Технология строительства покрытий дорог

Уход за твердеющим бетоном

После укладки и уплотнения бетонной смеси, а при устройстве дорожных и аэродромных покрытий после отделки поверхности покрытия организуютуход за твердеющим бетоном, представляющий комплекс мероприятий, обеспечивающих благоприятные условия твердения уложенной смеси. Мероприятия включают предупреждение испарения из бетона влаги, а также предохранение его от механических повреждений в раннем возрасте. При твердении бетона в начальный период необходимо создать благоприятные температурно-влажностные условия, обеспечивающие нормальное протекание процессов структурообразования. Температура должна быть положительная (ЗО...35°С). Для предохранения от высыхания поверхности бетона дорожных покрытий, площадок, плит производят обработку поверхностей пленкообразующими веществами, в качестве, которых можно применять битумные эмульсии, латекс, синтетический каучук, разжиженные битумы и дегти, помороль (ПМ-86), синтетические смолы и их эмульсии, лак «Этиноль», кремнийорганическую жидкость и другие вещества. Обработка бетонных поверхностей пленкообразующими веществами производится в два приема. Первый разлив осуществляют сразу после отделки поверхности и удаления с нее цементного молока при его появлении. Второй разлив проводят после образований плотной пленки от первого разлива, через 20...60 мин. Общий расход пленкообразующего материала, достаточный для защиты бетона от высыхания, составляет от 0,4 до 1 л/м² в зависимости от температуры окружающей среды. Битумные и дегтевые пленкообразующие материалы темного цвета используются реже, так как они способствуют повышенному нагреву цементобетона под действием солнечных лучей, что вредно влияет на него в период раннего твердения. Для уменьшения нагрева бетонных поверхностей, обработанных такими материалами, их осветляют путем окраски известковым молоком или же засыпают слоем песка толщиной 2...3 см. В настоящее время для ухода за свежеуложенным бетоном широко используются лак «Этиноль» и номороль, выпускаемые отечественной химической промышленностью и поставляемые и плотно закрытой таре. К пленкообразующим материалам для ухода за свежеуложенным бетоном предъявляются определенные требования: они должны хорошо распределяться по поверхности бетона, образуя сплошную пленку на влажной его поверхности; быть безвредными для бетона и обладать стабильностью свойств во времени как при транспортировании, так и при хранении; не содержать легколетучих или токсичных веществ; образовавшаяся пленка должна быть достаточно долговечной и не пропускать влаги из бетона в период его твердения; пленка должна иметь хорошее сцепление (адгезию) с влажной бетонной поверхностью без уменьшения сцепления колеса автомобиля с бетонным покрытием. Для ухода зa цементобетонными покрытиями можно также использовать водонепроницаемую бумагу (пергамин или толь) или полиэтиленовую пленку. Через трое суток их снимают, а поверхность посыпают песком, который в течение семи суток поливают водой. При небольших объемах бетонных работ поверхность бетона можно покрывать мешковиной, на которую насыпают слон песка или древесных опилок с последующим их увлажнением. Длительность увлажнения зависит от климатических условий: в жаркие дни — до двух недель, в прохладную погоду — несколько дней. Бетон необходимо также предохранять от охлаждения и особенно от замерзания. Не следует без производственной необходимости снимать опалубку с забетонированных конструкций в период твердения бетона, так как она способствует сохранению влаги в бетоне, при этом почти не требуются дополнительные мероприятия по уходу за ним. Проезд строительного транспорта по цементобетонным покрытиям разрешается примерно через 20 сут, когда цементобетон уже имеет необходимую прочность. Загрузка других бетонных конструкций может производиться после того, как бетон достигнет прочности, установленной проектом. Устройство цементобетонных покрытий может осуществляться двумя способами: бетоноукладочными машинами, перемещающимися по рельс-формам, и машинами на гусеничном ходу со скользящей опалубкой. В первом случае ровность покрытия обеспечивается точной установкой рельс-форм, во втором — следящей системой машин.

