переуплотнение асфальтобетонной смеси плохо
Переуплотнение асфальтобетонной смеси плохо
Технические рекомендации
по устройству и ремонту дорожных конструкций с применением асфальтобетона
Дата введения 2007-06-01
РАЗРАБОТАНЫ ГУП «НИИМосстрой»
УТВЕРЖДЕНЫ: Начальником Управления научно-технической политики в строительной отрасли Дмитриевым А.Н.
Настоящие технические рекомендации представляют собой практическое руководство для дорожно-строительных организаций, выполняющих работы по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона.
Технические рекомендации разработаны ГУП «НИИМосстрой» (д-р техн. наук А.В.Руденский, канд. техн.наук Л.В.Городецкий)
Рекомендации подготовлены с учетом отечественного и зарубежного опыта проектирования, строительства и эксплуатации городских дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями.
Рекомендации согласованы с ОАО «Инждорстрой» и ОАО «АБЗ N 1.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Дорожные конструкции с асфальтобетонными покрытиями являются основным типом конструкций проезжей части улиц и магистралей в г.Москве.
Повышение эффективности сооружения асфальтобетонных покрытий, обеспечение их высоких транспортно-эксплуатационных показателей, продление сроков их службы является важной технико-экономической задачей, поскольку состояние асфальтобетонных покрытий оказывает существенное влияние на эффективность работы автомобильного транспорта и на надежность функционирования городской дорожной сети.
Технология строительства асфальтобетонных покрытий включает следующие основные этапы: подготовка исходных материалов и приготовление асфальтобетонных смесей, доставка асфальтобетонных смесей к месту производства работ, укладка и уплотнение асфальтобетонной смеси, контроль качества материалов и готового асфальтобетонного покрытия. Технологические особенности процесса устройства асфальтобетонного покрытия определяются требованиями условий строительства и характеристиками используемого технологического оборудования.
Для устройства асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов наряду со стандартными смесями (т.е. отвечающими требованиям стандарта) применяются различные специальные составы асфальтобетонных смесей, использование которых может быть оправдано специальными требованиями или технико-экономическими соображениями. Специальные асфальтобетонные смеси обычно применяются в соответствии со специально разрабатываемыми техническими условиями, отражающими особенности применяемых смесей или их компонентов.
Так, например, широко известно применение литых асфальтобетонных смесей (литого асфальта), имеющих практически нулевую остаточную пористость и не требующих уплотнения после их укладки. Применение таких смесей получило распространение в ряде стран.
Другим типом асфальтобетонных смесей, широко применяемых в последнее время за рубежом, являются так называемые щебеночно-мастичные асфальтобетоны и асфальтобетоны с повышенным содержанием щебня более 65% (до 75-90%).
Имеется опыт использования различных нестандартных компонентов в составе асфальтобетонных смесей. В составе асфальтобетонов вместо традиционного нефтяного битума применяют альтернативные органические вяжущие, например, природный битум, различные битумные композиции, битумные эмульсии, сланцевые битумы и др. К числу широко известных битумных композиций относятся такие комплексные органические вяжущие, как нефтяные битумы с добавкой природного тринидадского асфальта, полимербитумные и битумокаучуковые композиции, резинобитумные вяжущие, композиции битума с серой и др.
Известен опыт применения в составе асфальтобетонных смесей вместо карбонатного минерального порошка различного рода порошкообразных отходов промышленности (отсевов дробления горных пород, зол уноса ТЭС, пыли уноса цементных заводов), а также разного рода волокнистых наполнителей.
В качестве щебня или гравия применяются нестандартные искусственные каменные материалы (керамзит, аглопорит и др.), малопрочный щебень, получаемый дроблением известняков, ракушечника или битумсодержащих пород, цементобетона, стеклянного боя и других материалов.
Выбор того или иного вида асфальтобетона для дорожного покрытия, его состава и компонентов определяется требованиями, зависящими от категории дороги, климатических и эксплуатационных условий, технико-экономических факторов (наличие ресурсов, сроки строительства, требования надежности и др.).
