На якість дорожнього покриття у великій мірі впливає метод укладання матеріалу. Асфальтобетон завжди необхідно ретельно ущільнювати. Інакше з-за його недостатньої щільності покриття буде неякісним, і дорога почне руйнуватися відразу ж після ремонту або будівництва. У цьому процесі потрібно враховувати чимало нюансів, зокрема брати в розрахунок коефіцієнт ущільнення асфальтобетону.
Ущільнення
Ущільнюють дорожній верхній шар вже на останньому етапі його укладання. Дієвість цього процесу залежатиме від виробника продукту, температури, при якій роблять кладку, частки бітуму, розрахунків, в тому числі від розрахунку коефіцієнта ущільнення асфальтобетону, і багатьох інших факторів.
Насилу процедурі ущільнення піддаються продукти, в яких відзначається високий вміст дробленого піску. Але тим не менш процедура, навіть з їх використанням дуже важлива. Так, згідно зі статистичними даними, 50 % руйнувань на дорогах було спровоковано тим, що ущільнення асфальтобетону було виконано неправильно, в недостатній мірі.
Особливості
В ході здійснення даного процесу формується структура дорожнього покриття, що веде до його міцності. Вплив грамотного ущільнення асфальтобетону проявляється у таких процесах:
- Тверді частинки матеріалу зближуються, і він стає міцнішим.
- Повітря вичавлюється і покриття стає менш пористим, що в свою чергу призводить до підвищення водо – і морозостійкості доріг.
- Множиться кількість зв’язків на одиницю об’єму, що призводить до довговічності і надійності покриття.
- Температурні властивості АБ поліпшуються, і покриття починає меншою мірою реагувати на нагрівання або охолодження.
Методи
Способів здійснення даної маніпуляції існує кілька. Застосовують їх, враховуючи економічну вигоду від усього заходу і обсяг роботи.
Укаткой є перекочування барабана або пневматичної шини. Вибір обладнання роблять, беручи до уваги інші використовуються агрегати, особливості поверхні. В результаті процедури в шарах з’являється залишкова деформація.
У процесі підвищення щільності вона зменшується. В кінцевому підсумку залишаються міцні шари без деформацій. Під час укочування ущільнення виходить дуже сильним. Воно при грамотному виконанні навіть не допускає додаткової усадки після ущільнення асфальтобетону при їзді автомобілів.
Найкращі результати досягаються, якщо температура коштів для проведення процедури була обрана оптимальна. Зазвичай потрібно на 60 градусів більше температури розм’якшення використовуваних в’яжучих засобів. Найчастіше вистачає 105-120 °С. Здійснюють процедуру, використовуючи особливі асфальтоукладальники, призначені саме для роботи з такою температурою.
Вібрація є ще одним способом проведення укочування. При укладанні даного типу поверхні повідомляються коливання, які близькі по частотах до її. Для цього потрібні спеціальні машини. Важливо відразу брати коефіцієнт ущільнення асфальтобетону по ГОСТу.
Визначення коефіцієнта
Щоб випробувати готову дорожню поверхню, вирубують або висвердлюють зразки в трьох місцях на ділянці площею 700 квадратних метрів. Проби відбираються протягом 1-3 діб, якщо мова йде про гарячої суміші, і 15-30 діб, якщо використовують холодну. Характеристики зразків залежать від складу. В піщаному асфальтобетоні зразок повинен мати розмір не менше 50 мм в діаметрі і загальну масу 1 кг. Якщо це дрібнозернистий матеріал, то потрібно використовувати 70 мм та 2 кг. Грубозернистий вимагає 100 мм і 6 кг.
Зразків для дослідів вибирають 3 проби форми паралелепіпеда. Довжина сторони становить 50-100 мм. Щоб визначити, який коефіцієнт ущільнення асфальтобетону буде в даному випадку, користуються наступним алгоритмом:
- Першим ділом сушать зразки до постійних мас, потім остуджують і вивішують на повітрі.
- Потім вираховують фактичну густину.
- Далі розраховують середню величину по 3 зразкам.
