Тех Карти / Титар_конспект / tit_r10

10 БУДІВНИЦТВО ЩЕБЕНЕВИХ ШАРІВ, УКРІПЛЕНИХ ОРГАНІЧНИМИ В’ЯЖУЧИМИ

10.1 Вимоги до конструкцій та їх матеріалів

Щебеневі шари дорожнього одягу, укріплені в’яжучим, використовують у покриттях доріг ІІІ, IV категорій, а також основах доріг І-IV категорій. Вказані щебеневі шари влаштовують трьома способами: просочуванням, змішуванням в установці (чорний щебінь), змішуванням на дорозі. Щебеневі шари, побудовані способом просочування не рекомендуються для районів з великою кількістю опадів.

Просочування досягається самовільним прониканням в’яжучого в шар попередньо ущільненого щебеню. Спосіб просочування означає розподіл основної фракції щебеню, її ущільнення, розлив по поверхні щебеневого шару в’яжучого та розклинювання (розсип та ущільнення) щебеню дрібнозернистими його фракціями. Конструктивний шар за способом просочування має товщину 8...10 см. Його різновид – полегшене просочування (напівпросочування) використовують для будівництва шару товщиною 4...7 см. Покриття за способом просочування товщиною понад 8 см влаштовують щонайбільше з чотирьох фракцій щебеню (40...70; 20(25)...40; 10(15)...20(25); 5(3)...10(15)мм). Для основ найменшу фракцію не використовують, щоб забезпечити надійне зчеплення їх з покриттями.

Чорний щебінь класифікують на гарячий і холодний. Гарячий чорний щебінь і суміші готують у змішувачах із примусовим перемішуванням. Вільне перемішування допускається лише для приготування гарячих грубозернистих сумішей. В гарячому чорному щебені використовують бітуми марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 200/300, дьогті Д-5, Д-6, дьогтеполімерні в’яжучі марок ВДП-7, ВДП-6, ВДП-5. Для холодного чорного щебеню і оброблених сумішей придатні бітуми ма-

рок МГ 130/200, МГО 130/200, СГ 130/200, МГ 70/130, МГО 70/130, СГ 70/130, дьо-

гті Д-5, Д-4 і дьогтеполімерні в’яжучі марок ВДП-5, ВДП-4. Холодний чорний щебінь після виготовлення перелопачують ковшем екскаватора для охолодження до температури оточуючого повітря. Його зберігають під навісом у штабелях висотою не більше 2 м і не довше чотирьох місяців.

У сумішах, придатних для влаштування шарів дорожнього одягу способом змішування на дорозі, використовують бітуми марок СГ 40/70, МГ 40/70, СГ 70/130, МГ 70/130, дьогті та дьогтеполімерні в’яжучі матеріали марок Д-3, Д-4, ВДП-3, ВДП-4. Більшв’язкімаркив’яжучихпризначенідлядорожньо-кліматичноїзониУ-ІІІ.

Перелікорганічнихв’яжучихтаїхробочихтемпературнаведеновтабл. 7.

При недостатній адгезії застосовують ПАР або активатори (цемент, вапно, молотий шлак). Термін зберігання органічних в’яжучих при робочій температурі обмежений 12 годинами для бітумів, 6 годинами для дьогтів і 8 годинами для бітумів з ПАР.

Таблиця7 – Робочітемпературиорганічнихв’яжучих

Марка в’яжучого		Температура нагрівання в’яжучого, °С
		без ПАР	з ПАР
БНД 40/60, БНД 60/90		130...150	110...130
БНД 90/130, БНД 130/200		100...120	90...100
БНД 200/300, СГ 130/200, МГ 130/200		90...100	90...100
СГ 70/130, МГ 70/130, МГО 70/130		80...90	80...90
СГ 40/70, МГ 40/70, МГО 40/70		70...80	70...80
СГ 25/40, МГ 25/40		60...70	60...70
	Дьогті
ДО-7, ВДП-7		100...120	-
Д-6, ДО-6, ВДП-6		90...115	-
Д-5, ВДП-5		85...110	-
Д-4, ВДП-4		80...105	-
Д-3		70...80	-
	Емульсії
ЕБА-1, ЕБА-2, ЕБК-1, ЕБК-3		без нагрівання	-
Емульсії зворотні		60...70	-

