Укладка асфальтобетона при отрицательных температурах. Асфальтобетон при отрицательных температурах. Асфальтобетонных покрытий при пониженной температуре воздуха
 Скачать 1.52 Mb.
|
|
Примечание. В числителе приводится значение показателей при скорости ветра до 6 м/с, в знаменателе – свыше 6 м/с. Температуру асфальтобетонной смеси проверяют в кузове (а не после ее выгрузки), снимая верхний слой и замеряя температуру пу- тем погружения термометра в смесь. Для безопасного измерения температуры рекомендуется использовать бесконтактный термометр. При выгрузке асфальтобетонной смеси в бункер асфальтоук- ладчика необходимо: – снять полог непосредственно перед выгрузкой и закрепить его на козырьке переднего борта; – подать машину строго по оси движения асфальтоукладчика, не допуская подхода под углом или сбоку; – снять машину со скорости и тормозов; 51 – своевременно открыть замки заднего борта кузова; – не допустить удара задних колес машины об асфальтоукладчик; – заднее колесо самосвала должно остановиться на расстоянии 15–20 см от толкателей укладчика; – укладчик при движении касается колес автомобиля и толкает его вперед одновременно с разгрузкой; – не допустить просыпания смеси перед асфальтоукладчиком. 4.3. Применение антисегрегационных перегружателей асфальтобетонной смеси При доставке асфальтобетонной смеси к асфальтоукладчику, вне зависимости от погодных условий, она подвергается грануломет- рической и температурной сегрегации (расслоению). Для ликвидации этого недостатка, отрицательно влияющего на качество уплотнения и срок службы асфальтобетонного покрытия в условиях пониженной температуры воздуха, рекомендуется приме- нять перегружатель асфальтобетонной смеси, устраняющий сегрега- цию смеси. Смесь подается в бункер асфальтоукладчика однородной по гранулометрическому составу и температуре, а покрытие приобре- тает высокую ровность и бездефектную структуру. Антисегрегационный перегружатель уменьшает время простоя автомобилей со смесью в ожидании разгрузки. В результате безоста- новочной укладки с постоянной скоростью увеличивается производи- тельность процесса. Антисегрегационный перегружатель (рис. 4.2) имеет бункер- накопитель с антисегрегационным многошаговым шнеком и поворот- ный выгружающий конвейер. Перед приемкой смеси стенки накопительного бункера– пере- гружателя асфальтобетонной смеси должны быть тщательно очище- ны и смазаны. Антисегрегационный перегружатель устанавливают между ав- томобилем-самосвалом и асфальтоукладчиком (рис. 4.3). Во избежа- 52 ние просыпания смеси рекомендуется приемный бункер асфальтоук- ладчика оснащать специальной вставкой-бункером. Автомобили-самосвалы, подошедшие на выгрузку смеси, долж- ны останавливаться строго по оси движения перегружателя и подни- мать кузов для выгрузки только по сигналу дорожного рабочего. Рис. 4.2. Антисегрегационный перегружатель асфальтобетонной смеси Рис. 4.3. Схема перегрузки асфальтобетонной смеси: автомобиль-самосвал – антисегрегационный перегружатель асфальтобетонной смеси – асфальтоукладчик При применении антисегрегационного перегружателя должны учитываться потери температуры асфальтобетонной смеси в пере- гружателе для корректировки времени уплотнения. Конвейер 907 т/ч Приемный ковш Выхлопная труба Двигатель Накопительный бункер Пульт управления Конвейер 554 т/ч Конвейер 554 т/ч 53 4.4. Применение теплоизолирующих укрытий при устройстве асфальтобетонных покрытий в условиях пониженной температуры воздуха Время остывания слоя асфальтобетонной смеси в покрытии в ус- ловиях отрицательных температур воздуха (до минус 10°С), как прави- ло, составляет менее 22–24 мин. В этом случае выполнить уплотнение