OffLine версия Рекламодателям О нас
товаров 5514    фирм 720   статей 932

блокнот 0
№25
 
Устройство асфальтобетонных покрытий
Главная     Лента     Авторы     Источники     Архив   
Товары в каталоге



асфальт   асфальтоукладчик   бетон   дорожная техника   каток  

Словарь


Также по теме:

Особенности устройства и уплотнения земляного полотна
То, что земляное полотно автомобильной дороги является несущей основой или фундаментом всей дорожной одежды, хорошо известно. И нет особой нужды показывать...

Содержание автомобильных дорог
Перечень технологических процессов, входящих в понятие «круглогодичное содержание» проезжей части, земляного полотна и полосы отвода автомобильных дорог,...

Повышение качества щебеночных оснований
Практикуемое нормирование требований к исходным материалам, технологии строительства и контролю качества осуществляется без должного учета и понимания...



УСТРОЙСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ

Российскими нормативами дорожной отрасли разрешено устраивать асфальтобетонные покрытия только при положительных температурах воздуха (не ниже +10 °С осенью и +5 °С весной). Хотя многие еще работающие специалисты помнят, что в 60–70-е годы прошедшего столетия в СССР практиковалось и даже поощрялось дорожное строительство в зимнее время. Например, ведомственная временная инструкция (ВВИ 112-58) или ВСН 120-65 (Технические указания по строительству автомобильных дорог в зимних условиях, Минтрансстрой СССР М., 1966) давали целый перечень условий, правил и видов работ, разрешенных к производству зимой (до -5…-10 °С), в числе которых значилось и устройство асфальтобетонных покрытий.

Правда, накопленный в те годы практический опыт показал, что ничего хорошего с точки зрения качества и долговечности покрытий зимой не получается. Поэтому последующие нормативно-инструктивные документы (СНиП 2.05.02-85, СНиП 3.06.03-85 и др.) справедливо и строго предписали выполнять укладку таких покрытий только при положительных температурах воздуха. И большинство дорожных заказчиков и подрядчиков следуют этим ограничениям и требованиям, хотя порой еще можно наблюдать асфальтирование дорог при +2…+3 °С или даже при 0 °С.

Случается такое иногда «без злого умысла» подрядчика в тех местах и регионах (Мурманская, Архангельская, Вологодская и Ленинградская области, Республики Карелия и Коми), где осенняя или весенняя погода иногда подвержена внезапным и резким изменениям в худшую сторону в течение 2–3 часов.

Начатые асфальтобетонные работы при +5…+6 °С могут продолжаться до своего завершения при понижении температуры на 3–4 °С, да еще с усилением ветра и выпадением осадков в виде дождя или мокрого снега, т. е. за пределами разрешенных температурных и погодных ограничений. Что в таком случае делать мастеру, прорабу или иному руководителю? Прекратить работы?!

Выход, казалось бы, простой, логичный и соответствующий требованиям СНиПа, но плохо вписывающийся в реальную действительность. Ведь десятки, а порой и сотни тонн асфальтобетонной смеси уже выпущены на АБЗ, самосвалы везут ее или привезли к месту кладки. Да и графики выполнения работ порой нельзя срывать.

Кроме того, в России есть также особые и даже в некотором роде типичные случаи, когда дорожник поневоле вынужден устраивать асфальтобетонные покрытия при пониженных температурах воздуха вплоть до -5…-10 °С. Это касается, прежде всего, некоторых промышленных и жилых зон Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока (тюменские районы добычи нефти и газа, район Норильского горно-металлургического комбината, в Красноярском крае, Магаданской области, республике Саха-Якутия и других местах), где продолжительность периода с плюсовой температурой воздуха крайне мала (2–3 месяца в году) и его не хватает для выполнения всех объемов дорожных работ, в том числе завершающих асфальтобетонных.

В Европейской части России тоже иногда возникают единичные неотложные или аварийные ситуации, когда требуется, например, в ноябре-декабре срочно уложить асфальтобетонное покрытие на мосту или на разрушенном участке действующей дороги.

