книги из ГПНТБ / Гезенцвей, Лев Борисович. Дорожный асфальтовый бетон

случае способствует повышению эффекта уплотнения. В резуль­ тате в этой стадии вибрирования достигается наилучшая упа­ ковка частиц, что способствует получению более прочной струк­ туры асфальтового бетона.

В завершающей стадии уплотнение производится обычными

катками, позволяющими получить наибольшее сближение частиц.

В настоящее время как в СССР, так и за рубежом скон­

струированы различные типы вибрационных катков. Большин­ ство из них имеет один вибрационный валец и 1—2 обычных.

Рис. 113. Трехвальцевый вибрационный каток Д-317.

На рис. 113 изображен вибрационный каток Д-317, серийно выпускаемый нашей промышленностью. При меньшем общем весе вибрационных катков и числе проходов по одному месту достигается более эффективное уплотнение, чем при катках обычного типа.

До настоящего времени вибрационный способ еще не полу­ чил достаточного распространения при уплотнении асфальто­

бетонных покрытий.

Наиболее распространенным является уплотнение обычны­ ми катками. Эффективность уплотнения покрытий катками за­

ного линейного давления, приходящегося на 1 пог. с,и ширины вальца и от количества проходов по одному следу;

2)от температуры смеси во время укатки;

3)от толщины укатываемого слоя..

Нашей промышленностью выпускаются различные типы моторных катков, используемых для уплотнения асфальтобе­ тонных покрытий.

Рис. 115. Трехвальцевый каток Д-83А.

Рис. 116. Трехвальцевый каток Д-400.

340

В зависимости от количества вальцев и их расположения

Задний валец обычно является ведущим. Примерами этого

отличаются от ширины и диаметра задних. Ведущими вальца­ ми также, являются задние.

вальца, расположенные друг за другом. Такие катки обеспечи­ вают безволновую укатку асфальтобетонных покрытий, что

341

Очень важно, чтобы катки, предназначенные для уплотне­ ния асфальтобетонных покрытий, имели трансмиссию, позво­ ляющую плавно трогаться с места, а также плавно изменять

направление движения с минимальной остановкой. При трога­ нии с места, остановках, а также переключении скоростей по­ являются касательные (сдвигающие) напряжения в укатывае-

Рис. 118. Трехвальцевый каток со всеми ведущими вальцами (вес 12 т).

Таблица 45

Классификации катков по типам в зависимости от веса и удельного давления

мом слое. В асфальтобетонной смеси, являющейся во время укатки достаточно пластичной, такие напряжения вызывают образование сдвигов и волн, что отрицательно сказывается на

ровности готового покрытия. Лучшие образцы катков, выпус­ каемых нашей промышленностью, могут достаточно плавно из­ менять направление движения, вследствие чего и достигается

хорошая ровность покрытия.

Для того чтобы кромки вальцев не резали поверхность укатываемого слоя, на них делают фаски.

Для получения хорошей поверхности асфальтобетонного

покрытия важно, чтобы вальцы катка были гладкими, хорошо отшлифованными. На рабочей поверхности вальца не должно быть шероховатостей, углублений и других изъянов. Поэтому

343

катки, предназначенные для укатки асфальтобетонного покры­

тия, не следует использовать для укатки щебеночных и гра­ вийных покрытий, а особенно булыжных мостовых. При уплот­

нении таких покрытий рабочая поверхность вальцев катка становится шероховатой, на ней появляются борозды от твер­ дых камней; кроме того, происходит неравномерный износ

вальцев. При укатке асфальтобетонного покрытия такими кат­ ками поверхность покрытия получается негладкой. Прилипаю­ щая к неровностям вальца асфальтобетонная смесь способст­ вует выдиранию кусков покрытия. Негладкий валец трудней очищается от налипшей на него смеси. Для этого требуется применять более интенсивную смазку растворителем (напри­ мер, керосином), что в свою очередь портит покрытие, так как поверхностная пленка битума при обильной смазке раство­ ряется.

К гладкому, хорошо отшлифованному вальцу меньше при­ липает асфальтобетонная смесь, поэтому его можно смачивать лишь водой или смазывать смесью воды и керосина.

Систематическая смазка рабочей поверхности вальцев жид­

костью, првластвующей прилипанию смеси, является обяза­ тельным условием получения хорошей поверхности покрытия и нормальной работы катка. Не рекомендуется применять для смазки вальцев соляровое масло, так как оно в большей сте­ пени, чем керосин, растворяет содержащийся в асфальтовом

бетоне битум. При смазке соляровым маслом можно наблю­ дать рыжеватые полосы на поверхности покрытия, являющиеся результатом растворения пховерхностной пленки битума. Хо­ рошие результаты дает смазка нефтью.

Во всех случаях смазка рабочей поверхности вальца долж­

на быть равномерной и наноситься по возможности более тон­ ким слоем. Обильная смазка любым растворителем отрица­ тельно сказывается на качестве покрытия. Выпускаемые катки

должны быть оборудованы хорошими приспособлениями, обес­

печивающими нанесение на рабочую поверхность вальца рав­ номерного слоя смазывающей жидкости.

Температурный режим асфальтобетонной смеси при укатке.

Наибольший эффект уплотнения асфальтобетонной смеси может быть получен в то время, когда битум имеет наименьшую вяз­ кость. В этом случае сопротивление взаимному перемещению

минеральных частиц будет наименьшим. Выше отмечалось,

что благодаря перегруппировке минеральных частиц, происхо­

дящей в начальный период уплотнения, достигается наиболь­ шее их соприкасание. По мере остывания асфальтобетонной

смеси, в связи с увеличением вязкости битума эффективность уплотнения снижается.

Уплотнение асфальтобетонной смеси обычными катками с гладкими вальцами, при слишком высокой температуре также создает ряд ненормальностей. Из-за большой подвижности

344

асфальтобетонной смеси под вращающимися вальцами катка на уплотняемом покрытии могут появиться трещины и наплы­ вы (наслоения). Особенно часто такие явления можно видеть при укатке песчаных асфальтобетонных смесей, имеющих вы­ сокую температуру.

Практически установлено, что наиболее эффективное уплот­

даже тяжелыми катками.

На качество уплотнения и на ровность готового покрытия оказывает влияние температурная неоднородность укладывае­ мойсмеои. Если порции асфальтобетонной смеси, уложенные в покрытие рядом, будут иметь резко отличающуюся друг от друга температуру, то условия уплотнения такого слоя будут различными. Впоследствии это вызывает неровности покрытия. Укатку следует начинать, как правило, сразу же после уклад­ ки. Разложенная и неуплотненная асфальтобетонная смесь

быстро охлаждается, Снижение температуры смеси, уложен­

ной вручную, но неуплотненной, составляет в летнее -время ориентировочно 1—5° в минуту. Охлаждение укатываемой сме­ си происходит значительно медленней и составляет ориентиро­ вочно 0,5° в минуту.

Асфальтобетонная смесь, уложенная асфальтоукладчиком,

благодаря полученному начальному уплотнению охлаждаетсядо начала уплотнения катком примерно на Г в минуту. В про­ хладное осеннее время разложенная и неуплотненная смесь

быстро охлаждается, теряя 5—7° в минуту. Поэтому при про­

изводстве работ в прохладное время укатку покрытия следует

производить непосредственно за укладкой, причем использо­

вать главным образом тяжелые катки.

Потеря температуры смесью, транспортируемой с асфальто­ бетонного завода в автомобилях-самосвалах с открытым кузо­

вом при расстоянии 8—10 км, в летнее время составляет 10— 20° в зависимости от погоды.

Таким образом, наибольшие потери тепла происходят во время ручной укладки, особенно до начала укатки. Для умень­ шения потерь тепла необходимо эти работы организовать воз­

можно быстрее, что очень важно в осеннее время.

Влияние толщины укатываемого слоя на интенсивность уплотнения. Эффективность уплотнения асфальтобетонной сме­ си в значительной степени зависит от толщины укатываемого слоя. Чем толще слой, тем естественно хуже условия его уп­ лотнения. При значительной толщине слоя нижняя часть егоможет оказаться недоуплотненной. Исходя из этого, наибольшая толщина укатываемого слоя должна быть не более 5 см. Это же обстоятельство следует иметь в виду при уплотнении вы­ равнивающего слоя или при исправлении отдельных неровно-

345-

стей основания асфальтобетонной смесью. Устраняемые неров­ ности должны, как правило, уплотняться катком и притом не­ зависимо от укладки выравнивающего слоя. Нельзя одновре­ менно укатывать слой покрытия и выравнивающий слой.

Необходимо также учитывать, что уплотнение слоя асфаль­

тобетонной смеси переменной толщины отрицательно сказы­ вается на ровности покрытия.

Легкими катками (5 т) производится первичное уплотне­ ние смеси, в процессе которого благодаря перемещениям ми­

неральных частиц достигается их наилучшая «упаковка». Окончательное уплотнение, т. е. предельно возможное при данных условиях сближение частиц, достигается тяжелыми катками (весом 10—12 т). Укатку следует производить до исчезновения следов от прохода задних (ведущих) вальцев тяжелого катка.

При укатке асфальтобетонного покрытия наиболее рацио­ нально сделать вначале 5—10 проходов легким катком, затем

15—20 проходов тяжелым. Общее количество проходов долж­

но быть в пределах 25—30 (по одному следу). Укатка легкими катками после тяжелых не дает уплотнения.

Наблюдения над уплотняемым слоем показывают, что наи­ более интенсивное уплотнение смеси, сопровождающееся рез­ ким увеличением ее объемного веса, происходит в результате первых пяти проходов катка. При последующих проходах уве­

лах от 65 до 90;

за вторые пять проходов катка по одному следу в пределах от 80 до 96;

за все 20 проходов катка по одному следу от 96 до 98; за все 25 проходов катка по одному следу до 100.

Качество уплотнения зависит и от особенностей смеси. Пла­

пористости готового покрытия, а точнее, их отношением к со­ ответствующим величинам, характеризующим лабораторные образцы, уплотненные под давлением 300 кг!смг. Нормативы на остаточную пористость и водонасыщение готового асфаль­

тобетонного покрытия устанавливают, исходя из наблюдений

-346

за работой эксплуатируемых покрытий. При этом учитывается фактически достигаемое уплотнение покрытия при правильной укатке.

