Щебень, обработанный вяжущим, применяют при устройстве покрытий и оснований по принципу заклинки. Покрытия из этого материала можно строить на дорогах III и IV категории, основания — на дорогах I.IV категории. Обработку вяжущим производят в асфальтосмесителях принудительного перемешивания, что обеспечивает наилучшее обволакивание минеральных зерен и повышенное сцепление между ними при экономном расходе вяжущего при сравнении с методами пропитки или смешения на дороге.
Погодные условия в период строительства в меньшей степени влияют на качество слоев из щебня, обработанного вяжущим в стационарной установке, но стоимость этого материала выше, чем при обработке вяжущим на дороге, вследствие применения ас- фальтосмесителей.
Марка щебня, используемого для обработки органическими вяжущими, должна составлять: для устройства покрытия из изверженных пород — не ниже 800, из осадочных и метаморфических — не ниже 600, для устройства оснований из изверженных пород — не ниже 600, из осадочных и метаморфических — не ниже 300.
Щебень можно обрабатывать вязкими, жидкими и эмульгированными органическими вяжущими. Вид вяжущего определяет технологические особенности приготовления и использования черного щебня. В северных районах применяют жидкие битумы и вязкие с пенетрацией выше 130, а в южных — вязкие битумы с пенетрацией ниже 130.
При использовании вязких и жидких битумов применяют горячую технологию обработки щебня. Температура нагрева вяжущих, щебня и обработанного щебня приведена в табл. 18.1.
Таблица 18.1 Температура нагрева материалов
|
В случае применения ПАВ температура обработанного щебня при выпуске из смесителя и нагрева щебня в сушильном барабане должна быть снижена на 10.20 °С.
Для обеспечения водостойкости пленки вяжущего на щебне используют активные добавки извести в количестве 0,5% массы щебня или ПАВ в количестве 0,5.4,5% массы вяжущего. Известь вводят в мешалку до введения органического вяжущего, а ПАВ — непосредственно в вяжущее.
Количество органического вяжущего в обработанном щебне зависит от марки вяжущего, породы камня, крупности щебня и находится в интервале 1,3.5,5% массы щебня.
Для обработки щебня можно использовать эмульсии классов ЭБК-2 и ЭБА-2, а также обратные эмульсии вязкие ЭО-В и жидкие ЭО в сочетании с прямыми ЭБА-2 и ЭБА-3. Эмульсии, используемые для обработки щебня, должны выдерживать испытание на водоустойчивость пленки по ГОСТ Р 52128—2003. Если прямая анионная эмульсия не выдерживает испытания, в щебень необходимо вводить известь.
При обработке щебня, предназначенного для укладки сразу после приготовления, используют эмульсии, содержащие вязкие битумы с глубиной проникания иглы от 60 до 130; для щебня, заготавливаемого впрок, — прямые эмульсии, приготовленные на битумах пониженной вязкости с глубиной проникания иглы 200.250 и обратные ЭО-В и ЭО в сочетании с прямыми, приготавливаемыми на вязких битумах с пенетрацией 40.90.
Количество эмульсии, необходимое для обработки щебня, зависит от его крупности, природы камня, характера поверхности и составляет
1, 5.4,5% в пересчете на битум. Необходимое количество эмульсии для обработки щебня определяется в лаборатории при подборе составов. В случае обработки щебня обратной эмульсией совместно с прямой 40% вяжущего вводят в виде обратной эмульсии и 60% — в виде прямой.
Щебень обрабатывают эмульсиями в смесителях принудительного перемешивания, обеспечивающих дозирование всех компонентов. В случае обработки щебня прямыми или обратными эмульсиями сначала в смеситель подают щебень и известь, а затем вводят эмульсию. Если щебень обрабатывают двумя эмульсиями, сначала его перемешивают с известью, затем с обратной эмульсией и, наконец, с прямой. При работе с прямыми и обратными эмульсиями, как правило, не требуется подогрева минеральных материалов и эмульсии. Исключение составляет обратная эмульсия ЭО-В, которую необходимо подогревать до 60.70 °С.