В помощь дорожникам, стремящимся снизить или вообще исключить серьезный брак, связанный с возможным ухудшением качества устройства асфальтобетонных покрытий в перечисленных неблагоприятных условиях и местах, СоюздорНИИ и его Ленинградский и Омский филиалы в 1990 г. разработали «Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий при пониженных положительных и отрицательных (до -10 °С) температурах воздуха» (авторы Никольский Ю. Е., Костельов М. П., Бабак О. Г., Фурсов С. Г., Пермяков В. Б. и др.). Но излагаемые здесь данные и советы основаны не только на этих «Методических рекомендациях…», они учитывают также практический опыт многих российских и зарубежных подрядчиков, в том числе семи дорожно-строительных и ремонтных фирм объединения «Дорстройпроект».

Конечно, если асфальтобетонные работы при пониженных или даже отрицательных температурах воздуха заранее предусматриваются или планируются, то тогда проще и легче выполнить обязательную подготовку к таким условиям работы АБЗ, автотранспорта, укладочной и уплотняющей техники, людей и самого объекта. Если же такие работы возникают спонтанно и невозможно уже провести требуемую подготовку, плата за них может быть неадекватной или даже слишком высокой.

И не только из-за возможных потерь качества самих работ. К примеру, фирма «Дороги Севера» при пуске и наладке рабочего режима смесительной установки ДС-158 (пос. Янига вблизи г. Лодейное Поле Ленинградской обл.) в течение двух дней декабря 2000 г. при внезапном понижении температуры воздуха до -13 и -18 °С сожгла 7 или 8 электромоторов. Правда, качественная горячая смесь на устройство нижнего слоя покрытия нового моста через р. Яндеба (взамен аварийного старого) все же была выпущена полностью, уложена и по мосту было открыто движение автотранспорта.

Главное в подготовке АБЗ и автотранспорта – позаботиться об утеплении всех битумопроводов, транспортеров, шнеков, бункеров, кузовов и самих материалов, входящих в состав асфальтобетонной смеси. Особое внимание следует уделить сокращению возможных потерь тепла горячей смеси во время ее перевозки к месту укладки. Как все это делается, российским дорожникам хорошо известно.

Наиболее сложными и ответственными в таких условиях являются две операции – укладка смеси в покрытие и ее уплотнение. Технология выполнения этих операций не может быть такой же, как, например, при + 25 или + 10 °С. Она должна быть изменена применительно к реальной температуре воздуха и другим условиям на объекте, тщательно продумана и отражена в технологической схеме выполнения работ или в ППР, т. е. должна быть проведена предварительная инженерная и организационная подготовка с принятием конкретного решения по технологии выполнения указанных операций.

Связано это с довольно быстрым охлаждением слоя смеси после укладки в покрытие и невозможностью по этой причине качественно его уплотнить. Известно, что чем тоньше слой смеси, тем быстрее он охлаждается до температуры + 60 °С (песчаные смеси Г и Д) или 70 °С (щебенистые смеси типов А и Б), при которой целесообразно и следует завершать укладку покрытия.

Специально проводившиеся в России и за рубежом исследования, в том числе на строительстве дорог и в лабораторных условиях (морозильные камеры), показали, что на характер и скорость остывания (рис. 1), а соответственно, и на время от момента появления смеси в покрытии (как правило, при 130–140 °С после укладчика) и до момента завершения уплотнения (при температурах 60–70 °С) влияют в основном два фактора – толщина слоя и погода (температура воздуха, ветер).

На тонких слоях (2–3 см) и при отрицательных температурах (-5...-10 °С) время, отводимое на укатку, может составить не более 10 минут, которых будет явно недостаточно для полного и качественного уплотнения. В таких же условиях более толстый слой (9–10 см) может сохранить необходимую для укатки температуру почти в 4 раза дольше (табл. 1). Поэтому потребность в технологических приемах и средствах быстрого и эффективного уплотнения важнее для тонких слоев, чем для толстых.


