Строительство асфальтобетонных покрытий из горячих и теплых асфальтобетонных смесей.

В технологию строительства асфальтобетонных покрытий входят следующие основные операции:

· приготовление асфальтобетонной смеси;

· подготовка основания;

· транспортирования и выгрузки в бункер асфальтоукладчика готовой смеси;

· распределения смеси слоем требуемой толщины по основанию;

· уплотнение его катками разной массы.

Приготовленную на заводе смесь транспортируют к месту укладки автомобилями-самосвалами. Доброкачественная смесь при доставке на трассу образует в кузове пологий конус, имеет равномерный черный цвет, не дымит, подвижна. Не имеет комьев и пятен битума. Температура смеси перед укладкой должна быть не ниже: для горячих смесей +120^оС, для теплых +80^оС. Допускаемые расстояния транспортирования для горячих смесей составляют: в жаркую погоду – 40-50 км и 20-30 км – в прохладную погоду.

Сцепление покрытия с нижележащим слоем усиливают за счет подгрунтовки эмульсией или жидким битумом за сутки до укладки покрытия – при применении жидкого битума класса СГ – и за двое суток при применении класса МГ. Расход вяжущего для подгрунтовки составляет 0,5 – 0,6л/м². Подгрунтовку делают по основаниям, не обработанным органическими вяжущими, или по старым черным покрытиям, используемым в качестве основания.

При укладке смеси одним асфальтоукладчиком работу выполняют поочередно на двух полосах. Рекомендуется укладывать смесь двумя асфальтоукладчиками, работающими одновременно на двух смежных полосах, с отставанием одного от другого на 10-15 м. В последнем случае, уложив одну полосу, переходят на соседнюю, пока чрезмерно не остыла кромка ранее уложенной полосы.

Рис. 10.4. Схема перехода асфальтоукладчика с полосы на полосу длиной: 1 — асфальтоукладчик; 2 — готовое покрытие; 3 — ось покрытия; 4-7 — номера проходов асфальтоукладчика

Уплотнение — операция, в процессе которой асфальтобетонная смесь Деформируется сложным образом, приобретая определенную плотность.

Асфальтобетонные смеси следует уплотнять непосредственно после укладки, начиная с той максимально возможной температуры, при которой она не сдвигается под воздействием катков. Особенно это важно при устройстве тонких слоев и в неблагоприятных погодных условиях, так как с повышением начальной температуры смеси увеличивается время ее уплотнения. Толстые слои дольше сохраняют рациональную температуру по условиям их уплотнения.

Требуемое качество работ по уплотнению асфальтобетонной смеси может быть обеспечено только при выполнении минимально необходимой общей работы катков (число проходов) и при соблюдении рационального температурного режима смеси на каждом этапе уплотнения: предварительном, промежуточном и заключительном.

На смеси с высокой температурой каток будет «тонуть», образуя волны и трещины, а укатка остывшей смеси будет не только бесполезной, но может оказаться вредной из-за возможных разрушений щебня.

На эффективность уплотнения оказывает влияние соотношение толщины укладываемого слоя и максимального размера зерен заполнителя смеси. Если толщина слоя меньше двух максимальных размеров зерен смеси, то достичь требуемой плотности практически невозможно. Кроме того, поверхность слоя будет иметь неоднородную текстуру вследствие того, что выглаживающая плита асфальтоукладчика будет «тащить» за собой крупные зерна, образуя при этом продольные борозды.

Тип уплотняющего оборудования оказывает принципиальное влияние на степень уплотнения смеси. В практике строительства применяют три типа уплотняющего оборудования: катки статического действия с гладкими вальцами и на пневматических шинах, катки вибрационного действия (виброкатки).

Катки статического действия. Широкое распространение получили самоходные гладковальцовые катки статического действия, которые просты по конструкции и надежны в эксплуатации (табл. 10.14). Они классифицируются по массе: на легкие — 5—6 т; средние — до 8 т и тяжелые — более 10 т.

Важный фактор качества уплотнения слоя — назначение рациональных режимов работы катка: скорости движения и количества проходов по одному следу.

Чем быстрее движется каток, тем меньше времени он оказывает давление на смесь. В результате в ней могут не полностью развиться вязкопластичные деформации, определяющие величину изменения плотности после прохода катка.

Катки статического действия должны двигаться со скоростью 1,5-5 км/ч. При выполнении первых проходов принимается минимальная скорость движения 1,5—2,0 км/ч, на промежуточном этапе уплотнения — 3— 5 км/ч и на заключительном — 2-3 км/ч.

Синхронность работы асфальтоукладчика и катков обеспечивают изменением скорости укатки или числа проходов катка по одному следу в рекомендуемом диапазоне. Требуемое количество проходов зависит от типа смеси, ее температуры и толщины укладываемого слоя. Чтобы уточнить требуемое число проходов катка по одному следу, необходимо произвести пробную укатку слоя.

