Типовая технологическая карта (ттк) строительство двухслойного асфальтобетонного покрытия из горячих смесей на готовом основании
 Скачать 1.83 Mb.
|
|
Уплотнение асфальтобетонных смесей Уплотнение асфальтобетонной смеси - основная технологическая операция, которая предопределяет физико-механические свойства покрытия. В процессе уплотнения при последовательных проходах катка смесь деформируется за счет уменьшения пористости, т.е. уменьшения объема уплотняемого слоя. При этом происходит формирование структуры асфальтобетонного покрытия. Недостаточное уплотнение асфальтобетонного покрытия - одна из основных причин его разрушения. Так, обследованием причин повреждения асфальтобетонных покрытий установлено, что 50% всех разрушений объясняется недостаточным уплотнением. В процессе уплотнения необходимо обеспечить такую степень плотности, при которой полностью исключается до уплотнение покрытия под воздействием автомобильного транспорта. Кроме того, при уплотнении должно быть обеспечено полное закрытие пор на поверхности покрытия, что препятствует поступлению в него воды. Необходимой степени плотности асфальтобетона можно достигнуть быстрее и экономичнее при более высокой температуре смеси, так как вследствие малой вязкости битума минеральные зерна весьма подвижны и легко переориентируются под воздействием уплотняющих средств. При снижении температуры до 90-70 °С значительно увеличивается вязкость битума, уменьшается подвижность минеральных частиц и вместе с этим эффективность уплотнения. Поэтому время уплотнения смеси ограничивается и зависит от скорости остывания смеси. На уплотняемость асфальтобетонных смесей оказывают влияние форма, шероховатость и количество щебня в смеси. Дробленые зерна с шероховатой поверхностью значительно повышают сопротивляемость асфальтобетона уплотнению, причем особенно это относится к дробленому песку. Поэтому в зависимости от перечисленных факторов, а также марки применяемого битума в смеси, ее вида и типа, толщины укладываемого слоя определяют состав уплотняющих средств и их технологический режим работы. Уплотнение асфальтобетонных покрытий осуществляется тремя методами: укаткой, трамбованием и вибрацией. Для реализации этих методов созданы уплотняющие машины с гладкими металлическими вальцами, на пневматических шинах (метод укатки), трамбующие машины - оборудование асфальтоукладчиков (метод трамбования), вибрационные (метод вибрации). Укатка - перекатывание металлического барабана или пневматического колеса по уплотняемой поверхности. В результате воздействия массы катка уплотняемый материал приобретает остаточную деформацию. Эта деформация по мере увеличения плотности будет уменьшаться и к концу укатки приблизится к нулю. Дальнейшее увеличение плотности материала может быть достигнуто лишь увеличением нагрузки на вальцы. Трамбование заключается в периодическом поднятии и свободном падении с определенной высоты на уплотняемый материал массивного тела. Вибрирование основано на передаче уплотняемому материалу колебаний, близких по частоте собственным колебаниям уплотняемого материала. Уплотнение укаткой асфальтобетонных смесей наиболее эффективно при максимально высокой температуре асфальтобетонной смеси. Однако касательные усилия, развивающиеся в зоне контакта вальца катка и покрытия, могут превысить сопротивление асфальтобетонной смеси образованию сдвигов и разрыву сплошности (образование трещин). Остывание смеси в этом случае, необходимое для повышения ее вязкости (прочности), приводит к не использованию наиболее эффективного периода для уплотнения смеси. В связи с этим необходимо максимально использовать на начальной стадии уплотнения (предварительное уплотнение) уплотняющие рабочие органы асфальтоукладчика. Уплотняющие рабочие органы асфальтоукладчика производят предварительное уплотнение после распределения смеси на всю ширину укладываемой полосы при максимальной температуре смеси и поэтому требуют минимальных затрат энергии. Предварительное уплотнение рабочими