Щебінь для покриттів (основ), укріплених в’яжучим, повинен бути сухим, чистим, з обмеженою кількістю пластинчастих і лещадних форм (25 і 35%). Вимоги до властивостей відповідно наведено нижче. Марка за міцністю на стиск або подрібнюваність, не нижче: щебеню з вивержених порід – 800 і 600; щебеню з інших порід – 600, щебеню з гравію – Др 12 і Др 16. Марка щебеню на стирання в поличковому барабані, не нижче: щебеню з вивержених порід, шлаку – І - ІІІ і І - IV; щебеню з інших порід - І - IV. Морозостійкість в помірних умовах – Мрз 25, в м’яких умовах – Мрз 15.

У складі сумішей, які готують способом змішування на дорозі, використовують природні або штучні піски з модулем крупності не менше 2. Функцію мінерального порошку можуть виконувати золи виносу, пил цементних заводів, відходи азбоцементного виробництва, молотий шлак. Точність дозування по масі компонентів у заводських змішувачах складає: ± 1,5% для в’яжучого і ± 3% для мінеральних матеріалів.

Витрата в’яжучого по масі від кількості мінеральної частини в складі чорного щебеню орієнтовно становить 1,5...4,5% бітуму або 1,5...5,5% дьогтю.

При транспортуванні холодного чорного щебеню на великі відстані температура його не повинна перевищувати 30°С.

Мінімальні товщини цих шарів наведені в табл. 8.

Таблиця 8 – Мінімальні технологічні товщини щебеневих шарів, укріплених органічними в’яжучими

Різновид матеріалу в шарі	Мінімальна товщина шару, см
Щебінь, укріплений способом просочування	8
Щебінь, укріплений способом напівпросочування	4
Щебеневі суміші, укріплені способом змішування	8
на дорозі
Щебінь (гравій), оброблений в’яжучим в установці	8
Чорний щебінь	6

10.2 Будівництво щебеневих шарів, укріплених органічним в’яжучим, способом просочування

Щебеневі покриття (основи), укріплені за способом просочування бітумом, дьогтем або емульсією, влаштовують за відсутності опадів і температурі повітря не нижче +5°С. Укріплення цих шарів при температурі нижче 10°С потребує використання емульсій в теплому вигляді (40...50°С).

У підготовчі роботи входять операції з приведення основи відповідно до нормативних вимог, розбивка контурів шару та створення бокового упору. При необхідностіплануєтьсяочищенняосновивідбруду, пилуіпідгрунтування(0,5...0,8 л/м2).

Основні роботи складаються з таких операцій: транспортування, розподіл основної фракції щебеню, ущільнення шару, розливання в’яжучого матеріалу, другий (третій), четвертий розподіл щебеню, ущільнення шару після кожного розподілу; розливання порцій в’яжучого після розсипання кожної нової фракції щебеню і ущільнення шару; поверхнева обробка при влаштуванні покриття.

Просочування роблять із трьома-чотирма розсипами щебеню (фракції 40...70, 20...40, 10...20, 5...10 мм) і відповідно двома-трьома розливаннями в’яжучого. При полегшеному просочуванні (напівпросочуванні) виконують два-три розсипання і один-два розливання. Якість шару стає кращою в міру збільшення числа розсипань щебеню і розливань бітуму.

Витрату щебеню основної фракції визначають з урахуванням коефіцієнта 0,9 до проектної товщини шару і коефіцієнта 1,25 на ущільнення. Об’єм кожної наступної фракції щебеню дорівнює 0,9...1,1 м3 на 100 м2 шару дорожнього одягу. Норма розливання в’яжучого складає 1,0...1,1 л/м2 на кожен сантиметр товщини шару і додатково 1,5...2,0 л/м2 для покриття.

Головними машинами МДЗ з улаштування щебеневих шарів, укріплених в’яжучим способом просочування, вважають самохідні розподільники щебеню, автогрейдери або навісні розподільники щебеню. Самохідні розподільники укладають основну фракцію окремими смугами. Зону стикування розрівнюють граблями та гладилками. Шар ущільнюють котками масою 5...6 т за два – три проходи по одному сліду без зволоження, а потім важким котком за три – чотири проходи. Лише при температурі вище 25°С допускають зволоження щебеню за нормою 8...10 л/м2. Розливання в’яжучого виконують рівномірно автогудронатором після просихання ще-

беню за нормою 50% від загальної потреби. Довжину смуги розливання визначають за умови збереження робочої температури в’яжучого на період обробки щебеню

(рис. 28).

