 |
Основание из металлургических и топливных шлаков.
|
|
|
|
Природные каменные материалы, используемые в дорожном строительстве, относятся к исчерпаемым, не возобновляемым естественным ресурсам. Реализация вторичных материальных и энергетических ресурсов необходима, за счет этого стабилизируется и улучшается общая экологическая установка. Наиболее распространенным способом утилизации всех видов шлаков является их переработка в щебень и использование для устройства дорожных оснований в замен природного щебня. В конструкциях дорожных одежд опробованы многие виды шлаков и их смеси: доменные и сталеплавительные шлаки, золошлаковые смеси ТЭЦ и т.д. Наличие примеси металлов в сталеплавительных шлаках затрудняет их применение. Их подвергают механической обработке: грубому дроблению, магнитной сепарации, а затем переработке в щебень.
 |
Наиболее перспективным направлением является использование золошлаковых смесей ТЭЦ с активацией их известью, цементом. Устройство таких оснований основано на технологии «тощего бетона»: приготовление смеси на заводе, укладки и уплотнение при оптимальной влажности. Формирование их происходит по принципу «контактного твердения», за счет способности дисперсных силикатных и алюмосиликатных веществ, находящихся в аморфном состоянии, образовывать прочный водостойкий камень в момент сближения частиц при уплотнении. Натурные наблюдения и испытания показали высокие технологические и эксплутационные качества дорожных одежд с применением шлаковых смесей.
Рис. 3.16. Общий вид дороги
Устройство дорожных покрытий
Асфальтобетонные покрытия
Асфальтобетон получают в результате уплотнения оптимальной смеси из битума, крупного и мелкого заполнителей. Смесь битума и тонкомолотого минерального порошка (из известняка, доломита, асбеста, шлака и др.) называют асфальтобетонным вяжущим, прочность которого обусловлена соотношением Б/Н (битум/наполнитель) и пористостью после уплотнения и отвердения (табл. 3.1). Асфальтобетон относится к усовершенствованному типу покрытий. Требования к асфальтобетонному покрытию: прочность, ровность, шероховатость, нормативный срок службы. На формирование структуры и свойств, на эксплуатационные показатели влияет технологический процесс на асфальтобетонном заводе (АБЗ) и на месте укладки. Дорожные одежды с асфальтобетонным покрытием состоят из нескольких слоев. Работоспособность одежды будет обеспечена, если все её слои прочно связаны между собой и сопротивляются внешним воздействиям как единое целое. В случае плохого сцепления после воздействия нагрузки нижний слой не восстанавливает своего положения вслед за более упругим верхним. Максимальные напряжения сдвига, как правило совпадают с плоскостью раздела слоев. На покрытии разовьются деформации в виде наплывов и трещин. Поэтому применяют подгрунтовку из жидких битумов или битумных эмульсий. Важно соблюдать температурный режим приготовления и укладки покрытия. В противном случае разрушение может произойти в первые же годы эксплуатации.
|
|
|
По условиям укладки, как было указано ранее, асфальтобетон бывает горячий и холодный. Горячий асфальтобетон приготавливается на твердых и полутвердых битумах при температуре 150…180 оC, а укладывается при температуре 130…150 оC. Холодный асфальтобетон приготавливается на жидких битумах при температуре 80.. 90 оC, а укладывается без подогрева. Существуют также теплые смеси. Технические требования к горячему асфальтобетону представлены в табл. 3.1
Таблица 3.1
| Наименование показателя | Значение для марки | |
| I | II | |
| Предел прочности при сжатии при температуре 50оС, МПа не менее Водостойкость, не мене Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее Водонасыщение, % по объему, для: пористых асфальтобетонов высокопористых асфальтобетонов | 0,7 0,7 0,6 св.5,0 до10,0 “10,0” 18,0 | 0,5 0,6 0,5 св.5,0 до10,0 “10,0” 18,0 |
| Примечания 1. Для крупнозернистых асфальтобетонов предел прочности при сжатии при температуре 50оС и показатели водостойкости не нормируются. 2. Значения водонасыщения пористых и высокопористых асфальтобетонов приведены как для образцов, отформованных из смеси, так и для вырубок и кернов готового покрытия. |
|
|
|
Производство работ по устройству асфальтобетона идет в следующей последовательности.
1. Ограждение асфальтируемого участка щитами на расстоянии 2 м от начала работ при асфальтировании проезжей части на полную ширину; на 5-10 м – при работе на одной полосе. Перед щитами на расстоянии 15 м устанавливают дорожные знаки «Ремонтные работы», «Въезд запрещен», «Движение только направо (налево)». С наступлением темноты обязательно освещение сигнальными лампами.