Толщина асфальтобетонного покрытия, укладываемого в один слой, составляет 3-6 см. Покрытия большей толщины обычно укладывают в 2-3 слоя асфальтобетонной смесью с раздельным уплотнением каждого из слоев. При этом толщина верхнего слоя принимается в пределах 3-5 см, а толщина каждого из нижних слоев асфальтобетонного покрытия составляет 4-8 см.
Разнообразие видов асфальтобетонов и битумоминеральных (асфальтовых) смесей, а также материалов, используемых для устройства дорожных оснований, обуславливает значительное разнообразие конструкций дорожных одежд.
Для повышения долговечности асфальтовых дорог устраивают асфальтобетонные основания, т.к. конструктивные слои, выполненные из обработанных органическими вяжущими минеральных материалов, обладают большей стабильностью по сравнению со слоями из материалов, вяжущими не связанных.
Настоящие «Технические рекомендации» предназначены для использования дорожно-строительными организациями при проведении работ по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона.
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 Производство работ по устройству дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями городских улиц и магистралей осуществляется в соответствии с нормативными документами, действующими на территории Российской Федерации. При проведении работ следует руководствоваться СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги».
1.2 Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями включают указания по выполнению комплекса подготовительных работ, по обеспечению производственной, санитарной и противопожарной безопасности, требований охраны окружающей среды, рациональному выбору состава асфальтобетона с учетом категории дороги и условий эксплуатации, технологии производства асфальтобетонных смесей, их укладки и уплотнения, контролю качества работ и приемки готового покрытия.
1.4* Конструкция дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием и толщины конструктивных слоев определяются проектом в зависимости от категории улиц и дорог. Разработка проекта осуществляется с учетом альбома типовых конструкций для г.Москвы, действующих СНиП и ТР.
1.5 Дорожная конструкция формируется последовательной укладкой на уплотненное и подготовленное земляное полотно песчаного дренирующего слоя, на который укладываются слои дорожного основания и покрытия.
1.6 Асфальтобетонное покрытие представляет собой верхнюю часть дорожной конструкции, состоящую из одного или нескольких слоев, уложенных на подготовленное дорожное основание, в т.ч. асфальтобетонное. Асфальтобетонные покрытия в зависимости от применяемых асфальтобетонных смесей относятся к капитальным или облегченным типам дорожных конструкций.
1.7 Основные типы дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями следующие:
— вариант 1 включает асфальтобетонное покрытие, укладываемое на слой щебеночного (или гравийного) основания, или непосредственно на подготовленное земляное полотно;
— вариант 3 включает асфальтобетонное покрытие, укладываемое на основание из укрепленных неорганическими вяжущими щебеночных материалов или на бетонное основание.
2 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
2.1 Подготовительные работы включают:
— ознакомление с требованиями задания на строительство (реконструкцию) участка дороги и условиями контракта (договора) на устройство асфальтобетонного покрытия;
— ознакомление с требованиями проекта строительства участка дороги и указаниями по организации производства работ;
— составление проекта производства работ в соответствии с нормативными документами (СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги», СНиП 12-01-2004 «Организация строительства», ГОСТ 21.101-97 «Система проектной документации для строительства») с последующим утверждением.
2.2 Ознакомление с требованиями проекта строительства включает определение категории дороги, ширины и толщины слоев асфальтобетонного покрытия, наличия разделительных полос, мест стоянок транспорта и площадок отдыха, величины продольных уклонов, указаний по выбору типа асфальтобетона.
2.3 Составление проекта производства работ включает определение источников получения сырьевых дорожно-строительных материалов, изделий и конструкций, объемов потребности пунктов размещения асфальтобетонных заводов, дальности транспортирования материалов и готовой асфальтобетонной смеси, наличия и потребности в дорожно-строительных машинах и оборудовании, автотранспорте. На основании полученных данных составляется календарный график и технологические схемы производства работ, определяются необходимые мероприятия по обеспечению безопасности работ.
2.4 Устройство дорожного основания
2.4.2 До начала работ по устройству подстилающего слоя должны быть выполнены все работы, предусмотренные проектом: прокладка подземных коммуникаций, устройство дренажа с засыпками и устройство закрытой водосточной сети, вынос, усиление и ремонт существующих подземных коммуникаций, засыпка песчаным грунтом, уплотнение траншей и котлованов, планировка и уплотнение корыта земляного полотна.