Щебень, обработанный вязкими битумами, сразу после приготовления транспортируют к месту укладки автомобилями-самосвалами. Чтобы избежать прилипания щебня, дно и стенки кузова смазывают мазутом или мыльным раствором. В прохладную погоду при транспортировании на расстояние более 20 км кузов необходимо накрывать брезентом.
Щебень, обработанный жидким битумом, можно укладывать сразу после приготовления в горячем виде либо складировать и хранить по фракциям в зоне работ. Чтобы не допустить слипания щебенок, черный щебень перед складированием охлаждают до температуры 30. 35 °С струей воздуха или систематическим рыхлением. Максимальный срок хранения черного щебня в штабеле высотой до 2 м зависит от большого числа факторов и не должен превышать 8 мес. реальный срок хранения черного щебня можно определить путем предварительного проведения специальных работ.
Щебень, обработанный битумной эмульсией, выгружают из смесителя в автомобили-самосвалы и отвозят к месту складирования или на дорогу. Обработанный эмульсией щебень может храниться в штабеле, не слеживаясь, несколько месяцев.
работы по строительству покрытий и оснований из щебня, обработанного вязкими и жидкими битумами, производят в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 5 °С весной и летом и 10 °С осенью. работы со щебнем, обработанным эмульсиями, следует проводить при следующих температурах воздуха: в случае анионной эмульсии — не ниже 10 °С, катионной — не ниже 5 °С, обратной (в том числе совместно с прямой) — не ниже —5 °С.
Толщина слоя покрытия или основания не должна быть менее 5 см. Слой, на который укладывают черный щебень, должен быть очищен от пыли и грязи и обработан битумной эмульсией или разжиженным битумом из расчета 0,5.0,8 л/м2.
Распределение основной фракции черного щебня 20.40 мм в количестве 20.25 кг/м2 на каждый сантиметр толщины слоя осуществляют с помощью щебнераспределителя или асфальтоукладчика, после чего уплотняют катком массой 6.8 т за четыре — шесть проходов по одному следу. После уплотнения слоя навесным щебнераспределителем рассыпают расклинивающую фракцию 10.20 мм в количестве 10.15 кг/м2 и уплотняют катками массой 10.13 т за три-четыре прохода по одному следу. Затем распределяют щебень второй расклинивающей фракции 3(5)...10(15) мм из расчета 7.10 кг/м2 и окончательно уплотняют средними или тяжелыми катками за три-четыре прохода по одному следу.
При строительстве оснований для основного слоя можно использовать фракцию щебня 40.70 мм, а для расклинивания — 20.40 и 10. 20 мм. При использовании щебня фракций 5.40 и 5.20 мм конструктивный слой устраивают за один прием без расклинивания.
За покрытиями и основаниями из черного щебня в начальный период эксплуатации необходим уход, заключающийся в регулировании движения по всей ширине проезжей части и ликвидации возникающих деформаций. Продолжительность формирования слоя зависит от вида вяжущего, погодных условий, интенсивности движения транспорта и ориентировочно составляет 7.15 сут. при использовании вязких битумов и 20.30 сут. в случае применения жидких битумов и эмульсий.
на основании из черного щебня покрытие можно устраивать через 8.10 сут. после окончания периода его формирования. Учитывая это, устройство оснований из холодного черного щебня должно быть завершено за три-четыре недели до осенних дождей.
Для повышения водонепроницаемости, шероховатости и износостойкости на покрытиях из черного щебня, устраиваемых во II и III дорожно-климатических зонах, необходимо устраивать поверхностную обработку.
Контроль качества строительства. При строительстве покрытий и оснований из черного щебня контролируют качество каменных и вяжущих материалов, технологию приготовления черного щебня, технологию устройства покрытия и основания и их качество.
При изготовлении черного щебня контролируют влажность каменных материалов, температуру и вязкость вяжущего, продолжительность перемешивания, температуру готового щебня, сцепление вяжущего со щебнем.
