Будівництво підстав і покриттів з кам'яних матеріалів, оброблених органічними терпкими

Будівництво підстав і покриттів за способом просочення. Спосіб просочення полягає в тому, що на поверхню нижнього шару підстави (або додатковий шар) багато разів розсипають щебінь різних фракцій, що зменшуються за своїми розмірами при кожному подальшому розсипі, з одночасним ущільненням і розливом гарячих або холодних терпких матеріалів. При просоченні терпке проникає в товщу на певну глибину і разом з розсипаним і умітав щебенем дрібних фракцій створює міцний шар. Модуль пружності зростає на 20-30 %.

Покриття і підстави з щебеня, обробленого за способом просочення бітумом або емульсіями, слід влаштовувати в суху погоду при темпера турі повітря не нижче 5 °С. При використовуванні емульсій при температурі повітря нижче 10 °З їх слід застосовувати в теплому вигляді (40-50 °З).

По товщині оброблюваного шару розрізняють просочення 8-10 см і пола просочення 5-7 см.

Як основний матеріал використовується щебінь вивержених порід марки не нижче 800 або осадкових і метаморфічних мазкі не нижче 600. Щебінь, що використовується для пристрою підстав, повинен мати марку не нижче 600.

Покриття способом просочення будують з щебеня чотирьох фракцій розмірами: 40-70, 20-40 (25^0), 10-20 (15-25), 5-10 (3-15) мм Останню фракцію, призначену для створення захисного шару, при пристрої підстави не застосовують. При напівпросоченні можливе вживання щебеневих сумішей фракцій 5(3) -40 мм або 5(3) -20 мм

Як органічні терпкі використовуються: бітуми БНД 130/200, ШД 90/130, БНД 60/90; бітумні емульсії.

Менш в'язкі матеріали, включаючи емульсії, слід застосовувати в районах з прохолодним і вологим кліматом (II і III дорожньо-кліматичні юні), а також у разі використовування щебеневих матеріалів, включаючих багато дрібних частинок. В IV і V дорожньо-кліматичних зонах і при крупному щебені доцільні терпкі підвищеній в'язкості.

Роботи по пристрою покриття способом просочення проводяться в такій послідовності:

- підгрунтовування підстави; розподіл основної фракції щебеня; ущільнення катком з гладкими металевими вальцами масою 6-8 т (5-7 проходів по одному сліду);

- розлив 50 % терпкого від загальної витрати; розподіл першої розклинюючої фракції щебеня; ущільнення катком масою 10-13 т (2-4 проходи по одному сліду);

- розлив 30 % терпкого; розподіл другої розклинюючої фракції; ущільнення катком 10-13 т (3-4 проходи);

- розлив 20 % терпкого; розподіл замикаючої фракції щебеня; ущільнення катком масою 10-13 т (3-4 проходи).

При пристрої підстави останній етап виключається (малюнок 1.6). Роботи організовуються на трьох захватках.

 

Малюнок 1.6 — Технологічна схема потоку по будівництву чорної щебеневої підстави способом просочення: 1 - автогудронатор; 2 -автомобиль-самоскид; 3 - самохідний універсальний укладальник; 4 - легкий каток; 5 - середній каток; 6 - навісний розподільник кам'яних дрібних грошей

 

При температурі повітря до 20 °З щебінь основної фракції ущільнюють без зволоження. При більшій температурі крупний щебінь слідує поливати водою в кількості 8-10 л/м2. Розливати бітум при цьому слідує тол після просихання щебеня.

Після укочування останньої фракції щебеня дозволяється відкривати рух будівельного транспорту з регулюванням його в перебіг перші 10 днів по всій ширині покриття і обмеженням швидкості до 40 км/ч.

Недоліками способу просочення є:

- необхідність проведення багатьох операцій на великому числі захваток;

- нерівномірність обволікання щебеня терпким, що обумовлює утворення згустків терпкого в крупних порах покриття і його перевитрату.

Будівництво підстав і покриттів за способом змішення на дорозі. Змішення на дорозі - спосіб пристрою шарів дорожнього одягу шляхом перемішування різними механізмами мінеральних матеріалів з органічними і неорганічними терпкими, розподілу і подальшого ущільнення суміші.

