Устройство слоев износа, защитных и шероховатых слоев

В процессе ремонта в зависимости от типа и состояния по­крытия устраивают защитные слои, слои износа или шероховатые слои, а также слои усиления. Каждый из этих слоев имеет свое основное назначение. Однако во многом их функции совмеща­ются.

Защитные (гидроизоляционные) слои толщиной от 0,5... 1,0 до 10... 15 мм устраивают, когда дорожная одежда и покрытие имеют высокие прочность и ровность, но обладают пористостью и водопроницаемостью. Основное назначение защитного слоя состоит в защите покрытия от проникания в него поверхностной влаги, т. е. в гидроизоляции покрытия.

Слои износа (или коврики износа) толщиной 10...35 мм устраивают, когда дорожная одежда и покрытие имеют достаточ­ную прочность, но верхний слой покрытия (слой износа) изно­сился и процесс износа нарастает, появились мелкие трещины, выкрашивание или мелкие колеи по полосам наката. Основное назначение слоя износа состоит в восстановлении старого слоя износа и обеспечении износостойкости покрытия на новый срок службы.

Шероховатые слои различной толщины устраивают для соз­дания шероховатой поверхности на тех покрытиях, где параметры шероховатости не обеспечивают требуемых сцепных качеств. Основное назначение шероховатых слоев состоит в повышении сцепных качеств покрытий.

Учитывая условия работы перечисленных слоев, каждый из них должен обладать не только свойствами основного назначения, но в той или иной мере свойствами других слоев. Поэтому обыч­но функции защитных слоев, слоев износа и шероховатых слоев совмещаются путем соответствующего подбора гранулометрического состава, требований к прочности, износостойкости, моро­зостойкости и другим свойствам каменных материалов, требова­ний к виду вяжущего, его свойствам, нормам расхода, введения различных добавок, а также выбора технологии работ.

Чаще всего устраивают шероховатые коврики износа, которые одновременно выполняют и функции защитных слоев. При этом к толстым относят слои толщиной более 30 мм, к тонким — слои толщиной 20... 30 мм, очень тонким — слои толщиной 15... 20 мм и супертонким — слои толщиной менее 15 мм.

Существует много различных способов устройства слоев, при­меняемых материалов и машин для их устройства.

Обязательным этапом почти во всех случаях является пред­варительный ямочный ремонт, заливка трещин, устранение круп­ных неровностей и др.

Устройство слоев износа, защитных и шероховатых слоев не­зависимо от технологии строительства требует:

• тщательной промывки щебня в целях удаления пылеватых частиц;

• проверки в лаборатории качества вяжущего, воды (при при­готовлении битумной эмульсии), щебня (марки по прочности и износу, количества пылеватых и лещадных частиц);

• проверки в лаборатории адгезии вяжущего к поверхности щебня и, в случае необходимости, подбора ПАВ или замены вя­жущего (битума) на вяжущее, приготовленное из другого сорта нефти;

• тщательной дозировки материалов на всех этапах строитель­ства (от приготовления до укладки);

• постоянного контроля температуры на всех этапах строитель­ства, начиная с приготовления исходных материалов;

• тщательного контроля процесса уплотнения (типа катков, числа проходов по каждому следу, скорости движения).

Устройство шероховатого слоя из асфальтобетонных сме­сей. Для устройства шероховатых слоев применяют горячие ас­фальтобетонные смеси, отвечающие требованиям нормативных документов. Шероховатый слой устраивают на сухом, чистом и непромерзшем покрытии (или основании). За 3...5 ч до начала укладки смеси поверхность покрытия (или основания) обрабаты­вают битумной эмульсией, вязким разжиженным битумом или жидким битумом (марки СГ 70/130). Норма расхода материалов: разжиженного или жидкого битума — по основанию 0,5...0,8 л/м² и по покрытию 0,2...0,3 л/м²; 60%-ной битумной эмульсии — по основанию 0,6...0,9 л/м² и по покрытию 0,3... 0,4 л/м². Обработку вяжущими материалами не делают, если шероховатый слой устраивают на свежеуложенном покрытии. Температура уклады­ваемой асфальтобетонной смеси должна быть не ниже 120 °С, если не используют ПАВ, и не ниже 100 °С при использовании ПАВ.

