39 Обеспечение шероховатости.

Шероховатость, соответствующая требованиям безопасности дорожного движения, обеспечивается комплексным подходом к проектированию и строительству дорожного покрытия и слоя износа на его поверхности. Обычно, слой износа устраивается с шероховатой поверхностью. Слой износа может представлять собой часть покрытия, не включаемую в расчет по прочности. Слой износа может устраиваться в виде дополнительного тонкого слоя на поверхности покрытия, как правило, из материала, отличного от материала покрытия. В зависимости от требуемого типа шероховатости дорожного покрытия используют различные методы ее устройства (табл. 20.1).

Тип шероховатой поверхности назначают в зависимости от категории дороги: для дорог I категории - С_шер или К_шер; II категории - С_шер, К_шер, М_шер; III категории - С_шер, К_шер, М_шер, К_шип, С_шип; IV и V категорий - К_шер, С_шер, К_шип, М_шер, М_шип.

При создании шероховатой поверхности на покрытиях из асфальтобетонов типа В, В_х, Д_х путем строительства поверхностной обработки с применением битума, битумной эмульсии или втапливания щебня в поверхность свежеуложенного асфальтобетона размер щебня, использованного для создания шероховатости, и начальная глубина впадин макрошероховатости должны быть рассчитаны. При этом необходимо учитывать интенсивность и скорость движения автомобилей, состав транспортного потока, характеристики атмосферных осадков, требования безопасности движения, необходимый срок службы шероховатой поверхности, требования охраны природы, облегчение содержания дорог в холодный период года. Необходимо учитывать и требования экономики: стоимость строительства должна быть наименьшей, шероховатость - сохраняться в течение заданного периода времени, сопротивление качению автомобильных шин должно быть минимальным. Расчет макрошероховатости заключается в назначении высоты ее неровностей на последний год службы, определении начальной макрошероховатости и микрошероховатости в конце периода работы покрытия или слоя износа, проверке соответствия назначенных параметров макрошероховатости требованиям дренажа воды и др. [96].

Размер шероховатости поверхностной обработки регулируют подбором размера щебня, однако крупношероховатые поверхностные обработки, устраиваемые из щебня размером 15-20 и 20-25 мм, не рекомендуется применять на участках дорог в пределах населенных пунктов, поскольку они способствуют повышению уровня шума от проезжающих автомобилей.

В районах с частыми снегопадами, большими снегопереносами и гололедом влажный снег и лед забивают зазоры между выступами и повышают скользкость покрытий. Поэтому устройство крупношероховатых покрытий в районах с длительной зимой нецелесообразно. Не имеет смысла устройство шероховатых покрытий в засушливых районах, где основную часть года стоит сухая, жаркая погода.

В зависимости от типа покрытия устраивают одиночную, двойную, а в некоторых случаях тройную обработку, поскольку шероховатая обработка одновременно служит и слоем износа и защитным слоем покрытия. На асфальтобетонных и усовершенствованных облегченных покрытиях устраивают преимущественно одиночную поверхностную обработку, а при ремонте цементобетонных покрытий часто устраивают двойную обработку. Устройство шероховатых поверхностей с применением горячих асфальтобетонных смесей с повышенным содержанием щебня предусматривают на автомобильных дорогах I-III категорий.

Поверхностная обработка - это способ создания шероховатой поверхности покрытия и устройства слоев износа и защитных слоев путем розлива на основание тонкого слоя органического вяжущего, распределения высокосортного щебня и его уплотнения (рис. 20.3). Во многих странах поверхностную обработку называют Chip Seals - щебеночные защитные (изолирующие) слои

Одним из высокоэффективных и экономичных способов создания прочного, шероховатого и износостойкого слоя, особенно на дорогах с интенсивным движением грузовых автомобилей и автомобилей с шипами, является способ втапливания щебня.

Втапливание щебня - это способ устройства шероховатого слоя износа путем укладки тонким слоем песчаной или мелкозернистой малощебенистой асфальтобетонной смеси типа В или Д, ее предварительного уплотнения, немедленного распределения прочного щебня слоем в одну щебенку и вдавливания (втапливания) его катками в слой свежеуложенного асфальтобетона. Толщина слоя асфальтобетона должна быть не менее 3 см (рис. 20.10).

Лучшие результаты по качеству шероховатого слоя достигаются при втапливании горячего черного щебня в горячий асфальтобетон. Такая технология возможна при наличии одного смесителя для синхронного приготовления черного щебня и другого смесителя для приготовления асфальтобетона. Возможно втапливание холодного черного щебня в горячий асфальтобетон, при этом щебень должен обрабатываться вяжущим заблаговременно (например, в зимний период).

При реконструкции, усилении или ремонте покрытий для применения способа втапливания предварительно подготавливают старое покрытие как для поверхностной обработки.

Технология работ включает следующие операции (рис. 20.12):

очистка покрытия от пыли и грязи, ямочный ремонт, заливка трещин, устранение неровностей;

подгрунтовка, то есть розлив жидкого битума или битумной эмульсии с расходом соответственно 0,3-0,5 л/м² или 0,5-0,8 л/м²;

укладка малощебенистой или песчаной асфальтобетонной смеси слоем 2-4 см и предварительное уплотнение трамбующим брусом асфальтоукладчика. Эта операция производится, когда подгрунтовка впитается или загустеет;

немедленное распределение щебня слоем в одну щебенку при помощи щебнераспределителя с боковой загрузкой или с загрузкой его грейферным погрузчиком из самосвала, идущего сбоку от щебнераспределителя. Расход щебня зависит от размера фракции:

щебень фракции (5-10) мм - (03-1,1) м³/100 м²;

щебень фракции (10-15) мм - (1,1-1,2) м³/100 м²;

щебень фракции (15-20) мм - (1,2-1,4) м³/100 м².

Во время распределения щебня температура уложенной смеси на покрытии должна быть не менее 90-110°С для горячих смесей и 60-80°С для теплых;

втапливание щебня за один-два прохода легких катков и немедленная укатка средними и тяжелыми катками на пневматическом ходу при постепенном повышении скорости их движения от 2 до 15 км/ч.

Число проходов катков и продолжительность укатки устанавливают в зависимости от толщины уложенного слоя, типа смеси и ее температуры и температуры окружающего воздуха. Так, при толщине слоя 4 см и температуре воздуха 20°С число проходов средних катков составляет 4-5, а тяжелых 8-10.

Горячую асфальтобетонную смесь укладывают толщиной 3,5-4 см и сразу уплотняют вибробрусом асфальтоукладчика до степени уплотнения 0,85. Немедленно на горячий слой распределяют слоем в одну щебенку черный щебень фракций 12-20 мм с расходом 10-12 кг/м² и втапливают гладковальцовыми вибрационными катками.

Щебень для втапливания получают дроблением прочных гранитных пород и обрабатывают его в установке модифицированным вязким битумом с пенетрацией 30-40 и расходом 1 % от массы щебня. При этом щебень нагревают до 220°С, а битум до 180°С.

После перемешивания обработанный щебень охлаждают водой и используют для втапливания. В результате получают плотный, очень прочный и шероховатый слой износа с высокими сцепными качествами. Эти слои отличаются большей шероховатостью и значительно большим сроком службы, чем слои износа, построенные по способу поверхностной обработки с применением тех же вяжущих и минеральных материалов