Справочная энциклопедия дорожника (том III) Дорожно-строительные материалы. Под редакцией Быстрова Н.В
Подождите немного. Документ загружается.
Кроме того, в случаях, когда покрытие длительное время пре-
бывает в увлажненном состоянии (что влечет за собой ухудшение
сцепления с колесом автомобиля), необходимо предусмотреть повы-
шение шероховатости асфальтобетонного покрытия. Это может быть
достигнуто путем применения многощебенистого асфальтобетона.
Возникающие в асфальтобетонных покрытиях и основаниях нап-
ряжения связаны большей частью с воздействием транспортных
средств, хотя могут являться и следствием развития природных
процессов, как, например, изгиб при неравномерном зимнем пучении
грунта земляного полотна, вызванном его промерзанием.
При устройстве асфальтобетонных покрытий на жестких основа-
ниях, в которых использованы материалы на основе минеральных вя-
жущих, уменьшаются величины прогибов на покрытиях, и прочность
асфальтобетона на изгиб не является свойством, определяющим дол-
говечность покрытия. В случае невысокой несущей способности ос-
нования это свойство материала приобретает более важное значение.
Следует, однако, отметить, что устройство оснований из мате-
риалов на основе минеральных вяжущих приводит в ряде случаев к
ухудшению условий работы асфальтобетонных покрытий. Это может про-
изойти вследствие интенсивного образования усадочных и темпера-
турных трещин в жестких основаниях. Так, например, расстояние между
трещинами в основании из грунта, укрепленного цементом, может
составлять всего 3-5 м. С течением времени они появляются и на
поверхности асфальтобетонного покрытия.
Требования к сдвигоустойчивости асфальтобетона повышаются на
участках автомобильных дорог с большими продольными уклонами,
прежде всего на горных дорогах. Значительные сдвигающие усилия
возникают также при торможении и разгоне автомобилей. Поэтому при
строительстве городских улиц и дорог, где количество участков
торможения велико, следует применять асфальтобетоны с
повышенной сдвигоустойчивостью.
801
1
2
3
Решение о выборе вида и типа асфальтобетона для устройства
покрытия и основания принимается, исходя из анализа условий
эксплуатации сооружения.
Выбор технологии производства работ
Долговечность асфальтобетонных покрытий во многом зависит
от правильного выбора технологии приготовления асфальтобетонной
смеси и технологии строительства конструктивных слоев дорожной
одежды. Тип смесителя, температурный режим приготовления и вре-
мя перемешивания смеси оказывают значительное влияние на качест-
во смеси.
Большое значение имеет заключительный этап процесса устрой-
ства асфальтобетонного покрытия - уплотнение. Именно в ходе уп-
лотнения происходят основные процессы, сопровождающие
получение асфальтобетона из рыхлой асфальтобетонной смеси.
Особое внимание следует уделить подбору рационального звена
катков, позволяющего обеспечить высокое качество уплотнения
данной асфальтобетонной смеси.
В состав звена катков следует включать самоходные катки на
пневматических шинах. Преимуществами этих катков являются
высокая производительность, возможность регулирования давления в
шинах и большая глубина уплотнения. При уплотнении асфаль-
тобетонных смесей типов А и Б начинать укатку рекомендуется кат-
ками на пневмошинах.
Изменение погодных условий требует внесения изменений в
технологию работ. Так, при похолодании возникает опасность
переохлаждения смеси во время транспортировки, что может повлечь
за собой ее недоуплотнение. В этих случаях необходимо укрывать
смесь во время перевозки; в допустимых пределах может быть
повышена температура ее приготовления. С целью повышения
температурной однородности смеси применяют перегружатели смеси.
Выбор и испытания материалов
802
1
2
3
Выбор материалов осуществляется исходя из вида и типа
асфальтобетонной смеси и требований к исходным материалам. В тех
случаях, когда какой-либо из компонентов асфальтобетона может
быть получен из нескольких источников, окончательное решение
принимается на основе технико-экономического обоснования.
При выборе каменных материалов следует учитывать, что луч-
шим сцеплением с нефтяным битумом обладают основные и
ультраосновные изверженные и метаморфические породы (базальт,
диабаз, серпентин, габбро и др.), а из осадочных - карбонатные
(известняк, доломит). Низкое качество сцепления с битумом имеют
кислые горные породы (гранит, диорит, сиенит и др.).
Физико-химическая активация природного песка и гравия поз-
воляет значительно повысить качество асфальтобетона на их основе.
Одним из путей снижения стоимости строительства является применение
местных строительных материалов. Поэтому следует провести испытания
имеющихся в наличии местных материалов, например песков, с целью
установления возможности их применения в асфальтобетоне (с точки зрения
соблюдения требований нормативных документов).
Расчет состава асфальтобетона
Этот этап проектирования может осуществляться несколькими
методами. Наибольшее распространение получил метод, в
соответствии с которым расчет состава ведется в два этапа:
1. Расчет состава минеральной части асфальтобетона.
