Устройство и отделка поверхности покрытия

Литые смеси I типа укладывают, как правило, в теплую сухую погоду при температуре воздуха: весной не ниже +5 °С и осенью - не ниже +10°С.

На автомагистралях укладку производят с помощью комплекта специального оборудования, передвигающегося по рельсам, на гусеницах, или гусматиках предпочтительно на всю ширину проезжей части.

Укладчик на рельсовом ходу (рис. 33) имеет разравниватель, перемещающийся по балке вдоль обогреваемого профилировщика, и обогреваемую пассивную выглаживающую плиту.

Рис. 33. Асфальтоукладчик GADF-I на колесно-рельсовом ходу (справа рабочий орган для распределения смеси)

К числу таких машин относятся модели GADF I, II и III фирмы «WIBAU» производительностью 250 т/ч при ширине укладываемой полосы 12,75 м.

При укладке смеси с помощью укладчика на рельсовом (гусеничном) ходу, или финишера предусматривается:

• прием и размещение термосов-миксеров по ширине укладываемой полосы;

• выгрузка смеси из термосов-миксеров на подготовленный нижний слой;

• распределение смеси разравнивателем;

• отделка поверхности обогреваемой выглаживающей плитой;

• распределение черного щебня вручную или щебнераспределителем с втапливанием его в поверхность легким катком или рифлеными вальками.

Прием машин и распределение смеси ведут непрерывно. Толщину слоя регулируют положением профилировщика и выглаживающей плиты по вертикали. В конце смены укладку завершают установкой упорного бруса в поперечном направлении. В следующую смену упорный брус снимают, выглаживающую плиту устанавливают на кромку, прогревают и укладку продолжают.

На городских дорогах и в стесненных условиях покрытия устраивают с помощью финишера (рис. 34) или асфальтоукладчика на пневмоколесном ходу (рис. 35). При этом щебень длявтапливания забирают из штабелей погрузчиком или тачкой и распределяют вручную.

Рис. 34. Финишер AЕ-GDF с шириной укладки от 3,25 до 7,5 м

Рис. 35. Асфальтоукладчик SUPER-1502 GAF

1 - общий вид машины; 2 - приемным бункер с обогреваемыми винтовыми конвейерами; 3 - шнековая камера с лопатами для перемешивания и распределения смеси

Производительность колесного укладчика марки SUPER-1502 GAF при ширине шнековой камеры 2,5-5 м от 25 до 50 т/ч. Машина имеет закрытый двустенный обогреваемый приемный бункер, вмещающий 3,5 т смеси с высотой загрузки 900 мм. Бункер оснащен двумя обогреваемыми и вращающимися в разные стороны винтовыми конвейерами, с помощью которых поддерживается температура, однородность и обеспечивается подача смеси в отапливаемую шнековую камеру.

В камере установлено два независимо вращающихся вала с оперением в виде лопаток для дополнительного перемешивания смеси и ее распределения по ширине укладываемой полосы. За шнековой камерой расположена пассивная выглаживающая плита шириной 500 мм.

Укладку смеси колесным укладчиком производят следующим образом:

• кладчик устанавливают в начало строящейся полосы;

• переднюю кромку выглаживающей плиты совмещают с поперечной кромкой уложенного слоя или стартовым брусом;

• включают механизм уширения шнековой камеры, фиксируя опорные части левой и правой щеки над опалубкой;

• опускают и опирают шнековую камеру на опалубку;

• нагревают до требуемой температуры трубы шнеков, находящихся в приемном бункере и шнековой камере, а также выглаживающую плиту;

• открывают шиберную заслонку на выгрузочном отверстии термоса-миксера, включают шнеки в приемном бункере и шнековой камере укладчика, приступают к их наполнению литой смесью;

• включают скорость и приступают к распределению смеси.

По мере выработки литой смеси оператор добавляет ее в приемный бункер из термоса-миксера. Для выгрузки остатков смеси термос-миксер приподнимают на угол 15-20° при непрерывной работе мешалки.

