Рубрика: Без рубрики

Наиболее эффективны и производительны передвижные смесители, которые применяет и механизированная укладка брусчатки. При их использовании минеральный материал выставляют в виде вала посередине каждой полосы работы машины. Машина захватывает минеральный материал из вала, дозирует и разливает вяжущее, перемешивает его с минеральным материалом и собирает готовую смесь в вал.

При работе с органическими вяжущими работы ведут в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 5 °С. Прием минеральных материалов и их распределение выполняют щебнеукладчиками, без которых не обходится мощение территории.

Дорожные фрезы значительно облегчают разрыхление и перемешивание минеральных материалов с органическим и неорганическим вяжущим. При работе фрезами минеральный материал предварительно распределяют слоем требуемой толщины по всей ширине основания.

Органическое вяжущее из автогудронатора разливают, а неорганическое (цемент, известь) распределяют на одну полосу захвата машины (2,0-2,5 м) или на всю ширину основания. Фрезы, перемешивая материал с вяжущим, проходят по полосе захвата 2—3 раза. Окончив перемешивание на одной полосе, переходят на другую (крайнюю), затем на среднюю полосу для захвата всей ширины основания. После смешения смесь выравнивают автогрейдерами и уплотняют. Этого требует и укладка тротуарной плитки на песок.

Более качественные смеси с неорганическим вяжущим (например, цементом) можно получить в установках типа ДС-50, поставленных в карьерах, где добывают минеральный материал. Для снижения расхода цемента в смесь вводят золу уноса и другие активные материалы.

После окончания уплотнения основания с применением органических вяжущих производят уход путем нанесения на поверхность основания защитной водопаронепроницаемой пленки. Расход пленкообразующего материала составляет 500-800 г/м2. Применяют также комплексную обработку путем смешения минеральных материалов сначала с органическим вяжущим, а затем с цементным раствором.

Ровность оснований должна быть такой, чтобы просвет под шаблоном и рейкой не превышал 10 мм. Готовую смесь распределяют с обеспечением необходимой ровности слоя. Смесь при недостаточной ее влажности следует за 20-30 мин. до уплотнения полить водой из расчета 6-12 л/м2 (до достижения оптимальной влажности).

При приемке оснований помимо оценки плотности при укатке проверяют ровность его по величине просвета под шаблоном и рейкой.

Для облегчения перемешивания на дороге используют более жидкие вяжущие, чем при пропитке или смешении в установках. В холодную погоду вяжущие необходимо подогреть до температуры 60-80 °С. Это правило использует и укладка тротуарной плитки под ключ.

Преимущество способа смешения в том, что можно применять (за очень редким исключением) щебень всех горных пород (кроме глинистых сланцев), шлаки (кроме пылеватых топливных), гравийные и другие материалы, получаемые в виде отходов при разработке месторождений полезных ископаемых, вскрышные породы, хвосты. Применяемые в основаниях материалы могут быть крупностью до 70-120 мм.

Подбор материала проводят при лабораторных испытаниях, когда идет подготовка дорожного основания. Наименьшая прочность образцов установлена нормами. Предел прочности при сжатии образцов до водонасыщения при температуре 50 °С должен быть не менее 0,9 МПа, водонасыщенных — 0,5-0,8 МПа при набухании не более 2,3% по объему.

Обработке органическим вяжущим подлежат смеси минеральных материалов различной крупности, находящиеся в пределах кривых оптимальных составов. Такая смесь может быть получена после дробления горной породы и отделения излишне крупных зерен: в месторождении гравийного материала — с отгрохоткой излишне крупных зерен (более 70-150 мм), для шлака — в отвалах металлургического завода. При недостатке зерен каких-либо размеров, необходимых по графику, их добавляют на месте получения или на дороге, когда проводится строительство оснований дорожной одежды.

При обработке автогрейдерами минеральный материал распределяют кучами по оси дороги на нижний слой основания. После того как на захватку вывезен весь материал, в следующую смену автогрейдерами сдвигают его, образуя вал на середине основания.

На вал щебеночной смеси выливают вяжущее в количестве, определенном лабораторным расчетом (в среднем от 5 до 7% массы минерального материала), шлангами из автогудронатора. Затем перемешиванием материала от середины к краям основания добиваются получения однородной смеси.

Когда смесь готова, ее распределяют по ширине основания и уплотняют. Для того чтобы получить однородную смесь этим способом, необходимо большое число проходов автогрейдера. Производство работ значительно облегчается и ускоряется даже при использовании простейших прицепных смесительных устройств к автогрейдеру, трактору и т.п.