Установлено, что в конце нормальной укатки асфальтобе­ тонные покрытия из правильно подобранной смеси имеют оста­ точную пористость в пределах 1,5—5%. При большей остаточ­

ной пористости покрытие получается менее устойчивым и под­ вержено разрушению.

Уплотнение асфальтобетонных покрытий только легкими катками не дает требуемого эффекта. Имеющийся опыт пока­ зывает, что даже при большом количестве проходов легкого катка трудно, а порой и невозможно, достигнуть хорошего уплотнения асфальтобетонной смеси. Так, например, при укат­ ке легким катком мелкозернистой смеси, показавшей в стан­ дартных лабораторных образцах водонасыщение 2—2,5% (по объему), вырубки из покрытия после 25 проходов катка пока­ зали пористость 6—8%, что значительно выше допустимого

предела.

Некоторые производственники, производя укатку одними лишь легкими катками, рассчитывают на доуплотнение покры­ тия под движением транспорта. Но если это в какой-то мерс можно допустить для небольших площадей, особенно когда уча­ сток расположен в зоне интенсивного движения транспорта, то совершенно исключается для больших площадей покрытий, а также и для небольших, устраиваемых в осеннее время. Не­ доуплотнение покрытия, сделанного осенью, уже не может ком­ пенсироваться уплотняющим воздействием движения транспор­ та до летних теплых дней.

Для асфальтобетонных покрытий, устраиваемых в осеннее время, следует применять смеси с водонасыщением (в стан­ дартных образцах), приближающимся к нижнему допустимому пределу. Наоборот, для покрытий, устраиваемых в летние жар­ кие дни, целесообразно применять смеси, обладающие водона­ сыщением ближе к верхнему допустимому пределу.

С течением времени благодаря уплотняющему воздействию

движущегося транспорта асфальтобетонное покрытие приобре­ тает большую плотность. Проведенные исследования показыва­ ют, что некоторые покрытия после многих лет эксплуатации приобретали такой объемный вес, а следовательно, и такую пористость, которые соответствуют уплотнению стандартного лабораторного образца из той же смеси на гидравлическом прессе под давлением до 800 KzjcM2, т. е. в 2,5 раза большим в сравнении с принятым стандартным давлением. Следует от­ метить, что проведенные в СоюзДОРНИИ исследования пока­ зали, что изменение пористости и объемного веса лабораторных образцов особенно ощутимы при повышении давления до 500 kzIcm2. Дальнейшее увеличение давления уже мало сказы­ вается на изменении объемного веса и пористости.

347

Порядок работы катков. Укатку следует производить от кра­ ев к середине с таким расчетом, чтобы при каждом последую­ щем проходе перекрывался след предыдущего не менее чем на

вперед) сделать по спайке. Катки должны передвигаться со скоростью не выше 2—2,5 км1час. Особенно важно, чтобы они двигались возможно медленней в начальный период укатки.

Наиболее правильной следует признать работу катка веду­ щими вальцами вперед, так как при этом происходит прижима­ ние смеси, а при движении вперед ведомым вальцем, особен­ но при первом проходе катка, происходит частичное ее сдви­ гание.

Изменять направление движения катка надо плавно, без

рывков, во избежание образования неровностей. Переключе­ ние направления движения должно производиться не на одной поперечной линии. Катки ни в коем случае не следует останав­

ливать на горячей асфальтобетонной смеси. Для получения

более ровного покрытия вообще желательно, чтобы изменения направления движения производились реже, т. е. длина хода катка должна быть максимальной. Это осуществимо при теп­

лой погоде и большом количестве одновременно работающих катков.

Не следует начинать укатку тяжелыми катками. Вальцы

таких машин продавливают и перемещают горячую асфальто­

бетонную смесь, что ухудшает ровность покрытия. Особенно неблагоприятно сказывается на ровности покрытия первичная укатка тяжелыми катками песчаного асфальтового бетона,

являющегося более пластичным и подвижным. В прохладную

погоду укатку нужно сразу начинать тяжелыми катками, кото­ рые дадут наивысший эффект уплотнения в первый период, когда асфальтобетонная смесь имеет высокую температуру. При малом количестве катков длина хода должна быть минималь­

ной с тем, чтобы возможно большее количество проходов было сделано при наивысшей температуре асфальтобетонной смеси.

Всякое промедление с началом укатки в осенний период может губительно сказаться на долговечности покрытия.

Если позволяет ширина дороги, то рекомендуется в конце

производить укатку в диагональном направлении или даже

поперек дороги для ликвидации возможных, неровностей. Упор­ ные брусья, устанавливаемые при ручной укладке, могут быть сняты только после полного уплотнения покрытия. Во избежа­ ние обламывания кромок у краев надо сразу же сделать под­ сыпку грунта.

Все недоступные для укатки места должны быть уплотнены трамбовками. Операция производится таким образом, чтобы при каждом ударе трамбовки перекрывалась часть следа преды-

348