Технология строительства дорожного полотна

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Классификация дорожных одежд, покрытий и оснований

Дорожной одеждой называют совокупность конструктивных слоев разной прочности, обычно уменьшающейся книзу, устраиваемых из различных материалов. Многослойная конструкция дорожной одежды показана на рис.

Поверхностная обработка на усовершенствованных покрытиях капитального типа защищает покрытие от износа. Слой износа систематически возобновляется по мере истирания, устраивается из наиболее прочных и морозостойких материалов с таким количеством вяжущего материала, чтобы обеспечить шероховатость, но не в ущерб водонепроницаемости покрытия.

Поверхностная обработка на покрытиях усовершенствованных облегченных выполняет роль временного защитного слоя. В этом случае временный защитный слой обеспечивает повышение устойчивости ещё не полностью сформировавшейся поверхности покрытия и основания в период формирования. Защитный слой можно устраивать из менее прочных материалов в сравнении с материалами, используемыми для устройства слоя износа. Если защитный слой периодически возобновляется, то он переходит в слой износа.

Покрытие в зависимости от технической категории, состава, интенсивности движения, качества используемых материалов и технологических особенностей производства работ может состоять из одного и более слоев. Покрытие должно обеспечивать ровность, шероховатость, гигиеничность, водонепроницаемость атмосферных осадков, увеличение прочности дорожной одежды.

Основание обеспечивает прочность, водонепроницаемое и, грунтовых вод в конструктивные слои дорожной одежды. Основание в зависимости от назначения конструкции дорожной одежды, применяемых дорожно-строительных материалов и способа производства работ может состоять из одного или нескольких слоев, прочность которых уменьшается сверху вниз, а водонепроницаемость повышается.

Дополнительным слоем основания называют слой, размещенный непосредственно на земляном полотне. На дополнительный слой укладывают нижний слой основания. Различают дополнительные слои по назначению - подстилающие, теплоизолирующие и дренирующие.

Дорожные одежды по типам покрытия классифицируются на:

1. Капитальные:

- цементобетонные;

- асфальтобетонные из горячих плотных смесей I и II марок;

- асфальтобетонные из холодных смесей I марки;

- дегтебетонные из горячих плотных смесей I марки.

2. Облегченные:

- асфальтобетонные из горячих смесей III марки;

- асфальтобетонные из холодных смесей II марки;

- дегтебетонные из горячих и холодных смесей II марки;

- из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими материалами (смешением в установке, на дороге, пропиткой);

- переходные с поверхностной обработкой.

3. Переходные:

- щебеночные;

- гравийные;

- булыжные из колотого камня;

- грунтовые, укрепленные вяжущими материалами,

4. Низшие:

- из малопрочных каменных материалов, шлаков;

- грунтовые, улучшенные различными местными материалами.

2. Конструкции дорожных одежд нежесткого типа

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны при E=252 мПа (2520 кгс/см²)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I-II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III-IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - фракционированный щебень, М=600-800 кгс/см2, уложенный по принципу заклинки;

h4 - песчано-гравийная смесь;

h5 - пенопласт в полиэтиленовой пленке;

h6 - грунт.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон I-II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III-IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - щебень черный М=600 кгс/см2;

h4 - песок среднезернистый;

h5 - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I-II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III-IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - рядовой щебень М=600-800 кгс/см2;

h4 - песок среднезернистый;

h5 - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон I-II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - пористый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h3 - черный щебень;

h4 - песок среднезернистый;

h5 - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I-II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - черный щебень М=600 кгс/см2;

h3 - рядовой щебень М=600 кгс/см2;

h4 - песок среднезернистый;

h5 - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h3 - пористый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h4 - рядовой щебень М-600-800 кгс/см2;

h5 - песок среднезернистый;

h6 - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина слоев, см, для I и II дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - черный щебень М=600-800 кгс/см2;

h4 - песок или песчано-гравийная смесь.

Толщина конструктивных слоев, см, для I и II дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон I и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - пористый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h4 - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77.

Толщина слоев, см, для I и V дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h3 - пористый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h4 - щебень М=800 кгс/см2;

h5 - песок.

Толщина слоев, см, для I и V дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - фракционированный щебень М=800 кгс/см2, уложенный по принципу заклинки;

h4 - песчано-гравийная смесь или песок среднезернистый.

Толщина конструктивных слоев, см, для I и V дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - черный щебень М=600 кгс/см2;

h4 - фракционированный щебень М=600-800 кгс/см2, уложенный по принципу заклинки;

h5 - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77.

Толщина конструктивных слоев, см, для I и V дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - щебень рядовой М=600-800 кгс/см2; h4 - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77. Толщина конструктивных слоев, см, для I и III дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон II и III марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - черный щебень М=600 кгс/см2; h4 - грунт, укрепленный битумом.

Толщина конструктивных слоев, см, для II - III дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)



h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - пористый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h3 - щебень рядовой M-600-800 кгс/см2;

h4 - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77.

Толщина конструктивных- слоев, см, для II - V дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - пористый асфальтобетон по ГОСТ 9128-76;

h4 - щебень рядовой М=600-800 кгс/см2;

h5 - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77.

Толщина конструктивных слоев, см, для II - V дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

h1 - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h2 - крупнозернистый асфальтобетон III и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h3 - черный щебень М=600 кгс/см2;

h4 - щебень рядовой М=600-800 кгс/см2;

h5 - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77.

Толщина конструктивных слоев, см, для II - IV дорожно-климатических зон при E=252 мПа (2520 кгс/см2)

3. Конструкции дорожных одежд жесткого типа

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны

h1 - монолитный цементобетон марки 400 кгс/см2;

h2 - песок по ГОСТ 8736-76; h3 - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны

h1 - монолитный цементобетон марки 400 кгс/см2;

h2 - гравийно-песчаная смесь по ГОСТ 8736-77.