Таблица 1
Толщина горячего слоя в покрытии, смОриентировочное максимально допустимое время (мин) укладки и уплотнения слоя смеси по условию его остывания от 140 до 60 °C при скорости ветра 4–5 м/с и температуре воздуха и основания
-10... -8 °C-5... -3 °C+1... +3 °C+12... +14 °C+23... +25 °C
3–48–1012–1517–2025–3035–40
6–722–2528–3136–4050–5560–70
9–1035–4050–5565–7080–90100–120
12–14    130–150
18–20    210–240
30    350–400

Примечание. При скорости ветра 5–10 м/с указанное время уменьшается на треть,
в солнечную безветренную погоду – увеличивается на треть.

Данные таблицы 1 хорошо коррелируются с требованиями СНиП 2.05.02-85, которыми в России не допускается устройство асфальтобетонных и битумосодержащих покрытий толщиной менее 3–4 см. При разрешенных для укладки температурах воздуха +5…+10 °С время охлаждения тонких слоев составляет 22–24 мин., и оно почти в точности совпадает с минимально возможным временем их уплотнения (23–25 мин.) катками статического типа за установленные практикой 20–24 суммарных прохода. При меньшем времени на уплотнение каткам просто не успеть сделать положенные 20–24 прохода, в результате чего плотность асфальтобетона, как правило, окажется хуже требуемой.

Вообще, по результатам различных исследований, практических экспериментов и накопленного опыта можно выделить два направления по решению проблемы устройства качественных асфальтобетонных покрытий при пониженных или даже отрицательных температурах воздуха.

Одно из них связано с приемами повышения времени остывания смеси за счет увеличения толщины сразу укладываемого слоя (самый простой способ, но требующий согласия заказчика на возможное удорожание работ), за счет раздельной, но одновременной укладки толстого (нижнего) и тонкого (верхнего) слоев покрытия для совместного их уплотнения, за счет использования поверх уложенного горячего слоя временного (на период укатки) теплоизоляционного укрытия в виде брезента (толщина 1–2 см) или тонкого (3–5 мм) резинового полога, через которое и ведется уплотнение смеси катками, и, наконец, за счет дополнительной поверхностной сушки и нагрева основания и быстро остывающего слоя смеси в покрытии специальными нагревательными машинами с инфракрасными газовыми горелками.

Второе направление предусматривает ускорение самого процесса укладки и уплотнения за счет использования более эффективных и производительных укладчиков и катков, а также за счет усовершенствования технологических приемов выполнения этих операций.

В это направление хорошо вписываются укладчики с повышенной степенью предварительного уплотнения смеси (рабочий орган с двойным трамбующим брусом, с прессующими планками и др.), виброкатки с повышенной производительностью укатки и правильно и более точно подобранными параметрами силового статического и динамического воздействия на слой смеси, разумное сочетание таких виброкатков со статическими их аналогами на заключительном этапе уплотнения, уменьшение ширины укладываемой полосы (при нехватке катков) или допустимое увеличение количества катков на полосе укладки, приема скоростной укатки и т. п. Арсенал подобных средств и приемов, очевидно, будет непрерывно пополняться, пока рассматриваемая проблема будет актуальной для дорожной практики.

При плохих погодных условиях российские и зарубежные дорожники иногда вместо раздельного устройства двух слоев покрытия из разных типов смесей практикуют укладку одного более толстого из смеси для верхнего слоя. Например, слои 7 см (нижний) и 5 см (верхний) заменяются на один толщиной 12 см.

Устройство традиционного покрытия

Рис. 2-1
Устройство
традиционного покрытия

Устройство покрытия из компакт-асфальта

Рис. 2-2
Устройство покрытия
из компакт-асфальта

Одновременная укладка двух различных слоев асфальтобетонного покрытия с помощью комбинированного укладчика

Рис. 3
Одновременная укладка
двух различных слоев
асфальтобетонного покрытия
с помощью
комбинированного укладчика


Бывает, что с целью экономии смеси и затрат на нее такой толстый слой уменьшают на 1–2 см, полагая, что смесь для верхнего слоя с лучшими прочностными и деформативными показателями компенсирует небольшое снижение толщины. Такой полезный прием увеличения примерно в 1,5–2 раза продолжительности охлаждения и уплотнения смеси требует аккуратного и умелого выполнения укатки, так как на более горячих и толстых, а потому более подвижных и менее сдвигоустойчивых слоях можно легко получить неровности на покрытии.

