Покрытия, построенные с применением органических вяжущих материалов

1. Покрытия, построенные с применением органических вяжущих материалов

С применением органических вяжущих  материалов устраивают усовершенствованные  покрытия как облегченного, так и  капитального типов. Усовершенствованные покрытия облегченного типа устраивают на дорогах, имеющих интенсивность движения от 500 до 3000 авт./сут. Наибольшее распространение получили усовершенствованные покрытия облегченного типа, устроенные по способу поверхностной обработки, пропитки или смешения. Они имеют ровную   нескользкую   и   беспыльную поверхность, допускающую движение автомобилей с повышенными скоростями. Конструкция их обеспечивает движение автомобилей большой грузоподъемности в течение всего года.

Поверхностная обработка. Поверхностную  обработку устраивают для создания на покрытии коврика из мелкодробленного каменного материала, обработанного битумом. Такой коврик предохраняет покрытие от износа, повышает шероховатость, ровность и водоустойчивость дорожной одежды. Шероховатую поверхностную обработку устраивают как при строительстве новых одежд, так и при восстановлении шероховатости на изношенной скользкой поверхности существующих покрытий. Устройство поверхностной обработки в первую очередь необходимо предусматривать на следующих участках: на спусках, на горизонтальных кривых малого радиуса, на пересечениях в одном уровне, а также на подходах к этим участкам на расстоянии не менее 50—100 м и на других трудных участках дороги.

В зависимости от назначения поверхностная  обработка может быть одиночной  или двойной.

При одиночной поверхностной обработке  тщательно очищают поверхность  обрабатываемого покрытия от пыли и- грязи, затем автогудронаторами разливают органические вяжущие материалы жидких марок или быстрораспадающиеся эмульсии из расчета 0,5—0,8 л/м2, после чего рассыпают мелкие фракции дробленого щебня (размером 3—15, 15—20 мм) кубовидной формы. Щебень уплотняют легкими катками. Окончательное формирование покрытия происходит при движении автомобилей.

При двойной поверхностной обработке  делают второй розлив вяжущего и вторую россыпь минерального материала  с уплотнением его катками.

Второй розлив вяжущего выполняют  немедленно после укатки первой россыпи  минерального материала или через  некоторое время (две-три недели), когда первый слой сформируется и  уплотнится движением.

Поверхностную обработку можно  производить способом укладки мелкозернистой смеси щебня и песка, обработанной битумом в установке. При этом способе на подготовленное основание  слоем 2—3 см укладывают готовую смесь  в теплом, горячем или холодном состоянии и уплотняют. Для повышения шероховатости на поверхность уплотненного слоя укладывают черный щебень (крупностью 10—15 или 15—20 мм) слоем в одну щебенку, после чего укатывают поверхность слоя 3—4 проходами легкого катка до погружения щебенок в основной слой не более 2/з своего размера.

Пропитка. При устройстве покрытия по способу пропитки верхний недоуплотненный слой щебня пропитывают битумом или дегтем на глубину 4—8 см, после чего рассыпают более мелкий щебень (клинец) и интенсивно уплотняют его тяжелыми катками. При укатке происходит заклинивание щебенок и остывший вяжущий материал обеспечивает их связность. Для увеличения водонепроницаемости и создания коврика износа поверх. слоя пропитки делают поверхностную обработку с россыпью мелкого щебня крупностью 5—10 мм. Покрытия, устроенные по способу пропитки, имеют достаточную прочность, хорошую шероховатость и могут выдержать интенсивность движения до 1000 авт./сут. Недостатком этого типа покрытия является значительный расход битума и неравномерное обволакивание щебенок битумом. Излишки битума приводят к образованию сдвигов, волн, и, наоборот, недостаток битума вызывает уменьшение связности щебенок, выпадение их при движении автомобилей и дальнейшее разрушение покрытия. Указанные недостатки в большей степени исключаются при устройстве щебеночных покрытий по способу смешения на дороге.

Смешение минеральных материалов с органическими вяжущими. Покрытия из гравийных и щебеночных материалов, обработанных битумом или дегтем методом смешения, устраивают преимущественно на дорогах III и IV категорий при интенсивности движения до 1000—3000 авт./сут. Смешение минеральных материалов с органическими вяжущими возможно непосредственно на дороге или в специальных установках. В первом случае на дорогу вывозят подобранный по гранулометрическому составу гравийный или щебеночный материал, прочность которого должна соответствовать характеру и интенсивности движения. Наибольшая крупность частиц в составе смеси зависит от толщины укладываемого слоя. Для перемешивания с вяжущим могут быть использованы дорожные фрезы, дисковые бороны, автогрейдеры.