Капитальные покрытия, особенно асфальто- и цементобетонные, целесообразно строить на основаниях из минеральных материалов, обработанных органическими и неорганическими вяжущими. Основание дорожного покрытия из минеральных материалов, обработанных вяжущими, укладывают в один слой на дополнительном слое. Возможно применение двух и большего числа слоев. Для снижения расхода вяжущего верхний слой строят с применением вяжущих, а нижний — из минеральных и других материалов без обработки вяжущими.

Нижние основание дорожного полотна может быть из различных материалов, но обязательно хорошо уплотненных и выдержавших не менее двух недель движение транспортных средств. Верхние слои из минеральных материалов, обработанных органическими вяжущими, строят различными способами. При пропитке на уплотненный минеральный материал нижнего слоя основания рассыпают щебнеукладчиками сортовой щебень размером 40-70 мм слоем толщиной до 8 см и прикатывают за 2—3 прохода по одному следу тяжелыми катками.

После этого разливают органическое вяжущее (битум БНД и БД130/200, БНД и БН90/130) в количестве до 5-6 л/м2 и рассыпают щебень размером 20-40 или 10-40 мм в количестве 0,2-0,3 м3/м2 с последующим окончательным уплотнением тяжелыми катками (общий коэффициент уплотнения — 1,25-1,30).

Старые щебеночные покрытия достаточной толщины при использовании в качестве оснований вскирковывают на глубину до 6 см. Вскиркованный щебень целесообразно убрать в сторону, прогрохотить, промыть, а затем использовать в основании. По этому материалу (при недостаточной толщине слоя) рассыпают щебень размером 20-40 мм, разравнивают и уплотняют легким катком за 2—3 прохода по одному следу. После этого разливают вяжущее (способ полупропитки). Мощение тротуарной плиткой под ключ также использует этот способ.

Способы пропитки и полупропитки для устройства оснований применяют редко из-за необходимости проведения многих операций на большем числе захваток.

Наиболее широкое применение получили основания из смесей минеральных материалов, приготовленных путем смешения на дороге или в установке. При этом смешение и укладку минеральной смеси, обработанной вяжущим, производят на нижнем или дополнительном слое основания, имеющем твердую поверхность и выдерживающем проезд грузовых автомобилей и дорожных машин. Для обработки минеральных материалов путем смешения применяют вяжущие всех видов (битумы жидкие, битумные эмульсии).

При устройстве щебеночного основания, армированного геосеткой (георешеток), в состав работ входят:

• планировка и доуплотнение подстилающего слоя, который образует основание дорожной одежды;
• устройство армирующей прослойки из геосетки (георешетки) по подстилающему слою дорожной одежды;
• устройство нижнего слоя основания с расклинцовкой путем вдавливания;
• устройство верхнего слоя с расклинцовкой методом перемешивания.

Допускается устройство слоя основания по прослойке из приготовленной оптимальной смеси, состоящей из щебня основной фракции и расклинивающего материала. Механизированная укладка брусчатки также использует эту смесь.

Укладку геосетки (георешетки) производят вручную путем раскатки рулонов параллельно оси дороги. Один конец рулона равномерно закрепляют проволочными анкерами (не менее 8 шт.) с отступом 0,10-0,12 м от краев геосетки (георешетки). Раскатывают армирующую прослойку по ходу потока. Укладку смежных полос геосетки (георешетки) выполняют с наложением полос и закреплением анкерами. Ширина перекрытия полос материала должна быть не менее 0,30 м, шаг анкеровки — не более 3,0 м.

Раскатку рулонов геосетки (георешетки) осуществляют постепенно (по 10-15 м), по мере рассыпания и разравнивания щебня по геосетке (георешетке), что предупреждает образование волн и неровностей на армирующей прослойке. Щебень разравнивают на ширину основания бульдозером по методу «от себя» за 3—4 челночных прохода. Планировку основания выполняют автогрейдером от краев к середине. Укладка тротуарной плитки под ключ производится похожим образом.

Не допускается проезд транспортных средств, в том числе занятых на строительстве механизмов, по незащищенной армирующей прослойке. Толщина отсыпанного слоя в плотном теле при разовом пропуске транспортных средств и проезде уплотняющих механизмов должна быть не менее 0,15 м.

Материалы для устройства щебеночных оснований методом заклинки должны соответствовать действующим ТНПА и применяться согласно проектной документации и технологическим картам.

