7.3. Дозаторы
Все современные смесители оснащаются надежными дозирующими системами подачи гранулированных добавок от производителя. Но даже старые смесительные установки несложно самостоятельно оборудовать сравнительно неплохими дозаторами или приобрести уже готовые.
Последние тенденции в проектировании и изготовлении дозаторов - это применение универсальных систем, легко приспосабливаемых практически к любой смесительной установке, основанные только на весовом дозировании с использованием высокоточных весов с тензодатчиками.
Существует несколько отечественных и множество иностранных производителей подобных дозирующих систем. Все они работают по похожей схеме.
Например, универсальный дозатор производства Кременчугского машиностроительного завода, который возможно установить практически на любую асфальтосмесительную установку (рис. 74).
Рис. 74. Универсальный дозатор производства КМЗ
Внизу располагается бункер объемом 3-5 м2, из которого стабилизатор подается в весовой дозатор и далее по сигналу с пульта, одновременно с подачей минерального порошка, производится выгрузка стабилизатора непосредственно в смеситель или в линию подачи минерального порошка (в зависимости от технической конфигурации смесительной установки). Подача стабилизатора производится воздушным потоком по трубопроводу в автоматическом режиме.
7.4. Последствия нарушений проектного состава и технологии строительства
Хорошее качество и долговечность устраиваемых покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона могут быть обеспечены только при соблюдении проектного состава и технологии работ. Известны случаи раннего появления дефектов в покрытии из ЩМА из-за невыполнения данных условий.
Так, если в составе выпускаемой смеси будет снижено по каким-либо причинам содержание битума, то это приведет к повышению величин остаточной пористости и водонасыщения ЩМА, что может повлечь за собой в дальнейшем выкрашивание щебня с поверхности и снижение устойчивости покрытия к образованию выбоин.
От объема вяжущего в асфальтобетонной смеси прямо пропорционально зависит толщина битумной пленки на минеральной части. Битум в тонких пленках в значительно большей степени подвержен старению под действием высоких температур и окислению кислородом воздуха. Поэтому низкое содержание битума приводит к ускоренному старению асфальтобетона, делает его более хрупким и менее морозостойким, снижает трещиностойкость покрытия.
Превышение оптимального содержания вяжущего в составе смеси ведет к появлению битумных пятен на поверхности устраиваемого покрытия.
Кроме того, повышенное содержание битума в ЩМА снижает его сдвигоустойчивость и может привести к образованию колеи в процессе эксплуатации дорожного покрытия.
Высока роль применяемой стабилизирующей добавки (целлюлозного волокна), и если дозирующая система подачи ее в смеситель работает со значительной погрешностью, то вероятность недостаточного количества стабилизатора будет велика.
Это приводит не только к опасности расслоения смеси и прилипанию ее к днищу кузова автосамосвала и рабочим органам асфальтоукладчика, но и является одной из основных причин выдавливания или «выпотевания» битума на поверхность покрытия.
Напротив, повышенное содержание целлюлозы делает асфальтобетонную смесь «сухой» и приводит к увеличению показателей остаточной пористости и водонасыщения ЩМА.
Структура ЩМА оптимально сочетает максимальную жесткость минерального остова и высокую пластичность асфальтового вяжущего.
Повышенное содержание прочного кубовидного щебня в щебеночно-мастичном асфальтобетоне обеспечивает высокое сцепление с колесом автомобиля, шероховатость, сдвигоустойчивость и износостойкость покрытия, а повышенное содержание асфальтового вяжущего вещества (мастики) увеличивает водоморозостойкость, водонепроницаемость, деформативность при растяжении и усталостную стойкость защитного слоя.
При недостаточном содержании в составе смеси щебня и при преобладании мелких фракций или зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы неминуемо снижается сдвигоустойчивость асфальтобетона, что приведет к неоднородности эксплуатационных показателей и текстуры поверхности устраиваемого покрытия.
Стабильный зерновой состав песчаной части в составе асфальтобетона также имеет принципиальное значение в обеспечении качества устраиваемых дорожных покрытий.
Чрезмерно высокое содержание зерен размером от 1,25 до 5 мм делает щебеночно-мастичную смесь более сдвигоустойчивой, но в то же время и трудноуплотняемой, а высокое содержание зерен мельче 0,63 мм повышает плотность минерального остова и может явиться причиной появления битумных пятен при уплотнении покрытия катками.
Минеральный порошок в асфальтобетоне является не только мелким заполнителем пустот между более крупными зернами каменного материала, но и оказывает структурирующее действие на битумное вяжущее. Являясь дисперсной фазой в коагуляционной структуре асфальтовяжущего вещества, минеральный порошок в комбинации с битумом определяют прочность, деформативность, усталостные и тиксотропные свойства асфальтобетона.