После смешения материал автогрейдером  равномерно распределяют в пределах ширины проезжей части и профилируют  с заданным поперечным уклоном. Уплотняют  катками на пневматических шинах  или самоходными катками массой 8—10 т. Толщина слоя покрытия, устроенного  по способу смешения на дороге, может  быть в пределах от 4,5 до 8 см.

Более эффективно для перемешивания  материалов непосредственно на дороге использование специальных самоходных машин. Такая машина, двигаясь вдоль  дороги, перемещает при помощи погрузчика минеральный материал из валика в  лопастную мешалку для смешения с вяжущим, а затем готовая смесь распределяется по основанию, профилируется и укатывается. Преимуществом способа смешения на дороге является полная механизация всех процессов производства и использование материалов без подогрева.

Щебеночные и гравийные материалы  можно смешивать с вяжущими в стационарных установках. В этом случае подбирают по гранулометрическому составу плотную минеральную смесь с крупностью зерен 0—25, 0—45 или 0—70 мм. Более крупнозернистую смесь укладывают в нижний слой. Обработанные органическим вяжущим щебеночные и гравийные смеси укладывают в горячем, теплом или холодном состоянии. Для приготовления теплых и холодных смесей применяют жидкие вяжущие материалы. Технология работ такая же, как и при устройстве асфальтобетонных покрытий. При смешении минеральных и органических вяжущих материалов в стационарных установках качество перемешивания при меньшем расходе вяжущего значительно лучше и в связи с этим прочность материалов получается выше.

Асфальтобетонные и дегтебетонные  покрытия. Асфальтобетонные и дегтебетонные  покрытия относят к усовершенствованным  покрытиям капитального типа, их устраивают на дорогах I, II, III категорий при интенсивности  движения более 3000 автомобилей в  сутки. Эти покрытия устраивают из горячих, теплых и холодных асфальтобетонных или дегтебетонных смесей, приготавливаемых в установках. Асфальтобетоны в зависимости  от вида каменного материала подразделяются на щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума; гравийные, состоящие из гравия, песка или гравийно-песчаного материала, минерального порошка и битума; песчаные, состоящие из песка, минерального порошка и битума.

Асфальтобетоны в зависимости  от вязкости применяемого в них битума и температуры укладки асфальтобетонных смесей в конструктивный слой подразделяются на горячие, теплые и холодные. Для  приготовления холодных смесей применяют  жидкие битумы.

Горячие и теплые асфальтобетоны, в свою очередь, в зависимости  от наибольшего размера зерен  щебня (гравия) могут быть: крупнозернистыми с зернами размером до 40 мм; средне-зернистыми с зернами до 20 мм; мелкозернистые с зернами 15 (10) мм. Песчаные асфальтобетоны могут содержать зерна размером до 5 мм.

Холодные асфальтобетоны бывают только мелкозернистыми или песчаными.

Монолитность, устойчивость и механическая прочность обеспечиваются тем, что  каменный скелет смеси подбирается  по принципу наибольшей плотности.

Для устройства верхнего слоя применяют  плотные горячие и теплые асфальтобетоны, обладающие остаточной пористостью 2,5—5%, обязательно содержащие минеральный  порошок, способствующий повышению  температуроустойчивости бетона. В нижний слой и в основание применяют асфальтобетон с остаточной пористостью 5—10%.

Холодный асфальтобетон применяется  для устройства верхнего слоя. Наибольшей шероховатостью обладают холодные асфальтобетоны из смеси гранитного щебня (до 60%), песка  и минерального порошка.

Асфальтобетонные покрытия устраивают однослойными w двухслойными на каменных и бетонных основаниях. Для лучшего сцелления с асфальтобетоном каменные основания обрабатывают битумными или дегтевыми материалами. Количество и толщину слоев устанавливают обычно по конструктивным и экономическим соображениям и проверяют расчетом на прочность.

Асфальтобетонные смеси укладывают в покрытие самоходными асфальтоукладчиками. Температура укладки горячей смеси должна быть не ниже 100—120° С, теплой—80° С, холодной не ниже 5—10° С (зависит от времени года). Уложенную смесь уплотняют вначале легкими, а затем тяжелыми катками (массой 6—8 и 10—13 т).