с требуемыми показателями качества согласно ГОСТ 9128 практически невозможно. Поэтому рекомендуется увеличивать толщину расклады- ваемого слоя асфальтобетонной смеси или принимать специальные меры по снижению скорости ее остывания: укрытие слоя теплоизоля- ционным пологом; укатка смеси через полог; использование катков с резиновым покрытием вальцов или, наконец, дополнительный подог- рев чрезмерно остывшего слоя терморазогревателем. В некоторых случаях возможно применение комбинированных мер [15]. Более длительное сохранение температуры смеси с целью по- вышения эффективности уплотнения на всех его стадиях возможно при использовании теплоизоляционных пологов, представляющих со- бой брезентовые полотнища толщиной 1–2 мм или тонкие (3–5 мм) резиновые коврики. Ширина их должна быть равной ширине уклады- ваемой полосы смеси длиной 15–20 м. Прочность на разрыв полот- нищ или пологов должна составлять не менее 0,6–0,8 кН/см [4, 5]. При такой теплоизоляции скорость потери температуры ас- фальтобетонным слоем понижается в 1,5–3 раза и соответственно увеличивается время уплотнения асфальтобетона. Об этом свиде- тельствуют опытные данные (табл. 4.3), полученные в России, Гер- мании и США при укрытии асфальтобетона брезентовыми и резино- выми теплоизоляторами. Это обстоятельство следует учитывать при устройстве асфальтобетонных покрытий в условиях пониженных температур воздуха. Один отряд дорожных машин должен иметь 3–4 полога. Ком- плект теплоизоляционных пологов из брезента, свернутых на жесткой 54 оси в рулон, который крепится на специальных кронштейнах на ас- фальтоукладчике. По мере движения укладчика брезентовое полотно расстилается на уложенный слой смеси, что позволяет сразу же за- пустить в работу различные типы катков в зависимости от предвари- тельного уплотнения смеси рабочими органами асфальтоукладчика. Таблица 4.3 Толщина горячего слоя в покрытии, см Температура воздуха, °C Средняя скорость охлаждения, °C/мин 3 −8, ветер до 11 м/с 6,0 4 −8, ветер до 11 м/с 5,0 5 + резина −7 0,9–1,1 5 −5 2,8–3,0 5 + брезент −5 1,8–1,9 6–7 −10 2,6–2,8 6–7 + пергамин −10 2,0–2,1 6–7 + брезент −10 1,6–1,7 9 −5 1,7–1,8 10 −5 1,3–1,5 После укладки первого полога, в стык к нему расстилают сле- дующий, и так далее до закрытия всей длины захватки общего потока уплотняющих машин. По мере движения технологического потока вперед первый полог сворачивают вручную в рулон на жесткую ось и устанавливают на кронштейны асфальтоукладчика, что обеспечивает непрерывность технологического процесса [14,15]. Применение теплоизоляционных пологов позволяет: – увеличить продолжительность укатки уложенного слоя ас- фальтобетонной смеси; – повысить эффективность уплотнения слоя смеси благодаря возможности ее уплотнения при более высоких температурах без об- разования сдвиговых деформаций в виде трещин и разрывов слоя; – исключить налипание смеси на холодные вальцы катков, что повышает качество поверхности дорожного покрытия. 55 Вопросы и задания для самопроверки 1. Назовите ориентировочные интервалы снижения температуры асфаль- тобетонной смеси в технологическом процессе устройства дорожного покрытия в условиях пониженной температуры воздуха, начиная с момента ее выпуска из смесителя до окончания ее уплотнения в дорожном покрытии. 2. Перечислите требования, предъявляемые к автомобилям-самосвалам при транспортировании асфальтобетонной смеси в условиях пониженной темпе- ратуры воздуха. 3. Исходя из каких условий устанавливают максимальную дальность транс- портирования асфальтобетонной смеси при пониженной температуре воздуха? 