органами асфальтоукладчиков исключает опасность нарушения ровности при последующем уплотнении укаткой. При использовании асфальтоукладчиков с уплотняющими рабочими органами, создающими высокую степень уплотнения (рис.12), не требуется уплотнения укаткой смесей типов В и Д, а смеси других типов уплотняют сразу тяжелыми катками. Рис.12. Схемы изменения (а, б, в, г) ширины укладки при помощи гидравлической системы выдвижения брусьев 1- основной вибротрамбующий брус; 2- основные распределительные валы с винтовыми лопастями; 3- телескопические гидравлические цилиндры выдвижения секций; 4- выдвижные вибротрамбующие секции; 5- съемные участки валов с винтовыми лопастями; 6- вибротрамбующие съемные части При применении для предварительного уплотнения легких катков укатка также может начинаться при достаточно высокой температуре смеси. Однако при остановке асфальтоукладчика по различным причинам непосредственно позади него остается не укатанная, недоступная для работы катков полоса. Катки с гладкими металлическими вальцами передают давление на уплотняемую смесь через площадку шириной ас(рис.13).При повторных проходах катка деформации асфальтобетона постепенно уменьшаются вследствие повышения плотности и жесткости уплотняемого слоя. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению ширины площади воздействия вальца на уплотняемый материал: для легких катков 6-4, средних - 7-5 и тяжелых - 10- 6 см. Рис.13. Схема распределения вертикальных напряжений в покрытии от массы катка: а- с гладкими вальцами; б- с пневмоколесами; в- площадка воздействия гладкого вальца на уплотняемое покрытие; 1- 3- проходы катка по одному следу; b- ширина площадки между точками аи с; - угол контакта; - напряжение; стрелка А показывает направление движения катка С уменьшением ширины площадки снижается глубина распределения уплотняющего напряжения , которая практически равна ширине площадки ас.Напряжение можно увеличить, применяя для уплотнения каток большей массы. Поэтому уплотнение начинают легкими катками, когда уплотняющее давление по толщине слоя достаточно высокое. По мере уменьшения этого давления включают в работу средние и тяжелые катки. Ниже приведена толщина уплотняемого слоя в зависимости от типа катка (в см): Легкие катки - 6 - 7; Средние катки - 8 - 9; Тяжелые катки - 10 - 12. При движении двухосных трехвальцовых катков массой 5-6 т образуются полосы, различные по степени уплотнения (рис.14). Средняя полоса 3имеет наименьшее уплотнение, так как она уплотнена только одним передним катком. Две крайние полосы (1, 5)уплотнены сильнее расположенными сзади вальцами. Две внутренние полосы (2, 4)имеют наибольшее уплотнение, так как они подверглись воздействию переднего и заднего вальцов. Рис.14. Уплотнение асфальтобетона двухосным трехвальцовым катком 1, 5 - полосы, уплотненные задними вальцами; 2, 4 -полосы, уплотненные задними и передним вальцами; 3- полоса, уплотненная передним вальцом Равномерное уплотнение всей полосы при укатке катками такого типа может быть достигнуто только в том случае, если каток будет смещаться в поперечном направлении каждый раз не более чем на половину ширины вальца. Однако температура асфальтобетонной смеси при этом снижается, что сказывается на равномерности уплотнения. Недостатки таких катков объясняются также способом передачи ими нагрузки на уплотняемый материал посредством ведущего и ведомого вальцов. Эти вальцы ведут себя различно, хотя у обоих при движении возникают кроме вертикальных также и горизонтальные силы. Однако при этом у ведомого вальца, не связанного с приводом катка, горизонтальная сила действует в направлении движения, продвигая смесь впереди катка. У ведущего же вальца горизонтальная сила действует против направления движения катка, пытаясь подмять смесь под валец, затем вытолкнуть ее позади него (рис.15). Поэтому должно быть обязательным правилом, что свежеуложенный слой асфальтобетонного покрытия сначала уплотняют ведущим вальцом, т.