автосамосвалом, ограничивается дальность перевозки, кузов подогревают отработанным газом и укрывают брезентом; 2) укладка абс осуществляется а/у-ом, автогрейдером, вручную, 3) укатка.
Укладку м. осуществлять на всю ширину проезжей части либо смешанными полосами, но при работе смешанными полосами образуется дополнительный продольный и поперечный швы, идёт ослабление покрытия. Укладку м производить 1 а/у-ом движущимся полосами либо двумя одновременно. При прохождении смежной полосы осуществляется предварительный разогрев кромки ранее уложенной полосы с помощью горелок или с помощью горячей а/б смеси, которая убирается после разогрева. Длину полосы укладки назначают в зависимости от температуры воздуха. Для горячей смеси при t воздуха 5-10 град на закреплённых участках длина 30-50 м, на отдельных участках 25-30 м. при t воздуха 10-15 град на замкнутых участках - 60-100 м, на открытых - 30-50 м. При t воздуха 15-25 град на замкнутых участках - 100-150 м, на открытых - 50-80 м. При t воздуха более 25 град на замкнутых участках - 150-200 м, на открытых - 80-100 м. Для тёплой смеси при t воздуха 10-20 град длина полосы укладки 250 м. При t воздуха более 20 град длина полосы = длине сменной захватки.
Толщина слоя для а/б смесей д.б. на 10-15 % больше проектной если уладка а/у-ом, на 60-70% больше если укладка автогрейдером или вручную. Поперечное сопряжение полос д.б. перпендикулярно оси а/д. в конце смены укл-ют упорную доску на всю толщину слоя или закатывают слой а/б. потом а/б в этом месте обрубается по шнуру, разогревается, смазывается битумом и работа продолжается.
А/б смесь выгружается в бункер асфальтоукладчика, шнек распределяет смесь по ширине укладки. За шнеком расположен трамбующий брус с пассивно выгибающей плитой или виброплитой. Скорость движения а/укладчика 2-3 м/мин.
Уплотнение осуществляется катками на пневмошинах или гладковальцовыми. На один а/у приходится не менее 3 катков (легкий, средний, тяжелый).
12.Классификация и конструкция цементобетонных покрытий.
Ц/б покрытия классифицируют по технологии стр-ва: 1 монолитные, 2 сборные из готовых плит, 3 сборно-монолитные. По числу слоёв: однослойные и двух. По наличию арматуры: армированные или неармированные. По виду бетона: тяжёлые и лёгкие. По напряжённому состоянию: обычные и предварительно напряжённые. По способу уплотнения: вирированные, трамбованные, литые, укатываемый тощий бетон. Ц/б покрытие устр-ся на дорогах 1, 2 категориях и по ТЭО на 3 категории. Если для стр-ва предполагается использование комплекта на рельсформах, то обязательно устр-ют выравнивающий слой, он необходим для уменьшения сил трения при перемещении покрытия по основанию, при изменении t он выравнивает неровности основания. Выравнивающим слоем м служить чёрный песок или необработанный песок толщиной 5 см. если используется комплект со скользящей опалубкой, то устр-ся ц/гр основание, выравнивающий слой не делается. Для уменьшения величины напряжений возникающих при сезонных и суточных изменениях t воздуха в ц/б покрытии устр-ют темпер швы: 1) швы расширения (поперечные); 2) швы сжатия (поперечные); 3) продольные швы сжатия; 4) рабочие швы.
Шов расширения обеспечивает возможность t-го удлинения плит ц/б покрытий при t большей t укладки смеси. Швы расширения устр-ют в местах подхода к мостам, путепроводам, в местах в пересечения а/д. В швах расширения покрытие разрезают по всей ширине и на всю толщину слоя
1-герметик, 2-закладная доска, 3-штырь (d=25мм), 4-полиэтиленовый колпачок, 5-опилки, 6-обмазка штыря битумом на 2/3 его длины, 7-каркасная корзина из арматуры.
Поперечные швы сжатия располагаются между швами расширения, чтобы предупредить трещины в плитах, которые м. появиться, когда t воздуха меньше t при которой производится стр-во. Покрытие разрезают по всей ширине на (1/3 - 1/4)h. Длина штыря 45-50 см, диаметр – 20мм.
Продольный шов сжатия (коробления) уменьшает возможность появления продольных трещин, устраивается на покрытиях шириной > 4,5 м. Диаметр – 16 мм, длина 75 см.
Рабочие швы устраиваются в конце смены или при вынужденных остановках в работе. Его конструкция аналогична шву коробления.
1-продольный шов сжатия, 2-поперечный шов расширения, 3-поперечный шов сжатия, L-расстояние между швами расширения, зависит от t, h слоя, и наличия армирования покрытия, расстояния приводятся в типовом проекте, l-расстояние между швами сжатия, зависит от h слоя и климатических условий.