В последние годы дорожники ряда стран стали переходить на устройство трехслойных асфальтобетонных покрытий вместо традиционных двухслойных. Причем верхний слой износа из смеси на модифицированном полимерами битуме из-за высокой ее стоимости стремятся укладывать тонким слоем (2–3 см), который достаточно быстро теряет свою температуру даже при положительных температурах воздуха. Возникает серьезная проблема качественного уплотнения такого тонкого слоя, дорогого и быстро остывающего.

Немецкая подрядная фирма «Кирхнер» (Kirchner) вместе с Техническим институтом г. Эрфурта провела удачные эксперименты на дороге по новой технологии укладки верхнего тонкого слоя сразу же на только что уложенный более толстый, горячий и еще не уплотненный катками нижний слой покрытия. Для этого использовались два укладчика, идущие следом друг за другом. Первый раскладывал нижний слой, второй – тонкий верхний.

Загрузка смеси во второй укладчик производилась сбоку с помощью ленточного транспортера специального погрузчика. Затем осуществлялось совместное уплотнение двух слоев обычными катками. За счет тепла нижнего толстого слоя верхний тонкий имел более продолжительное время для укатки. При температуре воздуха +10…+15 °С снижение температуры смеси в самой верхней части совместно устроенной комбинации двух слоев 10+2 см за 25 мин ( в Германии таково минимально необходимое время на уплотнение) составило всего 10 °С, а при укладке отдельно верхнего слоя 4 см на холодное основание – 70 °С – за те же 25 мин.

Такое решение проблемы устройства тонкослойных покрытий, в том числе в плохую погоду, получило свое дальнейшее развитие. Та же фирма Кирхнер (Kirchner) несколько усовершенствовала технологию укладки так называемого «компакт-асфальта» (Kompakt-Asphalt), рис. 2, за счет применения новой конструкции асфальтоукладчика, созданной как бы путем механического наложения дополнительного укладочного модуля или агрегата на существующий стандартный укладчик, т. е. два укладчика были соединены в один, способный вести одновременную укладку двух разных по толщине слоев и из двух разных типов смеси, но уплотняемых катками совместно.

Новый комбинированный укладчик имеет два раздельных бункера, поочередно заполняемых нужным типом смеси с помощью ленточного транспортера-перегрузчика, два самостоятельных дизельных привода, два рабочих органа (у каждого трамбующий брус с выглаживающей виброплитой), но одно общее гусеничное ходовое устройство и единая система управления всеми агрегатами и органами (рис. 3).

В середине ноября 2001 года (температура воздуха -4…-5 °C с ветром 6–7 м/с) фирма «Корд» объединения «Дорстройпроект» на строительстве асфальтобетонного покрытия на мосту через реку Тигода вблизи г. Кириши Ленинградской области успешно применила примерно такую же, но как бы «перевернутую» технологию. Вместо двух слоев по проекту (6 см нижний из смеси типа Г и верхний – 7 см из смеси типа Б) на длине моста 145 м и ширине его покрытия 8 м были уложены в нижнюю часть покрытия тонкий слой примерно 3 см из смеси типа Г, а в верхнюю – около 10 см из типа Б. Причем укладка слоя в 3 см и его предварительное уплотнение одним самоходным пневмокатком GPW15 фирмы Hamm (ФРГ) производились на повышенных скоростях (укладчик в пределах 3–4 м/мин, пневмокаток – около 6–7 км/час).

Сразу же, пока уложенный тонкий слой оставался еще теплым, начиналась укладка слоя в 10 см и его уплотнение упомянутым пневмокатком и двумя статическими гладковальцовыми катками тандемного типа весом 8 и 10 т (на мосту запрещено включать трамбующие механизмы и вибраторы укладчика и катков).

Идея такой «перевернутой» технологии была обусловлена, во-первых, необходимостью обязательной укладки защитного слоя из песчаной смеси толщиной хотя бы 3 см, чтобы исключить любой контакт щебеночных фракций смеси типа Б из верхнего слоя с мягкой гидроизоляцией моста, которая во время укатки может получить «ранения» или даже нарушение целостности. Во-вторых, толстый верхний слой в процессе своего охлаждения достаточно хорошо и быстро нагревает контактный нижний тонкий слой, который за счет этого может эффективно доуплотняться во время укатки верхнего слоя.