Толщина конструктивных слоев, см, для I - II дорожно-климатических зон



h₁ - сборные железобетонные плиты по ГОСТ 21924-84;

h₂ - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77;

h₃ - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны

h₁ - сборные железобетонные плиты по ГОСТ 21924-84;

h₂ - песок среднезернистый по ГОСТ 8736-77.

Толщина конструктивных слоев, см, для I дорожно-климатической зоны

h₁ - мелкозернистый асфальтобетон I и II марок по ГОСТ 9128-76;

h₂ - крупнозернистый асфальтобетон III и IV марок по ГОСТ 9128-76;

h₃ - тощий бетон марки 100 кгс/см²;

h₄ - гравийно-песчаная смесь.

Толщина конструктивных слоев, см, для I - V дорожно-климатических зон

h₁ - сборные железобетонные плиты по ГОСТ 21924-84;

h₂ - песчано-гравийная смесь;

h₃ - пенопласт в полиэтиленовой пленке.

Толщина конструктивных слоев, см, для II - III дорожно-климатических зон

h₁ - мелкозернистый асфальтобетон I-II марок по ГОСТ 9128-76;

h₂ - крупнозернистый асфальтобетон III-IV марок по ГОСТ 9128-76;

h₃ - тощий бетон М=100 кгс/см²;

h₄ - щебень рядовой 800 кгс/см²;

h₅ - песок.

Толщина конструктивных слоев, см, для III - V дорожно-климатических зон



h₁ - монолитный цементобетон M=400 кгс/см²; прокладка;

h₂ - песок.

4. Время производства работ по строительству дорожных одежд

Производство работ весеннего переходного периода эксплуатации (зима-весна)

В весенний переходный период, после схода снежного покрова, под руководством дорожного мастера выполняются следующие работы по содержанию дорог и искусственных сооружений.

- Подготовка системы водоотвода и водопропускных сооружений к пропуску талых и паводковых вод и ледохода

- Восстановление профиля переходных покрытий (гравийных, щебеночных)

- Ликвидация последствий проявления пучин, включая проведение ремонта покрытий всех типов, при необходимости, с заменой слоев основания дорожной одежды и подстилающих слоев (после оттаивания грунтов земляного полотна.

- Заделка выбоин

- Установка временных дорожных знаков, ограничивающих движение грузового транспорта по автомобильным дорогам, подверженным пучинообразованию, и по дорогам с недостаточной прочностью дорожных одежд

- Обеспечение поверхностного водоотвода с обочин автомобильных дорог в весенний период

- Ликвидация последствий размывов талыми водами обочин, откосов и кюветов

- Ликвидация просадок и смещений отдельных элементов системы поверхностного водоотвода

- Очистка лотков, водосбросов по откосу, водоотводных канав и быстротоков, а также водобойных колодцев и гасителей от скопившихся наносов, грунта, грязи и т.п. после схода снежного покрова

- Открытие отверстий малых искусственных сооружений, закрытых щитами на зимний период

- Периодический осмотр искусственных сооружений во время ледохода и паводка с целью обеспечения сохранности труб и мостов, а также с целью принятия мер, предотвращающих размывы земляного полотна

Производство работ летнего периода эксплуатации (весна-лето-осень)

В летний период под руководством и при непосредственном участии дорожного мастера производятся следующие работы.

- Выявление мест избытка вяжущего и проведение работ по ликвидации последствий указанного явления или причин, его вызывающих

- Устройство поверхностной обработки на всех типах дорожных одежд капитального типа

- Заделка трещин и швов асфальтобетонных и цементобетонных покрытий

- Восстановление и нанесение дорожной разметки

- Укрепление проезжей части грунтовых дорог щебнем, гравием, шлаком и другими материалами

- Обеспыливание грунтовых, гравийных и щебеночных покрытий автомобильных дорог

- Скашивание травы на обочинах, разделительных полосах, кюветах, откосах и резервах

- Планировка неукрепленных обочин и отдельных участков неукрепленных откосов

- Ликвидация не предусмотренных проектом и последующими согласованиями съездов, профилировка тракторных путей

- Очистка водопропускных труб

- Очистка русл малых искусственных сооружений от кустарниковой и древесной растительности (если эта растительность не является средством борьбы с размывом и регулированием водного потока)

- Очистка от мусора, грязи и оплывших грунтов открытых лотков, приемных колодцев и устьев трубчатых выпусков из дренажей

- Содержание покрытий проезжей части и тротуаров на мостах, а также ремонт и покраска перил и ограждений

- Содержание и ремонт покрытий посадочных площадок автобусных остановок. Содержание автобусных павильонов

Производство работ осеннего переходного периода эксплуатации (осень-зима)

В осенний переходный период эксплуатации под руководством и при непосредственном участии дорожного мастера производятся следующие виды дорожных работ.

- Ремонт баз хранения, приготовления и погрузки противогололедных материалов и подъездных путей к ним

- Подготовка к эксплуатации машин для зимнего содержания

- Организация пунктов обогрева и отдыха для рабочих и водителей, подготовка к ведению круглосуточного дежурства и проведению работ

- Установка указательных вех в местах расположения сигнальных столбиков и малых искусственных сооружений

- Завершение работ по ремонту проезжей части и обочин

- Ремонт оголовков и укрепление русл от размыва у водопропускных сооружений

- Закрытие щитами отверстий малых искусственных сооружений

- Ремонт и пополнение средств снегозащиты (щиты, сетки и пр.). Установка временных снегозащитных устройств (щиты, сетки и т.п.) и ремонт постоянных снегозащитных устройств (заборы и т.п.) на снегозаносимых участках. Установка и ремонт снегозадерживающих и лавинонаправляющих устройств и сооружений на лавиноопасных участках

Производство работ зимнего периода эксплуатации

В зимний период дорожный мастер осуществляет оперативное руководство снегозащитой на обслуживаемых участках дорог, с учетом состояния дорог, работоспособности средств снегозащиты и информации об изменении погоды.

