книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

тосмесителем. Смеси можно укладывать при температуре воздуха не ниже 5° С. Применяется вода, пригодная для питья с водородным показателем pH = 4.

Переувлажненные грунты рекомендуется предварительно подсу­ шить, добавляя известь. Известь повышает водоустойчивость и удобоукладываемость глинистых грунтов. Морозостойкость грунтов, укрепленных известью, незначительна, поэтому ее применяют толь­ ко в южных районах страны. Используют порошкообразную гаше­ ную известь (пушонку) или молотую негашеную известь — кипелку. Песчаные чистые грунты известью укреплять нельзя.

Укрепленные грунты уплотняют прицепными или самоходными катками на пневматических шинах за 10— 12 проходов по одному следу. Уплотнение начинают не позднее 4—5 ч после внесения в грунт цемента и воды. Наиболее эффективны катки на пневматиче­ ских шинах с регулируемым давлением и гладкими шинами боль­ шого размера. Укрепленный грунт засыпают слоем песка 3—4 см и периодически поливают водой в течение 10 дней или наносят пленко­ образующий материал по норме 0,5—0,6 кг/м2. Движение транс­ порта при укреплении оптимальных смесей и связных грунтов от­ крывают не ранее чем через 7 суток, а при укреплении связных грунтов — не ранее 14 суток после окончания работы.

Хорошие результаты достигаются комплексным укреплением грунтов цементом, когда в смесь добавляют одно из следующих веществ: негашеную известь, хлористый кальций, жидкое стекло, натриевые соли, жидкие дегти, эмульсии, абиетиновую кислоту или хлорное железо. Интерес представляет укрепление с введением в

глинистые грунты добавки соли, хлористого кальция, поскольку соль ускоряет реакции взаимодействия извести с глиной и приводят к достижению более высокой прочности по сравнению с обработкой только известью.

П о к р ы т и я из м е с т н ы х с л а б ы х к а м е н н ы х м а т е ­ р и а л о в о б р а б о т а н н ы х о р г а н и ч е с к и м и в я ж у щ и - м и. Смеси из каменных материалов, обладающих низкими прочно­ стью и морозостойкостью, значительной дробимостыо и истираемо­ стью, улучшают подбором и использованием органическими вяжу­ щими. Подобранные смеси обрабатывают вязким битумом, дегтем, жидким битумом или эмульсией в установке. Пропитка непригодна для гравийных и щебеночных смесей из низкопрочных пород, кото­ рые дробятся при уплотнении, образуя мелочь, которая препятст­ вует прониканию вяжущего на необходимую глубину. Автогрейдеры, фрезы и грунтосмесительные машины применять нельзя из-за воз­ можных поломок рабочих органов. Лучшее перемешивание дости­ гается в карьерном смесителе Д-709 с доставкой готовой смеси на место укладки. Чтобы уменьшить дальность транспортировки смеси, смеситель периодически перемещают из карьера в карьер.

Устройство дорожной одежды включает подготовку основания, развертывание базы в карьере по приготовлению смеси, доставку на трассу и укладку. Смесь хорошо уплотняют вибро уплотняющей машиной, при работе которой уменьшается дробимость. Покрытия

281

из низкопрочных материалов, обработанных органическим вяжу­ щим, отличаются (особенно при смешении на дороге) большой на­ чальной пористостью и подвержены интенсивному истиранию коле­ сами автомобилей, поэтому на таких покрытиях обязательно устра­ ивают поверхностную обработку.

При постройке дорог с использованием щебня в смеси со шлаком

игидрофобной известью в нижних слоях одежды выявилась выгода приготовления этой смеси на АБЗ, КДЗ, ЦБЗ. Зарубежный опыт дает основание считать, что такую смесь можно транспортировать

ипо железной дороге.

Медленность схватывания смеси при укладке позволяет обеспе­ чить нормальное ее твердение. Доставленная смесь после распреде­ ления автогрейдерами или самоходными распределителями уплот­ няется виброкатками массой- 8— 10 т, катками на пневматических шинах.

Покрытия низшего и переходного типов устраивают непосредст­ венно на грунте земляного полотна, за исключением щебеночных покрытий, под которые требуется основание из грунтов, укреплен­ ных вяжущим, из шлаков и других местных материалов. В южных районах, где не бывает весеннего переувлажнения земляного полот­ на, конструктивные слои из камня допускается укладывать непо­ средственно на грунт.

