Bau-enginer
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| « Май | ||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием
Наибольшее распространение получили следующие конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием (рис. 1):
двухслойное асфальтобетонное покрытие на двухслойном основании (см. рис. 1, а);
двухслойное асфальтобетонное покрытие на однослойном основании (см. рис. 1, б);
однослойное асфальтобетонное покрытие на двухслойном основании (см. рис. 1, в).
Рис. 1. Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием:
1 — верхний слой покрытия; 2 — нижний слой покрытия; 3 — верхний слой основания; 4 — нижний слой основания; 5 — слой основания; 6 — дополнительный слой основания
Прочность дорожной одежды зависит как от свойств материалов покрытия и основания, так и от сочетания слоев из различных материалов в дорожной одежде.
Прочность дорожной одежды характеризуется модулем упругости, сопротивлением растяжению при изгибе слоев из связных, материалов и сдвигу для несвязных и пластично-связных материалов под действием нормальных и касательных сил. В соответствии с этими основными расчетными характеристиками слоев из асфальтобетона являются сопротивление растяжению при изгибе дорожной одежды от транспортных нагрузок и осевому растяжению при низкотемпературных усадках, сопротивление сдвигу от нормальных и касательных колесных нагрузок.
На сроки службы асфальтобетонных покрытий влияют также различия деформативных и тепло-физических показателей покрытия и основания.
Чем больше различаются прочностные характеристики и линейное температурное расширение материалов покрытия и основания, тем хуже их совместная работа под действием нагрузок и особенно при понижении температуры, когда возникает опасность развития температурных трещин.
Коэффициенты линейного температурного расширения асфальтобетонного покрытия и основания из цементобетона и минеральных материалов, укрепленных минеральными (неорганическими) вяжущими, разнятся на порядок, поэтому в такой конструкции трещины неизбежны.
Асфальтобетонное покрытие на основании из битумоминеральных материалов работает без температурных трещин, так же как на основаниях из неукрепленных (необработанных) минеральных материалов, однако из-за их меньшего сопротивления нормальным нагрузкам толщина дорожной одежды должна быть больше.
Основные конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием с указанием климатических зон, количества расчетных автомобилей группы А в сутки на одну полосу движения, расчетных модулей упругости и толщин слоев покрытия, основания и песчаного дополнительного слоя приведены в альбоме «Типовые проектные решения. Серия 503-0-11. Дорожные одежды автомобильных дорог общей сети СССР», утвержденном Минтрансстроем СССР 12.03.1976 г. № Л-375 и разработанном ГПИ «Союздорпроект».
Проектирование новых конструкций нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием осуществляют в соответствии с ОДН 218.046-01 (Проектирование нежестких дорожных одежд: ОДН 218.046-2001. — Взамен ВСН 46-83 / Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор) Минтранса России. — М.: ГП «Информавтодор», 2001), основные положения которых направлены на:
обеспечение межремонтного срока службы дорожных одежд без возникновения разрушений и недопустимых, сточки зрения обеспечения ровности, остаточных деформаций;
выбор не только прочной и надежной в эксплуатации, но экономичной и, возможно, менее материалоёмкой дорожной одежды;
учет регионального научно-практического опыта проектирования и эксплуатации дорожных одежд.
В соответствии с ОДН 218.046-01 суммарные толщины слоев покрытия и основания из материалов, содержащих органические вяжущие, не должны быть меньше 18 см для капитальных и 12 см для облегченных дорожных одежд. Толщины слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием (извлечение из альбома «Типовые проектные решения. Серия 503-0-11») приведены в табл. 2.
Составы материалов, применяемых в слоях основания и обозначенных цифрами в табл. 2, приведены ниже.
В верхнем слое двухслойного основания:
1. Асфальтобетон из горячих щебеночных пористых и высокопористых крупнозернистых и мелкозернистых смесей.
2. Щебеночные материалы подобранные, обработанные битумной эмульсией с добавкой портландцемента.
3. Щебень фракционный, обработанный вязким битумом в смесителе.
4. Щебеночные материалы подобранные, обработанные битумной эмульсией.
5. Асфальтобетон из горячих гравийных пористых и высокопористых крупнозернистых и мелкозернистых смесей.
6. Гравийные материалы подобранные, обработанные битумной эмульсией с добавкой портландцемента.
7. Щебень фракционный, обработанный вязким битумом по способу пропитки.
8. Гравийные материалы подобранные (с добавлением 30 % щебня), обработанные битумной эмульсией.
В однослойном основании и нижнем слое двухслойного основания:
1. Щебеночные материалы, обработанные 5-7 % цемента.
2. Гравийные материалы, обработанные 6-7 % цемента.