е. каток должен двигаться ведущими вальцами вперед. Это правило следует выполнять при уплотнении смеси легкими катками как двухосными трехвальцовыми, так и двухосными двухвальцовыми. Рис.15. Воздействие ведущего и ведомого вальцов на уплотняемый слой 1- направление движения катка; 2- воздействие ведомого вальца; 3- воздействие ведущего вальца При наезде жесткого металлического вальца катка на незначительное возвышение или предварительно уплотненные места промежуточные участки оказываются при меньшем давлении, в результате чего уплотнение получается неоднородным. У катков на пневматических колесах этот недостаток устранен наличием в ходовой части специальных уравнительных систем, обеспечивающих контакт колес с опорной поверхностью и их равномерное нагружение. В отличие от катков с гладкими вальцами в катках на пневмоколесах наблюдается постоянная поверхность контакта (диаметром 30 см) уже после первых проходов. Поэтому оптимальная толщина уплотняемого слоя у них остается постоянной и более высокой, чем у катков с гладкими вальцами, если только давление достаточно, чтобы уплотнить весь слой (см. рис.13).Внешнее давление должно превышать внутреннее сопротивление материала как в начальный период уплотнения, так и при дальнейшем нарастании прочности слоя. В случае остывания органических вяжущих эффект действия катков на пневмоколесах не уменьшится, если повысить давление в шинах. В. процессе уплотнения за счет усилий сжатия, направленных перпендикулярно "пятну" контакта, достигается наилучшее уплотнение асфальтобетона. Этому способствует также наличие на одной оси нескольких колес на небольшом расстоянии одно от другого, что обеспечивает перемещение материала в зоны между колесами, создавая повышенную уплотняемость смеси. Катки на пневматических колесах особенно эффективны при уплотнении асфальтобетонных смесей с высоким содержанием щебня, так как снижается вероятность дробления зерен щебня в смеси. Метод вибрационного уплотнения получил широкое распространение, так как применение вибрации обеспечивает высокую степень уплотнения, что гарантирует хорошее качество покрытия. Вибрационный метод уплотнения крайне эффективен при необходимости интенсивного уплотнения в короткие сроки, а также при пониженных температурах воздуха; виброкатки уплотняют асфальтобетонные покрытия при сравнительно небольшом количестве проходов. Мощность катка высока, и во многих случаях один виброкаток может заменить два и более катков статического действия. Однако, как и в случае применения катков статического действия с гладкими металлическими вальцами, толщина уплотняемого слоя обусловлена размером площади давления. Комбинированные катки сочетают преимущества и возможности катков на пневмоколесах и вибрационных. Уплотнять смеси начинают непосредственно после их распределения при температуре, при которой давление от катка не превышает сопротивления сдвигу уплотняемого слоя при определенной длительности нагружения. Рекомендуемая температура (°С) для эффективного уплотнения смесей приведена в табл.1.3. Асфальтобетонные смеси, распределенные слоем толщиной до 10 см (в плотном теле), уплотняют звеном катков, состав которого зависит от типа смеси и уплотняющих рабочих органов асфальтоукладчика. Таблица 1.3 Рекомендуемая температура для уплотнения смесей Температура смеси в начале уплотнения, °С, для Вид смеси Марка битума плотного асфальтобетона типов А и Б, пористого асфальтобетона с содержанием щебня (гравия) более 40% массы плотного асфальтобет она типов В, Г и Д, пористого асфальтобет она с содержание м щебня (гравия) менее 40% массы и высокопори стого песчаного Горячая БВД 40/60, БНД 60/40 БНД 90/130, БН 60/90 БН 90/130 120-160 100-130 Теплая БНД 130/200, БНД 200/300 БН 200/300 100-140 80-110 СГ 130/200, НГ130/200 МГО 130/200 70- 100 Асфальтобетонные смеси типов А и Б и смеси для пористых и высокопористых асфальтобетонов с содержанием щебня более 40%, распределенные асфальтоукладчиком с трамбующим брусом и пассивной выглаживающей плитой, уплотняют сначала