3.5.3. Улаштування гравійних та щебеневих покриттів

Гравійні покриття споруджують із природних сумішей і сумішей, підібраних за певним гранулометричним складом. В середніх кліматичних умовах при стійких ґрунтах земляного полотна товщина покриття може бути назначена: не менше 12 см при інтенсивності руху до 300; 18 см – при інтенсивності руху до 1000; 18–20 см – при інтенсивності руху до 5000 автомобілів за добу. Для забезпечення руху транспорту з більшою інтенсивністю покриття улаштовують двошаровими завтовшки 20 см і більше при напівкоритному або коритному поперечних профілях автодороги. При цьому верхній шар покриття рекомендується улаштовувати із гравію або гравійних сумішей такого складу: фракція розмірами 40÷20 мм – 15–40%, 20÷5 мм – 30–50%, 5÷2 мм – 5–15% і дрібніше ніж 2 мм – 20–40%. Товщина шару багатошарового покриття повинна складати від загальної товщини покриття, але не менше 7 см. Для нижнього шару слід використовувати гравій або щебінь слабких порід, шлаки, цегляний бій тощо.

Перед улаштуванням покриттів земляне полотно профілюють або в ньому улаштовують напівкорито (корито) і ущільнюють. Поверхні основи, на яку укладається гравійний матеріал, надається поперечний ухил 2–3% .Гравійний матеріал, що підвозиться, висипається на узбочини або на вісь автодороги валами з розривами між ними у понижених місцях рельєфу для забезпечення стоку води. Матеріал завозиться в необхідному обсязі з урахуванням коефіцієнту запасу на ущільнення гравію при укочуванні 1,25–1,4.

Щебеневі покриття споруджують з кам’яного звичайного або дробленого щебеню, металургійного або топкового шлаку і цегляного бою. При цьому застосовують сортовані та несортовані кам’яний щебінь і металургійний шлак.

Покриття з топкових шлаків, цегляного бою, щебеню можуть бути одношаровими при серповидному поперечному профілі і двошаровими при напівкоритному (коритному) поперечних профілях автодороги. Для цих покриттів товщину призначають на 20–25% більше товщини гравійних покриттів. Розмір фракції матеріалу в верхньому шарі покриття має бути не більше 60 мм. В нижньому шарі покриття використовують крупний пісок, цегляний бій, щебінь слабких порід та інші подібні матеріали. У верхній шар для збільшення зв’язаності такого покриття рекомендується додавати 15–20% суглинистого ґрунту.

Щебеневі покриття з кам’яних несортованих матеріалів улаштовують за типом гравійного покриття. Покриття з сортованих кам’яних матеріалів улаштовують способом розклинювання. Товщину щебеневих покриттів приймають на 14–20% менше гравійних. Ці покриття, як правило, роблять двошаровими з товщиною верхнього шару не менше 12 см при укладанні щебеню на шар піску і 9 см – на шар із кам’яних матеріалів.

Роботи з улаштування гравійних покриттів, покриттів з цегляного бою і топкових шлаків, а також з несортованих щебеневих кам’яних матеріалів або металургійного шлаку виконують в такій послідовності: профілювання земляного полотна при серповидному поперечному профілі або улаштування напівкоритного чи коритного поперечного профілю автодороги; ущільнення ґрунтової основи; завезення матеріалу покриття; розподілення, профілювання поверхні і ущільнення матеріалу.

Укріплення гравійних і щебеневих покриттів органічними в’яжучими здійснюють такими способами: поверхневої обробки, просочування, змішуванням на місці. Крім того, може бути передбачено укладання готових бітумомінеральних сумішей (включаючи асфальтобетонні), які готуються у спеціальних змішувальних установках.

Спосіб поверхневої обробки. Цей спосіб передбачає улаштування тонких конструктивних шарів завтовшки від 0,5 до 4 см на всіх типах дорожніх покриттів удосконаленого типу. Багаторазовим повторюванням поверхневої обробки можна одержати шар за типом щільної бітумомінеральної суміші завтовшки 4–6 см і більше. Поверхнева обробка покриттів може бути виконана двома методами: методом розливання органічного в’яжучого (найбільш розповсюджений) и методом укладання готових дрібнозернистих бітумомінеральних сумішей. В залежності від числа основних розливів в’яжучого поверхнева обробка може бути одиночною, подвійною або потрійною. В якості органічного в’яжучого застосовують в’язкі та рідкі нафтові дорожні бітуми, сланцеві бітуми, кам’яновугільні дьогті, емульсії (в холодному чи підігрітому станах). Витрати в’яжучого залежать від товщини шару, що обробляється, виду в’яжучого та методу обробки і знаходиться у межах 0,9–2,0 л/м². Укладання готових дрібнозернистих бітумомінеральних сумішей в гарячому, теплому чи холодному станах шаром завтовшки 2–3 см здійснюють асфальтоукладчиком.

Спосіб просочування. Розрізняють два різновиди просочування: глибоке просочування – при товщині обробленого в’яжучим шару 6,5–10 см та напівпросочування – коли товщина шару складає 4–6 см. Витрати в’яжучого при способі просочування більше, ніж при інших способах, і залежать від крупності мінерального матеріалу, що застосовується, і товщини шару просочування. Орієнтовно на 1 см тов­щини шару просочування потрібно 1–1,2 л/м² в’яжучого. Після завер­шення процесу просочування необхідно в обов’язковому порядку провести поверхневу обробку покриття створенням захисного шару (шару зношення).

Спосіб змішування на місці. Цей спосіб передбачає перемішування мінерального матеріалу з органічним в’яжучим безпосередньо на дорозі з використанням рухомих однопрохідних змішувачів, дорожніх фрез, автогрейдерів, дискових борон та інших машин (товщина шару щебеню чи гравію, що обробляється таким чином за один технологічний цикл, складає 4–8 см) або спеціальних змішувальних установок, розташованих біля ділянки будівництва автодороги, що виробляють готову суміш, яку транспортують до місця викладки, розподіляють та ущільнюють.

Для обробки мінеральних сумішей за способом змішування на місці використовують рідкі органічні в’яжучі матеріали. У середньому витрати рідких нафтових бітумів при обробці щебеневих чи гравійних сумішей складають 5–7% від ваги мінерального матеріалу. При застосуванні дьогтей, які мають більшу питому вагу, їх витрати збільшують на 1,0–1,5% порівняно з витратами рідкого бітуму.

Укладання готових бітумомінеральних і асфальтобетонних сумішей. Бітумомінеральні суміші різного виду і складу, включаючи асфальтобетонні суміші, застосовують для улаштування покриттів удосконаленого типу.

Дорожні покриття з використанням готових бітумомінеральних сумішей бувають одно-, двох- і багатошаровими. Кількість і товщину шарів визначають за конструктивними та економічними умовами і перевіряють розрахунком на міцність (в курсовій роботі виконувати розрахунок не вимогається).

Для забезпечення належного зчеплення бітумомінерального шару з основою проводять попередній розлив рідкого бітуму чи дорожньої емульсії у кількості 0,5–1,0 л/м² (у перерахунку на бітум) за допомогою автогудронатора.

Бітумомінеральну суміш підвозять і розвантажують у бункер асфальтоукладчика, який забезпечує її розподілення у вигляді смуги на поверхні підготовленої основи. Ширина смуги знаходиться у межах 3–3,75 м, а товщина шару – від 1,5 до 15 см.

Ущільнення шарів із гарячих і теплих сумішей починають після того, як температура укладеної суміші знизиться до 100ºС у гарячих і 60ºС у теплих сумішей. Холодні суміші слід ущільнювати при їх температурі не нижче 20ºС.

Ущільнення покриттів починають легкими котками масою 6–8 т, а завершують – важкими, масою 10–13 т. Довжина захватки ущільнення залежить від швидкості охолодження суміші і зазвичай знаходиться у межах 10–50 м.