- •Справочная энциклопедия дорожника
- •Строительство и реконструкция автомобильных дорог
- •Москва 2005 Содержание
- •Введение
- •Раздел I основы технологии и организации строительства автомобильных дорог глава 1. Этапы развития и пути совершенствования сети автомобильных дорог и технологии их строительства
- •1.1. Основные этапы развития и совершенствования сети автомобильных дорог России
- •1.2. Роль ученых в создании научно-технической базы дорожного строительства
- •1.3. Развитие и совершенствование технологии и методов строительства автомобильных дорог
- •1.4. Обеспечение прочности и работоспособности дорожных конструкций
- •Раздел II возведение земляного полотна глава 2. Конструкции земляного полотна и требования к его возведению
- •2.1. Требования к конструкции земляного полотна
- •2.2. Требования к грунтам земляного полотна
- •2.3. Технология работ по сооружению земляного полотна
- •2.4. Основные принципы планирования и организации работ
- •2.5. Уплотнение грунтов
- •Pиc. 2.4. Изменение оптимальной плотности и оптимальной влажности при разном уплотнении:
- •Глава 3. Подготовительные работы перед сооружением земляного полотна
- •3.1. Состав и назначение подготовительных работ
- •3.2. Снятие растительного грунта и подготовка основания земляного полотна
- •Глава 4. Строительство инженерных сооружений для регулирования водно-теплового режима земляного полотна
- •4.1. Виды сооружений и способы регулирования водно-теплового режима земляного полотна и дорожных одежд
- •4.2. Строительство водонепроницаемых и капилляропрерываюших слоев Подготовка верхней части земляного полотна перед устройством дополнительных слоев оснований.
- •Глава 5. Возведение насыпей и разработка выемок в нескальных грунтах
- •5.1. Способы отсыпки насыпей и разработки выемок
- •5.2. Возведение насыпей из грунта выемок
- •5.3. Строительство насыпей из грунта боковых резервов
- •Глава 6. Возведение земляного полотна на косогорах. Планировка и укрепление откосов
- •6.1. Основные типы конструкций земляного полотна на косогорах и оползневых склонах
- •6.2. Особенности возведения земляного полотна на косогорах и оползневых склонах
- •6.3. Планировка земляного полотна насыпей и выемок, конусов и откосов
- •6.4. Укрепление конусов и откосов земляных сооружений
- •Глава 7. Возведение земляного полотна в горных условиях
- •7.1. Особенности возведения земляного полотна в горной местности
- •7.2. Буровые и взрывные работы. Техника безопасности
- •7.3. Расчет взрывных работ
- •7.4. Технология производства земляных работ в скальных грунтах. Контроль качества
- •7.5. Строительство противооползневых сооружений
- •Глава 8. Гидромеханизация земляных работ
- •8.1. Условия и эффективность применения гидромеханизации земляных работ
- •8.2. Транспортирование и укладка грунта. Общая организация работ
- •Глава 9. Сооружение земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях
- •9.1. Сооружение земляного полотна на слабых основаниях
- •9.2. Сооружение высоких насыпей и глубоких выемок
- •9.3. Сооружение земляного полотна в песчаных пустынях
- •9.4. Возведение земляного полотна на засоленных грунтах
- •9.5. Возведение земляного полотна в районах распространения вечномёрзлых грунтов
- •9.6. Сооружение земляного полотна из глинистых грунтов с влажностью более оптимальной
- •9.7. Строительство насыпей из техногенных грунтов
- •Глава 10. Строительство земляного полотна с использованием геосинтетических материалов
- •10.1. Понятие о геосинтетических материалах. Области их применения*
- •10.2. Краткая классификация геосинтетических материалов для дорожного строительства
- •10.3. Строительство земляного полотна с использованием геосинтетических материалов
- •Глава 11. Сооружение земляного полотна в зимний период
- •11.1. Особенности организации и технологии производства работ по сооружению земляного полотна в зимний период
- •11.2. Сооружение земляного полотна насыпей и выемок
- •11.3. Устройство дополнительных песчаных слоев оснований
- •11.4. Особенности строительства малых искусственных сооружений в зимний период
- •Глава 12. Реконструкция земляного полотна
- •12.1. Условия работы существующего земляного полотна и основные пути повышения его прочности и устойчивости
- •12.2. Подготовительные работы к реконструкции земляного полотна
- •12.3. Способы уширения насыпей и выемок. Требования к выбору, размещению в слоях и уплотнению грунтов земляного полотна уширения
- •12.4. Исправление продольного профиля. Увеличение высоты насыпей и глубины выемок
- •Величина уширения по подошве насыпи составит
- •12.5. Перестройка пучинистых участков
- •12.6. Повышение устойчивости откосов реконструируемого земляного полотна и совершенствование системы водоотвода
- •12.7. Перестройка и удлинение водопропускных труб
- •Глава 13. Организация работ по возведению земляного полотна
- •13.1. Общие положения
- •13.2. Определение составов специализированных отрядов и оптимальной длины захватки при выполнении подготовительных работ и работ по строительству водопропускных труб
- •13.3. Определение составов специализированных отрядов и оптимальной длины захватки при возведении земляного полотна
- •Раздел III строительство дорожных одежд Глава 14. Основы технологии строительства дорожных одежд
- •14.1. Технологическая классификация дорожных одежд, покрытий и оснований
- •14.2. Обеспечение надежности дорожных одежд
- •14.3. Основы технологии уплотнения слоев дорожных одежд
- •Глава 15. Строительство дорожных оснований и покрытий из необработанных каменных материалов и каменных материалов и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими
- •15.1. Развитие методов применения грунтов и местных каменных материалов в слоях дорожных одежд
- •15.2. Строительство слоев из щебеночных материалов
- •15.3. Строительство слоев из щебеночно-песчаных и других смесей
- •15.4. Строительство слоев из активных отходов промышленности
- •15.5. Строительство слоев из материалов, обработанных цементом
- •15.6. Брусчатые, мозаичные и клинкерные мостовые
- •15.7. Основы технологии производства искусственного зернистого материала из глинистых грунтов с использованием электроплазменных устройств
- •15.8. Технология и эффективность применения зернистых керамических материалов при строительстве оснований дорожных одежд
- •Глава 16. Строительство дорожных оснований и покрытий из каменных материалов и грунтов, обработанных органическими вяжущими
- •16.1. Строительство щебеночных слоев способом пропитки
- •16.2. Строительство слоев из черного щебня
- •16.3. Строительство слоев из смесей каменных материалов с жидкими органическими вяжущими
- •16.4. Строительство слоев из смесей каменных материалов с вязкими органическими вяжущими
- •16.5. Строительство конструктивных слоев дорожных одежд из эмульсионно-минеральных смесей
- •16.6. Строительство слоев из грунтов, укрепленных органическими вяжущими
- •Глава 17. Строительство цементобетонных покрытий и оснований
- •17.1. Особенности строительства покрытий с применением минеральных вяжущих
- •17.2. Требования к материалам для строительства цементобетонных покрытий и проектирование состава дорожного бетона
- •17.3. Конструкции дорожных цементобетонных покрытий и оснований
- •А) в свежеуложенном бетоне; б) комбинированным способом; в) в затвердевшем бетоне; г) продольный шов; пунктиром показана обмазка штырей битумом
- •17.4. Технология строительства цементобетонных покрытий
- •17.5. Строительство монолитных армобетонных и непрерывно армированных покрытий
- •17.6. Строительство предварительно напряжённых монолитных цементобетонных покрытий
- •17.7. Строительство оснований и покрытий из укатываемых бетонов
- •17.8. Особенности строительства цементобетонных покрытий при пониженной температуре воздуха
- •17.9. Строительство сборных и сборно-монолитных покрытий
- •17.10. Контроль качества строительства цементобетонных покрытий
- •Глава 18. Строительство асфальтобетонных покрытий и оснований
- •18.1. Общие положения технологии строительства асфальтобетонных покрытий
- •18.2. Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием
- •18.3. Проектирование состава асфальтобетонных смесей
- •18.4. Обеспечение требований к физико-механическим свойствам асфальтобетона
- •18.5. Технология строительства асфальтобетонных покрытий и оснований
- •18.6. Требования к составу технологических карт на строительство асфальтобетонных покрытий
- •Глава 19. Строительство асфальтобетонных покрытий из холодных и литых смесей и щебеночно-мастичного асфальтобетона
- •19.1. Строительство покрытий из холодных асфальтобетонных смесей
- •19.2. Строительство покрытий из литых асфальтобетонных смесей
- •19.3. Строительство покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона
- •19.4. Строительство покрытий из асфальтобетонных смесей на основе полимерно-битумных вяжущих
- •19.5. Строительство асфальтобетонных покрытий при пониженной температуре воздуха
- •19.6. Охрана труда при строительстве асфальтобетонных покрытий
- •Глава 20. Строительство слоев износа, защитных шероховатых слоев
- •20.1. Назначение слоев износа, защитных и шероховатых слоев
- •20.2. Поверхностная обработка дорожных покрытий
- •Зоны жесткости: 1 - очень мягкое; 2 - мягкое; 3 - нормальное; 4 - твердое; 5 - очень твердое.
- •20.3. Поверхностные обработки с полимерным вяжущим
- •20.4. Устройство шероховатого слоя износа методом втапливания щебня
- •20.5. Слои износа и защитные слои с применением эмульсионно-минеральных смесей
- •Глава 21. Строительство дорожных одежд с покрытиями простейшего типа
- •21.1. Назначение покрытий простейшего типа
- •21.2. Местные грунты как материал для покрытий простейшего типа
- •21.3. Технология строительства простейших покрытий из искусственно улучшенных грунтов
- •21.4. Технология профилирования грунтовых дорог
- •21.5. Строительство деревянных, сплошных и колейных покрытий (лежневых и бревенчатых)
- •21.6. Брусчатые, мозаиковые и клинкерные мостовые
- •Глава 22. Реконструкция дорожных одежд
- •22.1. Способы реконструкции дорожных одежд
- •22.2. Способы разборки слоев дорожных одежд для повторного использования их материалов
- •22.3. Способы регенерации дорожных одежд и покрытий
- •22.4. Уширение дорожной одежды
- •22.5. Усиление существующих дорожных одежд
- •Время после укладки горячей смеси, мин
- •В верхнем правом углу показан конструктивный разрез покрытия и места закладки термопар (1-5);
- •22.6. Особенности реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями
- •22.7. Устройство краевых полос и укрепление обочин при реконструкции дорог
- •22.8. Перестройка дорожных одежд переходного типа
- •Раздел IV материально-техническое обеспечение дорожного строительства Глава 23. Предприятия по разработке горных пород
- •23.1. Разработка горных пород
- •23.2. Особенности разработки скальных пород
- •23.3. Особенности разработки обломочных пород
- •23.4. Переработка каменных материалов в притрассовых карьерах на передвижных дробильно-сортировочных установках
- •Глава 24. Камнедробильные заводы
- •24.1. Основные процессы работы камнедробильных заводов
- •24.2. Генеральный план кдз
- •24.3. Переработка гравийно-песчаных материалов
- •24.4. Приготовление дробленого песка
- •24.5. Производство минерального порошка для асфальтобетона
- •24.6. Особенности организации складов готовой продукции
- •24.7. Технологические процессы обогащения и улучшения каменных материалов
- •24.8. Контроль качества, приемка готовой продукции
- •Глава 25. Битумные и эмульсионные базы
- •25.1. Назначение и размещение баз и складов
- •25.2. Технологические процессы подготовки органических вяжущих
- •25.3. Эмульсионные базы и цехи. Технология производства битумных эмульсий
- •25.4. Установки для производства катионных битумных эмульсий
- •25.5. Автоматизация технологических процессов на эмульсионных базах и контроль качества эмульсий
- •Глава 26. Заводы для приготовления асфальтобетонных смесей
- •26.1. Классификация заводов и особенности их размещения
- •26.2. Генеральный план абз
- •26.3. Технологические процессы. Выбор технологического оборудования
- •26.4 Асфальтосмесительные установки
- •26.5. Переработка старого асфальтобетона (регенерация) на абз
- •26.6. Автоматизация технологических процессов асфальтобетонного завода и контроль качества
- •26.7. Базы и установки для обработки грунтов вяжущими
- •Глава 27. Заводы по производству цементобетонных смесей
- •27.1. Классификация заводов и особенности их размещения
- •27.2. Генеральный план цбз
- •27.3. Технологические процессы производства и оборудование
- •А) технологическая схема работы бетоносмесительной установки; б) блок дозирования каменных материалов; в) смесительный блок
- •27.4. Особенности организации складов каменных материалов
- •27.5. Склады цемента и минерального порошка
- •27.6. Автоматизация технологических процессов и контроль качества продукции Общие положения автоматизации технологических процессов.
- •27.7. Оборудование для транспортирования бетонных смесей
- •27.8. Особенности работы цбз зимой и в жарком климате
- •Глава 28. Заводы и полигоны для изготовления железобетонных изделий
- •28.1. Классификация заводов и полигонов и технология изготовления изделий
- •Pиc.28.2 Схемы уплотнения бетонной смеси в изделиях:
- •28.2. Способы производства железобетонных изделий
- •28.3. Контроль качества железобетонных изделий и особенности организации склада готовых изделий
- •Глава 29. Охрана труда и окружающей среды на производственных предприятиях дорожного хозяйства
- •29.1. Общие положения по охране труда и технике безопасности в строительном производстве
- •29.2. Охрана труда и техника безопасности на производственных предприятиях (базах) дорожного строительства
- •29.3. Охрана окружающей природной среды на производственных предприятиях дорожного строительства
- •Раздел V организация дорожно-строительных работ Глава 30. Основные вопросы организации дорожно-строительных работ
- •30.1. Общие положения организации строительства автомобильной дороги
- •30.2. Особенности организации работ при реконструкции автомобильной дороги
- •30.3. Организационно-технические мероприятия по охране окружающей среды при строительстве (реконструкции) автомобильной дороги
- •30.4. Охрана труда и техника безопасности при строительстве автомобильных дорог
- •Глава 31. Организация производственной базы дорожного строительства
- •31.1. Организация материально-технического обеспечения дорожного строительства
- •31.2. Организация складского хозяйства на дорожном строительстве
- •31.3. Организация технического обслуживания и ремонта машин
- •31.4. Обеспечение производственной базы дорожного строительства электроэнергией, сжатым воздухом, паром, водой и технологической связью
- •Глава 32. Способы организации дорожно-строительных работ
- •32.1. Комплексно-механизированный поточный способ и его разновидности
- •32.2. Непоточные способы организации дорожно-строительных работ
- •Глава 33. Проектирование организации строительства и производства дорожно-строительных работ
- •33.1. Проект организации строительства и проект производства работ
- •33.2. Определение составов специализированных отрядов при устройстве дорожной одежды
- •33.3. Составление календарного, сетевого, почасовых графиков строительства автомобильной дороги и технологических карт
- •33.4. Определение потребности строительства в материально-технических ресурсах
- •33.5. Диспетчерское управление и автоматизация управления строительством
- •Раздел VI обеспечение качества дорожно-строительных работ глава 34. Контроль и управление качеством дорожно-строительных работ
- •34.1. Система контроля и управления качеством дорожно-строительных работ
- •34.2. Организации и технология контроля качества дорожно-строительных работ
- •Глава 35. Производственный контроль качества дорожно-строительных работ
- •35.1. Контроль качества выполняемых работ при строительстве земляного полотна и правила их приемки
- •35.2. Операционный контроль в процессе выполнения и по завершении соответствующих операций
- •35.3. Скоростные методы контроля прочности и ровности дорожной одежды
- •35.4. Контролируемые параметры, средства контроля, допустимые отклонения и объем измерений при операционном и приемочном контроле
- •Глава 36. Статистический контроль и регулирование качества при строительстве автомобильных дорог
- •36.1. Актуальность статистических методов контроля в дорожном строительстве
- •36.2. Обоснование и развитие единого расчетного аппарата для статистического контроля качества в дорожном строительстве
- •36.3. Методическая основа оценки качества в дорожном строительстве
- •36.4. Методика определения объема и точек измерений при статистическом контроле
- •Пример назначения мест измерений с помощью таблицы случайных чисел
- •36.5. Обработка результатов статистического контроля и оценка качества
- •36.6. Настройка технологических процессов на стадии подготовки и в процессе строительства
- •36.7. Примеры организации и проведения статистического контроля, оценки качества и настройки технологических процессов
- •36.8. Основные выводы
- •37.1. Основные тенденции развития дорожно-строительных машин и их производственно-технологические параметры
- •37.2. Основные технологические параметры по основным группам машин и оборудования и определение производительности
- •Глава 38. Машины и оборудование для возведения земляного полотна
- •38.1. Машины для подготовительных работ
- •38.2. Машины для разработки и транспортирования грунта
- •38.3. Машины для разравнивания грунта и планировки земляного полотна и слоев основания и откосов
- •38.4. Машины и оборудование для уплотнения грунтов
- •Глава 39. Машины и оборудование для строительства и реконструкции дорожных одежд
- •39.1. Машины для строительства слоев основания из грунтов и минеральных материалов, обработанных вяжущими
- •39.2. Машины для строительства слоев основания из щебня и гравия
- •39.3. Машины для строительства асфальтобетонных покрытий
- •39.4. Машины и оборудование для строительства цементобетонных покрытий
- •39.5. Машины и оборудование для строительства слоев износа (защитных слоев) покрытия
- •39.6. Машины для уплотнения слоев основания и покрытия
- •39.7. Машины для обустройства дорог
- •39.8. Машины и оборудование для реконструкции дорог
- •Список литературы
18.3. Проектирование состава асфальтобетонных смесей
Выбор органических вяжущих материалов. В качестве вяжущих в асфальтобетонных смесях применяют жидкие и вязкие нефтяные битумы, отвечающие требованиям следующих нормативных документов: ГОСТ 11955-82 Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия; ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.
Жидкие битумы подразделяют на классы СГ - густеющие со средней скоростью, МГ- медленногустеющие и МГО - медленногустеющие остаточные.
По вязкости жидкие битумы классов СГ, МГ и МГО делятся на марки 70/130, 130/200, где цифры означают условную вязкость, определяемую временем истечения битума в секундах через калиброванное круглое отверстие диаметром 5 мм при температуре 60°С Жидкие битумы готовят разжижением вязких битумов жидкими нефтепродуктами: керосином, дизтопливом.
Вязкие битумы подразделяют на классы БНД и БН, то есть битумы нефтяные дорожные и битумы нефтяные. По вязкости битумы классов БНД и БН делятся на марки 40/60, 60/90, 90/130, 130/200, 200/300, где цифры означают условную вязкость, определяемую глубиной проникания иглы в долях, равных 0,1 мм при температуре 25°С.
Качество битумов БНД выше, чем БН, так как они характеризуются более широким температурным интервалом пластичности и более высокой теплостойкостью, обладают низкой температурой хрупкости, лучшим сцеплением с поверхностью зерен минерального материала, но менее устойчивы к старению.
На основании указанных свойств битумов для районов с холодным и средним климатом наиболее подходят битумы БНД, а для районов с теплым и жарким климатом приемлемы битумы БНД и БН. При этом для горячих смесей применяют в основном вязкие битумы, а для холодных смесей - жидкие.
Главное при выборе марки битума - климатические условия и нагруженность слоев дорожной одежды, то есть категория дороги.
Для горячих смесей в северных условиях России (I дорожно-климатическая зона) в основном применяют битумы с вязкостью 90/130, 130/200, 200/300; в средних условиях России (II и III климатические зоны) в основном применяют битумы с вязкостью 60/90, 90/130, 130/200, в южных регионах России (IV и V дорожно-климатические зоны) в основном применяют битумы с вязкостью 40/60, 60/90.
Для холодных смесей в средних и южных условиях России (II, III, IV и V дорожно-климатические зоны) применяют битумы с вязкостью 70/30 и 130/200, а в северных условиях асфальтобетоны из холодных смесей применять не рекомендуется.
Рекомендуемая с учетом климатических условий область применения асфальтобетонов и битумов при устройстве верхних слоев покрытий автомобильных дорог приведена в Приложении А ГОСТа 9128-97. Данные приложения А приведены в табл. 18.3.
Для приготовления смесей асфальтобетонных литых применяют в соответствии с ТУ 400-24-158-89 нефтяные вязкие дорожные битумы по ГОСТ 22245-90 с глубиной проникания иглы при 25°С - 50-60, 0,1 мм, температурой размягчения по методу КиШ не менее 52°С, температурой хрупкости не выше -12°С и температурой вспышки не ниже 120°С
Для приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей используют битумы вязкие нефтяные дорожные по ГОСТ 22245-90, а также полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) по ОСТ 218.010-98.
В качестве стабилизирующих добавок рекомендуется использовать однородное короткофиберное целлюлозное волокно на основе испытаний по ГОСТ 12801-98 и ТУ 5718.030.01393697-99. При использовании ПБВ стабилизирующие добавки допускается не вводить, если обеспечиваются требования к показателю стекания вяжущего и другим показателям физико-механических свойств смеси.
Таблица 18.3
Рекомендуемые области применения асфальтобетонов и битумов для верхних слоев покрытий.
Дорожно-климатическая зона |
Асфальтобетон |
Категория автомобильной дороги | |||||
I, II |
III |
IV | |||||
Марка смеси |
Марка битума |
Марка смеси |
Марка битума |
Марка смеси |
Марка битума | ||
I |
Плотный и высокоплотный |
I |
БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 |
II |
БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 СГ 130/200 МГ 130/200 МГО 130/200 |
III |
БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 СГ 130/200 МГ 130/200 МГО 130/200 |
II, III |
Плотный и высокоплотный |
I |
БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 130/200 БН 90/130 |
II |
БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 БН 60/90 БН 90/130 БН 130/200 БН 200/300 |
III |
БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 БН 60/90 БН 90/130 БН 130/200 БН 200/300 СГ 130/200 МГ 130/200 МГО 130/200 |
II, III |
Из холодных смесей |
- |
- |
I |
СГ 70/130 СГ 130/200 |
II |
СГ 70/130 СГ 130/200 МГ 70/130 МГ 130/200 МГО 70/130 МГО 130/200 |
IV, V |
Плотный |
I |
БНД 40/60 БНД 60/90 БН 40/60 БН 60/90 |
II |
БНД 40/60 БНД 60/90 БНД 90/130 БН 40/60 БН 60/90 БН 90/130 |
III |
БНД 40/60 БНД 60/90 БНД 90/130 БН 40/60 БН 60/90 БН 90/130 |
Из холодных смесей |
- |
- |
I |
СГ 70/130 СГ 130/200 |
II |
СГ 70/130 СГ 130/200 МГ 70/130 МГ 130/200 МГО 70/130 МГО 130/200 |
Примечания:
1. Для городских скоростных и магистральных улиц и дорог следует применять асфальтобетоны, рекомендованные для дорог I и II категорий, для дорог промышленно-складских районов - для дорог III категории, для остальных - для дорог IV категории.
2. Битумы БН рекомендуется применять в мягких климатических условиях со средними температурами самого холодного месяца выше - 10°С.
3. Битум БН 40/60 должен соответствовать технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Анализ качества нефтяных дорожных битумов, выпускаемых нефтеперерабатывающей промышленностью по ГОСТ 22245-90, показывает, что эти вяжущие по ряду показателей не отвечают требованиям дорожного строительства: недостаточно трещиностойки при низких температурах (ниже -40°С), которые действуют на 35 % территории России; имеют недостаточный температурный интервал работоспособности; неэластичны, то есть не обладают способностью к обратимым деформациям, так как по природе являются термопластами.
В связи с вышеизложенным учеными Союздорнии предложено применять полимерно-битумные и резинобитумные вяжущие (ПБВ и РБВ), которые относятся к классу эластомеров и характеризуются высокими показателями эластичности, широким температурным интервалом работоспособности, трещиностойкости (температурной хрупкости) и теплостойкости (температурой размягчения). В 1998 г. разработан отраслевой стандарт на полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) ОСТ 218.010-98 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа СБС. Технические условия», а с 01.01.2004 г. был введен в действие ГОСТ Р 52056-2003 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия», по которым ПБВ готовят на основе вязких дорожных битумов БНД введением полимеров типа «стирол-бутадиен-стирол» (СБС), пластификаторов и ПАВ по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. В качестве полимеров типа СБС используются дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ-30-01 1 группы по ТУ-38 103267-80 и ДСТ-30-01 1 группы по ТУ-38 40327-90) и их зарубежные аналоги: Финапрен 502 и 411, Кратон Д 1101, Д1184 и Д 1186, Европек Сол Т 161, Калпрен 411.
В качестве пластификаторов используются индустриальные масла И-20А, И-30А, И-40А, И-50А по ГОСТ 20799-88 и сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов по ТУ 101582-88 или смеси масла и сырья.
Полимерно-битумные вяжущие приготавливают в соответствии с ГОСТ Р 52056-2003 марок: ПБВ 300, ПБВ 200, ПБВ 130, ПБВ 90, ПБВ 60 и ПБВ 40, который регламентирует следующие показатели свойств ПБВ: глубину проникания иглы, 0,1 мм при 25°С и 0°С, минимальную температуру размягчения ко кольцу и шару (КиШ) в °С, растяжимость в см при 25°С и 0°С, наибольшую температуру хрупкости °С, наименьшую эластичность в % при 25°С и 0°С, наибольшее изменение температуры размягчения после прогрева в °С, минимальную температуру вспышки в °С, сцепление с мрамором или песком и однородность.
Приготавливают ПБВ двумя способами: введением ДСТ непосредственно в битум, пластифицированный маслом; введением в битум раствора ДСТ в масле.
Второй способ более производителен и менее энергоемок.
Состав ПБВ определяется на основе приготовления и испытания его образцов с различным содержанием полимера и пластификатора в битуме. Содержание полимера в ПБВ различных марок колеблется в пределах 2-6 %, а содержание пластификатора в пределах 3-40 %. Минимальное содержание ДСТ и масла И-40А при использовании битумов БНД и БН представлено в табл. 18.4 в соответствии с показателем глубины проникания иглы 0,1 мм при 25°С.
Таблица 18.4
Марка битума |
Марки полимера |
Минимальное содержание компонентов, % по маркам ПБВ | |||||
пластификатора |
ПБВ 300 |
ПБВ 200 |
ПБВ 130 |
ПБВ 90 |
ПБВ 60 |
ПБВ 40 | |
БНД 60/90 |
ДСТ И-40 А |
3,5 29,0 |
3,5 20,0 |
3,3 15,0 |
3,1 10,0 |
3,25 7,0 |
3,1 5,0 |
БН 60/90 по согласованию с заказчиком |
ДСТ И-40А |
3,5 25,0 |
3,0 20,0 |
3,3 17,0 |
3,5 13,0 |
3,5 8,0 |
3,2 3,0 |
Область применения различных марок ПБВ можно определить по рекомендациям табл. 18.3 для БНД соответствующей марки.
В таблице 18.5 приведены наиболее важные для обеспечения сдвигоустойчивости и трещиностойкости полимерасфальтобетона показатели свойств полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) по ГОСТ Р 52056-2003.
Таблица 18.5
Показатели свойств ПБВ |
Значение показателей ПБВ | |||||
300 |
200 |
130 |
90 |
60 |
40 | |
Температура размягчения по кольцу и шару (КиШ), °С, не ниже |
45 |
47 |
49 |
51 |
54 |
56 |
Температура хрупкости, °С, не выше |
-40 |
-35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
Эластичность, %, не менее, при |
|
|
|
|
|
|
25°C |
85 |
85 |
85 |
85 |
80 |
80 |
0°C |
75 |
75 |
75 |
75 |
70 |
70 |
Состав асфальтобетонной смеси для верхних слоев покрытия на основе ПБВ подбирается по ГОСТ 9128-97 (табл. 18.4).
В качестве примера ниже приведены состав и физико-механические свойства полимерасфальтобетона, подобранного на узких фракциях щебня 5-10 и 10-15 мм и дробленого песка, уложенного в верхнем слое покрытия МКАД:
Содержание щебня крупнее 5 мм, % массы 57-65
Содержание зерен мельче 0,071 мм, % массы 7-10
Средняя плотность, г/см3 2,61-2,65
Пористость минерального остова, % по объему 14-17
Остаточная пористость, % по объему 2-4
Водонасыщение, % по объему 1,5-3,5
Набухание, % по объему £ 0,2
Предел прочности при сжатии, МПа
при температуре 20°С ³ 3,5
при температуре 50°С ³ 1,1
при температуре 0°С £ 8,0
Коэффициент водостойкости ³ 0,95
Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении ³ 0,90
Предел прочности при сдвиге, МПа (в расчетных условиях) ³ 0,85.
Зерновой состав минеральной части полимерасфальтобетона приведен на рис. 18.2.
Рис. 18.2. Зерновой состав минеральной части полимерасфальтобетона:
1 - пределы по ГОСТ 9128-97 для асфальтобетона типа А; 2 - требования к полимерасфальтобетону для МКАД
Выбор минеральных материалов. Требования к минеральным материалам, используемым для приготовления асфальтобетонных смесей, приведены ниже. Щебень из плотных горных пород и гравий, щебень из шлаков, которые по зерновому составу, прочности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, содержанию глины в комках должны соответствовать требованиям ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 3344-83.
Содержание зерен пластинчатой (лещадной) формы не должно превышать по массе: 15 % для смесей высокоплотных и типа А, 25 % - для смесей Б и Бх, 35 % - для смесей В и Вх.
Гравийно-песчаные смеси по зерновому составу должны отвечать требованиям ГОСТ 23735-79, гравий и песок в составе смесей - ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 8736-93.
Прочность по дробимости и истираемости, морозостойкость щебня и гравия должны соответствовать требованиям табл. 10 ГОСТ 9128-97.
Марка по дробимости щебня (в цилиндрах) в пределах:
из изверженных и метаморфических горных пород 1200-600;
из осадочных горных пород 1200-400;
из металлургического шлака 1200-600;
из гравия 1000-400;
недробленого гравия 800-400.
Марка по истираемости (в полочном барабане) в пределах И1-И4.
Марка по морозостойкости в пределах:
для I, II и III ДКЗ - F50 и F25;
для IVи V ДКЗ - F50, F25, F15.
Песок природный и из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93, а марка по прочности песка из отсевов дробления и содержание глинистых частиц должны соответствовать требованиям табл. 11 ГОСТ 9128-97.
Минеральный порошок должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 51129-2003. При использовании в качестве минерального порошка техногенных отходов (применяемых в высокопористых, пористых и плотных смесях II и III марок) их показатели должны соответствовать требованиям табл. 12 ГОСТ 9128-97.
Содержание минеральных материалов в асфальтобетонных смесях должно соответствовать требованиям ГОСТ 9128-97. Пределы содержания минеральных материалов в смесях представлены в таблице 18.6.
Для улучшения сцепления битума с поверхностью кислых минеральных материалов используют катионные ПАВ, а с поверхностью осадочных пород - анионные ПАВ. В качестве катионных ПАВ используют соли высших алифатических аминов, а в качестве анионных ПАВ - госсиполовую смолу (хлопковый гудрон) и жировой гудрон.
Таблица 18.6
Содержание минеральных материалов в асфальтобетонных смесях
Виды и типы смесей и асфальтобетонов |
Составы смесей | |||
Содержание щебня, % по массе |
Содержание песка, % по массе |
Содержание частиц меньше 0,07 мм, % по массе |
Остаточная пористость асфальтобетона, (пористость минеральной части), % | |
Горячие высокоплотные |
40-65 |
20-40 |
10-16 |
1,0-2,5(16) |
плотные типов: |
50-60 |
30-46 |
4-10 |
2,5-5,0 (19) |
А щебеночные | ||||
Б щебеночные |
40-50 |
38-54 |
6-12 |
2,5-5,0 (19) |
В щебеночные |
30-40 |
46-62 |
8-14 |
2,5-5,0 (22) |
Г песчаные |
- |
64-92 |
8-16 |
2,5-5,0 (22) |
Д песчаные |
- |
64-90 |
10-16 |
2,5-5,0 (22) |
Пористые |
40-60 |
32-60 |
0-8 |
5,0-10,0 (23) |
Высокопористые щебеночные |
40-60 |
32-56 |
4-8 |
10,0-18,0 (24) |
Высокопористые песчаные |
- |
80-96 |
4-10 |
10,0-18,0 (28) |
Холодные типов: |
| |||
Бх щебеночные и гравийные |
40-50 |
38-52 |
8- 12 |
2,5-5,0 (18) |
Вх щебеночные и гравийные |
30-40 |
43-58 |
12-17 |
2,5-5,0 (20) |
Гх песчаные |
- |
60-88 |
12-20 |
2,5-5,0 (21) |
Дх песчаные |
- |
60-88 |
12-20 |
2,5-5,0 (21) |