- Проби з кернами гріють в термічних печах. Температура для цієї процедури визначається окремо для кожного виду суміші.
- Потім зразки подрібнюють, розподіляючи їх за формами, ущільнюють під пресом з тиском 40 МПа, далі вимірюють висоту.
- Проби гарячих сумішей ущільнюють вібруванням, а після доуплотняют під пресом.
Виходячи з отриманих даних, дізнаються щільність деформованих зразків. Вираховують середні стандартні показники. Коефіцієнти ущільнення розраховують, ділячи фактичну густину на стандартну. Якщо з’ясовується, що величина недостатня, то вважається, що розрахунок ущільнення асфальтобетону невірний: ущільнена поверхня погано.
Значення
Немає особливої потреби в тому, щоб розписувати значимість даного показника. Визначення коефіцієнта ущільнення асфальтобетону самим прямим чином позначається на наступних характеристиках поверхні. Він застосовується і в ремонті покриттів, і в їх зведенні.
На даний момент передові технології і формули розрахунку коефіцієнта ущільнення асфальтобетону дозволяють найчастіше виконувати завдання з облаштування дороги успішно. Покриття виходить рівним і досить щільним. Середні коефіцієнти ущільнення асфальтобетону, наприклад, для Санкт-Петербурга за останні 5 років становили 0,98-0,99. Шлюб ущільнення рідко перевищував 3-5 %.
Перелік вимог
Коефіцієнт ущільнення асфальтобетону повинен відповідати ряду вимог. Серед них такі показники:
- Більш 0,98 – для холодних сумішей.
- Більш 0,98 – для гарячих сумішей типу Ст.
- Більше 0,99 – для гарячих сумішей типу А і Б.
Важливо і правильно використовувати технологічну схему ущільнення дорожнього покриття.
Технологічна схема
Головна вимога в процесі ущільнення – виконувати процедуру при максимально високій температурі поверхні. Коли температура підвищена до 100-140 °С, поверхня стає менш в’язкою. Каток прикладає дотичні зусилля, які перевищують опір сдвигообразованию. Даний момент є найбільш вдалим для грамотного підвищення щільності.
Коли суміш охолоджується, бітум стає більш твердим. Зусиль для підвищення щільності потрібно більше: наприклад, при температурі 70 °С число проходжень катком збільшується втричі. На продовження дії впливає і тертя піску і каменю, і рівень зчеплення бітуму з каменем.
Коли застосовуються агрегати з робочими органами з ущільнення, то з’являються можливості для ущільнення силами техніки. Це веде до створення рівних шарів покриття. Види асфальтоукладальників і зусилля за попередньою ущільненню впливають на вибір виду ковзанок. Зазвичай доуплотнение здійснюють з використанням легких катків в 5-6 т або пневмошин.
На тривалість процедури впливає товщина шару, його вигляд і погодні умови. Коли температура нижче 10 °С, процедуру здійснюють за пару хвилин.
Акт пробного ущільнення
Акти пробного ущільнення відносяться до категорій виробничо-технічної документації під час дорожніх робіт. Складають акти вже після того, як проводять дослідження з визначення значення коефіцієнта ущільнення асфальтобетону.
До складу актів включають ряд нюансів. Список вичерпується наступними пунктами:
- Найменування та особливості об’єкта.
- Характеристики матеріалу.
- Умови, при яких його ущільнюють – температура як покриття, так і повітря.
- Кількість проведених проходів, швидкість ковзанки.
- Результати лабораторних досліджень – товщина шару, щільність, коефіцієнт ущільнення вирівнюючого шару асфальтобетону.
Акти підписуються представниками лабораторій, що проводили аналізи, представниками виробників.
Укладання
Готова дорожня поверхня повинна відповідати вимогам Госту та ТУ. Якщо, наприклад, коефіцієнт ущільнення асфальтобетону ГОСТу не відповідає, то дорога дуже швидко руйнується, і знову витрачаються кошти на проведення ремонту.