катком на пневматических колесах массой 16 т, выполняющим 6-10 проходов по одному следу, окончательно - катком с металлическими гладкими вальцами массой 11-18 т при 6-8 проходах по одному следу или начинают уплотнение гладковальцовым катком массой 10-13 т при 8-10 проходах по одному следу, причем при первых двух проходах каток движется ведущими вальцами вперед, остальные проходы - ведомыми вальцами, заканчивают уплотнение тяжелым гладковальцовым катком массой 18 т (6-8 проходов по одному следу). При наличии вибрационных катков эти смеси уплотняют катком массой 6-8 т с включенным вибратором за 5-7 проходов по одному следу. Первый проход выполняют ведущими вальцами вперед, остальные - гладковальцовым катком массой 11-18 т. При уплотнении песчаных и щебенистых асфальтобетонных смесей с содержанием щебня менее 40% несколько изменяются технология и состав звена катков. В этом случае уплотнение начинают легким катком массой 6-8 т при 2-4 проходах по одному следу при движении катка ведущими вальцами вперед, на втором этапе уплотнения в состав звена могут входить или каток на пневматических колесах массой 16 т (6-10 проходов по одному следу). При наличии вибрационных катков эти смеси уплотняют катком массой 6...8 т с включенным вибратором за 5...7 проходов по одному следу. Первый проход выполняют ведущими вальцами вперед, остальные - гладковальцовым катком массой 11...18 т. При уплотнении песчаных и щебенистых асфальтобетонных смесей с содержанием щебня менее 40% несколько изменяются технология и состав звена катков. В этом случае уплотнение начинают легким катком массой 6...8 т при 2...4 проходах по одному следу при движении катка ведущими вальцами вперед, на втором этапе уплотнения в состав звена могут входить или каток на пневматических колесах массой 16 т (6...10 проходов по одному следу), или гладковальцовый каток массой 10-13 т (8-10 проходов), на третьем этапе выполняют окончательное уплотнение гладковальцовым катком массой 11-18 т за 4-8 проходов по одному следу. При уплотнении асфальтобетонных смесей вибрационным катком массой 6-8 т первые 2-4 прохода выполняют без включения вибратора ведущими вальцами вперед, на втором этапе уплотнение производят с включенным вибратором за 3-4 прохода по одному следу (на этом этапе уплотнения температура смеси должна быть не выше 90°С) и заканчивают уплотнение гладковальцовым катком массой 11-18 т за 4-8 проходов по одному следу. В начале уплотнения скорость для всех катков должна быть 1,5-2 км/ч, а после пяти-шести проходов по одному следу ее увеличивают: для катков с гладкими вальцами - до 3-5, для виброкатков - до 2-3, а для катков на пневмоколесах - до 5-8 км/ч. При распределении асфальтобетонных смесей асфальтоукладчиком с трамбующим брусом и виброплитой щебеночные асфальтобетонные смеси с содержанием щебня более 40% на первом этапе выполняют или гладковальцовым катком массой 10-13 т, или катком на пневматических колесах массой 16 т, или вибрационным катком массой 6-8 т с включенным вибратором за 4-6 проходов по одному следу, на втором заключительном этапе уплотнение осуществляют гладковальцовым катком за 4-6 проходов по одному следу. Щебеночные смеси с содержанием щебня менее 40% и песчаные асфальтобетонные смеси уплотняют на первом этапе катком массой 6 т за 2-4 прохода по одному следу, на втором - катком с гладкими металлическими вальцами массой 10-13 т (6-8 проходов) или катком на пневматических колесах массой 16 т (4-6 проходов); окончательное уплотнение осуществляют катком с гладкими металлическими вальцами массой 11-18 т (4 прохода). При уплотнении смесей вибрационным катком массой 6-8 т первые 2-4 прохода выполняют с выключенным вибратором и затем 4-6 проходов с включенным вибратором (температура смеси на этом этапе уплотнения должна быть не выше 90°С); окончательное уплотнение осуществляют катком с гладкими металлическими вальцами массой 11-18 т (за 4 прохода) по одному следу. На первом этапе уплотнения следует обязательно соблюдать правила