Уплотнение бетонной смеси

После укладки бетонной смеси в опалубку или в покрытие на дороге ее уплотняют. Уплотнение, как правило, производят вибраторами. Как уже отмечалось, бетонная смесь способна разжижаться при механических воздействиях и особенно вибрации. Это позволяет довольно легко формовать из бетонной смеси изделия различного профиля и получать плотные бетоны. Выбор уплотняющих механизмов зависит от удобоукладываемости смеси и типа конструкции. При использовании жестких бетонных смесей требуются более мощные механизмы. Иногда формование изделий из этих смесей происходит при интенсивной вибрации с дополнительным прессованием. Уплотнить жесткие смеси можно трамбованием, прессованием, прокаткой и другими способами. Подвижные смеси уплотняются сравнительно легко с помощью вибраторов, литые — под действием собственного веса. Для повышения плотности последние иногда подвергают кратковременной вибрации. При вибрации зерна щебня (гравия) и песка располагаются плотнее, воздух, имеющийся в смеси, вытесняется наружу. Для уплотнения бетона в конструкциях полов, площадок, плит используют поверхностные вибраторы различных конструкций. Наиболее простым является вибратор, состоящий из металлической площадки и укрепленного на ней электродвигателя с дебалансом на валу. Для уплотнения цементобетонных слоев дорожных покрытий применяют виброрейки, виброплиты или вибробрусы, входящие в комплект дорожных машин. При уплотнении поверхностными вибраторами глубина распространения колебаний в толщу бетонной смеси достигает 20...30 см. При бетонировании опор мостов, фундаментов, балок и других армированных и неармированных конструкций и массивных сооружений используют глубинные вибраторы — вибробулавы, которые, погружаясь в бетонную смесь, передают колебательные движения во все стороны. Практика показывает, что подвижные бетонные смеси эффективно уплотняются при амплитуде колебаний 0,3... 0,35 мм, а жесткие при более высокой — 0,5...0,7 мм, для мелкозернистых смесей амплитуда уменьшается до 0,15 мм. Частота колебаний находится в пределах 460... 1000 Гц. Повышение частоты целесообразно для мелкозернистых бетонных смесей и растворов. Качество виброуплотнения смеси зависит, и от продолжительности вибрирования, которая для каждой бетонной смеси в зависимости от ее удобоукладываемости должна быть оптимальной. Исследования показывают, что при уплотнении цементобетонных покрытий продолжительность вибрирования должна быть в пределах 60...90 с. При большей продолжительности вибрирования нарушается однородность структуры цементобетона, при меньшей он остается пористым. Чрезмерное виброуплотнение может привести к расслаиванию смесей, особенно подвижных. Хорошие результаты дает прерывное вибрирование смеси с интервалом 15...30 мин. Как показали наблюдения, при этом значительно уменьшаются, а иногда и вообще уничтожаются усадочные трещины. Из цементобетона отжимается излишняя вода, что способствует улучшению физикомеханических свойств бетона в готовых изделиях. Использование разночастотных вибраторов для уплотнения цементобетонных смесей дает хороший результат, так как низкие частоты способствуют уплотнению более крупных частиц, а высокие — мелких. В этом случае получают плотные бетоны при малой продолжительности вибрирования. При виброуплотнении бетонных поверхностей часто наблюдается обогащение их водой, содержание которой в поверхностном слое может возрасти до 40...50%. Это приводит к увеличению пористости цементного камня и снижению прочности бетона в верхнем слое, Поэтому целесообразно в таком случае использовать вакуум-щиты пли вакуум-опалубку, извлекающие из уплотненной смеси не только воздух, но и избыточную воду. В этом случае повышаются плотность и прочность бетона, а следовательно, увеличиваются износо- и морозостойкость, уменьшается усадка бетона при его твердении.