2.4.3 Для устройства подстилающего слоя используются пески, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-93*, с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут. При «чистых» песчаных грунтах земляного полотна с коэффициентом фильтрации более 3 м/сут подстилающий слой не устраивается.
2.4.5 Для устройства технологического слоя применяются: фракционированный щебень, щебеночные, гравийно-песчаные материалы, обработанные и не обработанные органическими вяжущими. В конструкциях с использованием бетонных смесей для устройства технологического слоя применяются песчано-цементные смеси. Рекомендуемый гранулометрический состав щебеночной и гравийно-песчаной смеси приведен в таблице 1. Толщина технологического слоя принимается в пределах от 0,12 до 0,18 м.
Рекомендуемый зерновой (гранулометрический) состав минеральной части смесей
для устройства технологического слоя основания
Содержание, % зерен минерального материала менее, мм
Коэффициент уплотнения асфальта: что за показатель и зачем он нужен
Любое асфальтовое покрытие должно обладать высоким качеством, определенными физико-механическими свойствами, а также отвечать всем существующим требованиям. Чтобы этого добиться, нужно предусмотреть массу факторов, произвести верные расчеты, соблюсти правильную технологию асфальтирования, а также уделить особое внимание плотности, учитывая коэффициент уплотнения асфальта.
В противном случае, если нарушить технологию асфальтирования и недостаточно уплотнить асфальт при укладке, покрытие получится низкого качества, и в скором времени начнет разрушаться. Чтобы проверить, какую плотность имеет конкретное асфальтовое покрытие, измеряется коэффициент уплотнения асфальта.
В этой статье мы подробно расскажем:
Чтобы понять, для чего нужен коэффициент уплотнения асфальта и почему этот показатель так важен, нужно четко определить, что такое уплотнение асфальтобетона.
Что конкретно дает уплотнение асфальтобетона
Уплотнение асфальта является одним из важнейших этапов процесса укладки или ремонта покрытия. Уплотнение также называют трамбовкой, укаткой или укатыванием, а его выполнение напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и срок службы будущего покрытия.
Чем качественней уплотнено покрытие, тем лучше его физико-механические свойства. Другими словами, качественное уплотнение обеспечивает высокую прочность асфальта, а также повышает его износостойкость, сопротивление деформации, срок службы и другие важные параметры, которые влияют и на коэффициент уплотнения асфальта.
Результаты уплотнения асфальта
| Первичный результат | Итоговый результат |
|---|---|
| Сокращается расстояние между твердыми частицами в составе асфальтобетона | Повышается прочность дорожного полотна |
| Из покрытия вытесняется воздух, за счет чего оно становится менее пористым | Улучшается влагоустойчивость и стойкость к низким температурам |
| Становится больше связей на фиксированном объеме | Продлевается срок службы и возрастает прочность |
| Температурные свойства становятся лучше | Возрастает стойкость к высоким и низким температурам |
Помимо повышения описанных в таблице параметров, качественное уплотнение асфальтобетона оказывает комплексное действие на все характеристики и свойства материала. Многие параметры асфальтового покрытия связаны между собой, и с улучшением одного показателя возрастают и другие физико-технические свойства АБ, за счет чего также растет коэффициент уплотнения асфальта.
Коэффициент уплотнения асфальта: определение
Коэффициент уплотнения асфальта является показателем, отражающим качество дорожного асфальтобетонного покрытия. Представляет собой отношение фактической плотности исследуемого образца к величине средней плотности переформованных образцов. Если значение коэффициента соответствует принятым нормам, то покрытие считается достаточно уплотненным.
Как определяют коэффициент уплотнения асфальта
Чтобы определить коэффициент уплотнения асфальта, из покрытия вырубаются или высверливаются 5-6 образцов (керны) из 3-х разных мест. Не следует брать пробы с края дорожного полотна, нужно отступить от него хотя бы на 1 метр.