Дорожное покрытие из литой смеси I типа устраивают толщиной не более 40 мм. Для этого выглаживающую плиту устанавливают выше проектной отметки на 5-7 %, что необходимо для компенсации усадки слоя при охлаждении литой смеси.

Из-за высокой температуры и плотности смеси слой дольше остывает и практически всегда прочно приклеивается к поверхности нижнего слоя.

Смесь укладывают на скорости от 1 до 3 м/мин. Скорость укладки регулируют в зависимости от объема поступающей смеси и толщины слоя. Притом машинист укладчика должен постоянно следить за уровнем смеси в шнековой камере, не допуская его снижения ниже уровня трубы шнека. В пропитом случае слой станет тоньше, и в дальнейшем произойдет частичный или полный его разрыв.

Движение укладчика над выступающими крышками колодцев и водоприемными решетками должно проходить на минимальной скорости. При этом решетки, во избежание засорения колодца смесью, должны быть заблаговременно закрыты.

При укладке смеси вдоль бордюра находящуюся на опалубке боковую стенку (щеку) шнековой камеры располагают на расстоянии около 100 мм от него. Добавление, распределение и заглаживание смеси в этом месте производят после демонтажа опалубки вручную.

Следующую полосу покрытия укладывают вплотную к ранее уложенной без перекрытия. Для прочного склеивания смежных полос при температуре воздуха от +5 до +10°С длину захватки ограничивают 50 метрами. При этом укладку последней полосы заканчивают вровень с полосами, уложенными ранее, чтобы обеспечить прямолинейный поперечный шов.

Очень важно обеспечить бесперебойную поставку смеси, поскольку остановка укладчика неизбежно приведет к остыванию смеси и образованию неровной поверхности, исправить которую очень трудно. По окончании рабочей смены или при вынужденных перерывах необходимо полностью выработать смесь из приемного бункера и шнековой камеры, слой ровно обрезать по рейке и вплотную к нему установить брус.

Поверхность покрытия должна быть ровной, однородно глянцевой, без разрывов и раковин. При обнаружении дефектов, они должны быть немедленно устранены вручную горячей смесью, утрамбованы и затерты вровень с покрытием.

Одновременно с укладкой смеси (сразу после прохода укладчика) по поверхности слоя производят распределение горячего черного щебня фракции 5-10 или 10-15 мм [67] равномерным слоем в одну щебенку рассевом вручную или с помощью специального оборудования в количестве 6-8 кг/м². Под действием кинетической энергии и гравитации щебень погружается в покрытие и прочно закрепляется в нем. В холодную погоду щебень требуется частично утопить в слой, для этого используют легкий каток массой не более 1,5 т.Втапливание щебня начинают при температуре покрытия не выше 50 °С. Щебень, не прижившийся на поверхности, сметают с проезжей части и собирают для повторного использования.

Движение транспорта открывают после остывания покрытия до температуры воздуха.

Литые смеси II и III типа укладывают методом вибролитья, без установки опалубки, обычным асфальтоукладчиком (рис. 36).

Рис. 36. Укладка литой асфальтобетонной смеси II типа асфальтоукладчиком Супер-1700 на ширину 6 м, слоем 50 мм

Основное требование к укладчику - наличие активной выглаживающей плиты (виброплиты) с амплитудой колебания 0,5 мм при минимальном числе оборотов вала вибратора 1500 об/мин.

Слои дорожного покрытия или основания из этих смесей устраивают в сухую погоду при температуре воздуха весной, летом и осенью не ниже +10 °С.

Укладка при более низкой температуре возможна при условии доставки смеси в отапливаемых и тщательно укрытых пологом кузовах [49, 68, 69].

При подготовке асфальтоукладчика большое внимание уделяют состоянию ходовой части, работе питателей, шнеков, трамбующего бруса, выглаживающей виброплиты и оборудования для ее подогрева.