4. Приведите рекомендуемые температуры горячих асфальтобетонных смесей, доставляемых к месту укладки, в зависимости от пониженных температур воздуха и погодных условий. 5. Обоснуйте целесообразность применения антисегрегационных перегру- жателей асфальтобетонной смеси в условиях пониженной температуры воздуха. 6. С какой целью используются теплоизолирующие укрытия при устройстве асфальтобетонных покрытий в условиях пониженной температуры воздуха? 7. Опишите технологию уплотнения асфальтобетонных покрытий с исполь- зованием теплоизолирующих укрытий. 56 5. УСТРОЙСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ВОЗДУХА 5.1. Укладка и уплотнение асфальтобетонных смесей при пониженной температуре воздуха При устройстве асфальтобетонных слоев в условиях пониженной температуры воздуха особое внимание следует обращать на правиль- ную организацию работ, определяющую темп строительства и тща- тельность уплотнения асфальтобетонной смеси в указанных условиях. Поскольку минимальные температурные интервалы уплотнения многощебенистой горячей асфальтобетонной смеси составляют 70–80°С, то при чрезмерно быстром ее охлаждении нельзя получить требуемую нормами плотность, если не принять специальные меры, замедляющие процесс остывания. При положительных температурах воздуха, указанных в СП 78.13330.2012, устраивать асфальтобетонные покрытия рекомендует- ся отрядом дорожно-строительных машин, включающим асфальтоук- ладчики и катки разных типов: легкие – массой до 5–6 т, средние – массой до 10 т и тяжелые – массой свыше 10 т. В условиях пониженных температур воздуха данный состав от- ряда дорожно-строительных машин зачастую неприемлем (из-за не- большого интервала времени, отводимого на уплотнение асфальто- бетонной смеси). При выборе асфальтоукладчика для работы в условиях пони- женной температуры воздуха рекомендуется руководствоваться сле- дующими требованиями: – производительность асфальтоукладчика на 15–20% должна превышать производительность асфальтосмесительной установки; – укладчик должен иметь повышенное тяговое усилие, обеспе- чивающее распределение и выглаживание многощебенистых смесей; – длина шнековой камеры должна бесступенчато изменяться в зависимости от типа укладчика от 2,5 до 9,0 м; 57 – трамбующий брус должен иметь регулировку хода в пределах 4–15 мм и частоту ударов 25–60 Гц. Выбор амплитуды следует соот- носить с толщиной слоя по правилу: чем тоньше слой, тем меньше амплитуда; – вибрационная выглаживающая плита должна иметь амплитуду колебания до 0,6 мм и число оборотов вала вибратора в пределах 1500–3000 об/мин; – прессующие планки (при наличии) должны создавать плавно регулируемое давление на смесь в пределах от 40 до 120 бар; – укладчик должен быть оснащен системой автоматического обеспечения требуемой ровности и поперечных уклонов покрытия и достаточно мощной и эффективной системой подогрева выглажи- вающей плиты. Наибольший эффект, при устройстве асфальтобетонных слоев достигается, когда все нагревательные элементы выглаживающей плиты асфальтоукладчика залиты в алюминиевом блоке. Благодаря высокой теплопроводности алюминия существенно сокращается вре- мя нагревания плиты (не более 20 минут) и равномерное распределе- ние температуры по всей площади плиты, что обеспечивает быструю эксплуатационную готовность асфальтоукладчика и высокое качество работ. Это важное обстоятельство для обеспечения бесперебойной работы в условиях пониженной температуры воздуха. При отсутствии электроподогрева выглаживающей плиты ее прогревают форсункой перед началом укладки асфальтобетонной смеси и поддерживают в подогретом состоянии во время работы. При укладке асфальтобетонной смеси в условиях пониженной температуры воздуха рекомендуется использовать преимущественно