Если речь о горячем асфальтобетоне, пробы берутся в течение 3 суток с момента укладки. Если исследуется холодный АБ, то срок увеличивается до 30 суток. После изъятия следует очистить керны от мусора, грязи и пыли.
В зависимости от особенностей состава, требуются образцы исследуемого асфальтобетона не менее определенного размера и массы. Если размер образцов будет меньше установленного минимума, испытания не будут считаться полностью достоверными. В таком случае коэффициент уплотнения асфальта придется определять заново.
Минимальные размеры и массы кернов
| Вид асфальта | Минимальный диаметр | Минимальная масса |
|---|---|---|
| Песчаный | 5 см | 1 кг |
| Мелкозернистый | 7 см | 2 кг |
| Крупнозернистый | 10 см | 6 кг |
Из предоставленных кернов отбираются 3 образца для исследования. Требования ГОСТ четко регламентируют алгоритм проведения экспертизы, а также нормативный коэффициент уплотнения асфальта для определенных типов смесей.
Как определяется коэффициент уплотнения асфальта:
Зная фактическую плотность проб асфальтобетона, а также стандартную плотность переформованных образцов, можно получить итоговое значение. Фактическая плотность делится на стандартную, в результате чего мы получаем коэффициент уплотнения асфальта.
Каким должен быть коэффициент уплотнения асфальта по ГОСТу
| Тип смеси | Значение коэффициента |
|---|---|
| Холодная | более 0,98 |
| Горячая типа В | более 0,98 |
| Горячая типа А и Б | более 0,99 |
Если значение коэффициента будет соответствовать установленным нормам, то данный асфальт будет считаться достаточно качественным. Если же коэффициент уплотнения асфальта имеет недостаточную величину – укатка выполнена некачественно.
Для чего нужен коэффициент уплотнения асфальта
Данный коэффициент позволяет с высокой точностью оценить степени уплотнения асфальтобетонного покрытия, а также качество дорожного полотна в целом. Если значение коэффициента соответствует нормам, дорогу можно запускать в эксплуатацию.
Наряду с коэффициентом уплотнения существует коэффициент водонасыщения асфальта, который также отражает качество асфальтобетона. Перед запуском дорожного полотна в эксплуатацию определяются оба этих значения, и каждое из них должно соответствовать стандарту качества.
Водонасыщение зависит от пористости и плотности, что указывает на способность асфальта противостоять попаданию влаги. При этом, чем выше коэффициент уплотнения асфальта, тем выше плотность и ниже пористость. Получается, что коэффициент водонасыщения и коэффициент уплотнения асфальта коррелируют между собой.
Как обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта
Чтобы получить достаточно высокую плотность асфальта, необходимо производить его уплотнение по определенной технологии. Также важную роль играет соблюдение всего технологического процесса асфальтирования и укатки.
Соблюдение технологии уплотнения асфальта
Укатка асфальтобетона на первый взгляд кажется достаточно простым процессом – дорожный каток ездит по свежему покрытию, утрамбовывая его своим весом. Однако на практике процесс укатки АБ не так прост.
В некоторых случаях, чтобы повысить свойства покрытия, укладывается несколько слоев асфальта. В такой ситуации следует уплотнять каждый слой перед тем, как укладывать следующий. В противном случае необходимый коэффициент уплотнения асфальта не будет достигнут.
Перед тем, как приступить к уплотнению полотна катками, необходимо выполнить предварительную укатку. Данную функцию выполняет асфальтоукладчик, в то же время, когда наносит асфальтовую смесь на основание. За счет этого последующая укатка катками будет более эффективна, а сам процесс уплотнения займет меньше времени.
Если не выполнить предварительную трамбовку полотна, дорожный каток может нарушить геометрию покрытия и деформировать материал. Это приведет к серьезному повреждению дорожного покрытия на завершающей стадии строительства.
Соблюдение технологии укладки асфальта
Если нарушить технологию укладки асфальта, то даже при укатке тяжелыми дорожными катками плотность покрытия будет снижена, и коэффициент уплотнения асфальта окажется ниже нормы.