Підстави і покриття з щебеневих, гравієвих і піщаних сумішей, оброблених органічними терпкими матеріалами змішенням на дорозі, влаштовуються при температурі повітря не нижче 15 °С. Их будівництво повинне закінчуватися за 15-20 діб до початку періоду дощів або стійкої температури повітря нижче 10 °З.

Для змішення на дорозі застосовують, як правило, гравієві суміші, рідше щебеневі. По крупній використовуються суміші: грубозернисті - до 40 мм, среднезернистые - до 20 мм, дрібнозернисті - до 15 мм, піщані. Для споруди покриттів застосовують среднезернистые, дрібнозернисті, піщані; для підстав - среднезернистые і грубозернисті. Мінеральний матеріал повинен бути оптимального складу, з вогкістю при його обробці 1— 4 %. При більшій вогкості матеріал просушують шляхом перемішування автогрейдером.

Як терпкі використовують бітуми СГ 40/70, МГ 40/70, СГ 70/130, а також бітумні емульсії.

Для забезпечення кращого зчеплення мінерального матеріалу з органічними терпкими в суміші вводять активатори (вапно, цемент і ін.) і поверхнево-активні речовини.

Споруда покриттів і підстав за способом змішення на дорозі включає:

- підготовчі роботи;

- приготування суміші на дорозі;

- пристрій підстави або покриття з приготованої суміші.

В підготовчий період основний мінеральний матеріал доставляють на підставу автосамоскидами і автогрейдером збирають його у вал по осі дороги. При необхідності поліпшення складу мінеральної суміші на дорогу вивозять добавки і збирають їх в окремий вал. За допомогою спеціального шаблона перевіряють об'єм основного матеріалу і добавок. Після перевірки матеріал з добавками перемішують декількома проходами автогрейдера до отримання однорідної суміші і збирають у вал трапецеїдального перетину. Площа перетину валу повинна відповідати витраті мінеральної суміші на один метр покриття або підстави.

Технологія приготування суміші з органічним терпким залежить від виду вживаних машин. Для перемішування можуть використовуватися:

- для грубозернистих сумішей - важкі автогрейдери і дискові борони;

- дрібнозернистих сумішей - середні автогрейдери, дорожні фрези сумісно з автогрейдерами, а також пересувні змішувачі.

При використовуванні найпростіших машин мінеральний матеріал розрівнюють автогрейдером на ширину, приблизно на 1 м меншу ширини покриття або підстави, терпке розливають автогудронатором за три-п'ять прийомів з витратою 1,5-2 л/м2, за винятком останнього розлива з витратою 1-1,5 л/м2. Після кожного розподілу терпкого проводять перемішування п'ятьма-шістьма проходами автогрейдера, одним-двома проходами дорожньої фрези або двома-трьома проходами борони.

Приготовану суміш розрівнюють і профілюють автогрейдером, (бажано з автоматичним управлінням відвала), по всій ширині покриття або підстави за 5-7 кругових проходів.

При використовуванні пересувних змішувачів мінеральні матеріали з підготовленого валу подають елеваторним навантажувачем в бункер змішувача, звідки він переміщається в агрегат змішувача. Сюди з витратного бака насос дозування подає підігріте терпке (70-90 °З). В процесі перемішування готова суміш переміщається до випускного лотка, звідки потрапляє на підставу у вигляді валу з подальшим розподілом автогрейдером, або в бункер асфальтоукладальника або універсального розподільника ДС-54 з подальшим розподілом за один прохід і попереднім ущільненням.

Для ущільнення найбільш ефективні пневмоколісні катки. Можливе вживання катків з гладкими вальцами масою 6-8 т і комбінованих катків. Ущільнення ведуть від країв до середини з перекриттям суміжної смуги на 0,3 її ширини 3-5 проходами по одному сліду.

Рух будівельного транспорту дозволяється відкривати відразу після закінчення ущільнення з регулюванням по ширині проїжджої частини і обмеженням швидкості руху до 40 км/ч протягом 15-20 діб для покриття і 8-10 діб для підстави. При використовуванні пневмокатков вказаний період для покриттів може бути скорочений до 5-10 діб, а для підстав такий відхід можна не проводити.

Але коефіцієнт ущільнення через 30 діб після пристрою покриття повинен бути не менше 0,96.

Спосіб змішення на дорозі забезпечує на відміну від просочення світив перемішування мінеральних матеріалів з терпкими, але унаслідок використовування малов'язких терпких зчеплення мінеральних частинок слабке формування покриття відбувається тривалий час. Перемішування дорозі утрудняє точне дозування матеріалів. На якість суміші впливає вогкість мінеральних частинок. Тому механічні властивості покриття погіршуються.