Подтверждение такого механизма теплообмена приведено в табл. 2, в которой для наглядности даются значения скоростей охлаждения и температуры верхней, средней и нижней частей слоя смеси 18 см. Уже через 5 минут после укладки нижняя часть слоя охлаждается и соответственно повышает температуру нижележащего контактного основания на 60–65 °С, а по истечении 3 часов температура середины (+93 °С) и низа слоя (+70 °С) позволяет даже продолжить их уплотнение. Это главное достоинство и преимущество более толстого слоя горячей смеси. В менее толстых, например 9–10 см, механизм потери температуры и нагрева нижнего контактного основания будет аналогичным, с той лишь разницей, что время падения температуры снизится пропорционально уменьшению толщины слоя, т. е. примерно в 2 раза по сравнению со слоем 18 см. Но этого времени будет вполне достаточно, чтобы успеть выполнить полноценную укатку.


Таблица 2
Место контроля температуры в слое 18 см при воздухе +25 °C Средняя скорость остывания смеси (°C/мин) при контроле времени наблюдения в интервалах Температура после 185 мин охлаждения
0–5 мин5–25 мин25–63 мин63–95 мин95–185 минсредняя за 0–185 мин
Верх2,40,400,400,300,200,5548 °C
Середина1,60,400,300,250,150,3193 °C
Низ12,60,200,120,100,050,4370 °C

Следует обратить внимание на состояние верхней части слоя в 18 см после 3 часов нахождения смеси в покрытии. Пониженное значение температуры (+48 С°) вряд ли позволит дальше уплотняться этой части слоя. Более того, вести укатку поверхности с такой температурой катком с жесткими металлическими вальцами вредно и опасно, ибо за счет снижения податливости смеси (рост жесткости) и возрастания в этой связи контактных давлений катка могут возникнуть на покрытии поверхностные макро- и микротрещины с последующим быстрым их переходом в эксплуатации в очаги шелушения, выкрашивания и ямочности.

Вместо гладковальцового катка на такой фазе укатки более полезно и продуктивно использовать статический пневмокаток, что часто и делают многие российские и зарубежные подрядчики, или каток с обрезиненными вальцами. Последний предпочтительнее, так как он создает более высокие контактные давления (до 9–10 кгс/кв. см, у пневмокатка – не более 5–6 кгс/кв. см), что очень важно для заключительного этапа укатки. Поэтому от катка с обрезиненными вальцами толку больше.

Не менее эффективным, а в ряде случаев и даже более экономичным может оказаться технологический прием устройства асфальтобетонного покрытия в неблагоприятных погодных условиях с использованием теплоизоляционного укрытия поверхности горячего слоя и уплотнение последнего катками через это укрытие.

При такой теплоизоляции скорость потери температуры слоем понижается до 1,5–3 раз и, соответственно, увеличивается время укатки асфальтобетона. Об этом свидетельствуют опытные данные (табл. 3), полученные в свое время в СССР, ФРГ и США при укрытии асфальтобетона брезентовыми и резиновыми теплоизоляторами.


Таблица 3
Толщина горячего слоя в покрытии,
см
Температура воздуха,
°C
Средняя скорость охлаждения,
°C/мин
3-8, ветер6,0
4-8, ветер до 11 м/с5,0
5, + резина-70,9–1,1
5-52,8–3,0
5, + брезент-51,8–1,9
6–7-102,6–2,8
6–7, + пергамин-102,0–2,1
6–7, + брезент-101,6–1,7
9-51,7–1,8
10-51,3–1,5
Схемы нагрева основания при устройстве покрытия и дополнительного подогрева уложенного слоя смеси в процессе его укатки. Кликнуть для увеличения

Рис. 4.
Схемы нагрева основания
при устройстве покрытия
и дополнительного подогрева
уложенного слоя смеси
в процессе его укатки
(Кликнуть для увеличения)


В экспериментах на дороге в качестве теплоизолятора применялось брезентовое полотнище толщиной 1–2 мм, длиной в пределах 15–25 м и шириной, равной ширине укладки полосы покрытия. Прочность брезента на разрыв должна быть не менее 60–80 кгс/см.