движения ведущими вальцами вперед как для статических катков с гладкими металлическими вальцами, так и для вибрационных. Уплотнение асфальтобетонных смесей, содержащих полимеры, следует начинать только катками с гладкими металлическими вальцами массой 6-8 т (щебеночные с содержанием щебня менее 40% и песчаные асфальтобетонные смеси) или 10-13 т (щебеночные асфальтобетонные смеси с содержанием щебня более 40%). При распределении асфальтобетонной смеси слоем толщиной 10-18 см уплотнение следует выполнять сначала катком на пневматических колесах (6-8 проходов), а затем катком с гладкими металлическими вальцами массой 11... 18 т (4-6 проходов по одному следу). На всех этапах уплотнения асфальтобетонных смесей число проходов катка устанавливают пробным уплотнением. Устройство покрытий из литых асфальтобетонных смесей Литая асфальтобетонная смесь очень подвижна и не требует при строительстве покрытий применения уплотняющих средств. Литой асфальтобетон применяют при строительстве покрытий городских улиц и дорог с интенсивным движением в связи с его высокой плотностью, износостойкостью, повышенной коррозионной устойчивостью и трещиностойкостью. Это объясняется составом смеси, в которую входят: щебень, песок, минеральный порошок в повышенном по сравнению с обычными асфальтобетонами количестве и битум. Наибольшее распространение имеют составы литого асфальтобетона, приведенные в табл.1.4. Таблица 1.4 Составы литого асфальтобетона Компонент ы Содержание материалов, % тип I тип II Щебень размером 3- 10 мм 30-40 47-52 Песок 25-30 15-20 минеральны й порошок 28 25 Битум БНД 40/60 8-9 7,5-8,5 Покрытия из литых асфальтобетонных смесей типа I строят при температуре воздуха не ниже 5 °С, а типа II - 10 °С. Не допускается проводить работы в дождливую погоду и распределять смесь на влажную поверхность. Подготовительные работы перед строительством асфальтобетонного покрытия из литых смесей бригада рабочих выполняет в том же составе, что и перед укладкой горячей смеси, при этом обязательно устанавливают упорные брусья. Смесь типа I транспортируют к месту работ в передвижных котлах объемом до 10 т, оборудованных устройствами для подогрева и перемешивания смеси. Во время движения автомобиля смесь в котле непрерывно перемешивается, температура должна быть 220-240°С. Смесь типа II транспортируют в автомобиле-самосвале с удлиненным кузовом. Асфальтоукладчик загружают смесью типа I из котла через выпускной лоток. Для этого машинист котла открывает заслонку лотка, наклоняет котел и смесь самотеком поступает в приемный бункер асфальтоукладчика. Смесь типа I распределяют при выключенном трамбующем брусе, типа II - при работающем брусе. Температура смеси типа I при распределении асфальтоукладчиками должна быть 220-240, типа II - 190-220 °С. Смесь распределяют в основном на всю ширину проезжей части двумя-тремя асфальтоукладчиками, перемещающимися с опережением 10-15 м. Смежные полосы перекрывают на 5 см. При распределении смеси одной машиной длину укладываемой полосы назначают так, чтобы температура ранее уложенной смежной полосы была не ниже 120- 140°С. Если температура ниже, то край полосы подогревают разогревателями на ширину 10- 15 см и смазывают битумом. Если на поверхности покрытия обнаруживают дефекты, то на ней вручную распределяют смесь гладилками, райбовками, а затем уплотняют трамбовками. В местах, не доступных для укладки машиной, смесь распределяют вручную шпателем и райбовками. Смесь типа II после распределения уплотняют ручными трамбовками. Для создания шероховатости поверхности по слою покрытия щебнераспределителем распределяют щебень размером 10-15, 15-20 мм из изверженных горных пород, обработанный битумом. При отсутствии машины эту операцию выполняют вручную, немедленно после прохода асфальтоукладчика, распределяя щебень равномерным слоем. Расход материала 6-10 кг/м . После остывания покрытия до температуры 50-80°С щебень прикатывают ручным рифленым катком массой до 30 кг. Избытки щебня сметают метлой. |