Основания и покрытия из смесей каменных материалов оптимального зернового состава устраивают согласно СТБ 2318-2013 или ДМД 02191.2.058. Оптимальную смесь приготавливают на предприятиях нерудных материалов, притрассовых складах материалов или непосредственно на дороге смесительными машинами, фрезами, автогрейдерами, погрузчиками.

Когда идет строительство и ремонт дорог, основания из щебеночных смесей (рядового щебня) производят по следующей технологии. Щебеночный материал размером от 0 до 70 и даже до 120 мм сразу распределяют слоем требуемой толщины щебнеукладчиками или из куч автогрейдерами и бульдозерами. Распределенный слой щебня уплотняют катками от краев к середине россыпи. Катки назначают такие же, как при укатке щебеночного основания по способу заклинки. Признаком завершения уплотнения является отсутствие следа от прохода заднего вальца тяжелого катка.

Гравийные основания строят одно- и двухслойными толщиной до 15-30 см из местных гравийных материалов любой прочности с размером зерен от 0 до 120 мм для нижнего слоя и до 40 мм для верхнего. В смеси нежелательно содержание более 3% пылевато-глинистых частиц (размером до 0,075 мм). Ограничение содержания пылевато-глинистых частиц необходимо, так как при насыщении основания водой (например, в весенний период) материал становится пластичным и подвижным, что приводит к образованию волн на покрытии и его разрушению. Для получения прочных и плотных оснований гравийные смеси, добываемые в карьере, должны отвечать требованиям, предъявляемым к плотным смесям. Укладка тротуарной плитки также их придерживается.

Щебеночно-гравийные основания строят в два слоя: нижний толщиной до 25 см — из гравийного материала, верхний толщиной 8-10 см — из щебня размером до 40 мм. Основания этого типа строят в целях экономии щебня и замены его гравийными материалами.

Шлаковые основания строят из шлаков всех видов и крупности. Основания из сортового шлакового щебня, полученного дроблением кислых шлаков, строят аналогично щебеночным основаниям способом заклинки. Основания из отвальных металлургических шлаков всех видов крупностью от 0 до 150 мм строят так же, как из щебеночных и гравийных смесей, слоем толщиной 20-40 см и уплотняют тяжелыми катками, сопровождая поливом водой. Мощение тротуарной плиткой также использует катки, которые обеспечивают высокое качество покрытия, его надежность и полную безопасность.

Основания из минеральных материалов наиболее пригодны для строительства в зимний период (для продления строительного сезона). При работе в зимнее время земляное полотно необходимо очищать от снега перед укладкой на него материала. При сильном снегопаде работы не производят.

Дальнейшее увеличение уплотняющих напряжений приводит к качественному изменению связей и их упрочнению, что важно для такого процесса, как строительство дорожных оснований. От сжатия минеральной части материалов со структурой контактного типа увеличивается площадь контактов и возрастают силы трения и сцепления по этой площади.

Структурное сопротивление уплотнению возрастает по мере увеличения числа структурных связей и их упрочнения. Регулировать такое сопротивление можно путем подбора гранулометрического состава и смены режимов уплотнения, которые использует также укладка тротуарной плитки под ключ.

Для уплотнения слоев дорожных одежд в настоящее время применяют три основных способа воздействия на материал: статический, вибрационный и ударно-вибрационный. Первый применяется при укатке катками различных типов, второй — при уплотнении виброкатками, третий — вибротрамбующими органами укладчиков.

Наиболее распространено уплотнение катками (укатка). Этот способ обеспечивает требуемое качество уплотнения при высокой производительности и малой стоимости работ. Укатка применяется для уплотнения материалов как с коагуляционно-кристаллизационной, так и с контактной структурой и, таким образом, является достаточно универсальным способом, которым пользуется механизированная укладка тротуарной плитки.

Уплотняющее действие катков зависит от максимальных контактных давлений, площади контакта с уплотняемым слоем, особенностей эпюры контактных давлений, скорости укатки и числа проходов. Площадь контакта колеса с уплотняемым слоем и форма эпюры контактных давлений определяют толщину прорабатываемого слоя.

Скорость укатки в большой мере влияет на эффективность уплотнения, особенно в тех случаях, когда материал обладает резко выраженными вязкими свойствами. Уменьшение скорости укатки таких материалов приводит к увеличению их плотности и прочности. При этом, однако, уменьшается производительность уплотнения и несколько возрастает его стоимость.

Число проходов катков влияет на скорость укатки и на качество уплотнения. Суммарное время воздействия на материал пропорционально числу проходов. Время воздействия оказывает большее влияние в начале уплотнения, чем в конце его.