Строительство цементобетонных покрытий

Транспортировка и укладка цементобетонной смеси Производство бетонных работ включает доставку приготовленной смеси к месту ее укладки, укладку в бетонируемое сооружение или конструкцию, уплотнение (формование) и уход за твердеющим бетоном. К месту укладки бетонную смесь доставляют различными транспортными средствами и в зависимости от технологии производства работ, объема смеси, дальности доставки и т. д. Бетонная смесь может подаваться ленточными транспортерами, бункерами и вагонетками по колейным путям, бадьями по канатной дороге (и горной местности), бетононасосами и автосамосвалами. Последний вид транспорта является главным при строительстве бетонных дорожных и аэродромных покрытий и оснований. Доставляться бетонная смесь к месту укладки должна быстро, чтобы до начала схватывания произвести ее укладку, уплотнение, отделку поверхности и другие операции. Для выполнения этих работ требуется примерно 2 ч. Поскольку скорость схватывания смеси зависит от температуры окружающей среды, смесь должна быть доставлена к месту производства работ не позднее чем через 30 мин после ее приготовления при температуре воздуха 2О...ЗО°С, 60 мин — при 1О...2О°С и 120 мин — при 5...10°С. В каждом автомобиле, доставившем цементобетонную смесь к месту укладки, должна иметься сопроводительная карточка (паспорт), в которой сменным мастером завода или другим лицом, ответственным за выпуск бетонной смеси, указываются марка цементобетона, подвижность смеси (осадка конуса), время ее приготовления и место укладки. По этому документу контролируют продолжительность транспортировки и соответствие марки доставленной цементобетонной смеси. Если смесь находилась в пути длительное время и за оставшийся период до начала схватывания невозможно выполнить весь необходимый комплекс работ, такую смесь в покрытие или другое сооружение укладывать нельзя. Ее можно использовать на второстепенных объектах. Наиболее трудоемкими и энергоемкими процессами при бетонных работах являются укладка, уплотнение и отделка поверхности. В настоящее время все эти операции механизированы. Только при очень малых объемах бетонных работ и значительном удалении объекта от основной базы они выполняются вручную. В зависимости от принятой технологии работ и вида сооружения или конструкции используют бетонораздатчики или бетоноукладчики. Последние находят широкое применение при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог. Перед укладкой бетонной смеси следует проверить правильность установки опалубки и арматуры в ней. Особенно тщательная проверка производится при возведении массивных опор мостов, монолитных фундаментов под сооружения и машины. Смесь необходимо укладывать в опалубку таким образом, чтобы в ней не оставалось пустот и раковин, особенно тщательно необходимо заполнять углы и труднодоступные места. Для устройства дорожных и аэродромных цементобетонных покрытий в настоящее время широко используется комплект бетоноукладочных машин ДС-110, которые выполняют все бетонные работы по устройству покрытия: укладку, уплотнение и отделку готового слоя покрытия. Доставленная бетонная смесь выгружается непосредственно перед ДС-110, которая распределяет ее по ширине проезжей части. Уплотнение производится вибробрусом, а отделка поверхности — специальной выравнивающей рейкой. Контроль ровности покрытия обеспечивается следящей системой.