При асфальтировании автомобильных дорог на территории нашей страны чаще всего используется горячий асфальтобетон. Он обладает достаточно высокими эксплуатационными характеристиками, а также приемлемой стоимостью.
Однако такой тип асфальта имеет требования, которые должны быть соблюдены при укладке, чтобы обеспечить высокое качество и коэффициент уплотнения асфальта:
При более низких температурах смесь теряет часть своих свойств, так как в ее составе присутствует вязкий битум, которому для выполнения своих функций нужна высокая температура.
Если уложить горячую асфальтовую смеси, не разогрев ее до нужной температуры или же производить укладку при температуре ниже +5°C, даже после тщательной укатки покрытия тяжелыми катками коэффициент уплотнения асфальта не будет соответствовать требованиям ГОСТ.
В данном случае важно начать трамбовку свежего покрытия как можно быстрее, чтобы смесь не успела остыть. При высокой температуре битум действует как смазка, позволяя катку свободнее и быстрее передвигаться. Укатка горячего асфальта, как правило, заканчивается в момент остывания смеси до 80°C.
Как состав влияет на уплотнение
Также стоит обратить внимание на состав асфальтобетона. Некоторые материалы, используемые при производстве асфальта, отличаются повышенной твердостью. Такой асфальтобетон применяется при строительстве дорог, на которые будет оказываться серьезное и интенсивное давление.
Например, по федеральной трассе постоянно двигается большегрузный транспорт, поэтому дорожное полотно должно иметь повышенную прочность. Для этих целей используется щебеночно-мастичный асфальтобетон, в чей состав входят твердые горные породы.
Чтобы коэффициент уплотнения асфальта в данном случае был достаточно высоким, на процесс укатки покрытия нужно потратить больше времени. Также обязательно использование тяжелой дорожной техники.
Какая спецтехника и оборудование используется для уплотнения асфальта
Чтобы обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта, необходимо использовать специальную дорожную технику и оборудование. В зависимости от ситуации подбирается наиболее подходящая под конкретный случай техника. Если неправильно выбрать каток для укатки асфальта, то можно получить недостаточно плотное покрытие или же деформировать свежее полотно.
Катки можно классифицировать по нескольким направлениям:
Катки по способу передвижения
| Тип катков | Описание |
|---|---|
| Прицепные | Не имеют двигателя, поэтому передвигаются за счет тягача, чаще всего с помощью тракторов. На сегодняшний день практически не встречаются. |
| Самоходные | Имеют двигатель, передвигаются полностью самостоятельно. Отличаются более высокой скоростью, маневренностью и удобством. |
Катки по размеру и массе
| Тип катков | Назначение |
|---|---|
| Легкие – до 6 тонн | Укатка тротуаров, площадок и других площадей, на которые не будет оказываться серьезной нагрузки. Также подходят для предварительной укатки. |
| Средние – от 6 до 10 тонн | Большинство дорог укатываются именно такой категорией катков. |
| Тяжелые – более 10 тонн | Используются для укатки дорог, а также для трамбовки щебеночного слоя при устройстве основания. |
Катки по виду вальцов
| Вальцы | Назначение | Описание |
|---|---|---|
| Гладкие | Уплотнение асфальта | Гладкие цилиндры из металла |
| Пневматические | Уплотнение асфальта | Несколько пневматических колес |
| Сегментные | Уплотнение асфальта | Гладкие цилиндры из металла с сегментами на ободе |
| Кулачковые | Укатка грунта | Цилиндрические вальцы с множеством выступов |
| Компакторные | Укатка грунта | Более узкие цилиндрические вальцы с меньшим числом выступов |
| Решетчатые | Укатка грунта | Гладкие вальцы, на которых расположена металлическая решетка |
Также существуют катки со «специальными» вальцами. Такие варианты очень редкие, так как делаются только под заказ, и под конкретные задачи. Предусматривают комбинацию нескольких видов вальцов.