гусеничные асфальтоукладчики, так как они создают большее тяговое усилие и оказывают меньшее удельное давление на нижний слой. При укладке асфальтобетонной смеси в условиях пониженных температур воздуха необходимо применять асфальтоукладчики с двойным трамбующим брусом или с трамбующими брусом и двумя прессующими планками, обеспечивающими высокую сте- 58 пень уплотнения. В этом случае, если после прохода асфальтоук- ладчика коэффициент уплотнения составляет K у = 0,90–0,94, то из звена катков можно исключить легкие катки, а при K у = 0,96 – лег- кие и средние катки. Применение асфальтоукладчика с двойным трамбующим бру- сом или с трамбующим брусом и двумя прессующими планками, по- зволяет исключить из отряда уплотняющих машин виброкаток и вы- полнить укатку одним статическим катком тяжелого типа всего за 6…8 проходов. В этом случае производительность процесса уплотнения воз- растает практически в 2 раза. Поэтому при устройстве асфальтобе- тонных покрытий в условиях пониженных температур воздуха для ка- чественного выполнения работ это очень важное условие, которое должно по возможности выполняться. В случае укладки смеси асфальтоукладчиками с высокоэффек- тивными рабочими органами более высокую начальную степень уплот- нения можно получить при использовании многощебенистых смесей. Укладку асфальтобетонной смеси желательно вести на всю ши- рину проезжей части без образования «холодных» стыков (рис. 5.1). Рис. 5.1. Укладка асфальтобетонной смеси на всю ширину проезжей части 59 При отсутствии широкозахватного асфальтоукладчика для улуч- шения продольного сопряжения полос покрытия асфальтобетонную смесь рекомендуется укладывать двумя асфальтоукладчиками. Асфальтоукладчики во время укладки должны располагаться ус- тупом. Расстояние между одновременно работающими асфальтоук- ладчиками не должно быть более 15 м. Учитывая возможность перерыва в поступлении горячей ас- фальтобетонной смеси, в зоне расположения рабочих органов следу- ет всегда оставлять ее в запас. Укладка при температуре до минус 10°С допускается только при отсутствии снегопада или метели. Уплотнение асфальтобетонной сме- си должно производиться при температуре смеси не ниже 70–80°С. Бункер асфальтоукладчика должен быть заполнен асфальтобе- тонной смесью не менее чем на 50%. Длительные перерывы при ук- ладке асфальтобетонной смеси в условиях пониженной температуры воздуха не допускаются. Рекомендуется постоянно следить за наличием автосамосвалов с асфальтобетонной смесью перед укладчиком. В случае перебоев с по- ставкой смеси необходимо снизить скорость укладчика до 0,5 м/мин, но не останавливать процесс укладки. При небольшом перерыве в работе (до 10 мин) необходимо под- нять боковые стенки приемного бункера, ссыпать остатки смеси на шпа- тели и максимально заполнить шнековую камеру асфальтоукладчика. Каждые 2–3 минуты рекомендуется продвигать асфальтоуклад- чик вперед на 2–3 метра для обеспечения возможности катку уплот- нить остывающую зону покрытия за плитой укладчика. После подхода машины со свежей смесью следует опустить стенки бункера, включить питатели, шнеки и начинать прием свежей смеси в шнековую камеру. При перемешивании свежей смеси асфаль- тобетонной смеси со старой вся масса нагревается, благодаря чему разрывы и раковины в укладываемом слое практически не образуются. Если в приемном бункере осталось много смеси и шнековая ка- мера заполнена, то при перерывах в работе смесь в бункере следует укрыть пологом. 