2. Подготовка основания: очистка от грязи и пыли, сушка разогревателями с горелками инфракрасного излучения или с помощью горячего песка. Для лучшего сцепления основание обрабатывают жидким битумом или эмульсией, производят обмазку бортовых камней, люков, решеток (нижних частей, соприкасающихся с кромкой проезжей части). При реконструкции укладывают выравнивающий слой из черного щебня.
3. Устройство двухслойного асфальтобетонного покрытия включает доставку асфальтобетона с АБЗ, укладку, уплотнение нижнего слоя, укладку и уплотнение верхнего слоя. Температура смеси
t > 120 оC – для горячего асфальтобетона;
t > 80 оC – для теплого асфальтобетона;
t > 10 оC – для холодного асфальтобетона.
Механизированное звено для устройства асфальтобетона состоит из 1 – 2 асфальтоукладчиков, комплекта катков (легких, массой до 6000 кг и тяжелых массой до 15000 кг), виброкатков.
Смесь выгружают в бункер асфальтоукладчика. Из бункера смесь с помощью питателей подается к шнеку, который разравнивает смесь слоем требуемой толщины. С помощью трамбовочного бруса и выглаживающей плиты производят предварительное уплотнение. Толщина слоя от 3 до 15 см при ширине полосы 3,03 м. Ширину можно увеличивать специальными удлинителями рабочих органов укладчика (до 3,3 – 3,6м). Для уменьшения ширины служат закладные башмаки. Ширина полосы должна быть такой, чтобы ширина проезжей части была кратной числу проходов асфальтоукладчика. Укладываемая полоса должна быть на 15% больше требуемой толщины с учетом коэффициента уплотнения. При работе двух асфальтоукладчиков они идут по смежным полосам друг за другом на расстоянии 15 м. Выглаживаемая плита двух асфальтоукладчиков должна перекрывать на 5-6 см край ранее уложенной полосы. Продольные швы остывшего асфальтобетона разогреваются. У бортового камня на расстоянии 10 см смесь укладывается вручную. Длину асфальтобетонной полосы в зависимости от температуры воздуха и защищенности от ветра принимают:
|
|
|
при t = 5-10 оC 30-40 м (при 2 укладчиках – до 70 м)
при t = 20-25 оС 80-100 м (2 укладчика – до 150 м)
Верхний слой рекомендуется укладывать сразу после нижнего, до открытия движения. В противном случае снова производят очистку и подгрунтовку и т.д.
Уплотнение – обязательное условие качества. Используют моторные катки статического, вибрационного действия, на пневмоходу. Число проходов устанавливают пробной укаткой: сначала идут легкие катки, делая 5-7 проходов по одному следу, затем тяжелые – 20-25 проходов. Уплотнение производят от краев к середине и обратно с перекрытием следа на 20-30 см. Скорость движения катка - 1-3 м/cек. Во избежание прилипания обязательно смазывают вальцы. Эффективны виброкатки, так как сокращается количество проходов:
– нижний слой: 2-3 прохода виброкатка с выключенным вибратором и 3-4 – с включенным;
– верхний слой: 2-3 прохода с выключенным вибратором и 4-6 – с включенным. Затем 2-3 прохода тяжелого катка. Признаком окончания уплотнения служит отсутствие следа от прохода тяжелого катка.
Рис.3.17. Устройство асфальтобетонного покрытия.
Контроль ровности покрытия проверяется трехметровой рейкой, а плотность - контрольными вырубками из покрытия. Определяется коэффициент уплотнения:
|
|
|
, где (3.5)
– плотность образца из покрытия; 
- эталонная плотность;
≥ 0,98 – для крупнозернистого асфальтобетона;
≥ 0,99 – для мелкозернистого асфальтобетона.
Горячий асфальтобетон формируется сразу после уплотнения и охлождения, а холодный – при движении автотранспорта с ограничением скорости до 40 км/ч и регулированием движения по ширине проезжей части. Для повышения трещиностойкости асфальтобетона в последнее время стали использовать армирование. Для этого была разработана специальная геосетка с высокой прочностью на растяжение и неразъемными высокопрочными соединениями (рис. 3.18, 3.19), которые гарантируют механическое заклинивание с битумными слоями и обеспечивает качественное армирование дорожных покрытий. Геосетка, расположенная в основании асфальтобетонных слоев, будет предотвращать распространению трещин, что существенно увеличивает срок службы верхнего слоя дорожных покрытий.
 |
Рис. 3.18 Конструкция дорожной одежды с армированием слоя асфальтобетона.
 |
Рис. 3.19 Армирование асфальтобетона геосеткой.
|
|
|