Укладку и уплотнение смеси ведут в соответствии с требования­ми нормативных документов. Предпочтительнее использовать катки на пневмошинах (10—12 проходов по каждому следу). Окон­чательное доуплотнение ведут тяжелым вальцовым катком.

Устройство шероховатых покрытий по способу втаплива­ния щебня. Способ предусматривает распределение прочного щебня определенных размеров по поверхности свежеуложенного горячего асфальтобетона типов В и Д. Толщина укладывае­мого слоя асфальтобетона должна быть не менее 3 см. Для втапливания используют щебень преимущественно изверженных горных пород с прочностью не ниже 1000 кг/см² и по износу не ниже марок И-I или И-И в зависимости от категории дороги. В покрытие втапливают щебень, обработанный битумом в асфальтосмесительной установке. Температура нагрева щебня и вяжущего при смешении зависит от марки последнего, темпера­туры и влажности воздуха. При большей влажности и холодной погоде необходимо придерживаться верхних пределов температуры вяжущих. Массовая доля вяжущего для обработки щебня должна быть в пределах 1... 1,3 % массы щебня. Большее количество назначают при использовании более вязких битумов и обработке щебня мелких размеров (5... 10; 10... 15 мм). Щебень и вяжущее тщательно дозируют. Щебень, обработанный вяжущим, при применении его горячим сразу после приготовления достав­ляют к месту строительства и укладывают на покрытие. Холодный щебень можно хранить в течение 4—8 мес на складе. Применение горячего щебня повышает качество шероховатого покрытия, но требует более высокой культуры труда.

Способ втапливания щебня предусматривает выполнение сле­дующих технологических операций:

• укладка асфальтобетонной смеси и ее уплотнение рабочими органами асфальтоукладчика и легкими катками;

• распределение щебня, обработанного вяжущим, слоем в одну щебенку (горячий щебень распределяют сразу после окончания работы легких катков);

• прикатка щебня легкими катками на пневмоходу (два-три прохода);

• окончательное уплотнение покрытия и втапливание в него щебня (рис. 17.1).

Норма расхода щебня для втапливания зависит от его размеров: 5... 10 мм - 6... 8 кг/м²; 10... 15 мм - 7... 10 кг/м²; 15... 20; 20... 25 мм — 9... 12 кг/м². При распределении горячего щебня темпе­ратура покрытия должна быть в пределах 90...110°С и выше. Более точно температуру смеси в покрытии перед распределени­ем щебня определяют опытным путем (она зависит от темпера­туры воздуха, температуры и размера втапливаемого щебня).

Устройство слоев из открытых битумоминеральных смесей. Открытые битумоминеральные (БМО) смеси имеют повышенное содержание щебня (55... 85 %), обеспечивающее каркасную струк­туру слоя и поверхность с высокими параметрами шероховатости. Остаточная пористость смеси варьируется в пределах 3...7 %. В качестве за­полнителя, как правило, используют дробленые пески и отсевы продуктов дробления горных пород (не ниже марки 800), содер­жащие до 6 % каменной пыли, которая выполняет роль минераль­ного порошка.

Слой укладывают в сухую теплую погоду при температуре воз­духа не ниже +5 °С на тщательно очищенный от пыли и грязи сухом покрытии. На эксплуатируемых покрытиях должен быть выполнен текущий ремонт. Цементобетонное покрытие за 1 — 2 дня до укладки смеси подгрунтовывают жидким битумом (класса СГ) по норме 0,2...0,3 л/м². Непосредственно перед укладкой смеси на покрытие разливают горячий вязкий битум марок БНД 90/130, 130/200 из расчета 0,5...0,6 л/м². Асфальтобетонное покрытие подгрунтовывают жидким битумом марки СГ 70/130 по норме 0,2...0,3 л/м² или вязким битумом марки БНД 90/130 по норме 0,3...0,4 л/м². Смесь укладывают асфальтоукладчиком с выключенными трамбующим брусом и виброплитой слоем, тол­щина которого зависит от размера щебня. Температуру распре­деления принимают по ГОСТ 9128 — 97. Уложенную смесь немед­ленно уплотняют самоходными катками на пневмошинах или с обрезиненными вальцами в следующем порядке:

