К.В. Беляев, В.С. Серебренников

УКЛАДКА И УПЛОТНЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.

ТЕОРИЯ И РАСЧЁТ

Омск 2015

0

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве»

К.В. Беляев, В.С. Серебренников

УКЛАДКА И УПЛОТНЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.

ТЕОРИЯ И РАСЧЁТ

Учебное пособие

Омск

СибАДИ

2015

1

УДК 625.76 ББК 39.311 Б42

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор В.А. Мещеряков (СибАДИ);

кандидат технических наук, доцент В.И. Лиошенко (СибАДИ)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве учебного пособия.

Беляев, К.В.

Б42 Укладка и уплотнение асфальтобетонных смесей. Теория и расчет :

учебное пособие / К.В. Беляев, В.С. Серебренников. Омск: СибАДИ, 2015. 208с. ISBN 978-5-93204-814-6

Изложены теоретические основы процесса укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей, а также рассмотрена организация и технология производства работ. Даны основные сведения о технологических свойствах асфальтобетонных смесей и их изменении при взаимодействии с рабочими органами машин.

Рассмотрено устройство и особенности расчета машин для укладки и уплотнения асфальтобетонных покрытий. Освещаются вопросы применения современных средств автоматизации для асфальтоукладчиков и дорожных катков.

Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям «Наземные транспортно-технологические средства», «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и направлениям «Наземные транспортно-технологические комплексы», «Эксплуатация транспортно-техно- логических машин и комплексов».

Может быть полезно для инженеров и механиков дорожных ремонтно-строительных организаций, эксплуатирующих дорожно-строительную технику.

УДК 625.76 ББК 39.311

2

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………….5

3

4

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УПЛОТНЕНИЮ

1.1. Конструкции дорожных одежд

сасфальтобетонным покрытием

Внастоящее время из покрытий капитального типа по-прежнему остаются наиболее распространёнными асфальтобетонные, которым присущи многие положительные свойства, основными из которых являются быстрое формирование готового покрытия и удобство в эксплуатации.

Наибольшеераспространениеполучили следующиеконструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием (рис. 1.1) [13]:

– двухслойное асфальтобетонное покрытие на двухслойном основании (рис. 1.1, а);

– двухслойное асфальтобетонное покрытие на однослойном основании (рис. 1.1, б);

– однослойное асфальтобетонное покрытие на двухслойном основании (рис. 1.1, в).

Рис. 1.1. Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием: 1 – верхний слой покрытия; 2 – нижний слой покрытия; 3 – верхний слой основания; 4 – нижний слой основания; 5 – слой основания;

6 – дополнительный слой основания

Асфальтобетонные смеси для слоев покрытия применяются в соответствии со СНиП 2.05.02–85, а для оснований – в соответствии со СНиП 2.05.02–85. Извлечения из них приведены в табл. 1.1.

6

Прочность дорожной одежды зависит от свойств материалов покрытия и основания, сочетания слоев из различных материалов в дорожной одежде и соблюдения технологии их укладки и уплотнения.

Прочность дорожной одежды характеризуется модулем упругости, сопротивлением растяжению при изгибе слоев из связных материалов и сдвигу для несвязных и пластично-связных материалов под действием нормальных и касательных сил. В соответствии с этим основными расчетными характеристиками слоев из асфальтобетона являются сопротивление растяжению при изгибе дорожной одежды от транспортных нагрузок и осевому растяжению при низкотемпературных усадках, сопротивление сдвигу от нормальных и касательных колесных нагрузок.

На сроки службы асфальтобетонных покрытий влияют также различия деформативных и теплофизических показателей покрытия и основания.

Чем больше различаются прочностные характеристики и линейное температурное расширение материалов покрытия и

7

основания, тем хуже их совместная работа под действием нагрузок, особенно при понижении температуры, когда возникает опасность развития температурных трещин.

Прочность и устойчивость асфальтобетона в покрытии.

