8.5.5. Уплотнение асфальтобетонной смеси
Уплотнение асфальтобетонной смеси - основная технологическая операция, которая предопределяет физико-механические свойства покрытия. Недостаточное уплотнение асфальтобетонного покрытия - одна из основных причин его разрушения. Высококачественного уплотнения покрытия можно добиться только в том случае, когда в процессе укладки и уплотнения будут соблюдаться температурный режим, очередность смены катков и требуемое количество их проходов.
Продолжительность остывания асфальтобетонной смеси после ее укладки зависит от толщины слоя, начальной температуры смеси и погодно-климатических условий. Чем тоньше слой, тем быстрее он остывает и тем меньше времени отводится для работы каждого катка в указанном интервале температур. На рис. 8.5.2 показаны графики остывания смеси [54].
Рис. 8.5.2. Графики остывания асфальтобетонной смеси в слоях разной толщины: а - при температуре воздуха 10С; б - при температуре воздуха 23...25С
Для обеспечения правильного температурного режима при уплотнении горячих асфальтобетонных смесей СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» регламентирует температуру в начале уплотнения в соответствии с табл. 8.5.9.
Таблица 8.5.9
Рекомендуемая температура смесей
Вид смеси |
Марка битума |
Температура смеси в начале уплотнения °С |
|
высокоплотный, плотный асфальтобетон типов А и Б, пористый и высокопористый асфальтобетон с содержанием щебня (гравия) более 40 % |
плотный асфальтобетон типов В, Г и Д, пористый и высокопористый асфальт с содержанием щебня (гравия) менее 40 % массы и высокопористый песчаный |
||
Горячая |
БНД 40/60 БНД 60/90 БНД 90/130 БН 60/90 БН 90/130 |
120...160 |
100...130 |
БНД 130/200 БНД 200/300 БН 130/200 БН 200/300 |
100...140 |
80...110 |
|
|
СГ 130/200 МГ 130/200 МГО 130/200 |
70...110 |
|
Примечание. При использовании смесей с ПАВ температуру снижают на 10 20С.
Уплотнение смеси начинают непосредственно после ее распределения при температуре, при которой давление катка не превышает сопротивления сдвигу уплотняемого слоя при определенной длительности нагружения. Рекомендуемая температура для эффективного уплотнения смесей приведена в табл. 8.5.10.
Таблица 8.5.10
Температурные интервалы этапов уплотнения
Этапы уплотнения смеси в покрытии |
Температура смеси, °С |
||||
Тип А |
Тип Б |
Тип В |
Тип Г |
Тип Д |
|
Начало предварительного |
145...140 |
135...130 |
125...120 |
130...125 |
110...105 |
Начало основного |
125..120 |
115...110 |
105...100 |
110...105 |
90...85 |
Начало заключительного |
100...95 |
95...90 |
85...80 |
90...85 |
75...70 |
Окончание заключительного |
80...75 |
75...70 |
65...60 |
75...70 |
60...55 |
Примечание Температура начала укатки на последующем этапе соответствует окончанию работ на предыдущем этапе
Общее время охлаждения различных слоев смеси от 140...135С до 65...60С при определенных погодных условиях составит от 15 до 100 мин. В рамках этого времени необходимо выполнить весь объем работы по уплотнению.
Суммарное время работы укладчика и всех трех катков согласно [59] следует распределить между раскладкой и этапами уплотнения в пропорции примерно 1:1:2:2 (табл. 8.5.11).
Таблица 8.5.11
Временные интервалы уплотнения асфальтобетонных смесей
Толщина слоя покрытия, см |
Ориентировочное время, отводимое по условиям остывания слоя (мин.) на выполнение операции его уплотнения всеми катками при температуре наружного воздуха, °С |
|||||
0...2 |
4...5 |
8...10 |
13... 15 |
18...20 |
23...25 |
|
3...4 |
13...15 |
16...18 |
19...21 |
22...24 |
26...28 |
30...35 |
5...6 |
20...23 |
24...27 |
28...30 |
32..35 |
37...40 |
43...48 |
8...10 |
43...48 |
52...58 |
62...68 |
70...77 |
80...90 |
95...110 |
Примечание Указанное время соответствует скорости ветра 3...5 м/с. При его усилении до 8...10 м/с это время уменьшается на треть, в солнечную безветренную погоду увеличивается примерно на треть.