Брезент удобно наматывать на легкую жесткую трубу или ось и устанавливать в специальные кронштейны на укладчике, по мере перемещения которого брезент постепенно разматывается поверх укладываемого слоя смеси. После укладки на покрытие первого куска брезента в стык к нему расстилается следующий и т. д. По мере смещения укладчика и катков вперед надобность в sпервом куске отпадает и его сворачивают вручную на трубу или ось и вновь устанавливают на кронштейны укладчика. На один укладочный отряд машин целесообразно иметь 3–4 куска брезента суммарной длиной около 60–80 м.

Более эффективна теплоизоляция горячего слоя укрытием из мягкой теплостойкой резины толщиной до 3–5 мм. Особенно благотворное влияние оказывает резина на результат уплотнения асфальтобетонной смеси катками (показатели плотности, водонасыщения и шероховатости покрытия лучше, чем при укатке без резины). Однако вследствие большого веса резиновых кусков или пологов площадью 50–100 кв. м их использование за укладчиками менее удобно и целесообразно, чем брезентовых. Полезен и более удобен резиновый теплоизолятор с меньшей площадью куска (до 5–10 кв. м) на ямочном или картовом ремонте асфальтобетонных покрытий, например ранней весной или глубокой осенью.

Иногда, если есть в наличии или есть возможность арендовать, целесообразно в состав отряда машин по устройству покрытий из горячих асфальтобетонных смесей в плохих погодных условиях дополнительно включать специальную нагревательную машину с газовыми горелками инфракрасного излучения. Она используется для удаления с поверхности основания тонких слоев воды в виде остатков влаги, снега и льда (после механической чистки дорожными щетками), подогрева основания до 20–30 °С непосредственно перед укладчиком (рис. 4а) или для повторного нагрева поверхности уплотняемого слоя покрытия, чрезмерно остывшего для работы катков (рис. 4б).

Эксперименты на участке дороги «Россия» (Москва – Санкт-Петербург) вблизи г. Тосно Ленинградской области по укладке слоя покрытия толщиной 6 sсм в достаточно неблагоприятных условиях (воздух до -8…9 °С, ветер) с участием тепловой машины 4256 украинского производства (г. Киев) подтвердили эффективность и возможность практического применения такой технологии работ.

В условиях быстрой потери слоем горячей смеси тепла и требуемой для уплотнения температуры бывает целесообразно ускорить сам процесс укладки слоя и его укатки. Это второе, уже упоминавшееся направление борьбы с негативным влиянием плохих погодно-климатических условий на качество асфальтобетонного покрытия.

Вообще рабочую скорость укладчика при низких температурах воздуха следует повышать до 3, а иногда и до 4-5 м/мин, с тем чтобы в момент начала работы катков на подготовленной укладчиком захватке (минимальная длина для среднего тандемного катка не менее 13–15 м) температура слоя не очень сильно отличалась (не более чем на 10–15 °С) в начальной и конечной зонах захватки. В противном случае появление катка в одной зоне может оказаться запоздалым, а в другой – преждевременным с точки зрения качества уплотнения.

Сама же укатка смеси тоже должна выполняться ускоренно, а точнее, более производительно. Поэтому помимо грамотного подбора типов и размеров катков в соответствии с их уплотняющей способностью, оцениваемой силовым статическим или динамическим воздействием на смесь, необходимо определять показатели и параметры работы катка, за счет которых возможно заметное повышение его производительности.

В соответствии с известной аналитической зависимостью между параметрами катка и его часовой производительностью (Пч)

      , (1)

где Вк – ширина уплотнения или ширина вальцов у тандемных катков, м;
α – среднее реальное перекрытие соседних полос работы катка, м;
Vk – средняя рабочая скорость катка, км/ч;
Ku – коэффициент использования катка в работе в течение часа (общепринято, что из 60 мин каток работает 50 мин, т. е. Ku ≈ 0,83;
n – количество проходов катка по одному следу, такими параметрами являются ширина уплотнения катка, его рабочая скорость и количество проходов. Росту производительности катка способствует увеличение значений двух первых параметров и снижение третьего.