Катки на пневматических шинахчаще применяются на промежуточном этапе уплотнения асфальтобетонного слоя, иногда на предварительном и заключительном этапах. Уплотняющее воздействие катка на слой зависит от нагрузки на колесо, давления в шине и ее жесткости. Изменяя давление в шине, можно регулировать величину контактных давлений в зависимости от температурного состояния асфальтобетонной смеси и степени ее уплотнения.

Катки вибрационного действия (виброкатки). Эти катки могут работать в трех режимах: в режиме статического воздействия на уплотняемый материал (вибраторы отключены), в режиме комплексного воздействия (один валец оказывает на материал статическое воздействие, а второй — вибрационное) и в вибрационном режиме (вибраторы на обоих вальцах включены).

Виброкатки оказывают на уплотняемую смесь статическое и вибрационное воздействие. Статическое действие определяется массой, приходящейся на валец, а вибрационное — величиной возмущающей силы, обусловленной вращением эксцентриков. Эффективность уплотнения определяется колеблющейся массой вальца, амплитудой и частотой колебания.

Обычно величина амплитуды составляет 0,2-0,8 мм, а частота колебаний 25-58 Гц. Величина амплитуды колебания зависит от толщины уплотняемого слоя. При уплотнении тонких слоев (4-6 см) рекомендуется работать на малых амплитудах. С увеличением толщины слоя амплитуду колебания следует повышать.

Частоту колебания вибровальца назначают с учетом типа уплотняемой смеси, ее температуры и скорости движения катка. С ростом содержания щебня в асфальтобетонной смеси, а также рабочей скорости виброкатка рекомендуется увеличивать частоту колебания вальца.

Рекомендуемые скорости виброкатков: на начальном этапе уплотнения — 3—5, на промежуточном — 4—6 км/ч.

При использовании асфальтоукладчиков с трамбующим брусом и виброплитой (типов ДС-155, ДС-48, ДС-113, ДС-114) рекомендуется уплотнять смеси высокоплотного и плотного асфальтобетонов типов А и Б, а также пористого и высокопористого с содержанием щебня свыше 40% сначала гладковальцовым катком массой 10-13 т, катком на пневматических шинах массой 16 т или вибрационным катком массой 6—8 т (4—6 проходов), а затем гладковальцовым катком массой 11—18 т (4—6 проходов); смеси плотного асфальтобетона типов В, Г и Д, а также высокопористого песчаного, пористого и высокопористого с содержанием щебня менее 40% сначала гладковальцовым катком массой 6—8 т или вибрационным катком массой 6-8 т с выключенным вибратором (2—3 прохода), а затем гладковальцовым катком массой 10-13 т (6-8 проходов), катком на пневматических шинах массой 16 т или вибрационным катком массой 6-8 т с выключенным вибратором (4—6 проходов) и окончательно — гладковальцовым катком массой 11-18 т (3-4 прохода).

При использовании асфальтоукладчиков с трамбующим брусом и пассивной выглаживающей плитой (типов ДС-126А, ДС-143) следует уплотнять смеси плотного асфальтобетона типов В, Г и Д, а также пористого и высокопористого асфальтобетонов с содержанием щебня менее 40% и высокопористого песчаного сначала гладковальцовым катком массой 6-8 т или вибрационным катком массой 6-8 т с выключенным вибратором (2-3 прохода), затем катком на пневматических шинах массой 16 т (6-10 проходов) или гладковальцовым катком массой 10—13 т (8—10 проходов), или вибрационным катком массой 6—8 т с выключенным вибратором (3—4 прохода) и окончательно — гладковальцовым катком массой 11—18 т (4—8 проходов).

Рис. 10.8. Схема уплотнения асфальтобетонной смеси катками:
а — при работе одним асфальтоукладчиком; б — двумя асфальтоукладчиками или одним на всю ширину покрытия; цифры в кружочках обозначают номера проходов катка; заштрихованная часть — уложенное покрытие

Уплотнение асфальтобетонной смеси должно выполняться при рациональном температурном режиме. При укладке полосы из смеси типов А и Б первые проходы катка необходимо производить сразу же за асфальтоукладчиком. Смеси типов В, Г и Д начинают уплотнять с некоторым перерывом, продолжительность которого определяется способностью слоя смеси выдерживать уплотняющую нагрузку не сдвигаясь.

Для достижения однородной плотности смеси по всей ширине асфальтобетонной полосы применяют такую схему укатки, которая обеспечивает равномерное распределение уплотняющих воздействий по ее ширине (рис. 10.8). При этом необходимо соблюдать равную величину перекрытия проходов катка.