60 Режим работы уплотняющего оборудования асфальтоукладчика зависит от типа смеси, толщины слоя покрытия и уточняется при пробной укладке покрытия перед началом выполнения основных ра- бот. Рекомендуемые режимы работы уплотняющего оборудования асфальтоукладчика приведены в табл. 5.1. Таблица 5.1 Тип смеси Температура расклады- ваемой смеси, °С Частота колебаний в минуту* Оптимальная ско- рость асфальтоук- ладчика для рабо- ты уплотняющих органов, м/мин Трамбующе- го бруса Виброплиты Асфальтобетон- ные смеси типов: А; А22ВТ; А22ВН; А16ВТ; А16ВН; А32НТ; А22НТ; А16НТ 145–150 420–600 2500–3000 1,7–2,5 Асфальтобетон- ные смеси типов: Б; А16 ВЛ; А32НН; А22НН; А16НН 140–145 660–840 2500–3000 2,2–3,0 Полимерасфаль- тобетонные смеси типов: А; А; А22ВТ; А22ВН; А16ВТ; А16ВН; А32НТ; А22НТ; А16НТ 145–150 420–600 2500–3000 1,7–2,5 Полимерасфаль- тобетонные смеси типов: Б; А16 ВЛ; А32НН; А22НН; А16НН 140–145 660–840 2500–3000 2,2–3,0 ЩМАС 150–155 800–1000 – 2,0–4,0 Высокоплотные смеси 150–155 420–600 2500–3000 1,5–2,5 Полимерщебе- ночномастичные смеси 150–155 600–1000 – 1,5–2,5 * Указанные параметры соответствуют ходу трамбующего бруса 3–4 мм и амплитуде колебаний виброплиты 0,3–0,6 мм (на некоторых зарубежных укладчи- ках ход бруса достигает 9–15 мм). Примечание. Толщина укладываемого слоя 6–10см. Режимы работы уплотняющих рабочих органов асфальтоук- ладчика устанавливают в зависимости от вида смеси, скорости ее 61 охлаждения, толщины слоя и скорости укладки. Ход трамбующего бруса должен быть установлен на нижнем пределе (2–5 мм). Часто- ту ударов в минуту трамбующего бруса назначают в пределах от 800 до 1000. Вибрацию на плите рекомендуют не включать. В слу- чае необходимости частоту вибрации виброплиты устанавливают в пределах 40–60 Гц [9]. В условиях пониженной температуры воздуха важно сократить до минимума процесс уплотнения асфальтобетонной смеси. С этой целью рекомендуется оборудовать катки интеллектуальными систе- мами уплотнения. Например, система ASPHALT MANAGER фирмы BOMAG вклю- чает систему бесступенчато регулируемой автоматической амплитуды вальца катка. Электронное оборудование измеряет жесткость и выби- рает амплитуду в зависимости от типа асфальтобетонной смеси и толщины укладываемого слоя. Система ASPHALT MANAGER проста в управлении, оператору необходимо лишь выбрать толщину слоя, все остальное система де- лает автоматически. Благодаря регулируемой амплитуде быстрый процесс уплотнения обеспечивается даже на высокоплотных и плот- ных многощебенистых асфальтобетонных смесях. Благодаря интел- лектуальной системе уплотнения можно сократить количество прохо- дов катка до минимума, что очень важно в условиях пониженных тем- ператур воздуха. При быстром остывании асфальтобетонной смеси в условиях пониженной температуры воздуха, амплитуда уплотнения снижается, что обеспечивает получение требуемого коэффициента уплотнения. Все параметры процесса уплотнения (жесткость асфальтобетонной смеси, ее температура, амплитуда уплотнения), а также информация о достижении требуемого коэффициента уплотнения постоянно ото- бражаются на мониторе оператора катка [16]. Для интенсификации процесса уплотнения смеси можно увели- чивать число катков в 1,5–2 раза. При ширине укладки одним асфаль- тоукладчиком до 9 м за ним работают 2 катка на пневмошинах и 2–3 гладковальцовых вибрационных или комбинированных катка. 