2.13. Строительство асфальтобетонных покрытий и оснований

2.13.1. Конструкции асфальтобетонных покрытий и оснований, применяемые материалы

Асфальтобетоном называется материал, который по­лучается в результате уплотнения асфальтобетонной смеси, приготовленной путем смешения в смесительных установ-ках в нагретом состоянии щебня (гравия) различной круп­ности, природного или дробленого песка, минерального морошка и нефтяного дорожного битума в рационально подобранных соотношениях.

В зависимости от вида каменного материала асфальто-бетонные смеси подразделяют на щебеночные, гравийные и песчаные.

233

В зависимости от вязкости применяемого битума и температуры укладки в конструктивный слой асфальтобе­тонные смеси подразделяют на горячие, теплые и холод­ные.

Горячие смеси готовят на вязких битумах и использу­ют для укладки непосредственно после приготовления при температуре не ниже 120 °С.

Теплые смеси готовят как на вязких, так и на жидких битумах и укладывают сразу же после приготовления при температуре не ниже 70 °С.

Холодные смеси готовят с использованием жидких би­тумов и применяют для укладки при температуре не ниже 5 °С. Такие смеси можно хранить на складе в течение 4— 8 мес (в зависимости от класса применяемого битума).

Горячие и теплые смеси в зависимости от наибольшего размера зерен минеральных материалов подразделяют на крупнозернистые с размером зерен до 40 мм, мелкозер­нистые — до 20 мм и песчаные — до 5 мм; холодные — на мелкозернистые и песчаные.

Асфальтобетоны из горячих и теплых смесей по величи­не остаточной пористости делятся на плотные с остаточной пористостью от 2 до 7%, пористые — от 7 до 12% и высоко­пористые — от 12 до 18%.

Щебеночные и гравийные асфальтобетонные смеси в зависимости от массовой доли щебня или гравия подразде­ляют на следующие типы: А — от 50 до 65% (только щебня), Б и Б_х — от 85 до 50%, В и В_х — от 20 до 35%.

Тип песчаных асфальтобетонных смесей определяется видом песка: Г и Г_х содержат дробленый песок или отсевы дробления, Д и Д_х — природный песок. В состав горячих и теплых смесей типа Г для улучшения удобоукладываемо-сти допускается вводить природный песок в количестве до 30% массы.

Асфальтобетонные смеси, применяемые для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог аэродромов, покрытий городских улиц и площадей, дорог промышлен-ных предприятий, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84.

i 234

Битумы

Для приготовления асфальтобетонных смесей приме­няют вязкие и жидкие нефтяные дорожные битумы, отве­чающие требованиям ГОСТ 22248—90 и ГОСТ 11955—82.

Для горячих смесей применяют вязкие битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130; для теплых — вязкие битумы марок БНД 130/200, БНД 200/300, БН 130/200, БН 200/300 и жидкие битумы марок СГ 130/200, МГ 130/200, МГО 130/200; для холодных — жидкие битумы марок СГ 70/130, МГ 70/130, МГО 70/130.

Битумы марок БНД характеризуются более широким температурным интервалом пластичности и более высо­кой теплостойкостью по сравнению с битумами марок БН, обладают лучшими низкотемпературными свойствами и оцеплением с поверхностью минеральных материалов, но менее устойчивы к старению.

Жидкие битумы марок МГ и СГ, получаемые разжиже-п нем вязких битумов жидкими нефтепродуктами опреде­ленного фракционного состава, характеризуются достаточ­но надежным сцеплением с поверхностью минеральных материалов. Для обеспечения требуемой долговечности порожных одежд марку битума необходимо выбирать в за-ш ii-ii мости от климатических условий района строительства II категории дороги.

Щебень и гравий

Для приготовления асфальтобетонных смесей при­меняют щебень, получаемый дроблением массивных гор­им ч пород, гравия и шлаков, отвечающий требованиям 11 »< ' Г 8267—82, ГОСТ 10260—82, ГОСТ 3344—83, и гравий,

итствующий ГОСТ 8288—82. Кроме того, в асфаль-

ГОбе ной смеси используют различные нестандартные

с i пп.ю каменные материалы, отвечающие требованиям

Нормативно-технической документации, утвержденной в

■ топленном порядке. Такими материалами могут быть

in sin орпорудного производства, щебень из битумосо-

li p i нип\ пород и т.п.

• >сновным качественным показателем щебня или гравия и i прочность при раздавливании в цилиндре. Проч-

235

ность применяемого щебня в соответствии с ГОСТ 9128—84 регламентируется в зависимости от марки, типа и вида асфальтобетонной смеси. Помимо высокопрочных горных пород, можно использовать для асфальтобетонной смеси малопрочный, как правило известняковый, щебень (марки 300—400), предварительно обработанный смесью битума с ПАВ.

Зерна щебня должны быть кубовидной или тетра­эдральной формы. Щебень с зернами игольчатой и лещад-ной формы обладает высокой дробимостью при уплот­нении. Форма зерен оказывает значительное влияние на сдвигоустойчивость асфальтобетона: чем меньше окатаны зерна щебня, тем выше сдвигоустойчивость. В связи с этим в асфальтобетонных смесях 1 марки, предназначенных для устройства покрытий на дорогах высоких категорий, не до­пускается применение недробленого гравия.

Важным свойством щебня, определяющим износо­стойкость асфальтобетона, является его структура. Так, щебень из горных пород мелкозернистой кристаллической структуры обладает более высокой износостойкостью, что позволяет дольше сохранить шероховатость асфальтобетон­ных покрытий.

Песок

При приготовлении асфальтобетонных смесей применя­ют пески природные и дробленые, отвечающие требованиям ГОСТ 8736—85, а также шлаковые по ГОСТ 3344—83.

В качестве песка применяют также материалы из от­севов дробления изверженных горных пород (ГОСТ 26193-84), осадочных горных пород (ГОСТ 26873—86), гравия и битумосодержащих пород, отвечающие требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Дробленые пески и материалы из отсевов дробления различаются содержанием зерен мельче 0,16 мм: в отсевах дробления таких зерен в 2—3 раза больше, чем в дробленом песке. Однако, если отсевы дробления подвергнуть обога­щению (мойке, сортировке и т. п.), они могут отвечать тре­бованиям стандарта к дробленым пескам.

236

Качество песка оказывает значительное влияние на свойства асфальтобетона. Так, применение дробленого песка или материалов из отсевов дробления существенно повышает сдвигоустойчивость покрытий.

Кроме того, асфальтобетонные покрытия, устроенные с использованием дробленых песков или материалов из от­севов дробления изверженных горных пород, отличаются высокой и длительно сохраняющейся шероховатостью.

Минеральный порошок

Для приготовления асфальтобетонных смесей исполь­зуют активированные и неактивированные минеральные порошки (ГОСТ 16557—78), получаемые путем измельчения карбонатных горных пород — известняков, доломитов, доло-митизированных известняков, известняков-ракушечников и др.

Кроме того, в качестве минеральных порошков исполь-зуют порошковые отходы промышленности: пыль уноса цементных заводов, золу уноса и золошлаковые смеси ТЭС, отходы асбошиферного производства и пр. Порошковые от-ходы промышленности не должны содержать загрязняющих примесей (строительный мусор, грунт и пр.).

Поверхностно-активные вещества

Необходимым компонентом асфальтобетонных смесей являютсяповерхностно-активные вещества. Добавки ПАВ позволяют улучшить сцепление битумов с поверхностью минеральных зерен, повысить качество асфальтобетонов И улучшить показатели технологических процессов приго-товления, укладки и уплотнения асфальтобетонных сме-

Полимерно-битумное вяжущее

Основной недостаток асфальтобетона — большая зави-

симость, его физико-механических свойств от температуры.

Эту проблему решают путем использования полимерно-

битумных вяжущих, которые представляют собой смесь

битума с полимерами. Они обеспечивают стабильность

свойств вяжущего в широком интервале температур.

237

Полимерно-битумное вяжущее получают путем вве­дения в битум 2—2,5% предварительно растворенного ди-винилстирольного термопласта (ДСТ). В качестве раство­рителей применяют сольвент, керосин, бензол, дизельное топливо, жидкие битумы, гудрон. В зависимости от вида растворителя полимерно-битумные вяжущие подразделя­ют на быстрогустеющие, густеющие со средней скоростью и медленногустеющие.

Технология приготовления полимерно-битумного вя­жущего на асфальтобетонном заводе заключается в приго­товлении раствора ДСТ, который засыпают в виде крошки в емкость с растворителем и перемешивают с ним. Затем раствор ДСТ подают в битумные котлы и смешивают с биту­мом, нагретым до температуры 100—110 °С, до однородного состояния. Готовое пол и мерно-битумное вяжущее с помо­щью шестеренных насосов подают в дозатор смесителя.

Резиновый порошок, используемый для приготовле­ния асфальтобетонных смесей, — это продукт дробления изношенных автомобильных покрышек и резинотехниче­ских изделий. Его вводят в минеральный материал перед смешиванием с битумом для придания асфальтобетону эластичности.

Резиновый порошок без предварительного подогрева (так же, как и минеральный порошок) подают в смеситель в количестве 1,5—3% от массы минеральных составляющих асфальтобетонной смеси, где его перемешивают с нагреты­ми минеральными материалами в течение 15—30 с и затем с битумом. При приготовлении песчаных асфальтобетонных смесей общее время перемешивания составляет 120 с, а ще­бенистых — 90 с.

Выбор асфальтобетона для дорожных одежд

На стадии разработки проекта автомобильной доро-ги выбирают асфальтобетон определенной разновидности конкретно для каждого конструктивного слоя дорожном одежды.

В верхних слоях покрытий на дорогах всех категорий используют только плотный асфальтобетон.

238

Нижние слои покрытий на дорогах I—II категории устраивают из пористого асфальтобетона, а на дорогах III— IV категорий — и из высокопористого асфальтобетона.

И нерхних слоях оснований можно использовать как пористый, так и высокопористый асфальтобетоны.

При стадийном строительстве нижний слой покрытий устраивают, как правило, из плотного крупнозернистого асфальтобетона.

Вид и тип плотного асфальтобетона для верхних слоев покрытий выбирают в зависимости от категории дороги и климатических условий района строительства.