Поэтому отклонения от проектного содержания минерального порошка в смеси как в меньшую, так и в большую сторону ухудшают физико-механические свойства ЩМА и снижают долговечность покрытия.
Процесс приготовления ЩМАС на асфальтобетонных заводах следует оптимизировать с учетом качества выпускаемой продукции. Время перемешивания смеси обратно пропорционально производительности асфальтосмесительной установки и должно ограничиваться. Однако недостаточное время перемешивания приводит к неоднородности выпускаемой смеси и ухудшает физико-механические свойства асфальтобетона.
Качество выполняемых работ напрямую зависит как от температурного режима приготовления смеси, так и от температуры укладки и уплотнения покрытия. Снижение температуры выпускаемой смеси ухудшает ровность устраиваемого покрытия и создает проблемы с уплотнением, особенно при пониженных температурах воздуха. Перегрев смеси способствует расслоению и ускоренному старению битума, что также снижает эксплуатационные свойства и срок службы покрытия.
Следует иметь в виду, что содержание битумного вяжущего может измениться в сторону увеличения от оптимального в результате укладки смеси на неравномерно подгрунтованную поверхность нижнего слоя или в случае обработки ее большим количеством битума. Лишняя подгрунтовка, как правило, проявляется в битумных пятнах на поверхности ЩМА и снижает устойчивость покрытия к колееобразованию.
Другие нарушения технологического регламента на стадии подготовительных работ также ухудшают качество укладки смеси.
Например, плохое качество установки копирных струн, как и неровная поверхность основания, приводят к ухудшению ровности устраиваемого покрытия.
Ровность покрытия снизится, если асфальтоукладчик во время укладки смеси делает частые остановки, изменяет скорость движения и испытывает толчки от автосамосвалов и выгружаемой смеси. Особенно заметно это бывает в случае применения легких колесных укладчиков.
Непременным условием хорошего уплотнения покрытия является укатка слоя при максимальной температуре. При большой длине захватки, как и при недостаточном количестве катков для заданного темпа укладки, требуемая степень уплотнения слоя не обеспечивается, что приводит к снижению эрозионной стойкости и износостойкости покрытия. Эта проблема резко усугубляется при укладке смеси на холодное и влажное основание и при нарушениях в зерновом составе минеральной части ЩМА.
В случае применения тяжелых катков весом более 11 т, как и в случае укатки слоя ЩМА с вибрацией, наблюдается дробление отдельных зерен щебня, которые впоследствии могут оказаться потенциальными очагами поверхностных разрушений покрытия.
Раннее открытие автомобильного движения по неостывшему свежеуложенному слою из ЩМА может привести к отрыву отдельных щебенок, прилипающих к пневматическим шинам автомобилей, как и к подсосу битума на поверхность полосы наката.
В первом случае создается опасность образования выбоин в холодные и влажные периоды эксплуатации покрытия.
Во втором случае снижается коэффициент сцепления колес автомобилей с поверхностью покрытия.
Следует отметить, что при устройстве дорожных покрытий из щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси наиболее часто возникает проблема образования битумных пятен.
Данный дефект не является критическим, так как он обычно не снижает долговечность покрытия, причем по мере износа битумной пленки требуемый коэффициент сцепления колес автомобилей с поверхностью покрытия восстанавливается.
Кроме того, если рассыпать на поверхность с битумными пятнами песок из отсева дробления или мелкие высевки в конце укатки слоя катками, то этот дефект можно устранить.
Тем не менее, допускать появление битумных пятен на поверхности устраиваемых покрытий из ЩМА нежелательно.
Появление битумных пятен на поверхности покрытия из ЩМА в основном вызывают следующие причины:
плохое распределение, недостаточное количество или отсутствие стабилизирующей добавки целлюлозы в составе щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси;
нарушен зерновой состав минеральной части в сторону снижения содержания щебня, замельчения песка, изменено соотношение между крупной и мелкой фракциями
щебня в сторону более плотного минерального остова или увеличено содержание минерального порошка в смеси;
превышено оптимальное содержание битума в смеси, в том числе и в результате использования чрезмерно большого количества вяжущего для подгрунтовки;
сегрегация смеси в процессе загрузки, транспортирования или распределения шнеком укладчика;
повышенная влажность поверхности, на которую производится укладка горячей щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси;
переуплотнение и раннее открытие движения по неостывшему слою.
В каждом конкретном случае необходимо установить причины появления битумных пятен на поверхности устраиваемого покрытия и оперативно их устранить.