2. Определение оптимального количества битума в асфальто-
бетоне.
Расчет состава минеральной части асфальтобетона заключается
в подборе такого соотношения между компонентами, при котором
пористость минерального остова будет минимальной. Расчет ведется
по кривым плотных смесей. Гранулометрический состав минеральной
части подобранной смеси должен укладываться в пределы, указанные
в требованиях ГОСТ 9128-97 к зерновому составу.
В тех случаях, когда имеется крупный или средний песок, ми-
неральную часть асфальтобетона подбирают по принципу
803
1
2
3
непрерывной гранулометрии, и лишь при отсутствии крупного или
среднего песка следует применять принцип прерывистой
гранулометрии, в соответствии с которым остов из щебня (35-65%)
заполняют смесью, не содержащей зерен размером 5-0,63 мм. С
использованием принципа прерывистой гранулометрии можно получить
минеральный остов с высокой плотностью, однако при транспортировке
и укладке такой асфальтобетонной смеси в ряде случаев происходит
ее расслаивание (сегрегация).
В соответствии с действующими нормативными документами оп-
ределение количества битума в асфальтобетонной смеси проводится
расчетно-эксперименталь-ным путем. Для этого определяют истинную и
среднюю плотность минерального остова асфальтобетона и рассчи-
тывают пористость минерального остова. Затем по заданной величине
остаточной пористости асфальтобетона рассчитывают требуемое
количество битума и готовят контрольную смесь. После ее испытания в
состав асфальтобетонной смеси могут быть внесены необходимые
коррективы.
Однако определение количества битума в асфальтобетоне по
данной схеме имеет ряд недостатков, требует большого количества
времени и не может быть проведено в рамках лабораторной работы.
Поэтому для определения оптимального количества битума восполь-
зуемся широко распространенным экспериментальным методом.
При этом из минеральных материалов, взятых в рассчитанных
соотношениях, готовят не менее трех смесей с разным количеством
битума. Интервал изменения содержания битума принимается обычно
равным 0,5%. Рекомендуемые расходы вяжущего принимают по
приложению Г ГОСТ 9128-97 (см. п.6.4 «Требования к материалам для
приготовления асфальтобетонных смесей»).
Порядок приготовления смесей, изготовления и испытания
образцов указан в разделе «Методы испытаний асфальтобетона».
804
1
2
3
Минимальное количество образцов из одной смеси равно 15 (по
3 на каждый вид испытаний).
Для всех смесей проводится определение требуемых физико-ме-
ханических свойств, после чего значения пределов прочности при
сжатии при температурах 0°С, +20°С и +50°С, а также водонасыщения
наносят на график. По оси абсцисс (горизонтальная ось графика)
откладывают значения содержания битума в смеси в %. По оси
ординат слева откладывают полученные для каждой смеси значения
пределов прочности при сжатии в МПа при температурах 0°С, +20°С и
+50°С. По оси ординат справа откладывают полученные для каждой
смеси значения водонасыщения в % от объёма. Если теперь нанести
на график нормативные требования по каждому из перечисленных
показателей, то получим область значений расхода битума, при
которой асфальтобетон будет соответствовать требованиям ГОСТ
9128-97. Исходя из экономических соображений, расход битума может
приниматься в пределах заданной области ближе к минимальной
границе.
За оптимальное принимается количество битума, при котором
асфальтобетон имеет наиболее высокие механические показатели.
805
1
2
3
Список литературы:
1. ГОСТ 9128-97 Смеси асфальтобетонные дорожные,
аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.
2. ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических
вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы
испытаний.
3. ГОСТ 16557-78 Порошок минеральный для
асфальтобетонных смесей. Технические условия.
4. ГОСТ 12784-78 Порошок минеральный для
асфальтобетонных смесей. Методы испытаний.
5. ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие.
Технические условия.
6. ГОСТ 11955-82 Битумы нефтяные дорожные жидкие.
Технические условия.
7. ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора
проб.
8. ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Метод определения
глубины проникания иглы.
9. ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения
температуры размягчения по кольцу и шару.
10. ГОСТ 18180--72 Битумы нефтяные. Метод определения
изменения массы после прогрева.
11. ГОСТ 11508-74 Битумы нефтяные. Методы определения
сцепления битума с мрамором и песком.
12. ГОСТ 4333-87 Битумы нефтяные. Методы определения
температур вспышки и воспламенения в открытом тигле.
13. ГОСТ 11505-75 Битумы нефтяные. Метод определения
растяжимости.
14. ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения
температуры хрупкости по Фраасу.
806
1
2
3
15. ГОСТ 18659-81 Эмульсии битумные дорожные.
Технические условия.
16. ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород
для строительных работ. Технические условия.
17. ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород
и отходов промышленного производства для строительных работ.
Методы физико-механических испытаний.
18. ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические
условия.
19. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы
испытаний.
20. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР. –М.:
ЦИТП Госстроя СССР, 1986. –56с.
21. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги/Госстрой СССР. –
М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. –112с.
22. ОСТ 218.010-98 Вяжущие полимерно-битумные дорожные
на основе блоксополимеров типа СБС. Технические условия.
23. Сборник статей «Применение полимерно-битумных
вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС», М.: Центр
метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ТУ), 2001.- 108с.
24. Горелышев Н.В. Асфальтобетон и другие
битумоминеральные материалы.-М.: Можайск-Терра, 1995.-176с.
25. Гезенцвей Л.Б., Горелышев Н.В., Богуславский А.М. и др.
Дорожный асфальтобетон. –М.: Транспорт, 1985. 350с.
Глава 7. Смеси и грунты, обработанные вяжущими
материалами
7.1 Классификация смесей и грунтов, обработанных
вяжущими материалами
807
1
2
3
Смеси и грунты, обработанные вяжущими материалами и
используемые при строительстве и ремонте автомобильных дорог,
классифицируют на следующие виды:
смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты,
обработанные неорганическими вяжущими материалами по ГОСТ
23558;
смеси органоминеральные и грунты, укрепленные
органическими вяжущими материалами по ГОСТ 30491;
щебень, обработанный органическим вяжущим по способу
пропитки;
чёрный щебень.
Смесь обработанная неорганическим вяжущим – искусственный
материал, получаемый смешением в карьерных смесительных
установках песчано-щебеночных, песчано-гравийных, песчано-
щебеночно-гравийных смесей, золошлаковых смесей и песка с
цементом или другим неорганическим вяжущим и водой и отвечающий
в проектные или промежуточные сроки нормируемым показателям
качества по прочности и морозостойкости.
Грунт укрепленный неорганическим вяжущим – искусственный
материал, получаемый преимущественно смешением
непосредственно на дороге (с использованием фрез) грунта с
цементом или другим неорганическим вяжущим и водой и отвечающий
в проектные и промежуточные сроки нормируемым показателям
качества по прочности и морозостойкости.
Органоминеральная смесь – искусственная смесь, получаемая
смешением на дороге или в смесительных установках щебня, гравия
песка и их смесей, а также минерального порошка (в том числе
порошковых отходов промышленного производства) с органическими
вяжущими (жидкими или вязкими битумами, битумными эмульсиями) и
активными добавками и без них или с органическими вяжущими
совместно с минеральными.
808
1
2
3
Грунт укрепленный органическим вяжущим – искусственная
смесь, получаемая смешением на дороге или в смесительных
установках грунтов с органическими вяжущими (жидкими битумами и
битумными эмульсиями) и активными добавками и без них или с
органическими вяжущими совместно с минеральными.
7.2 Требования к смесям и грунтам, обработанным вяжущими
материалами
7.2.1 Смеси и грунты, обработанные неорганическими вяжущими
материалами
Область применения органоминеральных смесей и укрепленных
грунтов приведена в таблице 7.1:
Таблица 7.1
Рекомендуемые области применения органоминеральных смесей и
укрепленных грунтов
для дорожного строительства
Вид материала Дорожно-
климатичес
кая зона
Интенсивно
сть
воздействи
я расчетной
нагрузки,
ед/сут
Конструктивный слой
покрыт
ие
основание
Верхни
й слой
Нижни
й слой
Смеси
С жидкими
органическими
вяжущими
С жидкими
органическими
вяжущими
совместно с
минеральными
С вязкими, в том
числе
эмульгированными
органическими
вяжущими
II – V
II – V
II – V
II – V
350 и
менее
100 и
менее
1000 и
менее
350 и
менее
2000 и
менее
1000 и
менее
+
+
-
+
-
-
+
+
-
-
+
-
-
+
-
+
+
-
-
+
+
-
+
+
+
+
+
-
+
+
809
1
2
3
С эмульгированными
органическими вяжущими
совместно с минеральными
Укрепленные
грунты
С жидкими или
эмульгированными
органическими
вяжущими
С жидкими
эмульгированными
органическими
вяжущими
совместно с
минеральными
IV, V
I – V
500 и
менее
100 и
менее
2000 и
менее
1000 и
менее
1000 и
менее
100 и
менее
свыше 2000
-
-
-
+
+
+
+
+
+
Для приготовления органоминеральных смесей и грунтов,
укрепленных органическими вяжущими для дорожного строительства
применяют грунты и следующие материалы:
- щебень;
- гравий;
- песок;
- щебеночно-гравийно-песчаные смеси;
- шлаковые щебеночно-песчаные смеси;
- гравийно-песчаные смеси;
- минеральные порошки;
- органические вяжущие материалы.
В качестве органических вяжущих для приготовления смесей и
укрепленных грунтов применяют битумы нефтяные дорожные жидкие
и вязкие, эмульсии битумные дорожные. Допускается применение
других органических вяжущих, удовлетворяющих требованиям
действующих нормативных документов и обеспечивающих получение
смесей и укрепленных грунтов в соответствии с требованиями ГОСТ
810
1
2
3