Основными физико-механическими свойствами асфальтобетона в слоях дорожной одежды являются:

–прочность асфальтобетона при различных температурах, характеризующая сопротивление сжимающим силовым воздействиям при различных температурах;

–водостойкость, характеризующая потерю прочности асфальтобетона при водонасыщении;

–водонасыщение, характеризующее остаточную пористость материала;

–сдвигоустойчивость, характеризующая способность сопротивляться касательным напряжениям;

–трещиностойкость, характеризующая сопротивление растягивающим силовым воздействиям при низких температурах.

Однородность горячих смесей оценивается коэффициентом вариации предела прочности при сжатии при температуре 50 °С, а холодных смесей – коэффициентом вариации водонасыщения, которые должны соответствовать требованиям ГОСТ 9128 – 97. Методы определения показателей свойств асфальтобетона изложены в ГОСТ 12801 – 98.

Толщины слоев асфальтобетонного покрытия меняются мало:

–у двухслойного покрытия на двухслойном основании – верхний слой в пределах от 3,5 – 4 до 4 – 5 см, нижний слой в пределах

5 – 6 см;

–у двухслойного покрытия на однослойном основании – верхний слой в пределах от 3,5 – 4 до 4 – 5 см, нижний слой в пределах от 4 – 6 (5) до 8 см;

–у однослойного покрытия на двухслойном основании – слой покрытия не меняется – 5 см.

Толщины слоев основания изменяются в широких пределах [13], так как применяемые в слоях основания различные материалы имеют очень разные модули упругости, а также очень зависят от условий работы дорожной одежды (типа местности, типа увлажнения, толщины песчаного дополнительного слоя).

Решающим фактором выбора конструкции из нескольких равнопрочных является её стоимость в регионе, для которого конструкция дорожной одежды выбирается.

8

Дополнительными очень важными с точки зрения обеспечения прочности и надежности дорожной одежды факторами, определяющими выбор материалов и толщину слоев дорожной одежды, являются: сдвигоустойчивость асфальтобетона и других материалов с использованием органических вяжущих в слоях дорожной одежды, трещиностойкость слоев покрытия и основания.

Основное влияние на сдвигоустойчивость и трещиностойкость дорожной одежды и ее слоев оказывают климатические условия ее работы. Данные по климатическим условиям и ожидаемым температурам асфальтобетонного покрытия для ряда городов Российской Федерации (по СНиП 23–01– 99), входящих территориально в различные дорожно-климатические зоны, приведены в СНиП 2.05.02 –85.

Важной характеристикой полученной плотности покрытия является достигаемый коэффициент уплотнения, который вычисляют как отношение средней объёмной массы образцов, взятых из покрытия (кернов или вырубок), к средней объёмной массе образцов, переформованных из тех же кернов или вырубок [14]:

где ср средняя плотность образцов из покрытия, г/см3; ст средняя плотность переформованных образцов, г/см3.

Переформованные образцы изготовляют следующим образом. Образцынагреваютв термостатеилипесчаной бане. Нагретыйобразец размельчают, после чего полученную массу укладывают в формы и уплотняют на гидравлическом прессе.

Пресс включает в себя приспособление СоюздорНИИ для одновременного приготовления трёх образцов (рис. 1.2), которое представляет собой постоянно закреплённую на прессе кассету 4 с тремя взаимосвязанными цилиндрическими формами. Нижние вкладыши (пуансоны) 2 опираются шарнирно на нижнюю плиту пресса 1 и верхней частью введены в формы на глубину 2–3 см, верхние пуансоны 5 смонтированы на отдельном откидном приспособлении 6, шарнирно связанном с верхней плитой пресса 7. Кассета с формами заключена в коробку с масляным подогревающим устройством 3, с помощью которого поддерживают постоянную температуру стенок форм 60 – 110 °С. Для извлечения образцов из форм имеется специальное упорное устройство 8, также шарнирно связанное с верхней плитой 7. Для подъёма и опускания верхней плиты используют электродвигатель 9.

9