Для укатки применяют катки на пневматических колесах и жестко-барабанные катки. Катки на пневматических колесах удобны для уплотнения слоев из укрепленных грунтов.

Трещины являются следствием температурного деформирования основания в осенне-зимний период. Их принято называть отраженными. Для уменьшения количества отраженных трещин применяют специальные конструктивные и технологические решения. Наиболее эффективные из них — фрагментирование жесткого (полужесткого) основания и устройство трещинопрерывающих прослоек между слоями, которые основание дорожного полотна.

Основания из не обработанных вяжущими щебеночных и гравийных материалов, устраиваемые под покрытия из асфальтобетонных и органоминеральных смесей, должны быть минимально деформируемы под воздействием нагрузок и природных факторов во избежание образования трещин и разрушения покрытий. В этих случаях модуль упругости основания должен быть таким, чтобы изгибающие напряжения в покрытии не превосходили допускаемых напряжений с учетом повторных нагрузок.

Чтобы дорожные основания автомобильных дорог дольше служили, для уменьшения их толщины используют щебеночные, гравийные смеси и грунты, применяемые в качестве оснований. Их обрабатывают вяжущими. Лучшие результаты обеспечивают комплексные методы обработки материалов (двумя вяжущими или вяжущим в сочетании с ПАВ).

Когда идет строительство оснований дорожной одежды с бескорытным профилем, самый нижний слой основания (чаще всего дренирующий) устраивают на всю ширину земляного полотна. Все последующие слои оснований делают шире на 15-25 см с каждой стороны по отношению к вышележащему слою. За счет этого обеспечивается большая устойчивость конструкции и ее надежность.

Перед устройством слоев оснований проводят работы по подготовке земляного полотна, так как по нему осуществляется движение строительного транспорта, что вызывает образование колей и нарушение ровности поверхности.

В связи с этим проводят планировочные работы, придавая земляному полотну требуемый поперечный уклон, до- уплотняют, а иногда и укрепляют верхнюю его часть. Грунт земляного полотна необходимо укреплять в случаях, когда он обладает невысоким модулем упругости и значительно ухудшает физико-механические свойства при воздействии воды.

Укрепляют грунт путем введения в него минеральных добавок в виде песка, шлака, отходов камнедробления. При отсыпке насыпи из глинистых грунтов хороший эффект достигается при обработке их стабилизаторами на кислотной основе.

При использовании изола грунт над и под прослойкой на толщину не менее 10 см не должен иметь зерен крупнее 40 мм, а содержание зерен размером 5-40 мм не должно выходить за пределы допустимого зернового состава грунта. Строительство дорог в России учитывает этот момент.

В случае использования полиэтиленовой пленки грунт не должен иметь зерен крупнее 20 мм, а содержание зерен размером 5, 20 мм не должно выходить за пределы допустимого зернового состава грунта. При укладке гидроизолирующего материала между прослойками из НСМ требования к крупности грунта не предъявляются. Отдельные полотнища пленки, когда идет строительство автомобильных дорог, склеивают или сваривают.

Полиэтиленовая пленка не должна находиться под воздействием прямой солнечной радиации более 2-3 ч, отсыпку и надвижку грунта следует вести узким фронтом. Изол следует засыпать грунтом в день его укладки.

Строительство дорожных оснований применяет смеси, имеющие минимальную пористость и проектируемые по кривым плотных смесей.

В гравийный материал марки Др12 и выше рекомендуется добавлять щебень в количестве не менее 25% по массе для лучшей его уплотняемости и повышения несущей способности слоя.

При устройстве оснований дорог I-III категорий содержание в щебне зерен пластинчатой и игловатой формы не должно превышать 35% по массе. Для исключения подвижности слоя и увеличения его объема при насыщении водой содержание пылевато-глинистых частиц в минеральном материале ограничивается 5%.

Готовить смесь можно на смесительной установке и непосредственно на дороге. Лучшие показатели слоя основания обеспечиваются при смешении компонентов смеси в установке. В этом случае смесь легко оптимизировать путем дозирования и введения в мешалку недостающих фракций минеральных материалов и обеспечить ее оптимальное увлажнение.

Для получения подобранного состава смеси на дороге на нижележащий слой основания вывозят и распределяют ровным слоем с помощью автогрейдера необходимое количество более крупного материала, затем к нему постепенно добавляют более мелкие материалы. Спланированные материалы поливают водой для обеспечения оптимальной влажности, перемешивают автогрейдером до образования однородной смеси, распределяют по ширине слоем одинаковой толщины и уплотняют.