При укладке придерживаются следующих правил:

• верхний слой покрытия из смеси II типа укладывают предпочтительно колесным, а нижний слой покрытия или слой основания из смеси III типа - гусеничнымасфальтоукладчиком;

• выглаживающую плиту асфальтоукладчика устанавливают на стартовый брус толще будущего слоя на 7-10% (с учетом его осаживания после виброуплотнения) и приступают к ее прогреву;

• ширину укладки устанавливают кратной ширине проезжей части, но не более 6 м. При укладке смеси на ширину более 6 м высока вероятность охлаждения смеси на перифериишнековой камеры, вследствие чего могут произойти одиночные или множественные разрывы слоя и задиры поверхности, а также трудности с соблюдением заданных высотных отметок;

• шнековую камеру заполняют равномерно, до уровня вала шнека;

• рабочую скорость выбирают с учетом температуры воздуха, (температуры смеси, толщины слоя, и количества поставляемой на объект смеси. В холодную и ветреную погоду смесь должна иметь температуру не ниже 200 °С, а ее укладку ведут слоем не менее 50 мм, на минимальной скорости. Несущий слой основания из смеси III типа устраивают за один проход слоем не более 100 мм;

• работы организуют с минимальными перерывами, полому к приему смеси приступают после подхода 3-5 автомобилей со смесью;

• прием и укладку ведут безостановочно, выгружая смесь на ходу;

• длину полосы устанавливают с учетом погодных условий и температуры края покрытия смежной полосы;

• при использовании двух и более асфальтоукладчиков, они должны двигаться параллельным курсом с опережением одним другого на 20-30 м и укладывать полосы с перекрытием не более чем на 5-10 см. Впереди идет укладчик, распределяющий смесь вблизи бордюра или обочины;

• образующиеся излишки смеси возвращают в шнековую камеру работающего асфальтоукладчика;

• при наличии бордюра боковая стенка шнековой камеры асфальтоукладчика должна находиться вплотную к нему;

• проход укладчика над выступающими крышками колодцев и водоприемными решетками после их перестановки на проектную отметку должен выполняться на минимальной скорости с отключенным вибратором выглаживающей плиты. Пропущенные места уплотняют ручными трамбовками;

• дефекты, обнаруженные на покрытии после распределения смеси (разрывы, задиры, посторонние включения и др.), устраняют вручную одновременно с работойасфальтоукладчика, а затем после остывания слоя до 80 °С дополнительно - средним катком;

• спайку прокатывают не раньше остывания свежеуложенной полосы до 100 °С. Для этого каток массой 6-10 т располагают на ранее уложенной полосе с заходом его вальца на свежеуложенную полосу на 20-30 см. Количество проходов катка по спайке 5-6;

• по окончании укладки или при вынужденных перерывах поставок смеси, а также в других случаях незапланированной остановки асфальтоукладчика летом более 20 мин, а при пониженных температурах воздуха более 10 мин, он должен быть освобожден от остатков смеси.

С этой целью производят очистку приемного бункера и питателей асфальтоукладчика и продвигают его вперед до полной выработки смеси из шнековой камеры. Слой при этом клинообразно утончается, а полоса сужаемся. В месте утончения слоя его ровно обрезают по рейке. Операцию выполняют, пока смесь не затвердела. Вплотную к обрезу крепят упорный брус. Если в процессе выдвижения укладчика не удалось обеспечить качественного поперечного стыка, прибегают к использованию ручного инструмента и катка.

После укладки покрытие имеет гладкую зеркальную поверхность. Для того чтобы с первых дней эксплуатации она была шероховатой и отвечала требованиям по безопасности движения, на нее укладывают высокощебенистую асфальтобетонную смесь слоем до 20 мм по специальной технологии [40, 41, 70].

На рис. 37 показана укладка литой асфальтобетонной смеси II типа (a) и последующее нанесение на поверхность высокощебенистой смеси (б).