1) при температуре воздуха +15 °С и выше и скорости ветра не более 5 м/с: 10—14 проходов по одному следу легких катков при температуре смеси 120... 140°С (меньшее число проходов отно­сится к смеси пластичной, большее — к смесям сыпучей конси­стенции); 6—10 проходов тяжелых катков при температуре смеси 90... 120°С (меньшее число проходов относится к пластичным смесям, большее — к смесям сыпучей консистенции). После про­хода легких катков параметры макрошероховатости составляют 0,8...0,9 от требуемых. После уплотнения тяжелыми катками ма­крошероховатость поверхности, плотность, водостойкость слоя достигают требуемых значений. Минимальная температура уплот­нения слоев из горячих смесей 50 °С;

2) при температуре воздуха +5...+15°С и скорости ветра не более 10 м/с: 5 — 8 проходов легких катков при температуре сме­си 130... 150 °С; 14—18 проходов тяжелых катков при температуре смеси 100... 130 °С.

Поверхностная обработка покрытий. На асфальтобетонных и других черных покрытиях устраивают, как правило, одиночную поверхностную обработку, на цементобетонных — двойную. При выборе способа поверхностной обработки учитывают ее назна­чение, условия движения по дороге, климатические условия района строительства, характеристики имеющихся материалов, технологические возможности средств механизации. Для поверх­ностной обработки используют фракционированный щебень по ГОСТ 8267 — 93 из трудношлифуемых изверженных и метамор­фических пород марки не ниже 1200 фракций 5... 10; 10... 15; 15... 20; 20... 25 мм с преимущественно кубовидной формой зерен. Содержание пластинчатых зерен должно составлять не более 15 %. Содержание пылеватых, глинистых и илистых частиц не должно превышать 1 мас. %. В качестве вяжущего используют битум и битумные эмульсии.

Поверхностная обработка с применением вязкого битума. Для поверхностной обработки применяют вязкие дорожные би­тумы (ГОСТ 22245 — 90), щебень должен быть получен из пород высокой прочности и износостойкости. Допускается применять разнопрочный щебень с содержанием менее прочного компонен­та не более 50 %. Битум для поверхностной обработки применя­ют при температуре нагрева, обеспечивающей его нормальное прилипание к минеральному материалу. Для улучшения прили­пания возможно использовать поверхностно-активные добавки или активаторы. Щебень должен быть обработан битумом по норме 1... 1,5 % массы щебня (битум марок БНД 60/90, 90/130, 130/200, МГ 70/130, 130/200 и др.). Возможно применение щебня, не обработанного вяжущим, но на дорогах с интенсивностью движения менее 1 000 авт./сут. Не обрабатывают битумом щебень, используемый для второй россыпи при устройстве поверхностной обработки с двукратным распределением щебня.

Поверхностную обработку устраивают в летний период на сухом и достаточно прогретом покрытии при температуре воз­духа не ниже +15 °С. Процесс обработки включает в себя следую­щие операции:

• устранение всех имеющихся повреждений и дефектов на по­крытии;

• тщательную очистку покрытия от пыли, грязи, остатков ма­териала после ремонта;

• розлив вяжущего;

• распределение щебня;

• уплотнение щебня.

При оди­ночной поверхностной обработке с двукратным распределением щебня вяжущее наносят в большем количестве. По нему сначала распределяют щебень с размерами зерен 15... 25 мм с прикаткойего катками, а затем фракции с размерами зерен 5... 10 мм, ко­торый укатывают 4 — 5 проходами катка по каждому следу со скоростью 2...3 км/ч. Битум должен полностью покрывать по­верхность покрытия, без пропусков. Щебень можно распределять самоходными, навесными и веерными распределителями. Его немедленно укатывают средними (два-три прохода по одному следу), а затем тяжелыми катками (не менее двух проходов по одному следу). Следует применять катки на пневматических ши­нах или с обрезиненными вальцами.