§ 51. МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСТРОЙКИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ ОБЛЕГЧЕННОГО ТИПА

Усовершенствованные облегченные покрытия строят на дорогах III и IV категорий. Практикой установлено, что при интенсивности движения 2000 авт./сутки нужно устраивать щебеночные покрытия, обработанные органическим вяжущим по способу пропитки; при 1200— 1500 авт./сутки — из щебня и гравия, обработанного по спосо­ бу смешения на дороге; при 1500—3000 авт./сутки — из холодного ас­ фальтобетона и 1000 авт./сутки — дороги IV категории из грунтов, обработанных вязким битумом в установке. Вид покрытия уточня­ ют технико-экономическим расчетом исходя из местных условий.

Покрытия из щебня (гравия) или шлака, обработанных органи­ ческим вяжущим, приобретают новые качества, которые позволяют им хорошо сопротивляться разрушающему действию колес автомо­ билей благодаря прочному соединению частиц вяжущим. По проч­ ности щебень или дробленый гравий должны быть не ниже 1—3-го класса.

Щ е б е н о ч н ы е п о к р ыт и я , у с т р о е н н ы е по с п о с о ­ бу п р о п и т к и . Пропитка называется глубокой (нормальной), если толщина обрабатываемого слоя 6,5—8 см, облегченная или полупропитка при толщине пропитываемого слоя 4— 6 см. Технологи­ ческая последовательность операций зависит от числа используе­ мых фракций щебня (табл. 16).

Порядок выполнения операций аналогичен постройке щебеноч­ ных покрытий и оснований без обработки вяжущим по способу за-

282

Таб л и ц а 16

клинки, но с розливом вяжущего (рис. 9.7). Закончив постройку по­ крытия способом пропитки, 20—25 дней ведут наблюдения за фор­ мированием и регулируют движение. По покрытию устраивают одиночную поверхностную обработку.

I _______Ж__________________Ж__________ _________ Ш__________________ у

Рис. 9.7. Технологическая схема устройства щебеночного покрытия по методу пропитки (стрелками показан переход дорожных рабочих, а в кружках — их раз­ ряд):

283

Щ е б е н о ч н ы е и г р а в и й н ы е п о к р ы т и я , у с т р о е н ­ н ы е с п о с о б о м с м е ш е н и я на д о р о г е . Этот способ трудо­ емок, поскольку выполняется только автогрейдерами. Технологиче­ ский процессе использованием автогрейдера включает доставку ка­ менного материала, его разравнивание слоем заданной толщины, розлив нормы вяжущего в несколько приемов, предварительное пере­ мешивание вяжущего с каменным материалом, окончательное пере­ мешивание. Вяжущее разливают с помощью автогудронатора, готовую смесь распределяют отвалом автогрейдера, установленным под углом 45—60° к оси дороги. Для равномерного распределения по ширине проезжей части и удобства уплотнения материала устраи­ вают упоры по краям проезжей части, уплотняют самоходными кат­ ками на пневматических шинах. Если отсутствуют такие катки, мож­ но использовать моторные с гладкими вальцами массой 5— 10 т. В жаркое время года при незначительной влажности каменного мате­ риала для лучшего уплотнения холодную битумоминеральную смесь рекомендуется поливать водой по норме 3 л/м2, а вальцы обя­ зательно смачивать водой. Уход за покрытием длится 15—20 суток, за основанием 7— 10. Если уплотняли катками на пневматических шинах или виброкатками, срок ухода сокращают до 5— 10 суток.

П о к р ы т и я ( о с н о в а н и я ) из ч е р н о г о щ е б н я и л и ч е р н ы х щ е б е н о ч н ы х ( г р а в и й н ы х ) с м е с е й , п р и г о ­ т о в л е н н ы х на АБЗ или на б а з е , получаются более высо­ кого качества. Черный щебень не крупнее 15 мм и черные щебеноч­ ные (гравийные) смеси, содержащие не более 50% частиц крупнее 15 мм, приготавливают в смесителях принудительного перемешива­ ния цикличного или непрерывного действия, из них предпочтитель­ нее смесители непрерывного действия. Для приготовления черного щебня и черных щебеночных (гравийных) смесей с более крупными фракциями можно использовать смесители со свободным перемеши­ ванием. Если смеси готовят без подогрева каменного материала, можно использовать бетоно-и растворосмесители. Смеси могут при­ готовляться горячими, холодными и теплыми в зависимости от при­ меняемого вяжущего.