При использовании скользящей опалубки при h слоя 22-24 см штыри в швах сжатия можно не использовать, а так же при t=10-25С, при h слоя 22-24, и наличии основания из ц/гр швы расширения допускается не делать
Покрытия из асфальтобетона — состав и технология
Асфальтобетонное покрытие — уплотненный слой искусственного строительного материала, состоящего из минерального порошка, заполнителей и битумного вяжущего. Смесь обладает ценными свойствами, которые нашли применение в прокладке дорог, устройстве взлетных полос, пешеходных коммуникаций, объектов ландшафтной архитектуры.
История асфальтобетонных покрытий уходит корнями в глубокое прошлое. Американские инки строили великолепные дороги из камней, проливая стыки природным битумом. Нововведение попало в Европу гораздо позже. На смену каменной и деревянной брусчатке появился асфальтобетон. Сегодня это наиболее распространенный материал для строительства дорог.
Виды и применение
- песчаные;
- гравийные;
- щебеночные.
Смеси изготавливают горячим или холодным способом. В первом случае используют вязкий или жидкий битум, а температура укладки составляет 110° и выше. Для холодного асфальтобетона применяют только жидкое вяжущее. Укладывают покрытие при температуре от 5°С.
В зависимости от характеристик компонентов различают следующие виды асфальтобетонных смесей:
- Песчаный асфальтобетон изготавливают на основе заполнителей фракций до 10 мм. Материал слабо сопротивляется износу. Применяется для устройства тротуаров, велосипедных или пешеходных дорожек, детских площадок.
- Мелкозернистый асфальтобетон содержит зерна крупностью до 20 мм. Используется для покрытия улиц, автотранспортных путей, аэродромов. Склонен к пластическим деформациям и образованию колеи, поэтому его модифицируют различными добавками.
- Крупнозернистый асфальтобетон применяют для формирования нижних слоев дорожных одежд. В его составе щебень или гравий размером до 40 мм. Для заполнения пустот между крупными частицами и увеличения плотности добавляют песок.
Плотные щебеночные или гравийные составы соответствуют следующим типам асфальтобетонных смесей:
- А — массовая доля крупного заполнителя 50-60%;
- Б — 40-50%;
- В — 30-40%.
Типы Г и Д содержат только песок из отсевов дробления или природного происхождения, щебня в них нет.
Для повышения прочности и улучшения связующих свойств между компонентами добавляют целлюлозные стабилизаторы. Полученный материал называют щебеночно-мастичным асфальтобетоном (ЩМА). Для его изготовления используют плотные горные породы кубовидной формы, которые образуют крепкий каркас. Благодаря стойкости к деформациям ЩМА применяют для строительства дорог с большой загруженностью.
Еще одна разновидность покрытий на органическом вяжущем — цветной асфальтобетон. При изготовлении состав подкрашивают пигментами. Используют осветленный битум, мраморную или кирпичную крошку, щебень из кварцита или гранита.
Цветным асфальтобетонным покрытием выделяют велосипедные или пешеходные дорожки, покрывают спортивные и детские площадки, оформляют ландшафты.
Состав и технические характеристики
Состав асфальтобетона многокомпонентный. Его подбирают и рассчитывают исходя из условий работы покрытия, а также доступных местных материалов.
Компоненты
На 30-60% асфальтобетонная смесь состоит из щебня или гравия, который получают при разработке месторождений осадочных или вулканических пород, из отходов металлургии. Свойства покрытия во многом зависят от физических характеристик и формы этого крупного заполнителя.
Песок — обязательный компонент асфальтобетона. Он заполняет пустоты между камнями, делая смесь более однородной и плотной. Содержание зерен ограничивают, так как излишек ухудшает износостойкость покрытия. Помимо сыпучего материала природного происхождения используют отсев дробления щебня или осадочных пород, молотый шлак.
Минеральный порошок составляет до 20% массы асфальтобетонной смеси. Это измельченные до состояния пыли осадочные или доломитовые породы, отходы промышленности, зольные шлаки ТЭС. Их применяют в неактивированном или активированном виде. При этом увеличивается водонепроницаемость, прочность и плотность асфальтобетона.
Марку битума подбирают исходя из климатической зоны и нормативной нагрузки на дорожное полотно. Расход продукта переработки нефти составляет 25-90 кг на тонну асфальтобетонной смеси и зависит от пористости заполнителей и режима укладки. Для улучшения эксплуатационных свойств битум модифицируют добавками, содержащими резиновую крошку, вторичный полиэтилен, гашеную известь и адгезионную композицию.