В зимний период эксплуатации под руководством и непосредственном участии дорожного мастера проводятся следующие работы по содержанию дороги и сооружений.

- Удаление с проезжей части и обочин снега во время и после снегопада, организация и контроль проведения работ по патрульной снегоочистке и борьбе с зимней скользкостью, включая организацию круглосуточного дежурства для проведения этих работ

- Работы по очистке от снега автобусных остановок, тротуаров мостов и пешеходных дорожек, барьерных ограждений

- Работы по устранению и предотвращению образования наледей

- Работы по оборудованию и содержанию зимних автомобильных дорог (автозимников), в т.ч. ледовых переправ

- Перестановка и дополнительная установка временных снегозадерживающих устройств, а также устройство снежных траншей вдоль снегозаносимых участков дорог

5. Транспортирование дорожно-строительных материалов. Производительность транспортных средств

Для транспортировки асфальтобетонной смеси от асфальтобетонного завода к асфальтоукладчику используют грузовые автомобили-самосвалы. Допускаемая дальность транспортирования зависит от вида смеси, климатических условий, состояния путей подвоза. Температура горячей асфальтобетонной смеси по прибытии на место укладки должна быть в пределах от 115 до 155°С. Для ориентировочных расчетов можно считать, что смесь остывает на 1°С при перевозке на каждый километр пути или на 20°С за каждый час пути. Исходя из опыта в сухую жаркую погоду, горячую плотную смесь можно перевозить на расстояние до 40...50 км, а в прохладную - до 20...30 км.

При транспортировке горячей асфальтобетонной смеси на большие расстояния без покрытия смесь покрывается сверху коркой, которая остывает и начинает затвердевать. Образование корки создает защитный слой для остальной массы смеси и уменьшает скорость ее дальнейшего охлаждения. Таким образом, образование корки в определенных обстоятельствах выгодно, так как она позволяет сохранить приемлемую температуру остальной части материала в кузове самосвала.

Если транспортируемая смесь укрывается сверху, например, тканым покрытием, то образование корки бывает минимальным, так как покрытие защищает смесь от охлаждения под воздействием ветра. Тонкая корка, образующаяся при транспортировке, полностью разрушается при выгрузке горячей асфальтобетонной смеси в бункер асфальтоукладчика и последующем перемешивании пластинчатым и винтовым конвейерами к выглаживающей плите асфальтоукладчика. Пока куски асфальтобетонной смеси не оказывают отрицательного влияния на качество слоя, создаваемого асфальтоукладчиком, корка, образующаяся на горячей смеси во время транспортировки, не считается опасной для эксплуатационных характеристик покрытия.

Те же самые факторы необходимо учитывать и для случаев дождливой погоды на строительной площадке, когда горячая асфальтобетонная смесь находится в самосвалах, ожидающих разгрузку. При этом возможны различные варианты.

Первый вариант предполагает приостановку укладки, возврат смеси на завод для вторичной обработки и последующего использования на менее ответственных объектах. Если же дождь слабый и затяжной, поверхность дороги обработана вяжущим материалом и не имеет луж, то строительство можно продолжить. При этом самосвалы следует разгружать быстро и сразу же после укладки вести уплотнение смеси до ее окончательного остывания. Если же дождь по прогнозу должен быстро закончиться, то лучше не разгружать смесь в асфальтоукладчик, а укрыть ее в автосамосвале пологом из непромокаемой ткани. Укладку смеси можно продолжить после того, как поверхность дороги высохнет. Сразу же после прекращения дождя и удаления всех луж с поверхности дороги следует разгрузить стоящие в ожидании самосвалы и приступить к укладке смеси. Если комки смеси не появляются в асфальтобетонном слое, создаваемом выглаживающей плитой, и катки в состоянии эффективно уплотнять асфальтобетонную смесь, можно считать, что смесь не теряет своих качеств при выдерживании в самосвалах в течение 2...3 ч ввиду плохой погоды, если были соблюдены условия ГОСТ 9128-97т в части соблюдения температуры смеси при отгрузке потребителю.

Перед загрузкой смеси в самосвал со дна кузова удаляют весь мусор, оставшийся от предыдущей ездки. Дно кузова не должно иметь углублений, в которых могли бы скапливаться вещества, применяемые для смазывания внутренней поверхности кузова, или асфальтобетонная смесь.

После того, как кузов будет очищен, его следует обработать специальным раствором, предотвращающим прилипание смеси к его внутренней поверхности. В качестве таких веществ применяют различные материалы, не содержащие нефть, например, известковую суспензию, мыльный раствор, сульфитно-спиртовую барду.

Для смазки кузова нельзя использовать дизельное топливо, соляровое масло или топочный мазут. В случае применения одного из этих веществ может произойти изменение характеристик транспортируемой смеси.

Производительность автосамосвалов во многом зависит от коэффициента выпуска, величина которого отражает все стороны работы автохозяйства и использования автомобилей. Разница между коэффициентами выпуска автомобилей и технической их готовности свидетельствует о значительных резервах повышения производительности автотранспорта за счет выпуска на линию дополнительного количества исправных автомобилей. Таким образом, анализ технико-эксплуатационных показателей позволяет вскрыть резервы повышения производительности карьерного автотранспорта.

На производительность большое влияние оказывает согласованная работа автотранспорта и экскаваторов, равномерная подача автосамосвалов под погрузку, правильный выбор схемы подъезда к экскаватору и установки при погрузке, обеспечивающие минимальные затраты времени на маневрирование и загрузку автосамосвалов.