Однако в соответствии с другой зависимостью

      , (2)

где i = 1,2,3,4… – количество продольных полос работы катка на ширине полосы укладчика (чаще всего i = 2–3);
Вукл – ширина полосы покрытия, устраиваемой укладчиком, после подстановки которой в (1), выражение часовой производительности катка приобретает другой и более общий вид

       , (3)

Из (3) следует, что производительность укатки определяется не только параметрами самого катка, но и шириной полосы покрытия, которую раскладывает укладчик. Более того, довольно заметно на производительности сказывается реальное значение величины покрытия полос катка «α». Ее принято считать оптимальной, если она назначена или получается в пределах 15–25 см.

В действительности же, на ее величину влияет соотношение Вукл и Вк по (2), и поэтому «α» может быть и 15, и 30, и 80 см, а в отдельных случаях и более 100 см.

Общеизвестно, да и зависимость (1) показывает, что катки с широкими вальцами всегда более производительны. На примере крупного тандемного виброкатка НД130 фирмы Hamm (ФРГ), имеющего общий вес 14,2 т, ширину вальцов 2140 мм, работающего на скорости 4 км/ч и для полноценного уплотнения асфальтобетона совершающего 2–4 прохода в статике и 4–6 проходов с вибрацией (всего в среднем 8 проходов), видно (табл. 4), что его производительность не является величиной постоянной и в зависимости от ширины раскладки смеси может изменяться до 1,5–2 раз.


Таблица 4
Ширина укладки, м3,03,53,754,04,5
Величина перекрытия соседних полос катка «α», см12878532896
Количество продольных полос катка на ширине укладки «ι»22223
Часовая производительность виброкатка HD 130, % 537387100
(770 м2/ч)
64

Сравнение между собой трех разных катков с шириной вальцов 1450, 1680 и 2140 мм на тех же полосах укладки (см. табл. 4) и режимах уплотнения дает еще более удивительные или даже парадоксальные результаты. В частности, на уплотнении полос покрытия 3,5; 3,75 и 4,0 м каток с вальцами 1450 мм имеет предпочтение по производительности (на 8–10%) перед катком с вальцами 1680 мм. А на укатке полос 3,0 и 4,5 м наоборот – каток с вальцами 1680 мм оказывается более производительным (в среднем на 24%), чем каток с более широкими вальцами (2140 мм).

Другими словами, для каждого катка с конкретной шириной его вальцов (уплотнения) существует выгодная (наибольшая производительность) и не очень выгодная (производительность меньше) ширина полосы укладки покрытия. И с этим следует считаться и учитывать в технологии выполнения укатки вообще, а особенно в неблагоприятных погодно-климатических условиях.

Интересно и показательно, что на уже упоминавшемся мосту через р. Яндебу при устройстве нижнего слоя покрытия 7 см из горячей смеси типа Г при температуре воздуха -13 и -18 °С задача повышения производительности и качества уплотнения решалась не путем подбора крупных или увеличения количества обычных катков (ни тех, ни других в наличии не было), а за счет уменьшения ширины укладки покрытия до оптимального значения в соответствии с шириной вальцов (1400 и 1680 мм) используемых трех моделей – BW154AD, HD85 и ДУ-93.

Общая ширина покрытия моста 11 м (его длина 200 м) была разделена на 4 уменьшенных продольных полосы укладки по 2,75 м, вследствие чего сама смесь и продольные швы были уплотнены в допустимое время и достаточно качественно. Об этом свидетельствует отсутствие каких-либо деформаций, трещин, выкрашиваний или других дефектов уложенного слоя после 8 месяцев его эксплуатации зимой, весной и летом 2001 г. (в июле-августе на мосту уложен верхний слой покрытия).