Строительство асфальтобетонных покрытий

Технология постройки покрытия из горячих и теплых асфальтобетонных cмесей состоит из следующих операций: подготовки основания, транспортирования смеси, укладки и ее уплотнения в слоях покрытия. Основание перед укладкой смеси тщательно очищают от пыли и грязи, для того, чтобы асфальтобетонное покрытие имело с ним прочное сцепление. Для удаления пыли и грязи применяют механические щетки. Сцепление покрытия с нижележащим слоем усиливается подгрунтовкой эмульсией или жидким битумом за одни - двое суток до укладки покрытия. Расход вяжущего для под-грунтовки составляет 0,5...0,6 л/м^2. После проверки на заводе качества и температуры асфальтобетонную смесь транспортируют к месту работ автомобилями-самосвалами. Температура смеси на месте укладки должна быть для горячих смесей не менее +120 ^оС, для теплых смесей не менее +80 ^оС. Доставленную смесь выгружают в приемный бункер асфальтоукладчика и пластинчатый питатель подает ее к шнеку, распределяющему смесь по ширине укладываемой полосы. Одновременно смесь подвергается предварительному уплотнению трамбующим брусом. Выглаживающая плита выравнивает слой и придает ему требуемый поперечный профиль. Если смесь укладывается в покрытие не за один проход асфальтоукладчика по ширине проезжей части дороги, то работы ведутся поочередно на каждой полосе короткими участками, что обеспечивает хорошее сцепление между смежными полосами. В теплое время года и при отсутствии ветра длина полосы укладки может составлять до 100... 120 м. В холодную ветреную погоду длину полосы укладки следует сокращать до 20...30 м. Технологическая схема устройства асфальтобетонного покрытия показана на рисунке. Укладку нижнего слоя покрытия ведут с опережением верхнего на одну сменную захватку для создания задела (опережающего фронта работ). Для одновременной укладки верхнего и нижнего слоев покрытия необходимо иметь два (или более) асфальтосмесителя, которые одновременно готовят смеси различного гранулометрического состава. Технологическая схема устройства асфальтобетонного покрытия: 1 – автомобиль – самосвал; 2 – асфальтоукладчик; 3 – легкий каток; 4 – тяжелый каток. Особое внимание следует обращать на уплотнение смеси, так как степень уплотнения оказывает большое влияние на физико - механические показатели асфальтобетона. Для уплотнения смеси применяют легкие, средние и тяжелые катки статического действия с металлическими вальцами, вибрационные катки или катки на пневматических шинах. Укатку начинают легкими катками от края проезжей части к середине с перекрытием следа на 20...25 см. Число проходов зависит от типа смеси, вязкости битума и толщины уплотняемого слоя. В последние годы получили распространение катки с вибровальцами массой от 1,5...1,8 до 6...8 т. По эффекту уплотнения они заменяют катки массой 10...15 т статического действия. После устройства асфальтобетонного покрытия из него берутся образцы, по которым контролируются толщина слоя, его физико-механические показатели и коэффициент уплотнения.