Укладання поверхні проводять за наступними етапами:
- В першу чергу досліджують особливості грунту, рівень грунтових вод, правильність проведення інших геодезичних робіт. Потім вибирають відповідний вигляд покриття. Вибирають його як з урахуванням особливостей ділянки, так і необхідних вимог до дороги.
- Далі вибирають обладнання. Розраховують терміни виконання завдання, визначають приблизну дату запуску дороги.
- Проводять роботи по укладанню.
Обов’язково велику увагу приділяють підбору машин для укладання асфальту, розрахунку необхідного коефіцієнта ущільнення асфальтобетону, дотримання вимог Госту.
Необхідні елементи
При цьому зведення доріг складається не тільки з процедури укладання. Адже потрібно попередньо знести верхні шари грунту, позбавити їх від коренів дерев і трав. В іншому випадку покриття буде ними розірвано. Ретельно проводять пристрій дренажної системи.
Потім проводять закладку підстави. Рідко його виконують з монолітного бетону: вся справа в тому, що такий фундамент коштує значно більше його конкурентів. Тому частіше застосовують щебінь. Закладають його верствам: спочатку нижній шар з великих каменів до 70 мм, що дозволяє відводити грунтові води, потім середній – до 40 мм, який допомагає рівномірному розподілу навантажень, а в кінці верхній – до 20 мм, він також розподіляє навантаження і сприяє усадки асфальтобетону після ущільнення.
Як здійснюють укладання
Сам процес виробляють асфальтоукладальники. Це модулі на гусеницях або з тракторними ходами, до них прикріплюють робочі органи – трамбующий брус і выглаживающую плиту. Плита буває вібраційна і статична.
Самоскиди вантажать суміш у прийомні бункери машини, потім вона переходить до шнековій камері і розподіляється по всій ширині укладання. Машини вибирають з урахуванням їх потужності і продуктивності. Це важливо, оскільки для різних типів зведення потрібні різні властивості агрегатів. Зазвичай рівні покриття виходять при застосуванні гусеничних машин. Але в умовах вузьких вулиць міста використовують частіше колісні машини. Чим ширше укладання, тим економічніше процес.
Щоб остаточно ущільнити покриття, застосовують апарати, які відповідають типу поверхні. Це можуть бути легкі котки до 4 т, середні – до 6 т, катки-тандеми, віброплити і так далі.
Персонал
Велику роль грають виконавці. Потрібні люди, які грамотно розрахують необхідний коефіцієнт ущільнення асфальтобетону, так як інакше весь процес буде проведений даремно. Для створення міцної поверхні потрібні:
- Машиніст афсальтоукладчиков.
- Водій самоскида.
- Майстри-дорожники в кількості 5-10 чоловік.
Всі вони повинні чітко слідувати технологічним інструкціям по укладанню АБ.
Технологічна інструкція
Створення дорожньої поверхні повинно відбуватися в теплу пору року при температурі +10 градусів в осінній час і +5 – весняне.
Відповідно до стандарту ГОСТ, матеріали АБ ділять на два різновиди:
- Для укладання при температурі повітря вище +5 °С.
- Для укладання при температурі від -25 до +5 °С.
Процес здійснюється за приблизно однаковими схемами. Але різної буде температура нагрівання суміші. Вона буде залежати від погоди, типу асфальтобетону, товщини поверхні. Ні в якому разі не укладають асфальт під час дощу.
Як і неправильне визначення коефіцієнта ущільнення асфальтобетону, помилки в доставці суміші певної температури можуть стати фатальними. Час доставки намагаються скорочувати до мінімальних значень.
Асфальтобетон занурюють у асфальтоукладальники безперервно. Якщо з’являються паузи, то залишки матеріалу не витягують з бункерів, щоб не остигав живильник. Їх прикривають до моменту, поки відновляться поставки. До кінця роботи суміш обов’язково витрачають до кінця, і ніде не повинен залишитися асфальтобетон.
Машина працює зі швидкістю 2,5-3 м/хв, величина є постійною. Навантаження теплих гарячих сумішей здійснюється, коли включений трамбующий брус. У разі роботи з холодними матеріалами його вимикають. Обов’язково підрізають краї смуг відразу після завершення робіт по підвищенню щільності.