6. Определение границ зон действия карьеров

При строительстве дорожной одежды возникает задача определить рациональную дальность возки материала из смежных карьеров, для чего находят границы зон действия этих карьеров. Граница зон действия карьеров определяется по стоимости вывозки единицы материала из карьера. Составляют калькуляцию транспортных расходов на доставку материалов на различные расстояния от карьеров.

Необходимо определить:

а) Определение средней дальности возки песка

б) Определение средней дальности возки гравия

в) Определение средней дальности возки щебня, воды, битумной эмульсии и асфальтобетонной смеси.



7. Приготовление и перемешивание материалов

Приготовление асфальтобетонных смесей складывается из следующих технологических операций: сушки и подогрева каменных материалов; сортировки их фракциями, дозирования минеральных и вяжущих материалов, перемешивания компонентов смеси и выдачи готовой смеси.

Для улучшения качества в асфальтобетонные смеси вводят поверхностно-активные вещества и активаторы. В качестве ПАВ используют катионо-активные и анионоактивные вещества. К катионоактивным веществам относятся соли высших первичных, вторичных и третичных алифатических аминов, четырехзамещенные аммониевые основания; к анионоактивным -- высшие карболовые кислоты, соли (мыла) тяжелых и щелочноземельных металлов высших карбоновых кислот.

Применение ПАВ позволяет уменьшить температуру нагрева минеральных материалов и смесей; увеличить степень обволакивания битумом поверхности минеральных частиц; сократить время перемешивания; улучшить удобоукладываемость и уплотняемость смесей. ПАВ на АБЗ вводят в битум или прямо в смеситель при перемешивании асфальтобетонной смеси. Наибольший эффект получается при введении ПАВ в битумоплавильную установку.

Свойства и качества вводимых в асфальтобетонную смесь ПАВ должны отвечать требованиям ГОСТ и другим соответствующим техническим условиям на ПАВ и активаторы.

Асфальтобетонную смесь на АБЗ приготовляют в установках цикличного и непрерывного действия с гравитационным или принудительным смешением материалов. При возможности выбора в первую очередь применяют асфальтосмесительные установки цикличного действия, затем -- непрерывного с принудительным перемешиванием и в последнюю очередь -- асфальтосмесительные установки непрерывного действия с гравитационным перемешиванием.

При приготовлении асфальтобетонной смеси в мешалке периодического действия обеспечиваются лучшие условия возможности регулирования времени перемешивания и получения смеси требуемого качества.

Сушка и нагрев каменных материалов должны обеспечить не только заданную температуру, но и полное удаление влаги. При применении ПАВ для приготовления горячих смесей допускается влажность минеральных материалов не более 1%; холодных -- не более 3%.

Тепловой расчет барабана предусматривает также определение температуры горячих газов по длине барабана, часового расхода топлива, теплового КПД, объема дымовых газов и определение основных параметров барабана. Тепловой баланс сушильного барабана учитывает полезные затраты теплоты в трех зонах барабана, потери теплоты топкой, стенками барабана, с дымовыми газами, от неполноты сгорания топлива, а также Другие неучтенные потери. Автоматизация сушильного агрегата заключается в контроле и поддержании заданной температуры материала на выходе, а также в контроле за наличием пламени в форсунке. В качестве датчиков температуры применяют термопары, устанавливаемые в разгрузочном (осыпном) лотке сушильного барабана, или бесконтактные тепловые индикаторы-термисторы. Регулируют температуру с помощью электронного прибора, который при отклонении температуры материала от заданной воздействует на реверсивный магнитный пускатель вспомогательного двигателя, управляющего подачей топлива в форсунку.

Система автоматического контроля за наличием пламени в форсунке основана на применении фотоэлектрических датчиков. При угасании пламени сигнал от фотоэлемента усиливается и подается на вспомогательный двигатель, воздействующий на кран подачи топлива к форсунке. В современных асфальтосмесительных установках для дистанционного розжига топок применяют электрогазовый запал, работающий от электрического разрядника.

Для нагрева и обезвоживания битума применяют битумоплавильное оборудование непрерывного и периодического действия. В установках непрерывного действия с газовым или электрическим подогревом обезвоживание происходит в тонком слое. Установки периодического действия состоят из нескольких битумоплавильных котлов. В них вязкий битум готовят по двухступенчатому циклу: в одних котлах битум нагревают до 110-- 120 °С и при необходимости выпаривают воду, потом перекачивают в другие расходные котлы и нагревают до рабочей температуры.

При необходимости введения ПАВ или разжижителя битум готовят по трехступенчатому циклу: после разогрева и выпаривания воды битум перекачивают в свободные котлы, где объединяют с ПАВ или разжижителями, а затем перекачивают в расходные котлы и нагревают до рабочей температуры. Компоненты асфальтобетонной смеси дозируются по массе; исключение допускается для битума и добавок ПАВ, дозирование которых ведется по объему. Для предварительного дозирования минеральных материалов (до поступления в сушильный барабан) используют агрегаты питания. Точность предварительного дозирования материалов ± 5%. При работе с очень влажными материалами вводят поправку на их влажность. Точность дозирования компонентов асфальтобетонной смеси и исправность работы дозаторов ежесменно контролирует представитель заводской лаборатории. Органами ведомственного контроля проверка работы и дозировочных устройств осуществляется каждые 3 месяца.

Особое внимание уделяется режимам перемешивания асфальтобетонной смеси в смесителях цикличного и непрерывного действия.