Рис. 37. Технологические операции по устройству высокопрочного шероховатого покрытия

Высокощебенистая смесь не содержит песка и состоит из щебня фракции 5-10(15) мм, минерального порошка и битума. Температура смеси при укладке 200...210 °С. Для распределения слоем 15-20 мм используют тот же укладчик, которым укладывали литую смесь. Укладчик устанавливают в начало первой полосы ко времени остывания поверхности до 40...50 °С и начинают прием смеси из автомобилей-самосвалов. При укладке придерживаются обычных правил.

При контакте с теплой, липкой и глянцевой поверхностью покрытии горячая высокощебенистая смесь плавит тонкую пленку асфальтового раствора и под действием катка частично погружается в него, дополнительно армирует и повышает фрикционные характеристики покрытия.

Погружение высокощебенистой смеси в слой покрытия производят 6-10-тонными катками сразу, как только образовался фронт работ. Движение катка должно быть плавным, на скорости 3-5 км/ч без резкого ускорения, торможения и реверсирования.

После завершения работ на первой полосе, переходят к созданию шероховатой поверхности на второй. В первую очередь каток пропускают по спайке. При последующих проходах каток смещают к внешней стороне и затем - в обратную сторону, перекрывая каждый след на 20-30 см. Всего делают 5-6 проходов катка с гладкими вальцами по одному следу. Движение транспорта открывают сразу, без ограничения скорости, не опасаясь отрыва щебенок от покрытия.

При организации работ по устройству дорожных покрытий с использованием литых асфальтобетонных смесей комплексно-механизированную бригаду оснащают машинами, указанными в табл. 20.

Таблица 20

№ п.п.	Наименование техники	Марка машины при укладке литой смеси типа:
I	II	III
1.	Фреза	2000ДС	2000ДС	-
2.	Компрессор	ЗИФ ПВ-5	ЗИФ ПВ-5	ЗИФ ПВ-5
3.	Поливомоечная машина	ПМ-130Б	ПМ-130Б	ПМ-130Б
4.	Автопогрузчик	ПК-0,5; ПК-1	-	-
5.	Термос-миксер	ОРД-1025, ОРД-1026
6.	Самосвалы	-	КамАЗ-55111	КамАЗ-6520
7.	Асфальтоукладчик	GADF-I, II, III, Super1502GAF Финишер AE-GDF	ДС-181, ДС191, Super 1604	ДС-181, ДС191, Super 1800
8.	Каток массой, т	1,5	6-10	6-10

Литую смесь IV типа укладывают на технических и пешеходных тротуарах, в отмостки, полы и стяжки производственных зданий и сооружений, как правило, вручную, а при больших объемах работ обычным асфальтоукладчиком.

При ручной укладке смесь из автомобиля-самосвала выгружают с таким расчетом, чтобы всю прибывшую смесь, без остатка можно было легко подать к месту укладки лопатами, носилками или тачками. Выгружать смесь на участок будущего покрытия нельзя, так как затвердевшую смесь будет трудно уплотнить, и покрытие получится неплотным и неровным.

Смесь подносят и выгружают грядкой вдоль ранее уложенного слоя. Разравнивание производят металлическими граблями с длинными зубьями, захватывающими и перемешивающими смесь, вследствие чего она становится более однородной.

Слой укладывают толще проектного на 25-30%. Выравнивание производят деревянными движками. Работы выполняет специально обученный рабочий - литой мастер. Встав на правое колено, он распределяет и заглаживает смесь деревянным шпателем, держа его за рукоятку правой рукой и поджимая сверху левой, что позволяет достичь высокой степени уплотнения слоя и прочной связи с основанием. Выглаживающую поверхность шпателя делают из стальной полосы. Во время работы она должна быть постоянно горячей. В противном случае неизбежны задиры и шероховатости на покрытии.

В перерывах или в конце укладки и выглаживания слой ровно обрезают и вплотную к нему крепят упорный брус проектной толщины.

Новую полосу укладывают рядом с ранее уложенной неостывшей полосой. Разравнивание производит один или несколько мастеров с таким расчетом, чтобы на каждого приходился участок не более 2-3 м шириной. По мере выполнения работ поверхность покрытия посыпают крупнозернистым песком и затирают райбовкой.