Помічені дефекти ліквідують відразу. Негайно навісним розподільником розсипають розклинюючу фракцію 20...40 мм. Внутрішній поздовжній край шириною 10...15 см не засипають. Його засипають щебенем разом із суміжною другою смугою після розливання на ній в’яжучого. Такий прийом полегшує рівномірний розподіл в’яжучого в зоні стику без пропусків і надмірного повторного розливу. Відразу шар ущільнюють котком масою 10...13 т за три – п’ять проходів по одному сліду. Наступним розливом додають у шар 30% загальної норми в’яжучого. Далі розподіляють навісним розподільником розклинюючу фракцію щебеню 10...20 мм. Шар укочують так, як і при попередньому розсипу щебеню. Останній раз розливають залишок (20% від норми) в’яжучого, розподіляють найменшу фракцію щебеню 5...10 мм і завершують ущільнення трьома-чотирма проходами по одному сліду котка масою

10...13 т.

Просочування з двома розливаннями в’яжучого різниться від попереднього дозою першого розливу, яка становить 0,7 від загальної норми в’яжучого. Після першого розливу розподіляють фракцію щебеню 10...20 мм. Режим ущільнення не відрізняється від просочування з трьома розливами. За другим розливом у шар додають залишок в’яжучого (0,3 від загальної норми). Відразу розсипають фракцію щебеню 5...10 мм і ущільнюють шар за шість – вісім проходів важкого котка.

Полегшене просочування (напівпросочування) з двома розливами в’яжучого відрізняється від просочування з двома розливами використанням для розклинювання фракції щебеню 5...10 мм.

Напівпросочування з одним розливанням в’яжучого також виконують з розклинюванням щебеню фракцією 5...10 мм і ущільнення за п’ять – сім проходів котка по одному сліду.

В разі використання щебеню слабкої міцності його спочатку ущільнюють легкими котками, а потім – важкими.

Просочування щебеню кам’яновугільним в’яжучим пов’язано з деякими технологічними особливостями. Після ущільнення основної фракції розподіляють частину наступної розклинюючої фракції (0,4...0,5 м2), а потім розливають дьоготь.

Для просочування гранітного щебеню використовують емульсії 55...60%-ної концентрації, а для вапнякового щебеню – емульсії 50...55%-ної концентрації.

Перше розливання емульсії виконують після розподілу і ущільнення основної фракції (70% від загальної норми). Залишок емульсії розливають після ущільнення другої фракції щебеню.

Захисний шар покриття або покриття по основі допускають улаштовувати через три – п’ять діб при просочуванні шару катіонними емульсіями і через десять – п’ятнадцять діб – при просочуванні аніонними емульсіями.

Рух транспорту по щебеневих шарах, просочених бітумом (дьогтем), дозволяється відразу після останньої розклинюючої фракції щебеню. Протягом 20-25 днів рекомендують: намітання механічними щітками вибитого щебеню і ущільнення його; ліквідацію дефектів шару; протягом 10 діб регулювання швидкості (до 40 км/год) і розподілу по ширині проїзної частини автомобільного транспорту.

Щебеневий шар, просочений емульсією, придатний для руху будівельного транспорту лише через одну – три доби після ущільнення.

10.3 Технологія будівництва щебеневих шарів, укріплених органічним в’яжучим способом змішування на дорозі

Покриття (основи) укріплені органічним в’яжучим способом змішування на дорозі будують при температурі не нижче 15°С і завершують за 15-20 діб до періоду осінніх дощів. Технологія їх влаштування складається з підготовчих, основних робіт (приготування суміші на дорозі, розподілу та ущільнення її) і догляду за готовим шаром.

Головними машинами для будівництва цих шарів рекомендують важкі автогрейдери, автогрейдери і дискові борони, а для дрібнозернистих сумішей – дорожні фрези, однопрохідні та багатопрохідні змішувальні машини.