Режим перемешивания минеральных материалов с битумом играет основную роль в процессе приготовления смеси. Тщательно перемешанная смесь характеризуется равномерным распределением всех ее компонентов и полным обволакиванием поверхности частиц битумом. Продолжительность перемешивания зависит от типа смесительной установки и вида приготовляемой смеси. Она колеблется от 20 до 180 с. В 5.2 приведены рекомендации по продолжительности перемешивания смесей в мешалках принудительного действия. С увеличением времени перемешивания в 2 раза, по данным Союз-ДорНИИ, показатели механической прочности асфальтобетона возрастают на 25-30%. Такой путь повышения качества смеси не лучший, так как обеспечение высокой производительности требует значительного увеличения мешалки. Более рациональным направлением является увеличение в 1,5 раза окружных скоростей лопаток. Повысить качество смеси и производительность технологического процесса перемешивания можно интенсификацией процесса перемешивания, применением ПАВ, активаторов, совершенствованием способа введения вяжущих, а также активацией минеральных материалов. Интенсификация процесса перемешивания обеспечивает сокращение расхода вяжущих материалов и минерального порошка на 10--15%. Способ введения битума также оказывает существенное влияние на перемешивание и качество смеси.

Большой эффект достигается при увеличении давления при впрыскивании битума. Перемешивание материалов происходит в битумном тумане. Минеральные материалы равномерно и быстро обволакиваются при сокращении общего цикла времени их перемешивания.

В целях совершенствования технологии приготовления асфальтобетонной смеси целесообразно широко применять активаторы -- цемент, известь, сланцевую смолу и др. Введение этих материалов способствует созданию активной свежеобразованной поверхности, имеющей в начальный период большую энергию, что обусловливает высокую адгезию с вяжущими материалами.

8. Конструкции дренажей для осушения дорожных одежд

Дренаж - геотехническая конструкция, служащая для перехвата и отвода подземных или поверхностных вод. Различают дренажи: откосный, перехватывающий и подкюветный.

Дренаж прерывающий - сооружение на откосах выемок и насыпей на косогорах для перехвата грунтовых вод из водоносного слоя и недопущения их выхода на откос. Устраивается также на спусках автомобильных дорог, на участках перехода из мокрых выемок в насыпь.

Дренаж противооползневый - сооружение в виде системы открытых или закрытых канав для перехвата подземных вод выше оползневого участка.

Дренажная воронка - водоотводное сооружение закрытого типа, сооружаемое под обочинами по обеим сторонам дорожной одежды в шахматном порядке и заполняемое дренирующим материалом для отвода воды или осушения верхней части земляного полотна, с выходом на дневную поверхность.

Дренажная прорезь (завеса) - совершенный тип дренажа для дренирования подземных вод в верхней части косогора (на обоих склонах). Заглубляют в водоупор при глубине перехвата водоносного слоя до 3 м. Располагают по возможности перпендикулярно к направлению перехватываемых потоков подземных вод.

Дренажная траншея - сооружение, представляющее собой ров, параллельный оси дороги и располагаемый в толще слабого основания (болото), для ускорения осадки земляного полотна.

Дренажные сооружения - комплекс сооружений, предназначенных для понижения уровня и сбора грунтовых вод с их отводом из земляного полотна и из-под дорожных одежд. Различают: горизонтальный дренаж, к которому относятся трубчатый дренаж, сплошная прорезь, дренажная галерея, горизонтальные скважины (дрены), и вертикальный дренаж - забивные и сквозные фильтры, колодцы, сифонный дренаж. Дренажные устройства укладывают: выше водоупора глубокого залегания (несовершенный дренаж); на поверхность или ниже водоупора при неглубоком его залегании для полного перехвата подземных вод (совершенный дренаж).



9. Распределение и разравнивание материалов

Укладка, распределение и разравнивание выполняются различными машинами и оборудованием в зависимости от применяемых материалов и технологии работ.

При этом важное значение имеет соблюдение требований к погодным условиям и состоянию поверхности, на которую укладывается материал, к температуре материала, к толщине укладываемого материала с учётом запаса на уплотнение, его однородности, равномерности, ровности. Выполнение большинства этих требований зависит от настройки и качества управления рабочих органов укладочных и распределяющих машин. Поэтому их настройка и подготовка к работе требует особого внимания.

Уплотнение. Выбор средств уплотнения, схем движения, количество проходов дорожных катков или другого оборудования для уплотнения зависит от применяемых материалов, технологии и укладывающих машин.

Степень уплотнения материала является одним из главнейших факторов, определяющих прочность, водонасыщаемость и другие физико-механические свойства слоев покрытия и дорожной одежды.

Для материалов, укладываемых в горячем состоянии, особое значение имеют требования к температуре смеси в момент начала и окончания уплотнения. Поэтому необходим контроль за температурой материала в момент уплотнения, за соблюдением требований, за числом проходов дорожных катков и схемой их движения, а также за достигнутой плотностью уложенного слоя. Материалы, укладываемые тонкими слоями в жидком виде и холодном состоянии, не требуют уплотнения.

При небольших объемах работ используйте ручной одновальцовый виброкаток.



10. Подготовка земляного полотна к строительству дорожной одежды

Земляное полотно в большинстве случаев возводят примерно за год до начала работ по строительству дорожной одежды. За этот период под воздействием природных факторов и движения транспорта земляное полотно доуплотняется. К началу периода с отрицательными температурами воздуха необходимо иметь требуемую плотность грунтов земляного полотна, в противном случае при насыщении водой и замерзании пылеватые пористые грунты разуплотняются.

Перед началом строительства дорожной одежды проверяют профиль земляного полотна, его размеры и плотность. Если необходимо провести доуплотнение грунтов, то его осуществляют 16--30-тонными катками на пневматических шинах. Особое внимание обращается на плотность грунта, расположенного непосредственно в пределах проезжей части, которая в дальнейшем обеспечивает ровность и прочность покрытия. Доуплотнение производят челночными проходами катков, начиная от бровок земляного полотна, с перемещением при каждом проходе к оси на 2/з уплотняемой полосы.

При возведении насыпи в год строительства дорожной одежды в целях повышения устойчивости и прочности земляное полотно уплотняют виброкатками, а насыпи высотой более 1м -- трамбующими машинами или плитами, подвешенными к экскаватору.

В отдельных случаях, когда грунт земляного полотна обладает невысоким модулем упругости, добавляют минеральные материалы (песок, золу-унос, котельный шлак и т. д.). Это выполняют после планировки земляного полотна, но до проведения работ по доуплотнению. Доставляемый на земляное полотно минеральный материал разравнивают бульдозерами, после чего уплотняют тяжелыми катками с металлическими вальцами.

Желательно поверхностный слой земляного полотна (5--10 см) улучшать мелкозернистым материалами -- песком, шлаком, золой-уносом и т. п. После распределения добавок по поверхности земляного полотна их перемешивают с грунтом дорожными фрезами или автогрейдерами. После разравнивания полученный слои уплотняют тяжелыми пневмоколес-ными катками.

Одновременно с этими работами строят временные дороги для подвозки к ним грунта, материалов, полуфабрикатов и готовых изделий.

11. Улучшение и укрепление грунтов верхней части земляного полотна

Для обеспечения стабильности земляного полотна необходимо, чтобы напряженно-деформированное состояние его основной площадки и других элементов находилось в пределах допусков. В настоящее время основным способом усиления основной площадки земляного полотна является укладка геотекстиля. Он реализует функции разделительного слоя между основной площадкой земляного полотна и балластным слоем и немного (до 8%) армирующие, особенно при увлажнении грунта, геотекстиль также сохраняет фильтрационные свойства. Геосинтетические решетки обеспечивают эффект зацепления и армирования при размещении их в щебеночном слое балласта, но не в грунтовой среде.

При выборе конструкции усиления земляного полотна на сегодня рассматриваются варианты защитных слоев из песчаного и песчано-гравийного материалов толщиной 0,6-1,0-1,4 м, а также применение покрытий из органических вяжущих в уровне основной площадки земляного полотна (асфальтовые, асфальтобетонные, битумные и битумогеосинтетические материалы). Такие покрытия наряду с функциями разделительного слоя обеспечивают армирование, а также гидроизоляцию и высокий обобщенный модуль деформации для регулирования упругих осадок пути.

К наиболее пригодным для укрепления цементом относят грунты:

- супеси с числом пластичности 3...12;

- песчано-глинистые смеси оптимального состава. Прочность, водоустойчивость, долговечность тем выше,

чем больше добавка цемента и выше его марка, чем ниже поглощаемость грунтом продуктов гидролиза цемента, тем прочнее микроструктура грунта, а также зависит от качества производства работ.

Независимо от применяемых машин, последовательность работ при укреплении грунта цементом на дороге будет следующей:

1. Вывозка на дорогу грунта, подлежащего укреплению или добавок к грунту земляного полотна.

2. Разрыхление и измельчение грунта. Для предварительного разрыхления грунта применяют рыхлители. Измельчение осуществляют последовательными проходами специальных фрез ( 8.3.9, 8.3.10). Проходы повторяют до тех пор, пока в грунте останется комочков крупнее 5 мм не более 15 %.

3. Добавление в измельченный грунт скелетных добавок или 1...2 % извести для кислых или засоленных грунтов. Добавку минерального материала в грунт вносят либо для уменьшения расхода цемента, либо для повышения устойчивости смеси или с целью облегчения операций по измельчению.

4. Разравнивание и прикатка смеси. Прикатку производят с целью обеспечения одинаковой толщины укрепляемого слоя, который обычно составляет от 8 до 20 см.

5. Введение цемента. Цемент распределяют цементораспределителем ( 8.3.11) из расчета ( 8.3.12), в зависимости от укрепляемого грунта и требований, предъявляемых к грунтоцементу.

6. Перемешивание грунта с цементом. Данную рабочую операцию осуществляют на всю толщину слоя последовательными проходами специальных фрез. Если влажность смеси менее оптимальной, то производят увлажнение.

7. Профилирование смеси. После окончания перемешивания вся масса грунтоцемента распределяется равномерным слоем заданной толщины по всей ширине устраиваемой полосы.

8. Уплотнение. Производство работ по уплотнению должно обеспечить равномерную плотность не менее 0,98 от установленной стандартным уплотнением. Для уплотнения наиболее эффективны катки на пневматических шинах. Общее число проходов катка по одному следу от 15 до 20. Укатка должна быть начата через 2...4 ч после внесения цемента и закончена в течение 4...6 ч после окончания перемешивания.

9. Устройство защитного слоя с применением эмульсии или укладка покрытия. Если грунт, укрепленный цементом, используют в качестве основания усовершенствованного покрытия, то последнее устраивают через 24 ч после окончания укатки основания.

Если покрытие сразу не устраивают, то основание покрывают пленкообразующими материалами (лак этиноль, помароль). Эта пленка хорошо удерживает влагу.

Укрепление грунтов следует производить при температуре выше 5°С. При более низкой температуре следует добавлять соли NaC1 или СаС12 или обе соли вместе.

Нельзя открывать движение по слою грунта, укрепленному минеральным вяжущим, так как происходит быстрое истирание покрытия.

При использовании для укрепления грунта комплекта ДС-100 или ДС-110 технология работ значительно упрощается, а производительность увеличивается до 1500 м в смену.

Процентное содержание в смеси добавок, цемента, воды, битума или эмульсии устанавливают в лаборатории, добиваясь лучших показателей, характеризующих прочность и устойчивость конструктивного слоя ( 8.3.5).