Основные технические характеристики
В зависимости от свойств и применяемого сырья ГОСТ выделяет 3 марки асфальтобетона:
- к I относятся горячие высокоплотные и плотные типов А, Б, Г, пористые высокопористые щебеночные, холодные типов Бх, Вх, Гх;
- ко II — горячие Б, В, Г, Д, пористые, высокопористые песчаные, холодные Бх, Вх, Гх, Дх;
- к III — горячие плотные Б, Г, В, Д.
Основные физико-механические свойства асфальтобетонных смесей определяются маркой, режимом укладки и температурой при проведении испытаний:
Важнейшим показателем является коэффициент уплотнения покрытия из асфальтобетона, характеризующий качество укладки. Его определяют опытным путем. По нормативам величина для холодных составов не должна быть менее 0,96, для горячих — 0,99.
Для измерения коэффициента уплотнения смеси в покрытии вырубают керны, высушивают и находят фактический удельный вес асфальтобетона. После нагрева образцы измельчают, подвергают обработке под давлением. Искомый параметр определяют как отношение реальной плотности к стандартной, полученной в результате испытаний.
Для расчета расхода асфальтобетона на 1 м² покрытия пользуются опытными показателями на 1 см высоты:
- мелкозернистые смеси типов А, Б, В — 24,6-25,7 кг;
- крупнозернистые — 24,2 кг;
- ЩМА — 25,8 кг;
- литые плотностью 1500 кг/м³ — 15,4 кг.
Чем отличается асфальт от асфальтобетона?
Асфальтобетонная смесь — искусственный материал, который получают смешиванием твердых ингредиентов с нефтяным дорожным битумом.
Природный асфальт образуется в процессе загустевания и окисления нефти, выступившей на поверхность земли в виде пластовых залежей, отдельных жил или озер.
Крупнейшие источники природного асфальта — Мертвое море в Израиле, озеро Пич-Лейк в Тринидаде. Древние сирийцы добывали твердый битум, всплывавший на поверхность огромными глыбами, вес которых достигал 1000 кг.
Горную смолу применяли для гидроизоляции кораблей, стен хижин, полов зернохранилищ, а также изготовления красок или лаков. В Древнем Египте вещество использовали для бальзамирования умерших.
Запасы природного асфальта ограничены. Из высококачественного сырья изготавливают живописные краски, лакокрасочную продукцию. В дорожном строительстве при устройстве асфальтобетонного поверхностного покрытия замещают часть жидкого битума твердым. При этом значительно повышается стойкость к воздействию шипованных автопокрышек.
Технология устройства
Подготовка
Мероприятия включают разработку технического проекта, подготовку финансовой сметы. При планировке объект привязывают к рельефу, предусматривая возможность удаления сточных вод, сохранность надземных и подземных коммуникаций.
Перед устройством асфальтобетонного покрытия вырубают большие деревья, снимают верхнюю плодородную почву. Чем выше расчетная нагрузка на дорожное полотно, тем больший объем земляных работ предстоит выполнить, чтобы создать основание с достаточной несущей способностью. Для садовых дорожек и тротуаров высота слоя составляет 10-20 см, для нагруженных трасс — до нескольких метров.
Чтобы под асфальтобетонной дорогой не застаивалась вода, организовывают дренаж. Грунт вывозят за пределы территории, чтобы при размыве избежать засорения дренажной системы.
Устройство подушки
Функция подушки — восприятие сжимающих нагрузок при эксплуатации асфальтобетонных поверхностей. Ее толщина определяется расчетом. Сначала укладывают крупные фракции до 60 мм, затем средние 20-40 мм, сверху песок с обязательной утрамбовкой каждого слоя.
В частном обустройстве для подсыпки используют различный строительный мусор, который значительно экономичнее, чем щебень или гравий. По краям асфальтобетонной дороги укладывают бордюры или другие прочные материалы.
Укладка асфальтобетона
Работы проводят в сухую погоду при температуре не ниже 5°С. В зависимости от вида асфальтобетонных смесей применяют следующие технологии:
- Холодную смесь укладывают на подготовленное основание, желательно, пролитое битумом, слоем до 5 см. Утрамбовывают ручной трамбовкой или виброплитой. Сверху посыпают цементом или песком, чтобы уменьшить липкость поверхности дороги.
- Горячий асфальтобетон изготавливают из расплавленного битума и заполнителей, тщательно перемешивают и выкладывают на основание. Массу укатывают или трамбуют. Эксплуатация разрешена через 6 часов.
- Литой асфальт укладывается очень горячим — до 235°С. Подается из кохера, нагревающего и перемешивающего смесь, в бункер асфальтоукладчика. После равномерного распределения по поверхности композит остывает и затвердевает. Утрамбовка или укатка не требуются.
Заключение
Устройство дорог из различных типов асфальтобетона позволяет получить прочное и долговечное покрытие. Выбор материала зависит от нагрузки при эксплуатации полотна и климатической зоны. При укладке нужно соблюдать технологию и температурный режим.
Читайте также: