- •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
20.5. Слои износа и защитные слои с применением эмульсионно-минеральных смесей
Для строительства слоев износа и защитных слоев дорожных покрытий широкое применение получили холодные эмульсионно-минеральные смеси различного состава. В зависимости от конкретного состава, технологии применения в различных странах эти смеси называют литыми эмульсионно-минеральными смесями (ЛЭМС), «Сларри Сил», литой холодный микроасфальт, рапид-асфальт и др. Достоинство этих слоев в сравнительно простой технологии устройства, малого расхода материалов, высокой производительности при укладке, небольших помехах для движения транспорта по участку, где ведутся работы.
Литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС) состоят из минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка), водного раствора ПАВ и катионной битумной эмульсии. В зависимости от гранулометрического состава ЛЭМС подразделяются на щебеночные и песчаные. Щебеночные рекомендуется устраивать на участках с затрудненными и опасными условиями движения дорог I и II категорий. Песчаные - на участках с легкими и затрудненными условиями движения дорог III-IV категорий. Минеральная часть ЛЭМС подбирается по принципу плотных смесей. Щебеночная фракция 5-10 мм и 5-15 мм должна быть из камня изверженных и метаморфических пород по прочности не ниже 1200. Песчаная фракция 5-0,1 (0,071) мм должна состоять из дробленого песка или смеси природного и дробленого песка в соотношении 50/50 %. Минеральный порошок из карбонатных пород (лучше активированный) должен содержаться в смеси в таком объеме, чтобы общее количество частиц мельче 0,071 мм в смеси составляло 5-15 %. В качестве вяжущего используются катионоактивные битумные эмульсии класса ЭБК-2 и ЭБК-3, содержащие 50-55 % битума (табл. 20.6).
Таблица 20.6.
Рекомендуемые составы ЛЭМС
Смеси |
компоненты, % по массе | |||||||
щебень гранит- ный (фракция) |
песок |
минераль- ный порошок |
портланд- цемент |
вода для предварительного смачивания |
битумная эмульсия (в пересчете на битум) | |||
5-15 мм |
5-10 мм |
дробленый компонент |
природ- ный | |||||
Щебеночная |
50 |
- |
- |
38 |
12 |
- |
6-8 |
8-9 |
Щебеночная |
60 |
- |
20 |
17 |
3 |
- |
6-8 |
7,5-8,5 |
Щебеночная |
60 |
- |
20 |
17 |
- |
1-3 |
5-7 |
8-9 |
Щебеночная |
- |
50 |
- |
38 |
12 |
- |
6-8 |
8-9 |
Щебеночная |
- |
50 |
18 |
20 |
12 |
- |
6-8 |
8-9 |
Щебеночная |
- |
60 |
20 |
17 |
3 |
- |
6-8 |
7,5-8,5 |
Щебеночная |
- |
50 |
27 |
20 |
- |
1-3 |
5-7 |
8-9 |
Песчаная |
- |
- |
60 |
37 |
3 |
- |
8-12 |
7-9 |
Песчаная |
- |
- |
55 |
40 |
5 |
- |
8-12 |
7-9 |
Песчаная |
- |
- |
50 |
45 |
5 |
- |
8-12 |
7-9 |
Песчаная |
- |
- |
60 |
37 |
- |
1-3 |
8-10 |
7-9 |
Расход битумной эмульсии в пересчете на битум 7-9 %. Количество ПАВ в водном растворе зависит от его вида (четвертичные соли аммония 0,1-0,6 %, адгезионная битумная присадка БП-3 0,5-1,0 % к массе воды). Расход воды для предварительного смачивания ориентировочно 5-12 % массы минеральных материалов. Его уточняют в лаборатории и корректируют на месте приготовления ЛЭМС с учетом влажности минеральных материалов и их температуры. Время распада эмульсии в ЛЭМС должно составлять 40-120 с. Распад эмульсии должен произойти немедленно после распределения смеси на поверхности покрытия. Приготовление и распределение ЛЭМС осуществляется специальной однопроходной машиной (рис. 20.13).
Рис. 20.13. Передвижная установка для приготовления и распределения литой эмульсионно-минеральной смеси:
1 - резервуар для воды; 2 - бункеры для песка; 3 - бункер для минерального порошка; 4 - объемная дозировка присадки; 5 - подана воды и присадки; 6 - подача эмульсии; 7 - смеситель; 8 - распределитель; 9 - конвейер; 10 - резервуар для присадки; 11 - резервуар для эмульсии
Толщина укладываемого слоя: для песчаной ЛЭМС - 5-10 мм с расходом 20-25 кг/м2, для щебеночной 10-15 мм с расходом 25-30 кг/м2. По предварительно очищенному и обработанному водой покрытию распределяют ЛЭМС при непрерывном движении машины. Уплотнение ЛЭМС не требуется. Движение транспорта можно открывать через 2-4 ч после окончания работ с ограничением скорости до 40 км/ч в течение 1-2 сут.
Ширина укладываемого слоя зависит от ширины распределительного бункера и обычно составляет 2,5-3,75 м. Скорость распределения регулируется в зависимости от температуры воздуха и свойств исходных материалов, при этом должна быть такой, чтобы распределение смеси (при выходе из распределительного короба) совпадало с началом распада битумной эмульсии, что предотвращает расплывание смеси по поверхности покрытия.
Свойства готового слоя из ЛЭМС приведены в табл. 20.7.
Таблица 20.7
Показатели свойств эмульсионно-минеральных смесей
Показатели |
Значение показателя |
Метод испытания |
Водонасыщение, % от объема для слоев из смесей |
|
|
щебеночных |
3,5-4,5 |
ГОСТ 12801-98 |
песчаных |
1,5-3,0 |
Тоже |
Набухание (% от объема), не более |
7,0 |
Тоже |
Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении, не менее для смесей |
|
|
щебеночных |
0,75 |
Тоже |
песчаных |
0,80 |
Тоже |
Скорость распада эмульсий, с не менее |
120 |
Пособие по устройству поверхностных обработок на автомобильных дорогах (к СНиП 3.06.03-85) |
Рабочий цикл укладки защитного слоя включает следующие технологические операции (рис. 20.14): загрузка бункеров и емкостей машины компонентами ЛЭМС на притрассовом складе; переезд машины к месту производства работ; укладка защитного слоя на огражденном участке; переезд машины для загрузки на притрассовом складе.
Рис. 20.14. Циклограмма выполнения производственного процесса по укладке защитного слоя из литой эмульсионно-минеральной смеси на сменной захватке 1000 м шириной 3,75 м (3750 м2)
Поверхностная обработка с использованием битумных шламов. Битумные шламы являются разновидностью эмульсионно-минеральных смесей литой консистенции и состоят из минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка), битумной пасты и воды. Так как битумные пасты распадаются и твердеют по мере испарения из них воды, применение битумных шламов возможно только в сухую погоду. В зависимости от зернового состава битумные шламы подразделяются на песчаные (п) и щебеночные (щ) - А - крупно - (размером щебня до 25 мм более 40 %), Б - средне - (размером щебня до 25 мм от 20 до 40 %) и В - мелкозернистые (размером щебня до 15 мм менее 20 %) I и II марок. Тот или иной вид шлама рекомендуется использовать на дорогах разных категорий в зависимости от условий движения транспорта [96].
Время высыхания смесей должно быть не более 2 ч. Перед укладкой битумного шлама покрытие очищают от пыли и грязи, при значительном количестве трещин их прочищают. В зависимости от состояния покрытия его предварительную обработку проводят по-разному: плотные покрытия увлажняют (1-2 л/м2); пористые покрытия и все виды покрытий при производстве работ в осеннее время подгрунтовывают битумной пастой или эмульсией (не менее 60 % воды из расчета 0,2 л битума на 1 м2); покрытия с недостатком органического вяжущего и на основе минеральных вяжущих обрабатывают путем распределения слоя пасты исходя из нормы расхода битума 0,4-0,8 л/м2. Ориентировочный расход песчаных шламов составляет 5-15 кг/м2, щебеночных 10-30 кг/м2. Меньшие значения относятся к смесям с меньшими размерами зерен минерального материала. Уложенную полосу ограждают от наезда транспортных средств. При достижении влажности смеси 6-8 % по слою допускается движение транспортных средств или его уплотняют самоходными катками на пневмошинах массой 8-10 т (3 прохода по одному следу). Скорость движения транспорта ограничивают: в течение первых суток до 30 км/ч, затем - до 40 км/ч до тех пор, пока слой не сформируется настолько, чтобы зерна минерального материала не вырывались из слоя. Для полного уплотнения слоя требуется 20-30 сут.
Строительство тонкослойных слоев износа и защитных слоев из литых эмульсионно-минеральных смесей по способу типа «Сларри Сил», который представляет собой уложенную и сформировавшуюся литую эмульсионно-минеральную смесь, состоящую из катионоактивной битумной эмульсии, минерального материала, воды и специальных добавок. Толщина слоя износа в уплотненном состоянии 5-15 мм.
Слой типа «Сларри Сил» устраивается с целью предотвращения отрицательного воздействия природно-климатических факторов на дорожную конструкцию, восстановления слоев износа, обеспечения необходимых сцепных свойств дорожного покрытия.
В зависимости от гранулометрического состава используемых материалов слой износа «Сларри Сил» подразделяют на два типа в соответствии с требованиями, изложенными в табл. 20.8 [58].
Таблица 20.8
Гранулометрический состав минеральной части литых эмульсионно-минеральных смесей
Размер отверстий, мм |
Содержание частиц мельче данного размера, % по массе |
Точность дозирования, % по массе | |
тип I |
тип II | ||
10 |
100 |
100 |
±5 |
5 |
90-100 |
70-90 |
±5 |
2,5 |
65-90 |
45-70 |
±5 |
1,25 |
45-70 |
28-50 |
±5 |
0,63 |
30-50 |
19-34 |
±5 |
0,315 |
18-30 |
12-25 |
±4 |
0,14 |
10-21 |
7-18 |
+3 |
0,071 |
5-15 |
5-15 |
±2 |
Для приготовления литых эмульсионно-минеральных смесей должен использоваться щебень из плотных горных пород по ГОСТ 8267-93 1-й группы, имеющий марку по прочности не ниже 1200, марку истираемости не ниже И-1, песок из отсевов дробления, соответствующий ГОСТ 8736-93. Для приготовления смесей может использоваться щебеночно-песчаная смесь С 13 по ГОСТ 25607-94 после отгрохачивания частиц крупнее 10 мм.
Гранулометрический состав минеральной части литых эмульсионно-минеральных смесей должен соответствовать табл. 20.8. Для обеспечения требований к гранулометрическому составу смесей в минеральную часть могут быть введены минеральный порошок по ГОСТ Р 52129-2003 и цемент по ГОСТ 10178-85.
Минеральная часть ЛЭМС для устройства тонкослойных холодных покрытий подбирается по типу плотных и может состоять из смесей фракций 0-3 мм, 0-5 мм, 0-8 мм, 0-11 мм, с использованием щебеночных отсевов из трудношлифуемых горных пород марки не ниже 1000. Крупные фракции должны быть преимущественно кубовидной формы. Содержание фракции менее 0,071 мм должно быть 5-15 %. Для регулирования времени распада эмульсии применяют цемент марки не ниже 400. Содержание свободной извести в цементе не ограничивается, а его расход составляет до 2 % от массы каменных материалов.
Песок, щебень и в случае необходимости минеральный порошок перед использованием должны быть смешаны в определенных пропорциях с помощью специальных машин типа «REVSON 73830».
В качестве вяжущего в ЛЭМС применяют катионные эмульсии прямого типа классов ЭБК-2 и ЭБК-3 с содержанием битума 60-65 %. Марка битума в битумной эмульсии должна соответствовать рекомендуемой ГОСТ 9128-97 для конкретной дорожно-климатической зоны.
В условиях I и II дорожно-климатических зон, а также при интенсивности движения более 10000 авт./сут целесообразно использовать полимермодифицированные битумные эмульсии. Получение полимермодифицированной битумной эмульсии осуществляется как путем введения катионоактивных латексов «Бутонал SL 170К», «Родкем 600», «Интерлатекс АФ» и других, совместимых с эмульсией, в процессе приготовления, так и с использованием битумов, модифицированных другими добавками. Содержание модификатора в остаточном битуме модифицированной эмульсии должно быть в пределах 2-4 % по массе. Скорость распада эмульсии регулируют с помощью аддитивных добавок, вид подбирается в лаборатории. В качестве замедлителя скорости распада смеси используются сульфат алюминия, соли моноаминов, полиаминов, амидоаминов по техническим условиям заводов-изготовителей.
Содержание замедлителя скорости распада в литой эмульсионно-минеральной смеси должно быть минимальным, но позволяющим обеспечить время, достаточное для перемешивания и распределения.
В качестве ускорителя времени твердения добавки, улучшающей консистенцию смеси, может использоваться цемент марок 500 или 400, для обеспечения лучшего сцепления вяжущего с каменными материалами и снижения расхода аддитивных добавок, %, от массы каменных материалов. Техническая вода должна иметь жесткость не менее 6 мг-экв/л.
Время распада при смешивании смесей типа «Сларри Сил» должно составлять не менее 180 с. Время распада зависит от целого ряда факторов: минерального состава и зернового состава минеральной части, состава эмульсии, природы эмульгатора, соотношения компонентов в смеси, температуры окружающего воздуха. Поэтому подбор составов смесей должен происходить с учетом вышеперечисленных факторов.
При слишком медленном распаде эмульсии возникает опасность стекания жидкой смеси с поверхности или ее расслоения. Во избежание этих явлений при подборе составов эмульсионно-минеральных смесей контролируют момент отвердения поверхности смеси. Тест для установления времени отвердевания определяется как промежуток времени с момента укладки до момента, когда «Сларри-система» не может быть перемешана в однородную смесь, а при сжатии образца невозможно горизонтальное смещение; когда промокательная салфетка не пачкается при легком соприкосновении с поверхностью образца; когда эмульсия не может быть разбавлена или вымыта из образца.
Более точно момент отвердения смеси находят с помощью специального прибора - модифицированного определителя силы сцепления. При помощи этого прибора определяют и время открытия движения. Время открытия характеризуется тем, что слой износа сформировался до такой степени, что можно открыть движение автомобилей с ограниченной скоростью.
Время отвердения эмульсионно-минеральных смесей должно составлять не более 30 мин, а время открытия движения в зависимости от погодных условий - не более 4 ч.
Не допускается производить работы по укладке эмульсионно-минеральной смеси:
при температуре окружающего воздуха ниже 10°С;
в условиях дождя;
при прогнозе снижения температуры воздуха в месте производства работ до 0°С в течение ближайших 24 ч после укладки.
Для приготовления и укладки литых эмульсионно-минеральных смесей применяются специальные машины типа «Macropaver» и «Minimac» (США), AZ Ко Nobel (Швеция), «Wiero» (Германия), «Elma» (Италия) и др.
Процесс строительства включает очистку и подготовку покрытия; устройство тонкослойного покрытия из ЛЭМС (включая загрузку укладывающих машин); уход и регулирование движения по свежеуложенному слою. Подготовка покрытия заключается в проведении подгрунтовки эмульсией с расходом 0,4-0,6 л/м2 в зависимости от степени изношенности покрытия. К устройству покрытия необходимо приступать непосредственно после полного распада эмульсии, нанесенной на покрытие при подгрунтовке. Минимальный срок ожидания после подгрунтовки 30 мин. В процессе укладки смеси необходимо контролировать процесс распада эмульсии и консистенцию смеси путем изменения количества воды и раствора аддитивной добавки. Расход других компонентов не меняется. Необходимо следить и за точностью дозировки минеральных компонентов. Расход эмульсии устанавливается строго по расчету. Количество воды зависит от погоды: в холодную погоду ее меньше, в жаркую - больше. Расход воды при введении непосредственно в смесь составляет в среднем 12 % от массы каменных материалов. Непосредственно перед укладкой смеси производится увлажнение покрытия дороги. Увеличение температуры смеси ускоряет процесс распада эмульсии. Поэтому температура воздуха должна измеряться ежечасно (особенно в жаркие дни), чтобы уточнять величину аддитивной добавки. Слой покрытия сразу после укладки должен иметь темно-коричневый цвет. Через 30-60 мин покрытие становится черного цвета. Открытие движения по свежеуложенному покрытию излитой эмульсионно-минеральной смеси разрешается не менее чем через 1 ч после укладки, когда автомобили не оставляют на нем следов. В холодную погоду этот срок увеличивается. В дождь движение автомобилей не разрешается. После открытия движения скорость автомобилей ограничивается до 40 км/ч на период 2-8 ч. В случае дождя движение по участку дороги с ограниченной скоростью продлевается как минимум на 2 ч после окончания дождя.
Опыт показывает, что жидкая холодная эмульсионно-минеральная смесь «Сларри Сил» легко распределяется и разравнивается. В результате образуется защитный слой, не пропускающий воду в нижележащие слои дорожной одежды, устраняются мелкие неровности, покрытие приобретает однообразный цвет и фактуру, похожие на асфальтобетонное покрытие.
Применение прочного щебня и дробленого песка позволяет обеспечить достаточно высокие сцепные качества и хорошую сопротивляемость износу, а также низкий уровень шума. Поскольку износ таких слоев происходит в основном за счет истирания, срок их службы достигает 8-10 лет на дорогах с интенсивностью движения, приведенной к легковому автомобилю, до 7000 авт./сут. Возможны иные способы устройства поверхностной обработки, например, из песчано-битумных смесей и смесей с применением комплексных вяжущих. Кафедрой строительства и эксплуатации дорог МАДИ разработаны песчано-резинобитумные смеси с резиновой крошкой размером 0-(1,5-2) мм (8-10 % по массе), при распределении которых слоем 1,5-2 см получают слой износа, обеспечивающий хорошее сцепление, бесшумное движение и легкое удаление с поверхности воды и ледяной пленки. Хороший результат получен при строительстве мастичного слоя износа толщиной 2-3 см с содержанием щебня 70-75 %.