Конструкции дорожных одежд и технология строительства асфальтобетонных покрытий и оснований

КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ

Этапы приготовления асфальтобетонных смесей и строительства слоев основания и покрытия

В классической технологии приготовления асфальтобетонных смесей и строительства слоев основания и покрытия можно выделить следующие этапы:

приготовление асфальтобетонных смесей, включающее предварительное дозирование холодных минеральных материалов, нагрев и сушку минеральных материалов, сортировку нагретых минеральных материалов по фракциям, дозирование нагретых минеральных материалов по фракциям и подачу в мешалку, "сухое" перемешивание минеральных материалов, нагрев органического вяжущего, его дозирование и подачу в мешалку, дозирование минерального порошка (с или без нагрева) и подачу в мешалку, "мокрое" (с вяжущим) перемешивание компонентов смеси, выгрузку готовой асфальтобетонной смеси в транспортное средство (автомобиль-самосвал или асфальтовоз с донной выгрузкой) или бункер-накопитель;

транспортирование асфальтобетонных смесей к месту укладки, включающее очистку кузова от остатков смеси предыдущей доставки, обработку внутренних стенок кузова (бункера) известковой суспензией или мыльным раствором, заполнение кузова смесью из мешалки или бункера-накопителя асфальтосмесителя, перевозку смеси в закрытом бункере транспортного средства и выгрузку смеси в приемный бункер асфальтоукладчика;

подготовительные работы на месте укладки, включающие контроль качества нижележащего слоя, обработку его вяжущим для обеспечения соединения (склеивания) слоев, подготовку (обрубку и обработку вяжущим) кромок уложенных ранее участков данного слоя для обеспечения их поперечного и продольного соединения; установку копирных струн или лыж, наладку рабочих органов и настройку автоматической системы обеспечения вертикальных отметок, ровности и поперечного уклона;

укладку асфальтобетонной смеси, включающую выбор технологии и метода укладки смеси, установку асфальтоукладчика на место начала работ, прием и подачу смеси из бункера асфальтоукладчика в укладываемый слой, распределение смеси по ширине слоя и предварительное уплотнение рабочими органами асфальтоукладчика;

уплотнение асфальтобетонной смеси в уложенном слое, включающее выбор типа и типоразмера (массы) катков, выбор и реализацию схемы организации работ и режима работы катков.

Особо важными параметрами технологических операций являются:

при приготовлении асфальтобетонной смеси: точность дозирования составляющих смесь материалов, температура нагрева минеральных материалов и вяжущего, время "сухого" и "мокрого" перемешивания, время хранения смеси в бункере-накопителе и недопущение сегрегации (расслоения) смеси при подаче ее в бункер-накопитель и кузов транспортного средства;

при транспортировании асфальтобетонной смеси: сохранность или минимальная потеря температуры смеси и предохранение от попадания в смесь влаги;

при укладке асфальтобетонной смеси: температура смеси в транспортном средстве перед выгрузкой; непрерывность и постоянство скорости движения асфальтоукладчика; постоянство заполнения пластинчатого питателя и шнековой камеры смесью, обеспечение заданных отметок копирной струны, постоянство работы автоматической системы задания отметок и поперечного уклона;

при уплотнении асфальтобетонной смеси: температура смеси в уложенном слое перед первым проходом катка и в конце периода укатки, очередность работы, скоростной и вибрационный режимы работы катков, перекрытие следов катков, запрет стоянок и остановок катков на укатываемом слое.

При работе одновременно нескольких укладчиков (укладка на полную ширину покрытия) особо важно контролировать стыки полос с недопущением превышения одной полосы над другой.

Работа асфальтобетонных покрытий. Дорожная одежда работает в условиях многократно повторяющихся транспортных нагрузок, непрерывно изменяющихся влажностно-температурных условиях (от очень сухо до слоя воды на покрытии, при изменении температуры от +20 °С до +40 °С летом и от 0 °С до минус 40 °С зимой), под воздействием солнечной радиации, нагревающей покрытие до +70 °С и кислорода воздуха, окисляющего органический вяжущий материал и меняющего его свойства.

При каждом воздействии автомобильного колеса в слоях дорожной одежды от покрытия до нижних слоев основания возникают различные напряжения. Наибольшие напряжения сжатия, растяжения при изгибе и сдвига при этом возникают в верхнем слое покрытия, растяжения при охлаждении - по всему поперечному сечению, а при блочном основании (из цементобетонных плит) наибольшие напряжения растяжения - над деформационными швами и трещинами в цементобетоне.

Изменение влажности приводит к набуханию и высыханию асфальтобетона в теплое время и к замерзанию воды в порах асфальтобетона при температуре 0 °С и ниже в весеннее, осеннее и зимнее время, что вызывает внутренние напряжения растяжения.

Асфальтобетон резко меняет свойства при изменении температуры. При положительной температуре он обладает свойствами вязкопластичного материала и ослабленной упругостью, при отрицательных температурах он обладает свойствами упругого и даже жесткого материала. Изменение температуры резко влияет на деформационные свойства, состояние и работоспособность асфальтобетона.

При каждом из возникающих видов напряжения на поверхности и в слое асфальтобетона развиваются пластические и хрупкие деформации, когда прочность, пластичность и водостойкость асфальтобетона ниже величины нагрузок.

При высоких летних температурах, особенно в южных районах, пластичность может превышать допустимые пределы и на покрытии накапливаются остаточные деформации в виде сдвигов, волн, колей.

При низких зимних температурах, когда прочность асфальтобетона повышается, а пластичность уменьшается, температурные растягивающие напряжения и напряжения растяжения при изгибе могут превысить значения прочности на растяжение и в покрытии появляются трещины. Наличие на покрытии неровностей приводит к возникновению ударных нагрузок колеса на покрытие и выбиванию из поверхности верхнего слоя отдельных зерен щебня и песка.

Водопоглощение асфальтобетона в период осенних дождей и весеннего снеготаяния приводит к значительному снижению прочности; удары автомобильных колес по особо ослабленным местам выкрашивают из покрытия отдельные зерна щебня и песка более интенсивно, что ведет к образованию выбоин. К образованию выбоин ведет также замерзание воды в асфальтобетоне. Это наиболее часто можно наблюдать на имеющихся на покрытии впадинах, где вода наиболее интенсивно заполняет поры асфальтобетона и замерзает в конце осени или начале зимы.

Все виды деформаций (сдвиги, трещины, выбоины) и дальнейших разрушений образуются при многократных воздействиях транспортных нагрузок и от того, как стойко асфальтобетон сопротивляется этим нагрузкам, зависит его сдвигоустойчивость, трещиностойкость, износостойкость и долговечность покрытия - главный критерий качества асфальтобетона.

Основной мерой, снижающей или исключающей возможность появления деформаций и разрушений, является правильное назначение составов асфальтобетонных смесей. Состав и качество применяемых материалов предопределяют свойства и качества асфальтобетонной смеси и асфальтобетонного покрытия.