При проведении строительных работ контролируют температуру черного щебня, доставленного к месту укладки, норму расхода щебня, толщину слоев, степень уплотнения, ровность и поперечные уклоны.
Степень уплотнения слоев проверяют пробным проходом катка массой 10.13 т, при этом не должно наблюдаться движения щебня или образования волн перед вальцом катка.
18.2. Конструктивные слои
из органоминеральных смесей
Органоминеральные смеси получают путем смешения в установке или на дороге щебня, гравия, песка и их смесей, а также минерального порошка (в том числе тонкодисперсных отходов промышленного производства) с органическими вяжущими и активными добавками.
В качестве органических вяжущих для приготовления смесей применяют жидкие и вязкие нефтяные битумы, а также битумные эмульсии.
Область применения органоминеральных смесей приведена в табл. 18.2.
Таблица 18.2 Область применения органоминеральных смесей
|
Для обработки органическими вяжущими используют песчаные (зерна до 5 мм), мелкозернистые (зерна до 20 мм) и крупнозернистые смеси с зернами размером до 40 мм (только для оснований), составленные по принципу плотного состава из нескольких компонентов. Зерновой состав, подобранный по кривым плотных смесей в соответствии с ГОСТ 30491—97, обладает наибольшей плотностью и минимальной пористостью. Марка камня по дробимости в зависимости от крупности зерен находится в интервале 800.200, причем самые крупные зерна (40 и 20 мм) должны иметь максимальную прочность.
Приготовление смесей. Смеси на жидких органических вяжущих можно готовить в асфальтосмесительных установках и непосредственно на дороге. При использовании асфальтосмесительных установок смесь можно готовить как по горячей технологии с просушенными минеральными материалами, так и по холодной — с влажными минеральными материалами. Технологический процесс приготовления смесей по горячей технологии аналогичен процессу приготовления горячих асфальтобетонных смесей на вязких битумах. Температура нагрева жидких органических вяжущих и каменных материалов зависит от вязкости вяжущего.
После приготовления смеси транспортируют к месту укладки или на склад. Перед складированием в штабель высотой до 2 м смесь во избежание слеживаемости охлаждают до температуры 30.40 °С. Возможный срок хранения смеси в штабеле зависит от вида вяжущего, его вязкости и толщины пленок, породы камня, погодных условий и составляет 4.8 мес.
Для приготовления смесей по холодной технологии могут быть использованы любые смесительные установки с принудительным перемешиванием, оборудованные системами дозирования минеральных материалов, органических вяжущих и воды. В этом случае минеральные материалы не сушат и не подогревают, а вяжущее при необходимости подогревают до рабочей температуры, соответствующей его вязкости. При изготовлении смеси осуществляют следующую очередность введения ингредиентов в мешалку: сначала загружают минеральные материалы, затем воду в количестве 3.7% массы минеральных частиц (определяется в лаборатории экспериментальным путем), обеспечивающую быстрое и равномерное распределение пленок вяжущего, и в последнюю очередь органическое вяжущее. Приготовленную холодную смесь выгружают в автомобиль-самосвал для транспортирования к месту укладки или хранения.
Для приготовления смесей на вязких органических вяжущих используют асфальтосмесительные установки, оборудованные смесителями принудительного перемешивания периодического и непрерывного действия. Минеральные материалы загружают сначала в сушильный барабан, где они просушиваются и нагреваются до температуры, указанной в табл. 18.3, после чего дозируются и поступают в смеситель, где перемешиваются с разогретым вяжущим.
Таблица 18.3 Температурный режим приготовления смесей каменных материалов с вязкими органическими вяжущими
|
Продолжительность перемешивания смеси определяется техническими характеристиками смесительной установки, которая должна обеспечить хорошее перемешивание всех компонентов смеси и полное обволакивание поверхности минеральных зерен органическим вяжущим. Приготовленную смесь из смесителя выгружают в автомобиль-самосвал для транспортирования к месту укладки или в накопительный бункер.