Дорожные покрытия автомобильных дорог

Автомобильная дорога состоит из земляного полотна и дорожной одежды. Дорожная одеждапредставляет многослойную конструкцию и включает слои покрытия и основания. Покрытие — верхний прочный слой, хорошо сопротивляющийся истирающим и ударным нагрузкам от колес автомобилей, а также воздействию природных факторов. Оно состоит из слоя износа и основного (несущего) слоя. Основание — несущая прочная часть дорожной одежды, состоящая из нескольких слоев, устраиваемых из каменного материала или грунта, обработанного вяжущим. Выбор типа дорожной одежды, стоимость которой обычно составляет 40—60% общей стоимости дороги, является важным и ответственным решением. Чем выше техническая категория дороги, тем более высокие требования предъявляются к прочности и капитальности дорожной одежды. Автомобильные дороги по своему значению в общей транспортной сети РБ и в зависимости от среднесуточной интенсивности движения автомобилей классифицируют на пять технических категорий: Iа – интенсивность движения более 14000 авт./сут. Iб - интенсивность движения 14000 – 7000 авт./сут. II - интенсивность движения 7000 – 3000 авт./сут. III - интенсивность движения 3000 – 1000 авт./сут. IV - интенсивность движения 1000 – 100 авт./сут. V - интенсивность движения менее 100 авт./ сут. Покрытия в зависимости от капитальности конструкции, характера движения и технико-экономических показателей бывают: усовершенствованные капитальные (цементобетонные, монолитные и сборные; асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии, и др.); усовершенствованные облегченные (из щебеночных и гравийных материалов, обработанных органическими вяжущими, из холодного асфальтобетона и др.); переходные (щебеночные, шлаковые, гравийные, из грунтов, укрепленных вяжущими материалами и др.); низшие (грунтовые, улучшенные различными местными материалами). Типовые конструкции дорожных одежд: а- цементобетонное покрытие; б – асфальтобетонное покрытие на щебеночном основании; в – асфальтобетонное покрытие на бетонном основании; г – асфальтобетонное покрытие на грунте, укрепленное цементом; д – щебеночное покрытие с верхним слоем, обработанным методом пропитки; е – гравийное покрытие, обработанное битумом методом перемешивания на дороге; ж – гравийное покрытие на дороге низкой категории, 1 – цементный бетон; 2 – выравнивающий слой из песка, обработанного битумом; 3 – слой щебня, гравия или грунта, обработанного вяжущим; 4 – морозозащитный слой из песка; 5 – мелкозернистый асфальтобетон; 6 – слой щебня; 7 – крупнозернистый асфальтобетон; 8 – грунт, укрепленный цементом; 9 – щебень, обработанный пропиткой; 10 – гравий, обработанный битумом; 11 – гравий Асфальтобетонные покрытия занимают ведущее место на магистральных дорогах. Они имеют высокие транспортно-эксплуатационные показатели, прочны, долговечны, легко ремонтируются. Износ их даже при тяжелом и интенсивном движении не превышает 1 — 1,5 мм в год. Асфальтобетонные покрытия в зависимости от типа оснований и требований движения устраивают в один, два или три слоя. Верхний слой должен обладать прочностью, износоустойчивостью и водонепроницаемостью. Этим условиям соответствуют мелкозернистые и песчаные смеси, содержащие минеральный порошок. Для устройства нижнего слоя покрытий применяют горячие крупно- и среднезернистые асфальтобетонные смеси с минеральным порошком или без него. Цементобетонные покрытия обладают следующими преимуществами по сравнению с другими видами покрытий: • высокая прочность, что позволяет пропускать все транспортные средства в любое время года; • длительный межремонтный срок (30—40 лет); • высокий коэффициент сцепления с колесами автомобилей, практически не изменяющийся при увлажнении покрытия: • светлый цвет покрытия, повышающий безопасность движения ночью; • продолжительность строительного сезона больше, чем при применении органических вяжущих; • малый износ покрытия, не превышающий 0,1—0,2 мм в год. Однако цементобетонные покрытия имеют ряд недостатков, которые сдерживают их применение на дорогах. К ним относятся: большое число поперечных швов, которые ухудшают эксплуатационные качества и ровность покрытия; трудность ремонта; невозможность открывать движения сразу после устройства покрытия и т. д. Цементобетон применяют также для устройства оснований под асфальтобетонные покрытия на дорогах с интенсивным и тяжелым движением. Цементобетонное покрытие устраивают на дороге в виде монолитной сплошной плиты, разделенной на участки различной длины швами расширения или в виде сборного покрытия из приготовляемых на заводе плит различного размера. В последнем случае работы на дороге сводятся к монтажу плит на подготовленном основании. Несмотря на некоторые достоинства этого вида покрытия, как, например, увеличение продолжительности сезона, строительства, сборные бетонные покрытия на магистральных дорогах не применяют. Это объясняется крупными недостатками, которые значительно ухудшают их транспортно - эксплутационные качества. В армированных покрытиях растягивающие напряжения частично или полностью воспринимает арматура. В таких покрытиях применяют арматуру в виде металлических сеток или стальных стержней с расходом 2...5 кг/м²покрытия. Цементобетонные покрытия устраивают одинаковой толщины по всей ширине проезжей части в один или два слоя. Двухслойные покрытия применяют с целью использования в бетоне для нижнего слоя менее прочных каменных материалов. Толщину верхнего слоя в двухслойных покрытиях принимают не менее 6 см. Выбор и назначение однослойного или двухслойного покрытия основываются технико-экономическими расчетами. Толщина слоя покрытия определяется расчетом с учетом категории дорог и должна быть не менее: для дорог I категории — 22 см; для дорог II категории — 20 см; для дорог III категории — 18 см. В двухслойных покрытиях толщина верхнего слоя должна быть не менее 6 см.

Дата добавления: 2015-12-07