Кращу якість суміші можна одержати при приготуванні її в стаціонарній установці.

Будівництво підстав і покриттів з сумішей, приготованих в стаціонарній установці. При обробці кам'яних матеріалів органічними терпкими в установці змішувача одержують: чорний щебінь, що укладається в гарячому, теплому і холодному станах; щебеневі і гравієві суміші, оброблені емульсіями і що укладаються в холодному стані, вологі органоминеральные суміші (ВОМС) і гравієво-емульсивні суміші (ГЕС), що укладаються в холодному стані.

Для приготування чорного щебеня застосовуються бітуми марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300, БН 40/60, БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300, МГ 70/130, МГ 130/200, МГО 70/130, МГО 130/200, СГ 70/130, СПЗО/200 [2]. Для приготування ГЕС використовують бітумні катионные емульсії.

Гарячий і теплий щебінь, ВОМС, приготовані в змішувачі, зразу ж вивозять на дорогу і укладають в покриття або підставу. Холодні суміші по виходу із змішувача охолоджуються до 30-35°С і поступають на склад, де можуть зберігатися обробленими рідким бітумом:

- класу СГ - під навісом не більш 4-х місяців;

- класу МГ - у відкритих штабелях до 8-ми місяців. Висота штабелю повинна бути не більше 2 м.

гравієво-емульсивні суміші можуть укладатися відразу після приготування або зберігатися в штабелях на складі до чотирьох місяців.

Покриття і підстави з гарячого чорного щебеня на бітумах слід влаштовувати при температурі повітря не нижче 5 °С. Холодный чорний щебінь, щебеневі і гравієві суміші з штабелю слід укладати при температурі не нижче мінус 5 °З.

Технологія пристрою підстав і покриттів з чорного щебеня аналогічна пристрою дорожнього одягу методом просочення з трьох фракцій 20-40, 10-20 і 5-10 мм без проміжного розлива органічного терпкого.

Дозволяється при пристрої підстави використовувати для основного шару фракцію щебеня 40-70 мм, а для розклинювання відповідно 20-40 і 10-20 мм

Якщо для приготування чорного щебеня застосовують суміш оптимального складу фракцій 5-40 або 5-20 мм, то конструктивний шар влаштовують за один прийом з готової суміші без розклинювання.

Вологі органоминеральные суміші ВОМС є багатокомпонентною системою, що включає зволожені мінеральні матеріали підібраного складу, активатор або ЛІГШИ і рідке органічне терпке.

Як терпке для ВОМС застосовують бітуми СГ, МГ і МГО; важкі смолянисті і високосмолянисті нафти; бітумні пасти.

Активаторами є гашене вапно або цемент. При їх відсутності додають ПАВ.

Для приготування ВОМС окрім асфальтосмесительных установок можна використовувати бетоносмесители, устаткування і бази для приготування бітумних шламів.

Для транспортування суміші використовують автосамоскиди із закритими Брезентом кузовами (для запобігання випаровування води в суху погоду).

Для розподілу ВОМС використовують асфальтоукладальника (краще якісно робіт), але можна і автогрейдер.

Ущільнення підстави або покриття проводять пневмокатками. При (температурі менше 20 °З допустиме використовування середніх і важких гладковальцовых катків.

При ущільненні верхнього шару підстави з ВОМС пневмоколісними катками покриття можна укладати відразу після закінчення ущільнення. При використовуванні гладковальцовых катків необхідний технологічний розрив в 30 діб для здійснення відходу.

гравієво-емульсивна суміш є сумішшю мінерального матеріалу певного зернового складу і катионной бітумної емульсії, що готується, як правило, в стаціонарній установці [7].

Залежно від виду піску, що використовується, гравієво-емульсивні суміші підрозділяються на два типи:

- ГЕС-1 - при використовуванні піску з відсіву дроблення;

- ГЕС-2 - при використовуванні природного піску.

В необхідних випадках в суміш може вводитися вода, стабілізатор, цемент.

Для виробництва ГЕС застосовуються гравієві (щебеневі) матеріали з маркою гравію (щебеня) по дробленій від 200 до 800 і максимальною крупною зерен від 10 до 40 мм Причому, чим крупніше фракція гравію, тим вище повинна бути марка по міцності.