Холодные смеси на битумных эмульсиях могут быть различного зернового состава: щебеночные пористые и плотные, гравийные, гравийно-песчаные и песчаные. Смеси, отличающиеся зерновым и минералогическим составом, требуют применения эмульсий различного класса (табл. 18.4).
Таблица 18.4 Класс и количество эмульсии для приготовления эмульсионно-минеральных смесей
|
Смеси на эмульсиях в отличие от горячих битумоминеральных смесей характеризуются более длительным сроком формирования. Процесс формирования зависит от активности взаимодействия эмульгатора с минеральными материалами и возможности удаления воды из смеси.
Для обработки минеральных смесей из кислых пород целесообразно использовать катионные эмульсии, обеспечивающие хорошее сцепление эмульгированного битума с поверхностью минеральных частиц и быстрое формирование смеси, а также обратные эмульсии в сочетании с прямыми. В случае применения обратных эмульсий минеральную смесь предварительно обрабатывают известью.
Обработку щебеночных смесей из основных пород можно осуществлять анионными эмульсиями, обеспечивающими, как правило, хорошее сцепление пленки вяжущего с поверхностью минеральных частиц. При подборе составов пористых и плотных смесей соотношение фракций минеральных зерен определяют в соответствии с кривыми зернового состава. Для обработки смесей, содержащих до 5% частиц мельче 1,25 мм, необходимо применять среднераспадающиеся эмульсии, а при большем содержании указанных фракций — медленнорас- падающиеся.
Эмульсии, используемые для обработки щебеночных смесей, должны выдерживать испытание на водоустойчивость пленки. Если эмульсия не выдерживает испытания, в смесь необходимо вводить известь (1.2% массы минеральной части). При изготовлении плотных смесей на анионных эмульсиях введение извести в смесь обязательно.
Необходимую концентрацию битумной эмульсии и возможность смешения с ней минеральных материалов определяют в лаборатории перед началом работ.
Смеси на битумных эмульсиях готовят в смесителях с принудительным перемешиванием периодического или непрерывного действия, оборудованных дозирующими устройствами для всех компонентов смеси (в том числе воды). При изготовлении смеси сначала дозируют и подают в смеситель минеральные материалы, затем известь и воду (при необходимости), после чего вводят эмульсию. Длительность перемешивания зависит от состава смеси, свойств эмульсии, типа смесителя и определяется опытным путем. Минеральные материалы и эмульсию не подогревают.
Если смесь готовят с применением обратных эмульсий, то при температуре воздуха ниже 15 °С минеральный материал должен быть нагрет до температуры 40.60 °С, а эмульсия — до 60.70 °С.
Готовые смеси на эмульсиях можно укладывать сразу после приготовления, а также хранить в штабелях на складе или в валиках на дороге и использовать по мере необходимости. Срок хранения в штабеле пористых смесей не должен превышать 4 мес.; плотных — 1 мес.; срок хранения смесей в валиках не должен превышать 2.7 сут. (в зависимости от погоды).
Строительство покрытий и оснований. При проведении строительных работ методом смешения на дороге используют минеральные смеси, обработанные жидкими битумами и эмульсиями. Причем менее вязкие битумы применяют в районах с прохладным и влажным климатом и при обработке минеральных материалов с повышенным содержанием мелких частиц. Из битумных эмульсий применение находят медленнораспадающиеся анионные эмульсии ЭБА-3 и битумные пасты (эмульсии на порошкообразном эмульгаторе). Метод смешения на дороге позволяет строить покрытия и основания дорожным хозяйствам, не имеющим смесительных установок.
Приготовление смесей и устройство из них конструктивных слоев должно осуществляться в сухое и теплое время при температуре воздуха не ниже 15 °С и заканчиваться за две-три недели до начала дождливого периода.