Горячий и теплый щебень и черная щебеночная (гравийная) смесь из смесителя поступает к месту укладки и должна иметь тем­ пературу (80— 190°) в зависимости от марки битума или дегтя: Черный щебень и черные смеси, заготовляемые впрок, из смесителя доставляют на склад для хранения. Чтобы не допустить слеживание перед отправкой на склад смеси охлаждают до 30—35° С струей воздуха во вращающихся барабанах, систематическим рыхлением одноковшовым экскаватором или погрузчиком. Слеживаемость мож­ но уменьшить, добавив в смеситель водные растворы (отходы соапстока, сульфитно-спиртовой барды с хлорным железом и др.) в коли­ честве 2,2—3,5% от массы смеси. Длительность перемешивания уве­ личивают на 1—20 с. Летом холодные смеси хранят на открытых пло­ щадках или под навесом в штабелях высотой 1,5—2 м. Если при приготовлении используют жидкий битум класса СГ и дегти, смеси хранят под навесом 6—8 месяцев; если были применены жидкий

284

битум МГ и СГ, каменноугольный деготь или прямая эмульсия — 4 месяца. Готовую продукцию складывают в штабели высотой не более 2—4 м на площадках с искусственным покрытием, обеспечен­ ных водоотводом.

У с т р о й с т в о п о к р ы т и й или о с н о в а н и й из ч е р н о ­ щ е б е н о ч н ы х с м е с е й .

Втехнологию постройки входят доставка смеси к месту работ,

еераспределение по подготовленному основанию слоем заданной толщины с учетом коэффициента уплотнения, уплотнение смеси, уст­ ройство поверхностной обработки (рис. 9.8).

Перед распределением смеси универсальными щебнеукладчиками или асфальтоукладчиками устанавливают боковые упоры, чтобы уплотнить края. Правильность поперечного и продольного профилей проверяют шаблоном и рейкой. Замеченные недостатки немедленно устраняют.

Горячие и теплые крупнозернистые смеси из прочных горных по­ род уплотняют тяжелыми катками, средне- и мелкозернистые или песчаные смеси из прочных пород сначала уплотняют легкими кат­ ками за три-пять проходов по одному следу, затем тяжелыми за 12—20 проходов, начиная с краев к середине и перекрывая каждую соседнюю полосу на 20—30 см. Вальцы катков смазывают во избе­ жание прилипания к ним смеси. Уплотнение считается законченным, когда от тяжелого катка не остается след. Черные щебеночные (гра­ вийные) смеси, укладываемые в холодном состоянии, хорошо уп­ лотняются самоходными катками на пневматических шинах (шестьдесять проходов по одному следу). Их можно уплотнять моторными катками с гладкими вальцами и 5-тонными виброкатками (вначале два-три прохода с выключенным вибратором, затем три-четыре с включенным). Если в качестве вяжущего применена прямая эмуль­ сия, уплотнение начинают не раньше 2 ч после укладки, вначале де­ лая два-три прохода 5—6-тонным катком по одному следу, а затем 8— 10 проходов 8— 10-тонным катком. Уход за покрытием продол­ жается 15—20 суток и заключается в регулировании движения ав­ томобилей, утюжке покрытия, дополнительной подкатке в первое время с подсыпкой обработанными высевками в местах обнажения щебня, устранением деформаций. По покрытию из горячего щебня движение можно открывать после его остывания. Если покрытие из теплого щебня, уход сокращают на 3—7 суток.

П о в е р х н о с т н а я о б р а б о т к а устраивается на всех видах новых и находящихся в эксплуатации дорожных покрытиях, за ис­ ключением мостовых, покрытий из цементобетона и мелкозернисто­ го асфальтобетона. Поверхностная обработка может служить в ка­ честве слоя износа для повышения водонепроницаемости покрытия или защиты его на период формирования. Для защитного слоя при­ годны вязкие и жидкие битумы, дегти, эмульсии. Поверхностная об­ работка увеличивает шероховатость покрытий. Она может быть оди­ ночной, двойной и тройной (рис. 9.9). В районах с влажным и холод­ ным климатом, а также при производстве работ в осенний период для поверхностной обработки используют щебень, щебеночные

285

Рис. 9.9. Технологическая схема устройства поверхностной обработки:

Если используют необработанные каменные материалы, в качестве вяжущего применяют прямые битумные эмульсии или вяжущее с добавкой ПАВ. Перед устройством шероховатых слоев износа по­ крытие ремонтируют и тщательно очищают. Технологический про­ цесс состоит в нанесении комплексного вяжущего на поверхность покрытия, распределения черного щебня, уплотнении россыпи в про­ цессе формирования. Работу производят при температуре не ниже + 15°. Предварительно покрытие обрабатывают известковым моло­ ком, что улучшает прилипание вяжущего к каменному материалу. Вяжущим служат битум марки БНД-130/200, дегти марок Д-3, Д-4,

Д-5, (ГОСТ 4641—49).