Техническая характеристика дорожных катков, которые могут быть использованы для уплотнения асфальтобетонных смесей, приведена в табл. 8.5.12. Рекомендации по назначению типоразмеров катков и количества их проходов даны в табл. 8.5.13 [59]. Последовательность проходов катков при уплотнении всех типов одинакова. При укладке смеси на всю ширину проезжей части на двухскатном профиле катки должны двигаться по уплотняемому покрытию от краев полосы к середине, а затем от середины к краям, перекрывая каждый след на 20...30 см. При устройстве покрытия с односкатным профилем уплотнение начинают с низовой стороны.
Таблица 8.5.12
Техническая характеристика отечественных дорожных катков
Параметры |
Статические самоходные катки с гладкими вальцами |
Самоходные вибрационные катки |
Самоходные пневмоколесные катки |
Комбинированные катки |
||||||
ДУ-48Б |
ДУ-49А |
ДУ-54А |
ДУ-47Б |
ДУ-31А |
ДУ-29 |
ДУ-52 |
ДУ-57-1 |
ДУ-58 |
ДУ-62 |
|
Масса катка, т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с балластом |
12,0 |
18,0 |
1,5 |
6,0 |
13,5 |
15,0 |
- |
- |
- |
- |
без балласта |
9,0 |
15,0 |
2,2 |
8,0 |
16,0 |
30,0 |
16,0 |
20,5 |
16,0 |
13,0 |
Ширина уплотняемой полосы, м |
1,85 |
1,29 |
0,87 |
1,40 |
1,92 |
2,22 |
2,0 |
2,4 |
2,0 |
2,2 |
Габаритные размеры, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
длина |
5,07 |
6,57 |
2,8 |
4,65 |
4,75 |
6,16 |
5,7 |
6,2 |
5,9 |
6,0 |
ширина |
1,85 |
2,04 |
1,1 |
1,8 |
1,80 |
2,89 |
2,4 |
2,7 |
2,4 |
2,4 |
высота |
3,00 |
3,41 |
2,2 |
2,85 |
3,09 |
3,41 |
3,4 |
3,2 |
3,3 |
3,2 |
Рабочая скорость движения, км/ч |
1,94...6,55 |
До 7,80 |
До 6,0 |
До 6,8 |
До 25 |
До 20 |
10,8 |
До 8 |
До 16 |
До 16 |
Марка двигателя |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Марка тягача |
Д-144-67 |
Д-144 |
УД25-Г |
Д-144-67 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Мощность двигателя, кВт |
- |
- |
- |
- |
66 |
95 |
110 |
147 |
95,5 |
95,5 |
Давление в шинах, МПа |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
0,3...0,8 |
0,3...0,8 |
0,35 |
0,3...0,8 |
0,3...0,8 |
Глубина уплотнения |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 8.5.13
Катки и количество их проходов для уплотнения асфальтобетонных смесей
Содержание щебня в смеси |
Тип выглаживающей плиты асфальтоукладчика |
Этапы уплотнения |
Масса катков, т Количество проходов по одному следу |
||
До 40 %, песчаные |
Пассивная |
I |
6...8 2...3 |
- |
6...8 2...3* |
II |
10...13 8...10 |
16 6...10 |
6...8 3...4** |
||
III |
11...18 4...8 |
- |
- |
||
|
Вибрационная |
I |
6...8 2...3 |
- |
6...8 2...3* |
II |
10...13 6...8 |
16 4...6 |
6...8 3...4** |
||
III |
11...18 4 |
- |
- |
||
Более 40 % |
Пассивная |
I |
10...13 8...10 |
16 6...10 |
6...8 8...10 |
II |
11...18 6...8 |
- |
- |
||
|
Вибрационная |
I |
10...13 8...10 |
16 4...6 |
6...8 4...6 |
II |
11..18 4...6 |
- |
- |
||
Примечания. 1. В числителе масса катка, т, в знаменателе - количество проходов катка по одному следу; * - вибратор включен; ** - вибратор выключен.
В процессе уплотнения необходимо соблюдать следующие правила:
1. Уплотнение следует производить в строгом соответствии с рекомендациями табл. 8.5.9...8.5.13.
2. Каток должен двигаться параллельно оси дороги со скоростью 2...3 км/ч, гладковальцовые катки в статическом режиме, в вибрационном - 3...4 км/ч, и катки комбинированного действия в статическом режиме - 3...4 км/ч, вибрационном - 5...6 км/ч, пневмоколесный - 6...11 км/ч.
3. На проезжей части с продольным уклоном более 30 ‰ уплотнение следует производить снизу вверх.