Двойная поверхностная обработка предусматривает розлив битума в два приема с распределением щебня после каждого роз­лива и его укаткой. Движение транспортных средств открывается после укатки щебня. Первые 10 дней скорость движения ограни­чивают до 40 км/ч с регулированием движения по ширине про­езжей части. В первые три дня ежедневно удаляют незакрепившийся щебень капроновыми щетками.

Поверхностная обработка с использованием битумной эмульсии. При этом способе обработки используют преимуще­ственно катионные битумные эмульсии класса ЭБК-1 и ЭБК-2. Менее эффективно применение анионных эмульсий. Эмульсии должны выдерживать испытания на сцепление пленки вяжущего со щебнем по ГОСТ Р 52128 — 2003. При использовании катионных эмульсий щебень не обрабатывают вяжущим, при использо­вании анионных лучше применять черный щебень. При исполь­зовании катионных битумных эмульсий работы производят при температуре воздуха не ниже +5 °С, при использовании анион­ных — не ниже +15 °С.

Для прочного сцепления битумной эмульсии с обрабатывае­мым покрытием следует обеспечить его чистоту. При сухой жар­кой погоде покрытие увлажняют (0,5 л/м²) непосредственно перед основным розливом эмульсии. Температуру и концентрацию эмульсии устанавливают в зависимости от погодных условий: при температуре воздуха ниже +20 °С применяют эмульсию с концен­трацией битума 55...60% и температурой 40...50°С; при темпе­ратуре воздуха выше +20 °С подогревать эмульсию не нужно и концентрацию битума можно уменьшить до 50%. Вязкость эмульсии должна быть в пределах 15... 30 с.

Распределение эмульсии и щебня может производиться раз­дельно и синхронно. При раздельном распределении эмульсию первоначально разливают в количестве 30 % нормы и рассыпают 70 % нормы щебня. Сразу после этого разливают остальное ко­личество эмульсии (70 %) и распределяют оставшийся щебень. Щебнераспределитель должен двигаться как можно ближе к ав­тогудронатору и рассыпать щебень перед собой. Уплотнение (самоходные катки на пневмоходу или с обрезиненными вальца­ми совершают 4—5 проходов со скоростью до 5 км/ч) начинают с момента начала распада эмульсии и заканчивают в момент его окончания. При синхронном распределении эмульсия и щебень попадают на покрытие с интервалом времени не более 1 с. При таких условиях эмульсия успевает до начала распада заполнить поры покрытия и щебня и тем самым создать благоприятные условия для последующего уплотнения поверхностной обработки. Синхронное распределение осуществляют с помощью битумо-щебнераспределителей.

Поверхностная обработка с использованием литых эмульсионно-минеральных смесей. Литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС) состоят из минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка), водного раствора ПАВ и катионной битумной эмульсии. Минеральную часть ЛЭМС подбирают по принципу плотных смесей: для щебеночных смесей используют щебень фракции 5... 10 или 5... 15 мм либо смесь дробленого и природного песков фракции 0...5 мм и минеральный порошок. Массовая доля битума с эмульгатором в катионных эмульсиях класса ЭБК-2 и ЭБК-3 должна составлять 50... 55 %. Расход битумной эмульсии в пересчете на битум состав­ляет 7... 9 %. Количество ПАВ в водном растворе зависит от их вида (четвертичные соли аммония — ОД...0,6 %, адгезионная битумная присадка БП-3 — 0,5... 1,0 % от массы воды). Расход воды для пред­варительного смачивания составляет ориентировочно 5... 12 % массы минеральных материалов. Его уточняют в лаборатории и корректируют на месте приготовления ЛЭМС с учетом влажности минеральных материалов и их температуры. Время распада эмуль­сии в ЛЭМС должно составлять 40... 120 с. Распад эмульсии дол­жен произойти немедленно после распределения смеси на поверх­ности покрытия. Приготавливают и распределяют ЛЭМС специ­альной однопроходной машиной. Толщина укладываемого слоя для песчаной ЛЭМС — 5... 10 мм, для щебеночной — 10... 15 мм. По предварительно очищенному и обработанному водой покры­тию ЛЭМС распределяют при непрерывном движении машины. Уплотнения ЛЭМС не требуется. Движение транспортах средств можно открывать через 2...3 ч после окончания работ с ограни­чением скорости до 40 км/ч в течение 1 — 2 сут.

Устройство тонкослойных покрытий из литых эмульсионно-минеральных смесей по способу Сларри Сил. Устройство тон­кослойных холодных покрытий с применением ЛЭМС позволяет восстановить утраченные свойства покрытия в процессе его экс­плуатации. В качестве вяжущего в ЛЭМС применяют катионные эмульсии прямого типа классов ЭБК-2 и ЭБК-3 с содержанием битума 60... 65 %. Минеральную часть ЛЭМС для устройства тон­кослойных холодных покрытий подбирают по типу плотных — она может состоять из смесей фракций 0...3; 0...5; 0...8; 0... 11 мм. Следует использовать щебеночные отсевы из трудношлифуемых горных пород марки не ниже 1000. Крупные фракции должны быть преимущественно кубовидной формы. Содержание фракции менее 0,071 мм должно быть в пределах 5... 15 %.

Для регулирования времени распада эмульсии применяют цемент марки не ниже 400. Содержание свободной извести в це­менте не ограничивается, а его расход составляет до 2 % массы каменных материалов. Скорость распада эмульсии регулируют с помощью аддитивных добавок, вид которых подбирают в лабо­ратории (например, 10%-ный водный раствор сульфата аммония в количестве 0,24... 0,36 л/м²). Расход аддитивных добавок зависит от температуры воздуха и может меняться в течение смены. Для обеспечения лучшего сцепления вяжущего с каменными мате­риалами и снижения расхода аддитивных добавок применяют гашеную известь с расходом до 1,5 % массы каменных материа­лов.

Техническая вода должна иметь жесткость не менее 6 мг-экв/л. Производство работ по устройству тонкослойных покрытий из ЛЭМС разрешается при температуре воздуха не ниже +5 °С. Про­цесс строительства включает в себя очистку и подготовку покры­тия; устройство тонкослойного покрытия из ЛЭМС (включая загрузку укладывающих машин); уход и регулирование движения по свежеуложенному слою.

Подготовка покрытия заключается в проведении подгрунтовки эмульсией с расходом 0,4...0,6 л/м² в зависимости от степени из­ношенности покрытия. Расчетный расход эмульсии принят рав­ным 0,5 л/м².

К устройству покрытия необходимо приступать непосредствен­но после полного распада эмульсии, нанесенной на покрытие при подгрунтовке. Минимальный срок ожидания после подгрунтов­ки — 30 мин. В процессе укладки ЛЭМС необходимо контроли­ровать процесс распада эмульсии и консистенцию смеси путем изменения количества воды и раствора аддитивной добавки. Рас­ход других компонентов не меняется. Необходимо следить и за точностью дозировки минеральных компонентов. Расход эмуль­сии устанавливают строго по расчету. Количество воды зависит от погоды: в холодную погоду ее меньше, в жаркую — больше. Расход воды при введении непосредственно в смесь составляет в среднем 12 % массы каменных материалов.

Непосредственно перед укладкой ЛЭМС покрытие дороги увлажняют. Увеличение температуры ЛЭМС ускоряет процесс распада эмульсии. Поэтому температуру воздуха измеряют еже­часно (особенно в жаркие дни), чтобы уточнять величину адди­тивной добавки. Слой покрытия сразу после укладки должен иметь темно-коричневый цвет. Через 30...60 мин покрытие ста­новится черного цвета.

Открытие движения по свежеуложенному покрытию из ЛЭМС разрешается не менее чем через 1 ч после укладки, когда автомо­били не оставляют на нем следов. В холодную погоду этот срок увеличивается. В дождь движение автомобилей не разрешается. После открытия движения скорость автомобилей ограничивают до 40 км/ч на период от 2 до 8 ч. В случае дождя ограничение скорости движения по участку дороги продлевают как минимум на 2 ч после окончания дождя.

Поиск по сайту: