2.12. Строительство оснований и покрытий из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими

2.12.1. Применяемые материалы, приготовление смесей

Дорожные эмульсии — вяжущий и пленкообразующий материал, представляющий собой однородную маловязкую жидкость темно-коричневого цвета, состоящую из битума (или дегтя), воды и эмульгатора.

По структуре дорожные эмульсии делят на два типа: прямые и обратные. В прямых эмульсиях битум равномерно распределен в воде в виде мельчайших (размером 1—10 мк) капель, окруженных слоем эмульгатора. В обратных эмуль­сиях вода равномерно распределена в битуме (или дегте) в виде мельчайших капель, также стабилизированных слоем эмульгатора.

Эмульсии можно хранить на месте их приготовления м на месте применения. В обоих случаях лучшим спосо-бом является хранение в вертикальных цилиндрических емкостях. Не рекомендуется хранить эмульсии в емкостях прямоугольного сечения во избежание скопления битума и углах емкости.

Емкости для эмульсии должны быть чистыми; перед наполнением их следует промыть горячей водой или обрабо-тать. паром. Во избежание загрязнения битумной эмульсии, испарения из нее воды, а также попадания дождя емкости должны плотно закрываться.

Не допускается сливать в одну емкость эмульсии раз-личного состава, так как это приводит к распаду, т. е. необ-ратимому разделению на битум и воду.

Щебень, обработанный эмульсией, можно использовать непосредственно после приготовления или заготавливать

впрок, т. е. хранить в штабелях. Такой способ не только

устраняет зависимость строительных объектов от смеси-тельной установки, но и ускоряет процесс формирования конструктивных слоев благодаря формированию пленки вяжущего на щебне в период хранения.

223

Готовый черный щебень выгружают в автомобили-самосвалы и отвозят к месту складирования или на строи­тельный объект. Местом складирования черного щебня может служить открытая, тщательно спланированная буль­дозером площадка. Во избежание загрязнения щебня грун­том и для обеспечения дренажа воды, вытекающей из смеси в процессе ее формирования, и дождевой воды, площадку засыпают слоем песка толщиной в несколько сантиметров. Щебень укладывают в штабель, высоту и объем которого устанавливают исходя из производительности смеситель­ной установки, размеров площадки, предполагаемых сроков хранения.

2.12.2. Технология строительства по способу пропитки

Устраивать покрытия и основания из щебня, обрабо­танного по способу пропитки битумом, дегтем или эмуль­сиями, следует в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 5 "С. При использовании эмульсий при температуре воздуха ниже 10 °С их следует применять в теплом виде (с температурой 40—50 °С).

При устройстве конструктивного слоя по способу про­питки следует применять щебень четырех фракций раз­мером 20—40 (или 25—40), 10—20 (или 15—25), 5—10 (или 3-15) мм.

При толщине слоя покрытия менее 8 см применяют только три последние фракции. Последнюю, наиболее мел­кую фракцию, предназначенную для создания защитною слоя, при устройстве оснований применять не следует.

Работы по устройству покрытий и оснований способом пропитки битумом или дегтем следует производить в сле­дующем порядке:

• распределяют основную фракцию щебня;

• уплотняют катком массой 68 т (5—7 проходов по одному следу);

• разливают 50% вяжущего от общего расхода;

• распределяют расклинивающую фракцию щебня;

• уплотняют катком массой 10—13 т (2—4 проходи ПО одному следу);

224

• разливают 30% вяжущего от общего расхода;

• распределяют вторую расклинивающую фракцию щебня;

• уплотняют катком массой 10—13 т (3—4 прохода по одному следу);

• разливают 20% вяжущего от общего расхода;

• распределяют замыкающую фракцию щебня; уплотняют катком массой 10—13 т (3—4 прохода по

одному следу).

При использовании в качестве вяжущего эмульсий пер-

вый розлив вяжущего (70% эмульсии от общего расхода) сле-

дует делать после распределения первой расклинивающей

фракции и ее уплотнения, остальные 30% эмульсии разли-

вать. после уплотнения второй расклинивающей фракции.

При температуре до 20°С щебень основной фракции

следует уплотнять без увлажнения. При температуре воз-

225

духа выше 20 °С щебень следует поливать водой в количестве 8—10 л/м². В этом случае разливать битум или деготь следует только после просыхания щебня, а эмульсию следует раз­ливать по влажному щебню.

Все работы по россыпи расклинивающих фракций и их уплотнению следует производить после розлива вяжущего до его остывания.

Движение построечного транспорта разрешается толь­ко после окончания укатки последней, наиболее мелкой фракции щебня. В течение 10 дней движение следует ре­гулировать по всей ширине покрытия с ограничением его скорости до 40 км/ч.

При использовании эмульсий движение следует откры­вать через 1—3 сут после распределения и уплотнения пред­последней расклинивающей фракции щебня при устройстве покрытия и последней фракции щебня при устройстве основания.

2.12.3. Технология строительства по способу смешения на дороге

Способ смешения на дороге обеспечивает, в отличие от пропитки, лучшее перемешивание минерального материала с вяжущим, допускает применение более простого обору­дования и местного минерального (гравийного) материала. Смешение на дороге автогрейдером выполняют для устрой­ства покрытий на а/д 4 кат., атакже верхних слоев оснований на дорогах 3—4 кат. Слои дорожной одежды при данном способе имеют толщину 8—10 см. При большей толщине смешение делают в два приема.

Основания и покрытия из щебеночных, гравийных и песчаных смесей, обработанных органическими вяжущими материалами смешением на дороге, следует устраивать при температуре воздуха не ниже 15 °С и заканчивать за 15-20 сут до начала периода дождей или устойчивой темпера туры воздуха ниже 10 °С.

Битумом или дегтем следует обрабатывать каменные материалы влажностью не более 4%. При большей влаж ности смесь должна быть просушена путем перемешивания автогрейдером.

226

Влажность щебеночных и гравийных смесей, обра­батываемых эмульсией, в сухую и ветреную погоду и при температуре воздуха выше 15 "С, должна быть не менее 5%, а песчано-щебеночных и песчано-гравийных смесей — на 1—2% выше оптимальной.

Для обработки минеральных материалов смешением па дороге следует применять нормальные битумы, дегти, а также битумные эмульсии. Более вязкие битумы и дегти следует применять в районах с жарким климатом.

Технология строительства слоев дорожной одежды по способу смешения на дороге состоит из следующих основ-ных процессов:

перемешивания минерального материала с вяжущим простейшими машинами или в передвижном смесителе;

устройства основания или покрытия из смеси материа-ла, обработанного вяжущим.

Перед устройством покрытия из смеси минерального материала с вяжущим производят приемку нижележащего слоя аналогично указанным работам перед устройством слоев по способу пропитки.

Число проходов автогрейдера при перемешивании следует назначать в зависимости от объема смешиваемых материалов и температуры воздуха.

Готовую смесь следует распределять по всей ширине проезжей части. Смесь следует уплотнять катками массой 6- 8 т ориентировочно 3—5 проходами по одному следу.

Движение построечного транспорта разрешается от-крывать сразу после окончания уплотнения. При этом его следует регулировать по всей ширине проезжей части и ограничивать скорость до 40 км/ч. Коэффициент уплотне-ния должен быть не менее 0,96 через 30 сут после устройства покрытия или основания.

Устраивать покрытие или защитный слой на основа­ниях из смесей, приготовленных способом смешения на

дороге, следует следует только после окончания формирования

основания.

Минеральный материал, подвозимый автомобилями-самосвалами, складывают на проезжей части или на обочи-

227

н ах (при заблаговременной вывозке, чтобы избежать загряз­нения и растаскивания материала движущимся транспор­том). Однако при неукрепленных обочинах также возможно загрязнение материала. Перед началом перемешивания материал с обочин перемещают автогрейдером на проезжую часть и оформляют его в виде вала трапецеидального сече­ния. В случае применения передвижного смесителя ширина основания вала должна быть не более 2 м, что определено размером загружающего устройства. Если распределение готовой смеси предусмотрено асфальтоукладчиком или универсальным распределителем, материал укладывают параллельными валами. При частичном или полном исполь­зовании минерального материала существующей одежды (гравийные или щебеночные покрытия) покрытие очищают поливомоечной машиной и рыхлят кирковщиком. Сухое покрытие перед кирковкой поливают водой, что облегчает рыхление и снижает образование пыли.

В случае введения добавок, чтобы приблизить состав смеси к оптимальному, или щебня в гравийный материал, а также при введении извести или цемента (укрепление комплексным вяжущим) необходимо произвести автогрей­дером предварительное перемешивание с указанными до­бавками. Добавки выставляют в отдельный вал параллельно валу основного материала либо рассыпают равномерным слоем по нему. Мелкозернистые добавки (цемент, известь, и т. п.) во избежание потерь, загрязнения окружающей местности следует вывозить перед предварительным пере­мешиванием.

Перемешивание простейшими машинами наиболее просто, но недостатки, ведущие к неоднородности смеси, проявляются сильнее, чем при использовании передвижных смесителей. Поэтому способ допустим, особенно при строи­тельстве покрытий, только на дорогах низких категорий.

Для перемешивания в данном случае можно применять: тяжелые автогрейдеры; дисковые бороны и автогрейдеры; дорожные фрезы (при мелкозернистых смесях) и автогрей­деры, возможны фрезы, смонтированные на автогрейдерах; автогрейдеры с многоножевыми смесителями.

228

Ширина разравнивания минерального материала перед розливом вяжущего из автогудронатора должна быть такой, чтобы не произошло отекание вяжущего на основание. При наличии дисковых борон целесообразно до распределения вяжущего произвести один-два прохода по минеральному материалу, чтобы образовать продольные борозды, которые способствуют более равномерному распределению вяжуще­го при перемешивании.

Для окончательного разравнивания и профилирования смеси применяют автогрейдер, желательно с автоматиче­ской установкой отвала. Уплотнение более эффективно катками на пневматических шинах или виброкатками. Уплотнение следует вести от кромок покрытия или осно­вания к середине с перекрытием ранее укатаннной полосы на 0,3 ширины прохода. Можно также применять катки с гладкими вальцами массой 5—10 т. В жаркую погоду для лучшего уплотнения смесь можно увлажнить водой (2— 3 л/и²). Небольшое количество воды в смеси, обработанной маловязкими вяжущими, не снижает их сцепление с ми­неральными частицами.

Прилипание смеси к вальцам катков предотвращают смачиванием водой, мыльным раствором и др. По окон­чании уплотнения каждого слоя, особенно при примене­нии катков с гладкими вальцами, открывают движение, регулируя его по ширине для обеспечения нормального формирования слоя. Этот период длится 15—20 суток для покрытий и 8—10 суток для оснований. При уплотнении катками на пневматических шинах и вибрационными кат­ками регулирование движения и уход за покрытием можно сократить до 5—10 суток, а за основанием уход можно во­обще не осуществлять, сразу укладывая верхний слой.

Обязательным условием окончания ухода за слоем, по­строенным по способу смешения на дороге, является его уплотнение до 0,95—0,98 от оптимальной плотности. Боль­шая степень уплотнения для покрытий с движением более 1500 авт./сут, приведенных к средней грузоподъемности.

Контроль качества предусматривает испытание вяжу­щих, щебня и гравия. В процессе приготовления осущест-

229

вляют отбор проб из валов готовой смеси в размере 8—10 кг. Каждую новую партию вяжущего нужно контролировать путем отбора проб 1—2 кг. Поперечный профиль и ровность слоя, построенного по способу смешения на дороге, про­веряют в процессе уплотнения, осуществляя необходимые исправления.

Для оценки ровности может быть применена трехме­тровая рейка, которую кладут на поверхность параллельно оси дороги. Просвет под рейкой при распределении смеси асфальтоукладчиком должен быть не более 7 мм, при при­менении автогрейдера — не более 10 мм.