Поверхностная обработка с применением битумов и дегтеполи­ мерных вяжущих предложена канд. техн. наук Л. В. Колчановым и проф. В. К. Некрасовым (МАДИ). При обычной поверхностной об­ работке период формирования продолжается 2—3 недели. На этот период приходится ограничивать скорость движения, регулировать движение по ширине проезжей части, наметать щебень. Невтопленный щебень может разбить ветровые стекла автомобилей, нанести травмы людям, повредить окраску автомобилей. При новом способе формирование слоя износа с 2—3 недель снижено до 2—3 ч. Можно разрешать движение всем типам автомобилей независимо от темпе­ ратуры окружающего воздуха. Щебень настолько прочно приклеи­ вается к вяжущему, что почти полностью исключено его выбрасы­ вание колесами автомобилей.

Покрытия из холодного асфальтобетона строят так же, как из горячих и теплых смесей, несколько изменяется режим укладки и уплотнения. Эти смеси можно укладывать при температуре воздуха не ниже +5° С на полностью оттаявшее и просохшее основание.

Формирование покрытия протекает медленно в течение 20—30 су­ ток, что зависит от погоды, интенсивности движения автомобилей и их грузоподъемности. Холодный асфальтобетон применяют для

287

устройства проезжей части автомобильных дорог, требующих по условиям, составу и интенсивности движения усовершенствованных покрытий облегченного типа. Смеси укладывают асфальтоукладчи­ ком или универсальным щебнеукладчиком, уплотняют 5-тонными катками за три-четыре прохода по одному следу или катками на пневматических шинах за шесть-восемь проходов, чем ускоряется процесс формирования. Если применяют виброкатки, то три-пять проходов выполняют с включенным вибратором и шесть-восемь с выключенным. Окончательное уплотнение и формирование проис­ ходит под воздействием проезжающих автомобилей, особенно ин­ тенсивно 3—4 недели после постройки, затем затухает в течение нескольких лет. Для повышения водоустойчивости покрытия устра­ ивают одиночную поверхностную обработку через 2—3 недели после открытия движения автомобилей.

Для получения холодного асфальтобетона, кроме жидких биту­ мов, начинают применять дорожные эмульсии. Технология приго­ товления смесей упрощается, но нужно сушить каменный материал. Строительный сезон можно удлинить на весь период сохранения по­ ложительной температуры. Смеси на эмульсии способны длительное время сохранять свои свойства при хранении в штабелях. Это по­ зволяет готовить материал в запас, используя зимний сезон и третью смену работы АБЗ.

Дальность перевозки холодной смеси потребителям ограничена только транспортными расходами. По данным Белдорнии [9.4], се­ бестоимость 1 т холодной смеси равна 5 р. 48 к., горячего асфаль­ тобетона 13 р. 25 к.

В качестве вяжущего в эмульсиях, на которых готовят холодные смеси, рекомендуется использовать нефтяные битумы из малопара­ финистых арлано-чикмагушских и им подобные нефтей, обеспечи­ вающих стабильное сцепление битумной пленки с поверхностью каменного материала. Чтобы получить хорошую холодную смесь на эмульсии, следует ограничить содержание в каменном материале мелких и пылевидных фракций. Для этого каменный материал тща­ тельно сортируют мокрым способом на фракции 0—5, 5— 10, 10— 15 и 25—40 мм. При приготовлении смеси вяжущее добавляют в сме­ ситель одновременно с каменным материалом.

Большой опыт применения холодных смесей, приготовленных на • эмульсиях, имеет Югославия, где его используют для устройства поверхностной обработки на асфальтобетонных покрытиях, для создания шероховатого слоя на гладкой асфальтобетонной поверх-/ ности, для ремонта покрытий и др. Холодный асфальт можно укла­ дывать на влажное основание, во время дождя.

§ 52. МЕХАНИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ КАПИТАЛЬНОГО ТИПА

Усовершенствованные капитальные покрытия устраивают: на дорогах I категории при интенсивности движения более 3000 авт/сутки — цементобетонные (монолитные и сборные), асфальтобетонные

288

из горячих, и теплых смесей; на дорогах I и II категорий — мостовые из брусчатки и мозаиковой шашки на каменном или бетонном осно­ вании; на дорогах III категории с интенсивностью движения 2500— 3000 авт./сутки— щебеночные из прочных каменных материалов по­ добранного состава с введением минерального порошка или без не­ го, обработанные в смесителе органическим вяжущим.

В зависимости от требуемой прочности дорожной одежды и на­ личия местных материалов усовершенствованные капитальные по­ крытия устраивают на основаниях щебеночных, гравийных, из до­ менных и котельных шлаков, отходов промышленности, из грунтов, обработанных битумом, цементом или известью.