При устройстве покрытия на тротуаре место разгрузки смеси выбирают с учетом возможности ее переноса лопатой к месту укладки. Смесь не бросают, а аккуратно выгружают, переворачивая лопату.

На объекте, размеры которого позволяют использовать асфальтоукладчик, руководствуются правилами укладки укатываемых смесей. Уплотнение производят легким катком за 5-7 проходов по одному следу и оперативно, так как скорость снижения температуры неуплотненной смеси составляет в летнее время 1...5°С в минуту, а в прохладное - 5...7°С.

Вопросы для самоконтроля по § 2.6. и § 2.7.

1. Какие подготовительные работы производят на объекте перед строительством покрытия из литых смесей I и II типов?

2. На каких строительных объектах применяют литые смеси I и II типов?

3. При какой погоде и температуре воздуха весной и осенью допустимо применение литых смесей I и II типов?

4. Какое оборудование входит в комплект для строительства покрытия из литой смеси I типа?

5. Как осуществляется отделка поверхности покрытия и обеспечение необходимой шероховатости?

6. Какое оборудование входит в комплект для строительства покрытия из литой смеси II типа?

7. Какие основные требования к асфальтоукладчику для строительства покрытия из литой смеси II типа?

8. Как выбирают рабочую скорость асфальтоукладчика?

9. Для чего на поверхность слоя из литого асфальтобетона II типа укладывают высокощебенистую асфальтобетонную смесь?

10. Для каких работ предназначена литая смесь IV типа, и, какое оборудование используют при ее укладке?

ГЛАВА 3. РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

§ 3.1. Виды повреждений и причины их образования

К числу наиболее распространенных повреждений асфальтобетонных покрытий относятся трещины, выбоины, колея, сдвиги, выкрашивание, износ, просадки и проломы [27, 71].

Повреждения покрытий возникают в результате перенапряжения сдельных слоев или всей конструкции дорожной одежды в целом как от совместных транспортных нагрузок и погодных факторов, действующих извне, так и под влиянием напряжений - со стороны нижележащих слоев дорожной одежды и земляного полотна.

Повреждения покрытий могут возникать также из-за низкого качества асфальтобетонной смеси и нарушения технологии работ во время устройства покрытия.

Трещины бывают одиночные неупорядоченные и упорядоченные, а также объединенные в крупную или мелкую сетку трещин.

Одиночные трещины в покрытии могут иметь произвольное очертание и направление относительно оси дороги, располагаться хаотично на значительном расстоянии друг от друга. Возникают они над трещинами в основании из-за его низкой несущей способности, вызванной недостаточной толщиной и неудовлетворительным качеством материала, слабостью грунта земляного полотна, нарушением технологии производства работ.

Упорядоченные трещины появляются на покрытиях, построенных на цементобетонном основании. На них трещины расположены вдоль и поперек проезжей части и точно копируют температурные и рабочие швы цементобетонного основания. Трещины образуются также в местах, где вследствие перерывов в работе по укладке асфальтобетонной смеси были расположены стыки. Такие трещины имеют прямолинейное очертание.

Помимо указанных трещин, на асфальтобетонном покрытии возникают трещины, образующие замкнутые фигуры в виде крупной сетки. Природа таких трещин связана с использованием пористых, несвязных и перегретых смесей, грубого нарушения технологии укладки и уплотнения.

Мелкая сетка трещин образуется весной при оттаивании основания, построенного на пучинистых грунтах и в местах, где не обеспечена требуемая степень уплотнения грунта.

Трещины, если их вовремя не заделать, приводят к скорому образованию выбоин на покрытии.

Выбоины существенным образом ухудшают важнейшие потребительские свойства дороги пропускную способность и безопасность движения и требуют немедленного устранения.

Выбоины образуются не только из-за трещин. Очень часто они возникают в результате выкрашивания асфальтобетона, отсутствия сцепления между верхним и нижним слоем, больших сдвиговых напряжений, разрывающих покрытие.