Катки по числу вальцов
Катки по методу уплотнения
| Способ уплотнения | Описание |
|---|---|
| Статическое уплотнение | Укатывает асфальт за счет собственного веса. |
| Вибрационное уплотнение | Помимо статической укатки, оказывают вибрационное воздействие вальцами. Современный и эффективный способ уплотнения. |
Правильный выбор дорожного катка позволяет обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта за короткий период. При этом для уплотнения небольших площадей может использоваться специальное оборудование, когда задействование катка невозможно или неоправданно.
К данному оборудованию можно отнести трамбовки, виброплиты, а также ручные катки. Обратите внимание, что уплотнение небольших участков малогабаритным оборудованием должно идти по спирали – от краев к центру. Когда инструмент перестанет оставлять следы на асфальтобетоне, можно завершать трамбовку.
Какой асфальт не требует уплотнения
На данный момент можно выделить 3 основных вида асфальтобетона, которые используются в России – это горячий, холодный и литой асфальт. Данные разновидности АБ обладают различными эксплуатационными характеристиками и физико-механическими свойствами, а также имею немного разное назначение.
Краткое сравнение разновидностей асфальтобетона
| Тип | Качество | Основное назначение | Потребность в уплотнении |
|---|---|---|---|
| Горячий асфальт | Высокое | Строительство и ремонт дорог | Есть |
| Холодный асфальт | Среднее | Ямочный ремонт дорог | Есть |
| Литой асфальт | Очень высокое | Строительство и ремонт дорог | Отсутствует |
Горячие смеси могут иметь достаточный коэффициент уплотнения асфальта только при хорошей укатке и учете остальных параметров, влияющих на качество.
Холодные смеси имеют более низкие характеристики, уступая горячему АБ. Даже после хорошего уплотнения качество такого покрытия будет недостаточным. По этой причине холодный асфальт не используется при строительстве дорог, однако хорошо подходит для быстрого ямочного ремонта.
Литые смеси асфальтобетона обладают более высокими эксплуатационными характеристиками, чем холодные и горячие составы. Отличительная особенность литого асфальта заключается в его жидкой консистенции, а также особой технологии укладки.
Жидкая структура позволяет без труда распределять литой АБ по необходимой площади, нивелируя любые неровности или мелкие трещины. Преимущество данного асфальтобетона заключается в отсутствии необходимости как-либо уплотнять материал. Коэффициент уплотнения асфальта такого типа по умолчанию будет достаточно высоким.
После остывания покрытие самостоятельно набирает высокую плотность и прочность, а также остается гладким и ровным. Кроме того, литой асфальт практически не пропускает влагу, имеет длительный срок службы и высокую сопротивляемость износу.
В России материал используется не столь часто, так как его стоимость значительно выше, чем цена того же горячего асфальтобетона. Официальных норм по величине коэффициентов также нет.
Выводы
Коэффициент уплотнения асфальта позволяет определить качество асфальтобетона, а также понять, достаточно ли было уплотнено покрытие при укладке. Определение данного коэффициента проводится в лабораторных условиях, а размер и вес образцов, как и другие нюансы, регламентирован.
Коэффициент уплотнения асфальта рассчитывается после завершения работ по асфальтированию, чтобы получить разрешение на ввод дороги в эксплуатацию.
Если по результатам определения плотности будут получены значения, соответствующие требованиям ГОСТ, то это будет означать достаточное качество дорожного полотна. Если же плотность образцов будет ниже нормы, дорогу нельзя будет ввести в эксплуатацию.
Чтобы обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта, необходимо соблюдать общую технологию асфальтирования, технологию укатки асфальтобетона, а также учитывать разновидность асфальтовой смеси и ее состав. Качественное уплотнение дорожного покрытия очень важно, так как напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и другие физико-механические свойства полотна.
В дорожном строительстве для трамбовки свежего асфальтобетона используется спецтехника, представленная различными видами дорожных катков. Каждый из катков больше подходит для определенных ситуаций, исходя из своих параметров.
Если в использовании крупной техники нет потребности или же это невозможно сделать, уплотнение покрытия можно осуществить с помощью виброплит и трамбовок.
Еще одним вариантом является использование литого асфальта, который не требует никакого уплотнения при укладке. При этом коэффициент уплотнения асфальта в данном случае гарантированно будет высоким, как и стоимость материала, ограничивающая его широкое использование.