2.12.4. Технология строительства из черного щебня и смесей, обработанных битумом в смесителе

Черный щебень следует приготавливать в смесителе принудительного перемешивания. Продолжительность перемешивания щебня с вяжущим в смесителях с циркуля­ционной схемой движения материалов — 20—40 с. В смеси­телях с противоточной схемой движения материалов время перемешивания должно быть увеличено в 1,6—2 раза.

Для приготовления черного щебня следует применять также эмульсии прямые и обратные, а также обратные в сочетании с прямыми. Перемешивание щебня с прямой эмульсией следует прекращать после полного введения в мешалку необходимого количества эмульсии.

Время перемешивания щебня с обратной эмульсией определяется пробными замесами.

Покрытия и основания из горячего и холодного черного щебня на битумах следует устраивать при температуре воз­духа не ниже 5 "С.

Свежеприготовленный черный щебень и смеси следует укладывать при температуре воздуха не ниже 10 °С. Черный щебень и смеси из штабеля следует укладывать при темпе­ратуре воздуха не ниже минус 5 "С.

Работы по устройству покрытий и оснований из черного щебня производят в следующем порядке:

— распределяют основную фракцию щебня 20—40 мм слоем на 25—30% более проектной толщины;

230

• уплотняют катком массой 6—8 т (4—6 проходов по одному следу);

• распределяют расклинивающую фракцию 10— 20 мм;

• уплотняют катком массой 10—13 т (3—4 прохода по одному следу);

• распределяют вторую расклинивающую фракцию 510 мм;

• уплотняют катком массой 10—13 т (3—4 прохода по одному следу).

231

Разрешается при устройстве основания использовать для основного слоя фракцию щебня 40—70 мм, а для рас­клинивания — соответственно 20—40 и 10—20 мм.

2.12.5. Контроль качества работ

При приготовлении эмульсий следует контролиро­вать:

постоянно — температуру битума и водного раствора эмульгатора;

не реже одного раза в смену — качество эмульсии по ГОСТ 18659-81.

При приготовлении дегтебетона следует контролиро­вать:

постоянно — температуру дегтя и минеральных мате­риалов;

в каждом автомобиле-самосвале — температуру дегте-бетонной смеси;

не реже одного раза в смену — качество смеси по ГОСТ 25077-83.

При устройстве оснований и покрытий из дегтебетон-ных смесей следует контролировать:

в каждом автомобиле-самосвале — температуру дегте-бетонной смеси;

плотность дегтебетона в покрытии по трем вырубкам (кернам) на 1 км по ГОСТ 25877—83.

При устройстве оснований и покрытий из черного щебня и смесей, обработанных битумными эмульсиями в смесителе, следует контролировать:

в каждом автомобиле-самосвале — температуру черного щебня;

постоянно — визуально однородность смеси и качество уплотнения;

качество смеси по показателям трех проб на 1 км.

При устройстве оснований и покрытий способом про­питки следует контролировать:

при каждом розливе — температуру вяжущего мате­риала;

постоянно — визуально равномерность распределения материалов и качество уплотнения.

232

При устройстве оснований и покрытий способом сме­шения на дороге следует контролировать:

при каждом розливе — температуру вяжущего мате­риала;

не реже одного раза в смену (и при выпадении осадков) — влажность минеральных материалов по ГОСТ 5180—84.

постоянно — визуально однородность смеси и качество уплотнения;

качество смеси — по показателям двух проб на 1 км по ГОСТ 12801-84;

плотность материала в покрытии по трем вырубкам (кернам) на 1 км по ГОСТ 12801-84.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие бывают типы дорожных эмульсий?

2. Сколько россыпей щебня и розлива битума должно быть выполнено при строительстве способом пропитки?

3. Какие недостатки существуют при перемешивании простейшими машинами?

4. Какие параметры надлежит контролировать при строи­ тельстве оснований и покрытий способами пропитки и пере­ мешивания?