У разі, якщо на ділянці залишилися неуложенные вузькі смуги, то укладають асфальтобетон вручну. Не у всіх випадках можлива робота машин, якщо мова йде, наприклад, про вузьких міських вулицях, про віражах. Вирівнювання здійснюють катками з металу. До початку роботи обов’язково розігрівають інструменти.
Після укладання поверхні ущільнення здійснюють за допомогою трамбуючих машин, ковзанок, вібраційних агрегатів і так далі. Якщо в якихось областях виявляються дефекти, то їх змащують за допомогою гарячого бітуму, а потім, заповнивши асфальтобетоном, ущільнюють. У процесі укладання стежать за температурою суміші і товщиною шарів.
Ямковий ремонт
На сьогоднішній день асфальтобетон є головним матеріалом, застосовуваним у дорожньо-будівельних роботах. Всі вулиці, мости та аеродроми викладені саме їм. Але існує безліч його видів. Приміром, деякі з них використовуються в гідроізоляції дахів, тунелів, в облаштуванні підлоги і так далі.
У зимовий час застосовують холодні суміші для усунення ям на дорогах. Коефіцієнт ущільнення асфальтобетону важливо розраховувати і в такому разі гранично точно. Користуються для цього все тією ж формулою. Для розрахунку ділять фактичну густину зразків на стандартну. Грамотно вивірена величина ущільнення асфальтобетону після укладальника дозволяє асфальту служити довго. Якщо ж встановлено, що щільність недостатня, то роботу виконують заново, інакше дорога швидко зруйнується. Тому формулою коефіцієнта ущільнення асфальтобетону важливо правильно користуватися.
Технології
Ямковий ремонт – не самий складний процес. Якщо вибоїна невеликих розмірів, то закладають її ручними інструментами. Розмітку ділянок здійснюють картами, обрубують контури швонарезчиками, пневматичними або гідравлічними відбійними молотками, перфораторами і так далі. Якщо яма велика, використовують причіпні фрези.
Потім очищають яму від будівельного сміття і обробляють рідким бітумом. Це також виконують вручну, а іноді із застосуванням автогудронаторов. Підвозять асфальтобетон на самоскидах, але якщо обсяги малі, а дефекти розкидані, то присутні ризики того, що суміш рано застигне. Тому застосовують ремонтери з постійним підігрівом суміші.
Суміші, доведені до потрібних температур, заливають в яму. Подаються вони вручну або асфальтоукладчиками. Якщо вибоїна неглибока, то попередньо в неї закладають щебінь. При визначенні товщини укладання асфальтобетону беруть до уваги Гости ущільнення асфальтобетону, залишаючи запас для нього. Підвищують щільність поверхні, використовуючи ручні механічні або спеціальні катки.
Витрата
Кількість матеріалу, що витрачається на ремонт дороги, що залежить від товщини шарів і площі ділянок доріг. Товщина шарів буде залежати від типу дороги.
Значення як обсягу АБ, так і коефіцієнта ущільнення асфальтобетону на тротуарах і автостоянках будуть відрізнятися. Наприклад, якщо потрібно покласти асфальт на 10 квадратних метрів на автостоянці, потрібен буде шар з 4-5 см матеріалу, все тому, що не передбачається, що тут будуть проїжджати фури.
Розрахунок буде проводитися так: 10 кв. м * 0,05 м * 2200 кг/куб. м, де остання величина – щільність матеріалу. Тобто укладання покриття на дану ділянку вимагає 1100 кг суміші.
В 1 куб. м – близько 2250 кг. Тому, щоб облаштувати майданчик, потрібно 1100 кг/2250 кг = 0,49 куб. м.
Обладнання
Нерідко використовують техніку HAMM EU для ущільнення асфальтобетону та грунту. Вся справа в тому, що обладнання даного виробника просте в експлуатації. Нерідко рекомендується HAMM в книгах про ущільнення асфальтобетону та грунту. Цей виробник існує з 1911 року, тому встиг увійти в численні збірники навіть старих зразків.