Толщина покрытия или основания должна не менее чем в 1,5 раза превышать размер наибольших зерен каменного материала. Смешение на дороге целесообразно при проектной толщине слоя до 10 см. Строительство покрытий и оснований способом смешения на дороге включает подготовительные работы, приготовление смеси на дороге, распределение и уплотнение готовой смеси. К подготовительным работам относятся устранение неровностей нижележащего слоя и обеспечение требуемого поперечного уклона, вывозка на дорогу минеральных материалов в соответствии с требуемым составом смеси, их перемешивание и укладка в валик требуемого размера.
Минеральный материал заблаговременно вывозят на дорогу и равномерно распределяют по длине участка на проезжей части или на обочинах в отдельные валики. После проверки объема каждого валика весь материал перемешивают автогрейдером до получения однородной смеси. Активаторы вводят в смесь до обработки ее органическим вяжущим с помощью распределителя цемента и автогрейдером или фрезой равномерно распределяют по всему объему материала. Для равномерного и быстрого распределения вяжущего в смеси ее предварительно увлажняют до 2.4% в случае использования жидких битумов и до 4.7% при использовании эмульсий. Жидкий битум перед внесением разогревают до рабочей температуры, битумные эмульсии используют без подогрева.
Работы начинают с разравнивания автогрейдером валика на ширину, исключающую стекание с него вяжущего, разливаемого из автогудронатора. Для лучшего обволакивания зерен минерального материала вяжущим его разливают за три — пять приемов порциями 1,5.2,5 л/м2. После каждого розлива вяжущее перемешивают с минеральным материалом с помощью дорожных фрез или автогрейдера. Более высокое качество перемешивания обеспечивается при использовании обеих указанных машин. Применение дорожных фрез позволяет распределять вяжущие через сопла ее распределительной трубы. Число проходов автогрейдера зависит от количества разливаемого за один прием вяжущего и составляет четыре — шесть проходов по одному следу.
После розлива требуемого количества вяжущего смесь окончательно перемешивают автогрейдером или автогрейдером совместно с фрезой. Число проходов автогрейдера для окончательного перемешивания зависит от объема обрабатываемого материала и составляет 25.60. При совместной работе автогрейдера и фрезы число проходов фрезы составляет 10.15, а автогрейдера — 15.30.
В жаркую сухую погоду смеси на эмульсиях и жидких битумах, густеющих со средней скоростью, можно хранить в валике один-два дня. Если применяют медленногустеющие жидкие битумы, продолжительность приготовления смеси может быть увеличена до 5 сут. Переувлажненную смесь необходимо оставить в валике для просушивания.
Для окончательного разравнивания и профилирования смеси желательно применять автогрейдер с автоматической установкой отвала. По краям проезжей части для обеспечения заданной ширины слоя и удобства уплотнения устраивают упоры. Смесь уплотняют комбинированными катками (пневмо + вибро), катками на пневмошинах или с металлическими вальцами массой 5.10 т за три — пять проходов по одному следу. Уплотнение ведут от краев к середине с перекрытием на 1/3 предшествующего следа.
После уплотнения слоя открывают движение автомобилей, регулируя его по ширине проезжей части и в течение 1.3 сут. ограничивая скорость 40 км/ч. Покрытие или поверхностную обработку можно устраивать после формирования смеси, т.е. через 3.5 сут. при теплой сухой погоде и через 7.12 сут. при прохладной.
Покрытия и основания из органоминеральных смесей, приготовленных в установке, устраивают в сухую погоду. Смеси на жидких битумах применяют при температуре воздуха весной не ниже 5 °С, осенью — не ниже 10 °С. Смеси на вязких битумах можно использовать при температуре воздуха до —10 °С. Минимальная допускаемая температура для смесей на эмульсии зависит от типа эмульсии и составляет 10 °С — для анионной, 5 °С — для катионной и —5 °С — для обратной.
Смеси к месту производства работ доставляют непосредственно от установки сразу же после приготовления либо из штабеля, куда они были сложены для хранения. Перед укладкой смесей поверхность нижележащего слоя обрабатывают эмульсией или жидким битумом из расчета 0,5...0,8 л/м2.
Укладку смесей на подготовленный нижележащий слой производят асфальтоукладчиками. При укладке холодных органоминеральных смесей допускается использование автогрейдера.