Приготовление смеси грунта с органическими вяжущими осуществляется так же, как и с минеральными вяжущими, способами смещения на земляном полотне дорожной фрезой или однопроходной грунтосмесительной машиной, а также в карьерной грунтосмесительной установке. Готовую смесь укладывают в дорожную одежду самоходным укладчиком или автогрейдером с уплотнением самоходным катком на пневматических колесах.

При необходимости дополнительного увлажнения грунта при его укреплении битумной эмульсией следует учитывать количество воды, находящееся в эмульсии, при этом целесообразно изменять концентрацию эмульсии от 55...50 до 35...40 %.

При укреплении грунта органическими вяжущими с добавкой извести сначала должен быть обработан грунт известью и только через 12...14 ч смесь грунта с известью обрабатывают органическим вяжущим.

При укреплении грунта органическим вяжущим с цементом уход за уложенным слоем должен быть аналогичен укреплению грунта только цементом.

Для улучшения размельчения тяжелых суглинков и глин в сухую погоду их следует предварительно размельчать с введением добавки ПАВ (ССБ, ОП-7, ОП-10 в количестве 0,05...0,5 % массы грунта).

Грунты, укрепленные смолобитумным вяжущим (битумная эмульсия - эмульсированное вяжущее 40 % и карбомидная смола 60 %), применяют для устройства покрытий на дорогах IV и III категорий и верхних слоев основания под асфальтобетонные покрытия.

Битумная эмульсия должна быть анионная прямого типа, медленнораспадающаяся, карбомидная смола типа УКС и М 19-92. Отвердителем служит аммоний хлористый (ГОСТ 2210-73) в количестве 10...20 % массы вяжущего. Расход смолобитумного вяжущего для укрепления грунтов приведен в 8.3.12. Смолобитумное вяжущее с добавкой отвердителя должно быть введено в грунт и уплотнено в течение не более 3 ч. Вяжущее без отвердителя допускается хранить не более 3 суток. Движение по слою грунта, укрепленному смолобитумным вяжущим, может быть открыто через 2 суток в условиях сухой погоды с температурой 15°С и выше.

12. Осушение верхней части земляного полотна

В условиях избыточного увлажнения нижнюю часть дорожной одежды устраивают из фильтрующих материалов в большинстве случаев из песков. В период оттаивания земляного полотна свободная вода отжимается в пористый (дренирующий) слой. Кроме того, в дренирующий слой поступает и часть поверхностной воды

Для сброса воды из дренирующего слоя применяют:

- сплошные песчаные слои;

- поперечные трубы или прорези;

- продольные и поперечные трубчатые дрены;

- поперечные прорези мелкого заложения.

1. Сплошной песчаный слой весной в период оттаивания верхней части земляного полотна под проезжей частью не обеспечивает сброс воды из дренирующего слоя из-за того, что не произошло его оттаивание под обочинами. В результате в течение ряда дней грунт земляного полотна остается в переувлажненном состоянии, что в свою очередь ведет к разрушению дорожной одежды. Кроме того, при ширине обочины более 2,5 м и крутизне откосов насыпи 1:3 в технико-экономическом отношении устройство сплошного песчаного дренирующего слоя нецелесообразно.

2. При наличии песков с коэффициентом фильтрации более 5 м в сутки и удельным избытком свободной воды менее 2...3 л/м2 в сутки отвод свободной воды из дренирующего слоя, устраиваемого под проезжей частью дороги, можно осуществлять с использованием поперечных труб или прорезей.

3. На сырых и мокрых участках во II дорожно-климатической зоне, особенно пылеватых грунтах, когда удельный избыток свободной воды превышает 3 л/м2 в сутки и коэффициент фильтрации песков удовлетворяет расчету, рекомендуется устраивать продольные трубчатые дрены. В этом случае существенно уменьшается путь фильтрации.

4. На участках с продольным уклоном более поперечного свободная вода фильтруется в пористых слоях дорожных одежд, снижая срок их службы. С целью устранения продольной фильтрации дренирующий слой можно осушать поперечными прорезями мелкого заложения. Для повышения расхода воды в дренирующем слое по краям проезжей части следует устраивать продольные ровики с обязательной укладкой трубчатой дрены.

Технологический процесс устройства сплошного песчаного слоя мало чем отличается от устройства дополнительно слоя основания.

Технологический процесс устройства поперечных трубчатых дрен следующий:

- уплотнение грунта земляного полотна и тщательная планировка поверхности;

- рытьё поперечных ровиков;

- россыпь песка в ровиках;

- укладка труб;

- устройство присыпной части воронок;

- засыпка ровиков местным грунтом или песком с уплотнением;

- устройство дренирующего слоя.

Трубы для устройства дрен должны удовлетворять следующим условиям:

- не менять свойства в течение 50 лет;

- не являться питательной средой для микроорганизмов;

- не обладать хрупкостью и текучестью.

Стыки труб обертывают толем или полиэтиленовой пленкой. Верхний конец трубы должен входить на один диаметр в приемную часть, а нижний на 1,5...2 диаметра выступать относительно откоса насыпи.

Продольный трубчатый дренаж устраивают в две нитки. Технология устройства аналогична технологии устройства поперечного трубчатого дренажа.

Диаметр водопропускных отверстий не должен превышать 7,5 мм. При большем диаметре отверстий усиливается процесс заиливания труб. Наилучшее положение водопропускных отверстий достигается тогда, когда они сделаны ниже горизонтальной оси трубы под углом 22...25 град, в 2...3 ряда по длине труб с общим количеством круглых отверстий 70...90 на 1 м трубы.

Устройство поперечных прорезей мелкого заложения состоит из следующих операций:

- рытьё поперечных ровиков;

- укладка труб;

- устройство фильтровых обсыпок;

- засыпка песком и уплотнение.