Суміші в пересувних змішувачах готують з кам’яного матеріалу, зібраного у валок шириною 1,8...2,0 м і висотою 0,6...1,0 м. У цих машинах за один прохід здійснюють повний цикл приготування укріпленого в’яжучим кам’яного матеріалу. Готову суміш автогрейдер розподіляє і профілює за шість – вісім проходів. Ущільнення виконують котками масою 6...8 т орієнтовно за три – п’ять проходів по одному сліду. Коефіцієнт ущільнення готового матеріалу становить 1,15...1,25. При використанні аніоноактивних емульсій активатор вводять в кам’яний матеріал із вологістю 2...3% розподільником цементу до введення в’яжучого. Автогрейдером щебінь перемішують з активатором. Норма активатора: 1...2% вапна-пушонки або 2...4% цементу.

При використанні фрез для перемішування суміші готують валок у вигляді чотирикутної призми в перерізі шириною 2,2...2,5 м і висотою 0,15...0,20 м.

Через систему фрези вводять 40% повної норми в’яжучого в щебінь і перемішують їх за один – два проходи по одному сліду на першій передачі. Далі суміші надають форму валка автогрейдером і розподіляють залишок в’яжучого. Остаточне перемішування виконують фрезою за три – п’ять проходів по одному сліду спочатку на першій, а потім на другій передачі. Готову суміш профілюють за шість – вісім проходів автогрейдера. Технологія ущільнення залишається без змін.

У МДЗ з головною машиною автогрейдером кількість розливань в’яжучого автогудронатором розраховують за формулою

	n =	V	,	(9.1)
		α

де V – кількість в’яжучого за нормою при укріпленні щебеню, л/м2;

α – кількість в’яжучого, яке розливають за один прийом (2,0...2,5 л/м2). Мінеральний матеріал з валка, розміщеного біля краю проїзної частини, роз-

кладають тонким рівним шаром на ширину, достатню для прийому в’яжучого з розподільчої труби автогудронатора. Суміш перемішують за три – п’ять проходів автогрейдера по одному сліду і зміщують у валок на протилежний край проїзної частини. Процес повторюють з наступною порцією щебеню. Остаточне перемішування щебеню здійснюють відвалом автогрейдера, який має кут захвату 30...40°, послідов-

ним розкладанням щебеню в шар і збиранням його у валок за 25-40 проходів. Число проходів значно скорочується при сумісній роботі автогрейдера з бороною або фрезою. Після завершення перемішування матеріал розрівнюють і ущільнюють. Протягом 15 діб доущільнення передбачено транспортними засобами, рух яких регулюють по ширині проїзної частини і обмежують швидкість до 40 км/год. Тривалість догляду скорочується вдвічі при ущільненні шару котками на пневматичних шинах. Після завершення догляду покриття повинно мати щільність 0,96...0,98 від оптимальної. Це також дає право на влаштування поверхневої обробки.

10.4. Технологія будівництва шарів дорожнього одягу з чорного щебеню

Шари з чорного щебеню влаштовують на сухій основі при температурі повітря не нижче 10°С, оброблених катіонною емульсією не нижче 5°С, а при використанні зворотної емульсії – не нижче мінус 5°С. Холодний чорний щебінь укладають у дорожню конструкцію при температурі повітря не нижче 5°С. Завершення будівництва шарів із холодного чорного щебеню повинно плануватись з резервом часу на формування його структури.

Технологічна послідовність робіт: підгрунтовка основи; транспортування чорного щебеню (фракції 20...40 мм); розподіл основної фракції чорного щебеню; попереднє ущільнення; транспортування чорного щебеню (фракції 10...20 мм); розподіл чорного щебеню; ущільнення шару; транспортування дрібняка чорного щебеню (фракції 5...10 мм); розподіл дрібняка чорного щебеню; остаточне ущільнення шару з чорного щебеню. Наведена послідовність робіт також придатна для влаштування основ дорожнього одягу лише за винятком робочих операцій транспортування, розподілу і ущільнення дрібняка чорного щебеню. Головними машинами МДЗ є самохідні та навісні розподільники щебеню, асфальтоукладальники або автогрейдери.

Чорний щебінь на об’єкт привозять автосамоскидами, поверхню кузовів яких попередньо змащують мильним розчином. Гарячий щебінь розподіляють автогрейдером, краще щебенерозподільником без затримки, теплий – не пізніше однієї – двох годин після доставки на місце робіт, а термін зберігання холодного чорного щебеню на бітумах класу СГ – до чотирьох місяців, а на бітумах класу МГ та емульсіях – до восьми місяців.

Температура чорного щебеню в змішувачі повинна дорівнювати робочій температурі органічного в’яжучого. При укладанні в конструкцію дорожнього одягу

чорний щебінь не повинен охолодитись більше ніж на 20°С.

Товщину розподілу основної фракції чорного щебеню визначають з урахуванням коефіцієнта ущільнення 1,25...1,30. Укочування шару здійснюють котками на пневматичних шинах або з металевими гладкими вальцями масою 6...8 т за чотири – шість проходів по одному сліду. Розклинюючі фракції розподіляють навісними розподільниками або через фіксовану щілину між заднім бортом і піднятим кузовом автосамоскида. Рівномірність розсипання щебеню забезпечується пильним контролем дотримання швидкості руху автосамоскида. Для заповнення всіх пустот розклинюючим щебенем рекомендується намітання його механічною щіткою поливальномийної машини моделі ПМ-130Б. Ущільнення виконують котками масою 10...13 т (п’ять – сім проходів) при швидкості 1,5...2 км/год, потім 3...4 км/год від країв до середини з перекриттям проходів на 20...30 см.

Остаточне ущільнення доцільно виконувати трьохосним трьохвальцьовим котком за три – чотири проходи по одному сліду (рис. 29).

Рух транспорту відкривають відразу після завершення укочування, але передбачають регулювання його протягом 15 діб по ширині проїзної частини дороги і обмеження швидкості до 40 км/год. Коефіцієнт ущільнення шару з холодного чорного щебеню повинен бути не меншим 0,96 через 30 діб після його влаштування.

10.5 Контроль якості робіт

Спочатку контролюють якість матеріалів, які використовують для влаштування шарів за розглянутими технологіями. Далі контролюють технологічні режими приготування в’яжучих (емульсій), співвідношення їх складових. Температуру бітуму, розчину емульгатора, кам’яних матеріалів на заводі контролюють постійно, а якість самої емульсії – не рідше одного разу за зміну. На заводі оцінюють візуально однорідність перемішування емульсійно-мінеральних сумішей або чорного щебеню, температуру і тривалість перемішування, точність дозування компонентів сумішей.

Температуру суміші, чорного щебеню вимірюють у кузові кожного автомобіля, яким відправляють з асфальтобетонного заводу та на об’єкті.

Перед укладанням чорного щебеню, суміші контролюють якість основи.

На ділянці будівництва контролюють через кожні 100 м геометричні параметри шару: товщину, ширину, поперечний ухил, рівність, положення осі дороги. Якість суміші оцінюють у лабораторії, для чого відбирають по три проби на кожний кілометр готового шару. Контролю підлягає якість ущільнення шару дорожнього одягу за допомогою одного з доступних нормативних методів.

При влаштуванні шарів дорожнього одягу способом змішування на дорозі контролюють температуру в’яжучого при кожному його розливі, не рідше одного разу за зміну (при зміні погодних умов) – вологість мінеральних матеріалів. Постійно перевіряють якість ущільнення і однорідність суміші візуально. Інструментально контроль здійснюють методом лунок. Ущільнення контролюють інструментально по трьох вирубках, взятих з кожного кілометра готового шару.

Візуально контролюють однорідність і норму розливу підгрунтовки.

Запитання для самоперевірки

1.Сфера використання щебеневих шарів, укріплених органічними в’яжучими.

2.Які матеріали потрібні для виготовлення чорного щебеню?

3.Особливості догляду за шарами дорожнього одягу, які укріплені органічним в’яжучим.

4.Особливості влаштування шарів способом просочування.

5.Які параметри контролюють при будівництві основ із чорного щебеню?

6.Які головні машини придатні для щебеневих шарів, укріплених бітумом змішуванням на дорозі?

7.Які в’яжучі придатні для просочування щебеневих шарів?

8.В чому різниця способів просочування і напівпросочування при влаштуванні укріплення щебеневих шарів?

9.Параметри контролю щебеневих шарів, укріплених органічними в’яжучими.