Холодную смесь уплотняют самоходными  катками массой от 2J до_5 т, чем достигают  образование в верхней части  покрытия плотной корки небольшой  толщины. Рационально уплотнять  холодную смесь катками на пневматических шинах. Окончательное Формирование покрытия происходит под действием  автомобилей, движущихся со скоростью  не более 40 км/ч, через две-три недели при интенсивном движении и благоприятной  погоде.

Шероховатость асфальтобетонных покрытий может быть достигнута в результате применения смесей с повышенным содержанием  щебня и поверхностной обработки.

К недостаткам асфальтобетонных покрытий следует отнести их темный цвет, создающий высокое светопоглощение, что может явиться причиной аварий в вечерние часы. При строительстве асфальтобетонных покрытий возможно применение осветителя, в результате чего достигается увеличение яркости покрытия в ночное время и повышение его рефлектир\ ющей способности. С этой целью для приготовления асфальтобетонной смеси используют светлый естественный или искусственный щебень.

В качестве искусственного щебня используют синтетические каменные материалы  типа дорсил (дорожный ситал) и термо-лит, полученные в результате обжига и кристаллизации минеральных материалов и шлаков. Эти материалы имеют белый цвет.

Осветление асфальтобетонного  покрытия возможно путем поверхностной' обработки с устройством слоя износа из светлых материалов.

Устройство слоя с использованием светлых материалов может производиться  путем втапливания светлого материала а недоуплотненный асфальтобетон с последующим доуплотнением или приклеиванием светлого материала к поверхности асфальтобетонного покрытия с помощью мастик, состоящих, например, из 50% битума БНД-40/60, 50% цемента марки 400.

Кроме синтетических материалов для  осветления могут быть использованы дробленое стекло, алюминиевая крошка, которая втапливается в поверхностный слой покрытия. Алюминиевая крошка позволяет в 2—3 раза увеличить яркость покрытия и сохранить ее в течение длительного времени.

С целью повышения безопасности движения на загородных дорогах и особенно при строительстве городских дорог и благоустройстве территорий целесообразно применение цветных покрытий.

Изменение цвета дорожного покрытия с чередованием раскраски уменьшает  утомляемость водителя на участках с  однообразным ландшафтом, повышает внимание водителя и помогает лучше ориентироваться. Для устройства таких покрытий используют цветные пластбетоны, которые представляют собой уплотненную смесь щебня, песка, минерального порошка, красителя  пигмента и вяжущего, взятых в определенных соотношениях.

Минеральные составляющие пластбетонов — щебень, песок и минеральный  порошок — должны быть светлых  тонов. В качестве щебня (размер зерен 3—8 мм) используют дробленный мрамор или светло-серый гранит. В качестве вяжущего применяют инден-кумароновые смолы коксохимического и нефтегазового производства, канифоль, древесную смолу и другие материалы.

Для придания пластбетону яркой  и чистой окраски в качестве пигментов  наиболее эффективны красная окись  железа, окись хрома (зеленая), двуокись титана (белая).

Пластбетон приготовляется горячим  способом в асфальтосме-сителях с мешалками принудительного перемешивания. Укладка ведется асфальтоукладчиками слоем 2—3 см.

Поверхностная обработка новых  усовершенствованных покрытий, устроенных с применением органических вяжущих, рекомендуется после доуплотнения и окончательного формирования этих покрытий под движением. Покрытия облегченного типа, особенно устроенные способом смешения на дороге или из готовых холодных смесей, перед поверхностной обработкой следует выдерживать под движением не менее 1 -1,5 месяца. Сокращение этого срока может быть допущено только для покрытий, устроенных в конце летнего строительного сезона перед наступлением холодной и дождливой погоды. В этом случае не полностью сформировавшиеся покрытия, не защищенные поверхностной обработкой, могут быть повреждены или даже разрушены воздействием движения, воды и мороза.

Покрытия, устроенные из щебеночных или  гравийных материалов, обработанных эмульсиями, рекомендуется выдерживать  под движением для окончания формирования без поверхностной обработки в течение года.

Поверхностная обработка на существующих покрытиях, устроенных с применением  органических вяжущих, необходима, когда  вследствие старения вяжущих и систематического загрязнения покрытие начинает интенсивно изнашиваться ("шелушиться"). В  этом случае поверхностная обработка  приостанавливает процесс износа покрытия и в некоторой степени замедляет  дальнейшее старение вяжущих.