Дренажные устройства выбирают с учетом природных условий местности, свойств грунтов, качества и стоимости местных песков, наличия дренирующих труб. За счет хорошо работающего дренажа можно уменьшить толщину конструктивных слоев дорожной одежды.

13. Строительство дорожных одежд низшего типа. Грунтовые естественные и улучшенные покрытия, покрытия из малопрочных материалов, укрепленных и стабилизированных грунтов

Развитие механики грунтов позволило не только установить, какие грунты хорошо зарекомендовали себя в земляном полотне, но и создать теоретическую базу проектирования оптимальных смесей.

Установлено, что щебеночно-(гравийно)-песчаные смеси, малопрочные материалы и шлаки, грунты, улучшенные различными местными материалами, должны обеспечить определенное сопротивление вертикальному воздействию колес и тангенциальным усилиям. Для повышения сопротивления грунта нагрузкам необходимо придать ему возможно больший угол трения и высокое сцепление.

Наиболее высокий угол внутреннего трения можно обеспечить за счет использования более крупных неокатанных частиц. Повышение сцепления достигается введением в смесь грунтового вяжущего (пылеватые и глинистые частицы).

Повышение качества смеси сводится к трем основным задачам:

1. Подобрать наиболее плотную смесь из крупных неокатанных материалов, заполняя поры между крупных частиц более мелким материалом.

2. Произвести качественное перемешивание основного материала с добавками.

3. Обеспечить плотность смеси не менее 0,98 от оптимальной.

Скелетные добавки в грунтовое покрытие можно вводить:

1. путем смешения на дороге;

2. насыщать верхний слой земляного полотна.

В первом случае сразу формируется устойчивое покрытие, но усложняется технология и увеличивается расход добавок. Во втором случае меньший расход и более рациональное их использование.

Грунты и малопрочные каменные материалы, укрепленные вяжущими, применяют для устройства дорожных оснований под усовершенствованные капитальные и облегченные покрытия, а также для устройства покрытий облегченных и переходных типов со слоем износа в виде поверхностной обработки с использованием прочных каменных материалов.

Важнейшие факторы, определяющие возможность укрепления грунтов, выбор вяжущих и оптимальное количество, находятся в прямой зависимости от минералогического и зернового составов коллоидно-химических свойств, содержания и состава солей, содержания и состава гумусовых веществ.

Под искусственным укреплением следует понимать совокупность технологических операций в сочетании с добавками вяжущих или других веществ, обеспечивающих стабильность грунтов.

Для устройства дорожных оснований и покрытий можно применять все виды и разновидности крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов. При этом крупнообломочные грунты не должны иметь частиц крупнее 40 мм, суммарное количество частиц от 2 до 25 мм не должно быть более 70 % по массе, для частиц мельче 0,5 мм число пластичности Wпл должно быть не более 12.

Жирные глины с числом пластичности более 27 непригодны для укрепления любыми видами вяжущих. Непригодны также грунты с содержанием гумусовых веществ более 2 % для дорожных одежд во II дорожно-климатической зоне и 4 % - в III...V климатических зонах.

При подборе составов смесей крупнообломочных грунтов руководствуются кривыми оптимального зернового состава. В смесях, близких к оптимальному составу, отклонения содержания отдельных фракций не должны быть более 10 %. Допускается применение крупнообломочных грунтов с прерывистой гранулометрией, если наибольшие и наименьшие размеры не выходят за пределы кривых оптимальных смесей.

Требования к минеральному вяжущему устанавливаются в зависимости от назначения конструктивного слоя в дорожной одежде и дорожно-климатической зоны проложения дороги. Рекомендуется применять портландцементы М-400 для покрытий и М-300 для основания дорог во II и III зонах; портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент М-200 для нижнего слоя основания во II...V зонах, для основания и покрытия в IV-V зонах. Предпочтение следует отдавать портландцементам алитовым (не менее 40 % 3CaOSiО2 трехкальциевого силиката с содержанием не более 10 % трехкальциевого алюмината 3CaOAI2О3) с удельной поверхностью не ниже 4000 см2/г.

Известь можно применять I и II сортов как гашеную так и негашеную. Предпочтение отдают негашеной извести. В гашеной извести чистой окиси кальция должно быть более 70 %.

Органические вяжущие материалы применяют с учетом климатических условий района строительства, назначения конструктивного слоя в дорожной одежде, минералогического и зернового состава укрепляемого грунта

Для повышения качества грунтов, укрепленных органическими вяжущими материалами, вводят различные добавки в зависимости от используемого вяжущего и вида грунта (известь, сланцевая зола, зола уноса, амины, синтетические жирные кислоты и др.).

14. Строительство покрытий с применением дерева

Для обеспечения временного проезда в условиях залесённой и болотистой местности эффективны покрытия с применением дерева. В зависимости от конструкции и вида применяемых материалов различают покрытия сплошные и колейные. Для устройства сплошных покрытий применяют выстилки из хвороста и фашин, настилы из жердей, накатника или брёвен. Ширина проезжей части таких дорог изменяется от 4,5 м для одностороннего движения до 7,0 м для двухстороннего. Покрытия колейного типа устраивают из брёвен, брусьев или заранее изготовленных укрупнённых элементов (дощатых щитов, лежней, колесоотбоев).

Выделяют четыре типа конструкций сплошных покрытий с выстилками из хвороста. Хворостяную выстилку толщиной 0,10-0,15 м желательно укладывать при песчаных грунтах земляного полотна, в сухой период года. На суглинистых грунтах с обеспеченным водоотводом хворостяную выстилку устраивают как временное покрытие, по которому устраивают более прочные слои, например, из гравийно-песчаных материалов.