Колея, сдвиги также опасны для движения как выбоины. Кроме того, они затрудняют управление автомобилем при переезде с одной транспортной полосы на другую, при движении на повышенной скорости и в дождь. Такие повреждения возникают в результате:

• применения в асфальтобетоне некондиционных материалов (маловязкого битума, зерен с гладкой поверхностью, слабоактивного минерального порошка и т.п.);

• нарушения рецептуры смеси (недостаточное количество щебня, минерального порошка, избыточное содержание битума);

• нарушения технологии устройства покрытия (укладка смеси толстым слоем и на плохо уплотненное основание);

• недостаточного уплотнения самой смеси, раннего открытия движения транспорта по свежеуложенному покрытию;

• превышение действующих нагрузок над расчетными для данной конструкции дорожной одежды.

Колея возникает практически сразу и, если не принять своевременных мер, ее размеры увеличиваются лавинно с выпором материала покрытия в обе стороны. Колея образуется, в основном, на покрытиях из песчаной или малощебенистой асфальтобетонной смеси и достигает часто неприемлемых величин более 50 мм.

Однако колея может образоваться также от износа покрытия в полосе наката. Износ прямо зависит от прочности каменного материала и плотности асфальтобетона, но в любом случае увеличивается постепенно в результате истирания и шлифования поверхности, особенно шипованными шинами. Опасным считается износ, превышающий 10 мм.

Выкрашивание - весьма серьезный дефект покрытия, так как может привести к быстрому и полному разрушению его на большом протяжении.

Выкрашивание характерно для пористого покрытия и связано с уносом из него составляющих - частиц песка, щебня, вяжущего в результате совместного действия воды,противогололедных реагентов и колес автомобилей. Вода, проникая в поры, нарушает сцепление вяжущего с зернами каменного материала, которые, не имея связи между собой, легко засасываются и уносятся колесами автомобилей, открывая доступ воды к новым зернам. В результате на покрытии быстро образуются и разрастаются очаги разрушения.

Причинами повышенной пористости покрытия могут быть:

• неправильная рецептура и дозировка материалов во время приготовления смеси (недостаточное количество битума и минерального порошка);

• выгорание битума при перемешивании с перегретым каменным материалом;

• недостаточное уплотнение смеси, из-за чего водонасыщение асфальтобетона превышает 5%;

• укладка смеси в холодную и сырую погоду, когда она плохо поддается уплотнению из-за быстрого остывания;

• фракционная и температурная неоднородность смеси (недостаточное время перемешивания, неправильная погрузка в кузов, охлаждение и сегрегация смеси при ее разбрасывании и т.п.).

Проломы и просадки - результат вымывания грунта земляного полотна водой из-за отсутствия дренажа дорожной одежды, применения некондиционных материалов в основании. Просадки возникают также вследствие недостаточного уплотнения грунта земляного полотна, использования грунтов, набухающих в воде (глин, суглинков, пылеватых грунтов), которые при промерзании вспучиваются, а при оттаивании оседают, деформируя и разрывая покрытие с последующим уносом отдельных фрагментов колесами транспорта.

Оперативное распознавание, конкретной причины производится с помощью георадаров [72], которые позволяют узнать:

• толщину конструктивных слоев и положение уровня грунтовых вод;

• наличие скрытых объектов (подземных коммуникаций);

• зоны просадочных и разуплотненных грунтов, зоны инфильтрации грунтовых и техногенных вод;

• зоны неоднородных грунтов с местами включения пылеватых и пучинистых грунтов;

• вымоины и размытые зоны с переувлажненными грунтами в подстилающих основаниях и многое другое.

Располагая информацией о происхождении, можно эффективным способом устранить повреждения и свести к минимуму вероятность повторного разрушения дорожной одежды и, в частности покрытия.

§ 3.2. Рекомендации по ремонту покрытий

Дата добавления: 2015-05-06