В случае приготовления смеси в смесительной установке распределение ее целесообразно осуществлять самоходным распределителем.

Подготовка дорожного основания учитывает, что при введении в грунт воды интенсивность перемешивания несколько уменьшается, так как между частицами и агрегатами грунта и цемента возникают силы сцепления. Перемешивание увлажненной цементо-грунтовой смеси должно обеспечить равномерное распределение влаги. Этому содействует введение воды под давлением в распыленный грунт.

Для равномерного перемешивания цемента с грунтом необходимо 3—5 воздействий роторного механизма. Это требует 3—4 проходов фрезы по одному следу или одного прохода современной грунтосмесительной машины. Данные механизмы использует и укладка тротуарной плитки  .

На перемешивание битумоминеральных и асфальтобетонных смесей влияют следующие факторы:

• температурный режим перемешивания;
• продолжительность перемешивания;
• тип смесителей.

На перемешивание материалов с органическими вяжущими и минеральных заполнителей большое влияние оказывает температурный режим. Требуемая температура компонентов смеси обеспечивает надлежащую смачиваемость минеральных заполнителей вяжущим и сокращает время перемешивания. Исследования показали, что время перемешивания смеси существенно влияет на качественные показатели асфальтобетона и дорожные основания автомобильных дорог.

С увеличением продолжительности перемешивания основные физико-механические свойства асфальтобетона (пределы прочности на сжатие при температуре 50 °С и на растяжение при температуре 0 °С, коэффициенты водостойкости, морозостойкости, водопоглащения и др.) улучшаются. Сначала разброс показателей (среднеквадратичное отклонение) уменьшается, а затем начинает возрастать.

Максимальная однородность достигается при оптимальной длительности перемешивания. Необходимость установления оптимальной продолжительности этого процесса подтверждается экономически: излишнее его увеличение не улучшает качество смеси, а ведет к увеличению энергоемкости процесса, т.е. снижает его экономическую целесообразность. Наилучшее перемешивание обеспечивается в мешалках принудительного действия.

На качество перемешивания влияет последовательность загрузки материалов в мешалку. Наилучшие результаты достигаются при предварительном перемешивании сухих минеральных материалов в течение 30% общего времени перемешивания и последующем перемешивании их с вяжущим (битумом или дегтем) на протяжении оставшегося времени.

Строительство оснований дорожной одежды использует жесткобарабанные катки для уплотнения щебеночных слоев, слоев из битумоминеральных смесей и асфальтобетона. По сравнению с катками на пневматических шинах они имеют меньшую площадь контакта с материалом, что объясняется большей жесткостью вальца.

Контактные давления жесткобарабанных катков большие, а время воздействия на материал — меньшее, чем у катков на пневматических колесах, поэтому строительство и ремонт дорог применяет их для укатки материалов с повышенным сопротивлением уплотнению и слабо выраженными вязкими свойствами. На уплотнение слоев дорожных одежд из укрепленных грунтов сильное влияние оказывают содержание и свойства жидкой фазы, дисперсность грунта, толщина слоя, режим работы уплотнителей.

Наиболее эффективным средством уплотнения слоев из укрепленных грунтов являются катки на пневматических шинах. Значительное влияние на эффективность уплотнения грунтов, укрепленных органическим вяжущим, оказывает скоростной режим уплотнения. Такие слои обладают повышенной вязкостью, что требует увеличения продолжительности воздействия на материал. Укладка тротуарной плитки на песок это учитывает.

Регулирование скорости укатки позволяет воздействовать на структуру и прочность материала. В конце уплотнения структура слоев формируется вследствие сближения частиц и агрегатов грунта и выжимания пленок связанной воды и вяжущего из зон контактов между ними. Скорость укатки влияет на ориентацию частиц и число контактов между ними. Вследствие повышенной вязкости вяжущего этот процесс медленно развивается во времени.

Уменьшая скорость укатки на последних проходах, можно уменьшить силы вязкого сопротивления и инерционные силы и обеспечить наиболее прочную структуру материала.

На эффективность уплотнения грунтов, укрепленных цементом, оказывают влияние количество и свойства вяжущего. Цемент при гидратации связывает часть воды, находящейся в грунте. В результате этого уменьшается толщина водных пленок, возрастают силы трения и сцепления. Грунт становится более жестким и менее пластичным, что требует увеличения усилий уплотняющих воздействий, но в то же время позволяет несколько сократить время воздействия на материал и число проходов катков.

Значительное влияние на прочность уплотняемого слоя оказывает интервал времени между перемешиванием и уплотнением.