3. Щебеночные материалы, обработанные 20 % зол уноса, золошлаками и граншлаками с добавкой 4-6 % цемента.
4. Гравийные материалы, обработанные 20 % зол уноса, золошлаками и граншлаками с добавкой 5-6 % цемента.
5. Грунты, укрепленные минеральными вяжущими, I класса прочности.
6. Гравийные материалы, обработанные 4-5 % цемента.
7. Гравийные материалы, обработанные 20 % зол уноса, золошлаками и граншлаками с добавкой 4-5 % цемента.
8. Гравийно-песчаные смеси, обработанные 8-10 % цемента.
9. Гравийно-песчаные смеси, обработанные 20 % зол уноса, золошлаками и граншлаками с добавкой 6-8 % цемента.
10. Грунты, укрепленные минеральными вяжущими, II класса прочности.
11. Пески, укрепленные 5-6 % цемента.
12. Пески, укрепленные 20 % зол уноса, золошлаками и граншлаками с добавкой 4-5 % цемента.
13. Гравийные материалы, обработанные 20-30 % граншлака.
14. Золошлаковые смеси, укрепленные 5-6 % цемента или извести.
15. Грунты, укрепленные минеральными вяжущими, III класса прочности.
16. Цементобетон тощий марки 75, 100, 125.
17. Щебень, уложенный по способу заклинки.
18. Подобранный щебеночный материал.
19. Подобранный гравийный материал с добавкой 30 % щебня.
Толщины слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием
Покрытия из асфальтобетона — состав и технология
Асфальтобетонное покрытие — уплотненный слой искусственного строительного материала, состоящего из минерального порошка, заполнителей и битумного вяжущего. Смесь обладает ценными свойствами, которые нашли применение в прокладке дорог, устройстве взлетных полос, пешеходных коммуникаций, объектов ландшафтной архитектуры.
История асфальтобетонных покрытий уходит корнями в глубокое прошлое. Американские инки строили великолепные дороги из камней, проливая стыки природным битумом. Нововведение попало в Европу гораздо позже. На смену каменной и деревянной брусчатке появился асфальтобетон. Сегодня это наиболее распространенный материал для строительства дорог.
Виды и применение
ГОСТ 9128-2013 классифицирует асфальтобетоны на несколько видов в зависимости от минерального заполнителя:
Смеси изготавливают горячим или холодным способом. В первом случае используют вязкий или жидкий битум, а температура укладки составляет 110° и выше. Для холодного асфальтобетона применяют только жидкое вяжущее. Укладывают покрытие при температуре от 5°С.
В зависимости от характеристик компонентов различают следующие виды асфальтобетонных смесей:
Плотные щебеночные или гравийные составы соответствуют следующим типам асфальтобетонных смесей:
Типы Г и Д содержат только песок из отсевов дробления или природного происхождения, щебня в них нет.
Для повышения прочности и улучшения связующих свойств между компонентами добавляют целлюлозные стабилизаторы. Полученный материал называют щебеночно-мастичным асфальтобетоном (ЩМА). Для его изготовления используют плотные горные породы кубовидной формы, которые образуют крепкий каркас. Благодаря стойкости к деформациям ЩМА применяют для строительства дорог с большой загруженностью.
Еще одна разновидность покрытий на органическом вяжущем — цветной асфальтобетон. При изготовлении состав подкрашивают пигментами. Используют осветленный битум, мраморную или кирпичную крошку, щебень из кварцита или гранита.
Цветным асфальтобетонным покрытием выделяют велосипедные или пешеходные дорожки, покрывают спортивные и детские площадки, оформляют ландшафты.
Состав и технические характеристики
Состав асфальтобетона многокомпонентный. Его подбирают и рассчитывают исходя из условий работы покрытия, а также доступных местных материалов.
Компоненты
На 30-60% асфальтобетонная смесь состоит из щебня или гравия, который получают при разработке месторождений осадочных или вулканических пород, из отходов металлургии. Свойства покрытия во многом зависят от физических характеристик и формы этого крупного заполнителя.
Песок — обязательный компонент асфальтобетона. Он заполняет пустоты между камнями, делая смесь более однородной и плотной. Содержание зерен ограничивают, так как излишек ухудшает износостойкость покрытия. Помимо сыпучего материала природного происхождения используют отсев дробления щебня или осадочных пород, молотый шлак.
Минеральный порошок составляет до 20% массы асфальтобетонной смеси. Это измельченные до состояния пыли осадочные или доломитовые породы, отходы промышленности, зольные шлаки ТЭС. Их применяют в неактивированном или активированном виде. При этом увеличивается водонепроницаемость, прочность и плотность асфальтобетона.