Пісок, що входить до складу мінеральної частини ГЕС, повинен мати модуль крупної не нижче 0,7 мк.

Як терпке використовуються емульсії катионные марок ЭБК-м-60, 'ЗБК-м-65.

гравієво-емульсивні суміші застосовуються для пристрою конструктивних шарів підстав на дорогах I-V категорій і як конструктивні шари покриттів на дорогах III-V категорій.

Залежно від інтенсивності руху на ділянці дороги з покриттям, влаштованій з ГЕС обов'язковий пристрій захисного шару відповідно до таблиці 1.3.

Таблиця 1.3

Інтенсивність руху вантажних автомобілів обший масою з вантажем більше 5 т по одній смузі, авт./сут.

До 20 20-50 50-150

150-300 Св. 300

Вид захисного шару

Шар кольматації

Одиночна поверхнева обробка

Одиночна поверхнева обробка з

подвійним розсипом щебеня

Подвійна поверхнева обробка

Щільний гарячий асфальтобетон

 

ГЕС укладають товщиною від 60 до 250 мм, при товщині шару до 100 мм - в один шар, більше 100 мм - в декілька шарів.

Технологічний процес пристрою конструктивного шару дорожнього одягу з ГЕС включає наступні операції:

- приготування суміші в установці і доставка на об'єкт;

- укладання ГЕС;

- ущільнення укладеного шару;

- пристрій при необхідності захисного шару.

Для приготування гравієво-емульсивних сумішей використовуються двухвальные і одновальні лопатеві змішувачі періодичної або безперервної дії, оснащені системами дозування мінеральних матеріалів, емульсії, води і цементу.

Доставка суміші на місце укладання здійснюється автомобілями-самоскидами.

Перед укладанням ГЕС грунтовка підстави, як правило, не проводиться.

Для укладання доцільно використовувати асфальтоукладальника. Але якщо шар, що укладається, є вирівнюючим, то для розподілу і профілізації ГЕС можна використовувати автогрейдер.

Після розподілу ГЕС автогрейдером або асфальтоукладальником по укладеному шару допускається пропуск будівельного транспорту.

Ущільнення укладеного гравієво-емульсивного шару є найвідповідальнішою операцією. Якість ущільнення залежить від кількості води, в'язкості бітуму і жорсткості мінерального складу ГЕС, а також від температурно-влажностных умов у момент укочування конструктивного шару.

При ущільненні ГЕС товщиною шару до 100 мм рекомендується використовувати катки на пневматичних шинах з тиском на пневмоколесах 5-7 МПа. При ущільненні ГЕС товщиною шару більше 100 мм слідує використовувати пневмокатки для первинного ущільнення і вібраційні або комбіновані катки для подальшого ущільнення.

Ущільнення укладеного шару проводиться від країв до середини. Кількість проходів катків по одному сліду встановлюється пробним укочуванням, але повинно бути не менше: 20 - для вібраційних, 30 - для пневматичних. Швидкість руху катків приймається: пневматичних і комбінованих - 5-6 км/ч, вібраційних - 2-3 км/ч.

Якщо укладений шар є верхнім шаром покриття, то на його поверхню після ущільнення необхідно нанести захисний шар кольматації. Він призначений для усунення зчеплення покриття в контактній зоні з колесом транспорту і забезпечення гідроізоляції гравієво-емульсивного шару, що рухається.

Шар кольматації влаштовується шляхом розподілу по поверхні ущільненого верхнього гравієво-емульсивного шару катионной емульсії ЕБК-Б-65, ЕБК-С-65 з витратою 0,3-0,4 кг/м2 з подальшим розсипом піску фракцій до 5 мм з витратою 2-3 кг/м2.

Захисний шар за способом поверхневої обробки влаштовується по несучому шару з ГЕС не раніше, ніж через 15-20 днів після закінчення його будівництва.

Приведені технології на основі ВОМС і ГЕС забезпечують: економію дорогих щебеневих і бітумних матеріалів, відкриваючи можливості використовування місцевих мінеральних матеріалів; істотне зниження витрат на енергоносії при приготуванні сумішей; екологічну чистоту як на заводі-виготівнику, так і на місці виробництва робіт. Все це дозволяє віднести ВОМС і ГЕС до економічних сумішей, а технологію їх виробництва - до ресурсо- і енергозберігаючої.