Конечно, применяемая на мостах и путепроводах технология уплотнения асфальтобетона статическими катками заметно уступает в производительности и скорости укатки ударно-вибрационно-статической или комбинированной технологии. Последняя названа так потому, что во многих практических случаях в России и за рубежом после обычного укладчика с трамбующим брусом и выглаживающей виброплитой следует сначала виброкаток с выключенным вибратором (за 2–4 прохода выполняет предварительную подкатку), затем тот же виброкаток с включенным вибратором производит основное уплотнение (4–6 проходов) и, наконец, статический каток более тяжелого типа (заключительный этап за 4–6 проходов по следу).

 Результаты уплотнения слоя асфальтобетона (4 см) катками

Рис. 5.
Результаты уплотнения
слоя асфальтобетона (4 см)
катками:
1 – вибрационный тандем, 10 т;
2 – пневмоколесный, 12 т;
3 – гладковальцовый статический, 10 т.


По этой комбинированной технологии катки обязаны сделать 12–16 или в среднем 14 проходов вместо 20–24 (в среднем 22) статическими катками (рис. 5). Только за счет меньшего количества проходов производительность комбинированной технологии повышается на 45–50%. Поэтому она может оказаться своеобразной «палочкой-выручалочкой» для ускорения укатки асфальтобетонных покрытий в плохих погодно-климатических условиях, за исключением мостов и путепроводов.

Еще более подходящей и удачной на дорогах будет эта комбинированная технология при замене обычного укладчика (после него смесь, как правило, имеет коэффициент уплотнения не более 0,92–0,93) в отряде машин на укладчик с двойным трамбующим брусом или иным рабочим органом, обеспечивающим повышенную степень уплотнения (до 0,96–0,98). Это позволит убрать из отряда виброкаток и выполнить укладку одним статическим катком тяжелого типа всего за 6–8 проходов.

В этом случае производительность процесса уплотнения возрастает практически в 2 раза. Поэтому для тех дорожных подрядчиков, которым надлежит работать в местах и регионах с рискованными погодно-климатическими условиями для качества асфальтобетонных работ, наличие подобного укладчика не просто желательно, а крайне необходимо или даже обязательно.

Некоторые, но не слишком большие резервы для повышения производительностей есть у операции уплотнения за счет увеличения количества катков на полосе устраиваемого покрытия за счет повышения их рабочей скорости.

В фирмах объединения «Дорстройпроект» для устройства асфальтобетонных покрытий сформированы 9 постоянных отрядов машин, в каждом из которых обоснованно, с учетом уплотняющей способности, производительности и технологического соответствия друг другу, закреплены определенные укладчики и катки разных типов и размеров.

С переходом от летних условий выполнения таких работ к осенним в некоторые отряды добавляется по одному катку из имеющегося резерва, чтобы можно было в ухудшившихся осенних условиях успеть произвести полноценное уплотнение. Однако такая практика показывает, что увеличение количества катков не всегда продуктивно из-за возникающих порой помех и заторов.

Иногда вместо этого целесообразнее просто несколько повысить рабочую скорость катков. Как известно, оптимальной рабочей скоростью для тяжелого и статического катка является интервал 2,5–3,5 км/ч, виброкатка – 3–5 км/ч и для пневмокатка – 5–8 км/час. Использование больших значений интервала скорости вызывает необходимость в некотором увеличении (на 20–25%) количества проходов гладковальцовых статических и вибрационных катков (у пневмокатка влияние скорости мало). Еще больший рост их скорости потребует непропорционального увеличения количества проходов, что в итоге не даст прирост производительности, а ровность покрытия может заметно ухудшить.

Суммируя изложенное по устройству асфальтобетонных покрытий в неблагоприятных погодно-климатических условиях, следует акцентировать внимание дорожников на двух главных моментах. Во-первых, по возможности всегда избегать планирования и выполнения таких работ в неблагоприятных условиях, не соответствующих требованиям дорожных СНиПов. Во-вторых, в тех редких случаях, когда невозможно исключить подобные работы, в обязательном порядке следует искать организационные и технологические решения задачи обеспечения надлежащего качества асфальтобетонных работ и объектов. Изложенный материал и практические примеры показывают, что иногда такие эффективные решения возможны.




Опубликовано: 30.09.03
Версия для печати
Рубрика: Дорожные работы
Автор: Костельов М. П.  
Источник: Дорожная техника (Все статьи..)