Режимы уплотнения и формирования смесей на жидких битумах и эмульсиях идентичны таким же режимам для смесей, приготавливаемых методами смешения на дороге.
Устройство поверхностной обработки или слоев покрытий на этих смесях возможно после их формирования спустя 3.15 сут. после завершения строительных работ.
Минимально допустимая температура смесей на вязких битумах, доставляемых к месту укладки, в зависимости от вязкости битума, толщины слоя, температуры воздуха и скорости ветра должна соответствовать приведенной в табл. 18.5.
Таблица 18.5 Температура смесей, доставляемых к укладчику
|
Примечание. Над чертой — значения показателей при скорости ветра до 6 м/с, под чертой — свыше 6 м/с. |
При температуре воздуха от 5 °С до —10 °С укладку осуществляют сразу на всю ширину покрытия. Уплотняют горячие смеси сначала легким пневмошинным катком за четыре — шесть проходов по одному следу, а затем гладковальцовым массой 10.16 т количеством проходов, обеспечивающих максимальное уплотнение смеси.
Контроль качества работ. При проведении работ по способу смешения на дороге специальным шаблоном проверяют постоянство объема валика смеси и ее качество. Если смесь на жидких битумах готовят в установке, контролируют температуру приготовления смеси. Для смесей, хранящихся на складе, проверяют влажность. Степень уплотнения готовых оснований и покрытий из смесей на жидких битумах и эмульсиях проверяют по величине коэффициента уплотнения, который определяют на образцах, взятых из слоя через 15.20 сут. после завершения строительства. Коэффициент уплотнения должен быть не менее 0,96.
Все типы смесей (на жидких, вязких, эмульгированных вяжущих) должны отвечать требованиям ГОСТ 30491—97. В соответствии с этим ГОСТом определяют следующие физико-механические показатели смесей: предел прочности на сжатие при температурах 20 и 50 °С, водостойкость, водостойкость при длительном водонасыщении, водо- насыщение, набухание, слеживаемость (только для смесей на жидких вяжущих).
При использовании горячих смесей на вязких битумах контролируют температурный режим на всех стадиях. В каждом автомобиле, прибывающем к месту укладки, измеряют температуру смеси, и, если она ниже требуемой, смесь бракуют. В процессе укатки смеси контролируют ее плотность. Для оперативного контроля плотности рекомендуется использовать различные экспресс-методы (радиоизо- топный, акустический и др.). Контроль качества готового слоя осуществляют путем отбора вырубок или кернов через 1.3 сут. после устройства слоя. С каждых 7000 м2 отбирают три пробы. При отборе проб измеряют толщину слоя и визуально оценивают сцепление слоя с основанием. Качество смесей устанавливают по показателям свойств образцов, переформованных из вырубок, а степень уплотнения слоев оценивают коэффициентом уплотнения, определяемым в соответствии с ГОСТ 120801—98.
При строительстве конструктивных слоев из всех типов смесей контролируют толщину слоя, ровность и поперечный уклон. ровность слоев, поперечный профиль проверяют трехметровой рейкой, укладываемой на поверхность параллельно оси дороги. Просвет под рейкой не должен превышать 3 мм. При укладке слоев автогрейдером допускается просвет под рейкой до 7 мм.
18.3. Покрытия и основания из щебня по способу пропитки
Способ пропитки включает распределение органического вяжущего по поверхности щебеночного слоя с немедленным распределением более мелкого щебня и уплотнением. Вяжущий материал проникает в промежутки между частицами щебня, обволакивает их и обеспечивает повышенное сцепление между щебенками. Это способствует существенному улучшению прочностных показателей слоя щебня. Модуль упругости слоя возрастает в 1,5.1,8 раза. Покрытия и основания способом пропитки для лучшего сцепления органического вяжущего с поверхностью щебеночных частиц следует строить в теплое время года при температуре весной и летом не ниже 5 °С, а осенью — не ниже 10 °С.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 24 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |