ROAD31415.NAROD.RU

Холодный асфальтобетон. Возможности продления сезона строительных и ремонтных работ

Руденский А.В.

Холодный асфальтобетон. Возможности продления сезона строительных и ремонтных работ

Новости в дор. деле: Науч.-техн. информ. сб.

Информавтодор. М., 2006. - Вып. 1. - с. 11 - 42.

Извлечение

Холодные асфальтобетонные смеси применяют для устройства покрытий на дорогах местной сети с небольшой интенсивностью движения, а также при ремонте дорожных асфальтобетонных покрытий всех типов. Особенностью использования таких смесей является возможность проведения строительных и ремонтных работ при более низких температурах воздуха, чем это допускается при применении горячих асфальтобетонных смесей.

Актуальной задачей в настоящее время считается обеспечение возможности круглогодичного проведения работ по строительству и ремонту дорожных асфальтобетонных покрытий и повышение их долговечности.

Важность решения этой задачи определяется тем, что дорожные асфальтобетонные покрытия являются преобладающим типом покрытий автомобильных дорог, рассчитанных на современное скоростное движение. Такие дороги составляют основу дорожной сети страны и выдерживают основной объем автотранспортных перевозок.

Значительные усилия дорожных организаций затрачиваются на поддержание сети дорог с асфальтобетонными покрытиями в состоянии, обеспечивающем требуемые показатели ровности и сцепления, поэтому необходимо проведение своевременного ремонта асфальтобетонных покрытий с целью устранения возникающих в процессе эксплуатации повреждений.

К основным видам текущего ремонта асфальтобетонных покрытий относят устранение повреждений в виде выбоин, трещин, колей, обломов и неровностей кромок. При ремонте соблюдают общую технологическую последовательность, которая включает подготовку поврежденного участка, приготовление, укладку, разравнивание и уплотнение смеси (в случае необходимости).

Одним из распространенных видов повреждений является образование выбоин, заделка которых требует проведения ямочного ремонта покрытий.

Ямочный ремонт асфальтобетонных покрытий осуществляется в следующей последовательности:

- ограждение места производства работ;

- очистка покрытия от пыли и грязи;

- определение зон разрушения покрытия и разметка мест ремонта;

- нарезка контуров «карт»;

- вырубка и их очистка;

- сушка «карты»;

- огрунтовка стенок и дна «карты»;

- укладка и разравнивание смеси;

- уплотнение смеси и отделка мест сопряжения;

- уборка и вывоз асфальтобетонного лома;

- контроль качества ремонтных работ;

- снятие ограждений.

Технология ямочного ремонта с использованием холодных асфальтобетонных смесей

Наиболее перспективными и экономически выгодными являются технологии, позволяющие проводить ремонт в течение года с использованием холодной асфальтобетонной смеси, которая содержит минеральный материал подобранного зернового состава, воду и жидкое органическое вяжущее. Ее приготавливают на асфальтобетонном заводе, складируют и укладывают в холодном состоянии. При ее приготовлении можно применять местные материалы, в том числе отходы камнедробления, пески. Лучшие результаты обеспечиваются при использовании карбонатных материалов с максимальной величиной зерен 20 мм.

В качестве жидких вяжущих применяют нефтяные остаточные битумы (гудроны) или разжиженные битумы. Вязкость вяжущих для проведения работ летом принимается в пределах C560 = 60 - 100 с, для работ весной или осенью - в пределах 20 - 60 с. Зерновые составы минеральной части смеси подбирают по принципу плотной смеси, при этом ориентировочное содержание частиц мельче 0,071 мм в смеси составляет 3 - 12 %. Оптимальное количество жидкой фазы в смеси, обеспечивающее максимальную плотность, определяют с помощью прибора стандартного уплотнения.

Ориентировочное содержание битумного вяжущего в смеси составляет 4 - 8 % (сверх 100 % по массе минеральной части). Состав уточняется в лаборатории. При применении кислых минеральных материалов в смесь вводят известь или цемент, а в битум следует добавлять адгезионные добавки.

Требования к уплотненной холодной асфальтобетонной смеси следующие: водонасыщение пористых смесей должно быть в пределах 5 - 12 %, плотных - не выше 5 %. Прочность при сжатии при температуре 20 °С сухих образцов должна быть не менее 1 МПа, коэффициент водостойкости - не менее 0,7.

Смесь готовят на асфальтобетонных установках, снабженных системой подачи и дозирования воды (например, с помощью дозировочного бачка или водомера, установленного на водопроводной трубе). Для равномерного распределения воды в смесителе в нем устанавливают трубу с отверстиями диаметром 10 - 15 мм, шагом 50 мм.

Предварительно отдозированные минеральные материалы (с влажностью, равной или ниже проектной) без подогрева и высушивания подают в смеситель. В случае если влажность материала превышает проектную, его следует подогреть в сушильном барабане до температуры 60 - 90 °С. При необходимости в смесь добавляют активатор, дозируя его после минеральных материалов. При влажности минеральных материалов ниже проектной в смеситель вводят необходимое количество воды и перемешивают в течение 5 - 10 с.

Вяжущее при рабочей температуре (70 - 90 °С) дозируют в смеситель за один прием. Время перемешивания смеси составляет 25 - 50 с. Готовую смесь выгружают в автомобиль-самосвал и вывозят к месту производства работ [1].

Одним из преимуществ этой технологии является возможность заготавливать смесь впрок, что позволяет проводить ремонтные работы зимой и ранней весной. Условная вязкость вяжущих (по вискозиметру с отверстием 5 мм при температуре 60 °С) при использовании карбонатных минеральных материалов должна быть в пределах 20 - 30 с, кислых материалов - 40 - 60 с. Количество вяжущего в этом случае должно быть минимально допустимым, обеспечивающим требуемые свойства смеси.

Согласно данным, приведенным в работе [1], допустимая температура смеси на карбонатных материалах при складировании ее в штабель для длительного хранения должна быть не выше 40 °С, при этом смесь может храниться в штабеле высотой не выше 2 м до шести месяцев. Смесь на гранитном песке допускается хранить в штабеле высотой до 4 м в течение 1 года. Смесь при хранении во избежание переувлажнения желательно накрыть любым водонепроницаемым материалом.

Ремонтные работы по устранению выбоин можно осуществлять с использованием традиционных составов холодных асфальтобетонных смесей при температуре воздуха не ниже -10 °С, при этом снег или мелкий несильный дождь не являются препятствием к проведению ремонта. На участках с интенсивностью движения до 1000 авт./сут необходимо применять смеси плотного типа, выше 1000 авт./сут допускается использование и пористых смесей. При глубине выбоины до 3 см ее необходимо углубить до 5 см с помощью перфоратора или мотобетонолома. При глубине выбоины более 10 см нижнюю ее часть заполняют необработанным щебнем или щебнем, обработанным органическим вяжущим, с уплотнением трамбовкой, дно и стенки выбоины перед укладкой смеси очищают от грязи, тщательно промывают водой, после чего воду удаляют метлами или с помощью мешковины и заполняют асфальтобетонной смесью. При этом огрунтовку дна и стенок выбоины не делают. Заполнение смесью ведут постепенно с трамбованием и с некоторым запасом по высоте, учитывая последующее доуплотнение движущимися транспортными средствами. Этот запас составляет ориентировочно 1,0 - 1,5 см на 5 см глубины выбоины. Окончательное уплотнение ремонтируемого участка проводят пневмокатком за 3 - 5 проходов по одному следу. Движение по дороге можно открывать сразу после проведения ремонтных работ.

Формирование структуры материала происходит в течение 3 - 30 сут в зависимости от погодных условий и интенсивности движения транспортных средств. Опыт эксплуатации показывает, что на участках, отремонтированных в неблагоприятные периоды года, «заплаты» имеют, как правило, срок службы не более 1 года. Более высокое качество работ достигается при использовании для ремонта холодных складируемых асфальтобетонных смесей, приготавливаемых на основе битумных эмульсий или битумов, содержащих растворители.

Холодные складируемые асфальтобетонные смеси, приготавливаемые с применением битумных эмульсий, предназначены для круглогодичного ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог III - V категорий при температуре воздуха не ниже -5 °С. Они представляют собой смесь щебня, песка из отсевов дробления и катионной битумной эмульсии, взятых в определенных соотношениях, приготовленную в установке и укладываемую в холодном состоянии в подготовленные «карты». Эти смеси могут упаковываться в герметичную тару и храниться на складе в открытых штабелях. Срок хранения в герметичной таре - до шести месяцев, в штабелях - до трех месяцев.

По зерновому составу эти смеси подразделяются на мелкозернистые с наибольшим размером зерен 5 или 6 мм и среднезернистые с наибольшим размером зерен 10 - 12 мм или 15 - 16 мм в зависимости от используемых производителем размеров сит. Зерновой состав минеральной части смесей должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 1.

Таблица 1

Зерновой состав минеральной части холодной асфальтобетонной смеси

Сита с размером отверстий, мм

Количество частиц минеральной части мельче данного размера зерен, % по массе

0 - 5 мм

0 - 10 мм

0 - 15 мм

15

-

-

95 - 100

10

-

95 - 100

45 - 70

5

95 - 100

25 - 50

20 - 70

2,5

5 - 25

5 - 25

5 - 25

1,25

5 - 15

5 - 15

5 - 15

0,63

4 - 10

4 - 10

4 - 10

0,315

3 - 6

5 - 6

3 - 6

0,14

2 - 5

2 - 5

2 - 5

0,071

0 - 4

0 - 4

0 - 4

Для производства холодных складируемых смесей используют катионные битумные эмульсии на пластифицированном битуме со средней скоростью распада.

Ориентировочное содержание вяжущего в холодных складируемых асфальтобетонных смесях назначается для смесей с размером зерен минеральной части 0 - 15 мм 4,5 - 5,5 %, 0 - 10 мм - 5,0 - 5,5 %, 0 - 5 мм - 5,5 - 6,0 %. Уточненное содержание вяжущего устанавливают в лаборатории по результатам испытаний образцов на прочность. Содержание пластификатора в нефтяном битуме для этого типа смесей назначается в соответствии с необходимой продолжительностью хранения и температурным режимом планируемого периода укладки смеси.

Для производства холодных складируемых асфальтобетонных смесей используют смесительное оборудование периодического действия, оснащенное мешалками принудительного перемешивания, а также весовыми дозаторами минеральной части смесей и объемными дозаторами для битумной эмульсии и воды. Точность дозирования минерального материала должна быть не ниже ± 5 % по массе, эмульсии - ± 3 % по массе. Время цикла перемешивания в двухвальном смесителе периодического действия составляет 15 - 25 с, время подачи эмульсии в смеситель - 5 - 10 с.

Приготовленная холодная асфальтобетонная смесь по завершении цикла перемешивания должна быть отгружена в транспортное средство или фронтальный погрузчик и отправлена на склад или к месту производства ремонтных работ.

Показатели физико-механических свойств холодных складируемых асфальтобетонных смесей в зависимости от условий их применения должны соответствовать требованиям ГОСТ 9128-97.

Холодная складируемая асфальтобетонная смесь при хранении на складе проходит активный процесс «вызревания», обеспечивающий повышение ее структурно-механических свойств. Для ускорения этого процесса она должна находиться на складе в штабелях высотой не более 2 м. При этом допускается образование на поверхности штабеля корки повышенной прочности, которая легко разрушается при работе погрузочных средств. Смесь, подлежащая затариванию в герметичную тару, должна пройти на складе период «вызревания» в течение 7 - 8 сут.

После проведения ремонтных работ с использованием холодной смеси на отремонтированную поверхность перед открытием движения транспортных средств наносится защитный слой путем розлива эмульсии с расходом 0,3 - 0,4 кг/м2 и россыпи по ней песка с расходом 3 - 5 кг/м2.

Как правило, проведение работ по ямочному ремонту проводится в теплое время года. Это обстоятельство не позволяет своевременно устранять повреждения, возникающие в осенне-зимний период, что приводит к ускоренному их развитию и отражается не только на состоянии поверхности покрытий, но и снижает срок службы всей дорожной конструкции и влияет на безопасность движения.

Несвоевременность проведения работ по устранению выбоин в неблагоприятные периоды года объясняется погодными факторами. В условиях пониженных температур и высокой влажности воздуха затрудняется обеспечение качественного сцепления асфальтобетонной смеси, используемой для ремонта, с ремонтируемым покрытием.