4. При первых проходах гладковальцовых катков во избежание волн и трещин ведущие вальцы должны быть впереди. Исключение составляют условия работ, указанные в п.3.
5. Во время уплотнения катки должны быть в непрерывном и равномерном движении.
6. Запрещается останавливать катки или резко менять направление движения на неуплотненном и неостывшем слое.
7. Проезд катка с одной полосы на другую должен осуществляться только на ранее уплотненной захватке.
8. Виброуплотнение проводить только в процессе движения катка. Включать и отключать вибрацию необходимо за пределами уплотняемой полосы на двигающемся катке.
9. Перед уплотнением пневмошины и вальцы катков необходимо смачивать (водой, водным 1 %-ным раствором отходов мыловаренной промышленности или смесью воды с керосином 1:1) и прогревать во избежание налипания на них смеси.
10. Для исключения образования волны каждый последующий след катка должен быть смещен в направлении уплотнения относительно предыдущего на величину, примерно равную диаметру вальца или пневмоколес (рис. 8.5.3).
Рис. 8.5.3. Последовательность прохода катков по слою, уложенному на всю ширину проезжей части
Недостатки, которые могут возникнуть при устройстве асфальтобетонных покрытий, и способы их устранения приведены в табл. 8.5.14 [58].
Таблица 8.5.14
Дефекты и способы их устранения
Возможные недостатки |
Причины их возникновения |
Способы устранения или предотвращения |
Состояние смеси |
||
Смесь дымится (синий дымок над смесью) |
Смесь перегрета свыше 180°С |
Сообщить на АБЗ о необходимости отрегулировать температурный режим. Смесь для верхнего слоя применять нельзя |
Смесь дымится (серый дымок над смесью) |
Избыточная смазка кузова |
Сообщить на АБЗ о том, чтобы смазку наносили более тонким слоем |
Глянцевая пленка на поверхности смеси (в кузове автомобиля) |
Расслоение смеси при перевозке или недостаточное перемешивание |
Увеличить продолжительность перемешивания |
Комья, трудно разрабатываемые, несмотря на высокую температуру смеси |
Недостаточное перемешивание или применен влажный минеральный порошок |
Указать АБЗ о контроле качества минерального порошка и о раздельном перемешивании: сначала сухого замеса, затем с битумом |
Смесь трудно укладывается |
Низкая температура смеси, избыток минерального порошка или недостаточное перемешивание |
Указать АБЗ: повысить температуру смеси; проверить работу дозировочного узла; раздельно перемешивать смесь сначала сухого замеса, затем с битумом |
Показатели укладки смеси |
||
Задирание (частичное или сплошное) поверхности укладываемого слоя |
Попадание в смесь крупного щебня, комков застывшей смеси, посторонних предметов, которые волокутся плитой укладчика пли трамбующим брусом |
Остановить укладчик, поднять рабочие органы и удалить посторонние предметы и др. |
Негладкая рваная поверхность, местами углубленная вдоль укладываемой полосы |
Смесь прилипает к поверхности выглаживающей плиты укладчика |
Очистить поверхность плиты и смазать ее (мазутом, соляровым маслом); подогреть плиту |
Неровная поверхность укладываемого слоя в продольном направлении |
Неправильное регулирование толщины слоя покрытия или неровность основания |
Проверить высотную разбивку и установить выглаживающую плиту в постоянном положении; при необходимости регулировать плиту плавно, без резкой смены толщины слоя |
Разрывы в покрытии в середине пли по краям |
Неправильная установка выглаживающей плиты. Увеличение подачи смеси |
Установить плиту в горизонтальное положение. Отрегулировать величину открытия шиберных заслонок |
Разрывы по всей ширине укладываемой полосы покрытия |
Неправильная установка трамбующею бруса по отношению к выглаживающей плите (брус установлен выше плиты) |
Установить трамбующий брус (в крайнем нижнем положении) на 4 мм ниже поверхности выглаживающей плиты |
Сдвижка слоя, наплывы па покрытии при укатке |
Высокая температура смеси или жирная смесь |
Сообщить на АБЗ о снижении температуры выпускаемой смеси и о проверке дозирования битума |
Появление трещин при уплотнении слоя покрытия |
Сухая смесь или недостаточно прочное основание |
Сообщить на АБЗ о недостаче битума в смеси. Проверить основание впереди укладки и рассыпать асфальтобетонную смесь слоем 10...15 мм и доуплотнить |