Марку битума подбирают исходя из климатической зоны и нормативной нагрузки на дорожное полотно. Расход продукта переработки нефти составляет 25-90 кг на тонну асфальтобетонной смеси и зависит от пористости заполнителей и режима укладки. Для улучшения эксплуатационных свойств битум модифицируют добавками, содержащими резиновую крошку, вторичный полиэтилен, гашеную известь и адгезионную композицию.
Основные технические характеристики
В зависимости от свойств и применяемого сырья ГОСТ выделяет 3 марки асфальтобетона:
Основные физико-механические свойства асфальтобетонных смесей определяются маркой, режимом укладки и температурой при проведении испытаний:
Важнейшим показателем является коэффициент уплотнения покрытия из асфальтобетона, характеризующий качество укладки. Его определяют опытным путем. По нормативам величина для холодных составов не должна быть менее 0,96, для горячих — 0,99.
Для измерения коэффициента уплотнения смеси в покрытии вырубают керны, высушивают и находят фактический удельный вес асфальтобетона. После нагрева образцы измельчают, подвергают обработке под давлением. Искомый параметр определяют как отношение реальной плотности к стандартной, полученной в результате испытаний.
Для расчета расхода асфальтобетона на 1 м² покрытия пользуются опытными показателями на 1 см высоты:
Чем отличается асфальт от асфальтобетона?
Асфальтобетонная смесь — искусственный материал, который получают смешиванием твердых ингредиентов с нефтяным дорожным битумом.
Природный асфальт образуется в процессе загустевания и окисления нефти, выступившей на поверхность земли в виде пластовых залежей, отдельных жил или озер.
Слово «асфальт» в переводе с древнегреческого обозначает горную смолу. Это легкоплавкое вещество черного цвета. Излом раковистый, матовый или блестящий. Содержит до 70% нефтяного битума.
Крупнейшие источники природного асфальта — Мертвое море в Израиле, озеро Пич-Лейк в Тринидаде. Древние сирийцы добывали твердый битум, всплывавший на поверхность огромными глыбами, вес которых достигал 1000 кг.
Горную смолу применяли для гидроизоляции кораблей, стен хижин, полов зернохранилищ, а также изготовления красок или лаков. В Древнем Египте вещество использовали для бальзамирования умерших.
Запасы природного асфальта ограничены. Из высококачественного сырья изготавливают живописные краски, лакокрасочную продукцию. В дорожном строительстве при устройстве асфальтобетонного поверхностного покрытия замещают часть жидкого битума твердым. При этом значительно повышается стойкость к воздействию шипованных автопокрышек.
Технология устройства
Асфальтобетонная смесь может быть качественной, но если при укладке не соблюдались технология, покрытие быстро выйдет из строя. При выполнении каждого этапа производства работ нужно соблюдать четкие правила, которые устанавливают ГОСТ Р 54401-2011, 9128-2009, СНиП 3.06.03-85.
Подготовка
Мероприятия включают разработку технического проекта, подготовку финансовой сметы. При планировке объект привязывают к рельефу, предусматривая возможность удаления сточных вод, сохранность надземных и подземных коммуникаций.
Перед устройством асфальтобетонного покрытия вырубают большие деревья, снимают верхнюю плодородную почву. Чем выше расчетная нагрузка на дорожное полотно, тем больший объем земляных работ предстоит выполнить, чтобы создать основание с достаточной несущей способностью. Для садовых дорожек и тротуаров высота слоя составляет 10-20 см, для нагруженных трасс — до нескольких метров.
Чтобы под асфальтобетонной дорогой не застаивалась вода, организовывают дренаж. Грунт вывозят за пределы территории, чтобы при размыве избежать засорения дренажной системы.
Устройство подушки
Функция подушки — восприятие сжимающих нагрузок при эксплуатации асфальтобетонных поверхностей. Ее толщина определяется расчетом. Сначала укладывают крупные фракции до 60 мм, затем средние 20-40 мм, сверху песок с обязательной утрамбовкой каждого слоя.
В частном обустройстве для подсыпки используют различный строительный мусор, который значительно экономичнее, чем щебень или гравий. По краям асфальтобетонной дороги укладывают бордюры или другие прочные материалы.
Укладка асфальтобетона
Работы проводят в сухую погоду при температуре не ниже 5°С. В зависимости от вида асфальтобетонных смесей применяют следующие технологии:
Заключение
Устройство дорог из различных типов асфальтобетона позволяет получить прочное и долговечное покрытие. Выбор материала зависит от нагрузки при эксплуатации полотна и климатической зоны. При укладке нужно соблюдать технологию и температурный режим.