62 Рабочую скорость каждого катка рекомендуется выбирать такой, чтобы за время остывания смеси в заданном интервале температур (табл. 5.2) он успел бы ее уплотнить на всей площади выбранной за- хватки требуемым количеством проходов. Таблица 5.2 Тип горячей асфальтобетонной смеси Рекомендуемая температура укатки, °С Рекомендуемый температурный интервал укатки покрытия, °С, на стадиях (этапах) его уплотнения Начало Конец Предвари- тельной Основной Заключи- тельной Многощебенистая (типы: А; А22ВТ; А22ВН; А16ВТ; А16ВН; А32НТ; А22НТ; А16НТ) 145–150 75–80 От 145–150 От 120–125 От 95–100 до 120–125 до 95–100 до 75–80 Среднещебенистая (типы: Б; А16ВЛ; А32НН; А22НН; А16НН) 140–145 70–75 От 140–145 От 105–110 От 85–90 до 105–110 до 85–90 до 70–75 Полимерасфальтобе- тонная смесь (типы: А; А22ВТ; А22ВН; А16ВТ; А16ВН; А32НТ; А22НТ; А16НТ)) 145–150 75–80 От 145–150 От 120–125 От 95–100 до 120–125 до 95–100 до 75–80 Полимерасфальтобе- тонная смесь (типы: Б; А16 ВЛ; А32НН; А22НН; А16НН) 140–145 70–75 От 140–145 От 105–110 От 85–90 до 105–110 до 85–90 до 70–75 ЩМАС 150 –155 80–85 От 150–155 От 125–130 От 100–105 до 125–130 до 100–105 до 80–85 Высокоплотные смеси 150 –155 80–85 От 150–155 От 125–130 От 100–105 до 125–130 до 100–105 до 80–85 Полимерщебеночно- мастичные смеси 150–155 80–85 От 150–155 От 125–130 От 100–105 до 125–130 до 100–105 до 80–85 Обычно скорость статических катков составляет от 3 до 6,5 км/ч, вибрационных и комбинированных – до 3–3,5 км/ч, пневмоколесных – до 5–10 км/ч. При этом, чем быстрее остывает смесь, тем выше долж- на быть рабочая скорость катка. Скорость движения катков можно увеличить до 4–5 км/ч на пер- вых проходах и до 6–8 км/ч на завершающих. Скорость пневмошинно- го катка на завершающих проходах можно увеличить до 8–10 км/ч. 63 Требуемое качество уплотнения горячей асфальтобетонной смеси при пониженных температурах воздуха может быть обеспечено только при выполнении минимально необходимого количества прохо- дов каждым катком и соблюдении соответствующих температур смеси на каждой стадии или этапе ее уплотнения. Каждый тип катка должен работать в определенном температурном интервале (режиме). Гладковальцовые самоходные катки с колесной формулой 2×3 (двухосные трехвальцовые) хотя и позволяют несколько увеличить ширину уплотнения (до 1,8 м), но должны совершать в 1,5–2 раза больше проходов по одному следу. Поэтому они менее эффективны для использования при пониженных температурах воздуха. В состав отряда машин целесообразно включать каток на пнев- матических шинах, который следует использовать для предваритель- ного уплотнения смеси (давление воздуха в шинах 0,25–0,30 МПа при минимальной балластной нагрузке) или для основного уплотнения (давление воздуха в шинах 0,5–0,7 МПа при полной балластной на- грузке). После прохода такого катка необходимо сразу включать в ра- боту гладковальцовый каток. Аналогичным образом при доуплотнении асфальтобетонной смеси может быть применен вибрационный или комбинированный ка- ток (без вибрации), если конструктивный показатель силового воздей- ствия его вальцов близок к соответствующему показателю легких кат- ков. Этот же каток затем можно использовать на основной стадии уп- лотнения, но в вибрационном режиме. Требуемое качество уплотнения покрытия при пониженных тем- пературах воздуха может быть обеспечено при правильном выборе типа катков, выполнении минимально необходимой работы всех кат- ков, а также при соблюдении рациональных температурных интерва- лов смеси для каждого типа катка (рис. 5.2) [14–16]. Эффективность уплотнения асфальтобетонной смеси возраста- ет за счет установки приспособлений для обогрева вальцов. В частно- сти, вальцы трехосных трехвальцовых катков целесообразно запол- нять горячей водой или горячим маслом. 64 Рис. 5.2. Температуры эффективного уплотнения асфальтобетонных смесей на различных этапах уплотнения: а – легким катком; б – средним катком; в – тяжелым катком Замена гладковальцового катка среднего типа самоходным кат- ком на пневматических шинах при 6–10 проходах по одному следу по- зволяет сократить общее количество проходов катка на 30–35%. |