Цементобетонные монолитные и сборные покрытия обладают вы­ сокой сопротивляемостью нагрузкам. Слабым местов этих покрытий являются температурные швы, которые устраивают, чтобы компен­ сировать изменение их длины при колебаниях температуры. Через швы при недостаточном качестве гидроизоляции и неплотности меж­ ду плитами может проникнуть вода в основание. При укладке не­ посредственно на грунт или тонкую песчаную прослойку плиты те­ ряют контакт с грунтом, под ними вначале возникают полости, а за­ тем в плитах появляются трещины.

М о н о л и т н ы е б е т о н н ы е п о к р ы т и я . Земляное полотно возводят до отметки низа основания с устройством присыпных обо­ чин. Основания устраивают из щебня, гравия, шлака, гравийно-пес­ чаных смесей, из грунтов, укрепленных цементом или битумом. Уст­ ройство песчаных оснований допускают, если исключено их переув­ лажнение. Толщина основания делается 8— 10 см. Если оно используется для движения построечного транспорта, то 14— 15 см. По основанию из щебня, шлака, гравия и грунтов, укрепленных цементом, устраивают выравнивающий трехсантиметровый слой из песка, обработанного битумом, или среднезернистого необработан­ ного песка. Основание должно быть шире покрытия не менее чем на 0,5 м с каждой стороны и не менее ширины укрепленной полосы обо­ чины. Дополнительный слой основания устраивают из морозоустой­ чивых и дренирующих материалов, чтобы уменьшить зимнее неодно­ родное получение.

В целях предупреждения потери ровности бетонных покрытий от пучения подстилающего грунта в нижнем слое дорожной одежды в ряде случаев целесообразно закладывать пенопласт толщиной 7,5 см, который по теплоизоляционным свойствам эквивалентен слою гравия толщиной 27,5 см.

Бетонное покрытие бывает одно- и двухслойным одной толщины по всей ширине проезжей части. В нижнем слое двухслойного по­ крытия используют менее прочный и менее морозостойкий местный материал. Толщину бетонного покрытия устраивают с учетом кате­ гории дороги:

289

а)

УШ / / / / Л

Рис. 9.10. Конструкция температурных швов:

Если в составе движения более 30% автомобилей грузоподъем­ ностью 4 т и более, толщину покрытия для каждой категории дороги увеличивают на 2 см, а толщину выравнивающего слоя из необрабо­ танного песка на 1 см. В процессе строительства монолитное бетон­ ное покрытие разрезают продольными температурными швами на отдельные плиты, чтобы предотвратить образование в них трещин, при изменении температуры и влажности бетона, неравномерных поднятиях и просадках грунта земляного полотна. Поперечные швы бывают двух типов: расширения (для обеспечения возможного уд­ линения и укорочения плит) и сжатия (только для укорочения плит) (рис. 9.10). Продольный шов (шов коробления) устраивают по ти­ пу шва сжатия для покрытия шире 4,5 м. От шва расширения он от­ личается тем, что штыри не обмазывают битумом или этинолевым лаком. Такой шов работает как шарнир при зимнем вспучивании земляного полотна и препятствует раздвижке плит. Расстояние меж­ ду поперечными швами устанавливают расчетом, учитывая клима­ тические условия, температуру воздуха во время бетонирования и армирования покрытия. Верхнюю часть швов расширения и попе­ речных швов сжатия заполняют эластичным материалом для созда­ ния водонепроницаемости швов при колебаниях температуры. Во­ донепроницаемость продольного шва с анкерными штырями созда­ ют, закладывая в свежеуложенный бетон ленту толщиной 1—2 мм

из листового изола.

На участках дорог I и II категорий с тяжелым интенсивным движением, на насыпях выше 3 м, проходящих через болота, над во­ допропускными трубами покрытие армируют плоской или рулонной сварной сеткой с продольной арматурой диаметром 6 мм и попереч­ ной 4 мм с расстоянием между стержнями в 100 мм и поперечными 250. Покрытия шириной 7,5 и 7,0 м армируют тремя сетками шири­ ной 2,3 м каждая. В продольном направлении смежные сетки укла­ дывают внахлестку с перекрытием не менее чем на 30 мм и не дово­ дят до поперечных швов на 10— 15 мм. В однослойных покрытиях сетку укладывают на 60 мм ниже поверхности плит, в двухслой­ ных— между верхним и нижним слоями.

Процесс постройки монолитного бетонного покрытия начинают с установки рельс-форм Д-280 и Д-280-4М (рис. 9.11). Их в бетон­ ноукладочном комплекте 510 шт. общей длиной 2040 м. Рельс-фор-

290