Контроль якості
До початку здійснення роботи з улаштування покриттів завжди перевіряють режими роботи машин і встановлюють необхідну швидкість асфальтоукладальників. Працюючи над дорожнім покриттям, завжди визначають коеф. ущільнення асфальтобетону, щоб уточнити склад загону ковзанок, режим їх роботи. Необхідну щільність визначають, досліджуючи зразки, які були відібрані вже після укладання покриття асфальтоукладчиками. Зразки беруть не раніше, ніж через 2 години з моменту проходу машини.
Важливі моменти
Коткують поверхню за допомогою ущільнюючої машини завжди з перекриттями слідів в 15 див. Це значення є мінімальним для даного показника. Потрібно завжди відслідковувати процес, щоб кожна смуга, подвергаемая укатке, оброблялася машиною однакову кількість разів.
Катки завжди повертаються за тим же смугах на вже остиглі поверхні і лише там маневрують. Це дозволяє дорожньому покриттю бути рівніше. Ущільнювати починають від кромок – крайових смуг. У разі їх відсутності з країв залишають неуплотненными смуги шириною 30-40 см, щоб не деформувати все ще не остиглі неуплотненные суміші.
Далі такі смуги ущільнюють котками, які спеціально обладнані пристроями для підвищення щільності кромок або пневмоколісними катками. Якщо фінішер рухається східчасто, то в процесі укладання суміші підвищують щільність, починаючи з зовнішніх країв і рухаючись до центру. Смуга шириною 30-40 см залишається в самому центрі без ущільнення. До неї приступають в останню чергу, що дозволяє домогтися з’єднання всіх смуг укладки.
Ущільнення поздовжніх швів здійснюється двома шляхами. У першому ущільнювати починають уздовж поздовжніх швів, при цьому валець ковзанки на 10-20 см захоплює не укатані ще шари. А інша поверхня вальця проходить по вкатаних і остившім асфальтобетонним покриттям.
Поздовжні шви ущільнюють і таким методом: на ковзанці проїжджають вже ущільненим верствам лише краями вальца в 10-20 див. Здійснюючи такий маневр, не можна зіткнутися з рухом транспортного засобу на діючих смугах. Тому проїзд не може.
Ущільнення поперечних швів здійснюють в перпендикулярному напрямку по відношенню до укладання АБ суміші. У цьому випадку вал машини на 10-20 см потрапляє на гарячі неуплотненные поверхні доріг. Маневрувати катку в даних умовах складніше, так як площа, де він це проробляє, виявляється обмеженою. З цієї причини зручніше використовувати малогабаритні машини.
Ущільнюючи ділянки на поворотах дороги, починають з увігнутих сторін і рухаються далі по прямій траєкторії. На укатаних ділянках дорожніх поверхонь переміщують каток по дотичним. Швидкості маневрів машини повинні бути одними і тими ж. На даних поверхнях частіше застосовують ковзанки зі складовими вальцями.
Труднощі в ущільненні
З часом навантаження на магістралі та дороги по всій країні тільки зростають. З цієї причини постійно зростають вимоги до показників їх якості. Все це призвело до винаходу нових методів і пристроїв для підвищення щільності поверхонь. Приміром, були зібрані вибробрусы самих різних видів. Відомі зарубіжні виробники машин для дорожньо-ремонтних робіт розробили вибробрусы. Найчастіше віброущільнення поверхонь доріг без укаток дозволяє добитися кращої рівності. Проте їх застосування не є гарантією того, що задана ступінь щільності буде досягнута.
На даний момент багатьма фірмами досліджується питання використання вибробрусов в самих різних випадках, пов’язаних із ремонтом та будівництвом доріг. Швейцарцями був розроблений каток нового покоління, чий робочий орган вібрує і вертикальних, і горизонтальних напрямках. Він постійно контактує з поверхнями ущільнюються шарів дороги.
Дуже важливе питання про те, чи можливо безперервно визначати ступінь ущільнення дорожнього покриття прямо в процесі роботи над укладанням. Така можливість вже існує завдяки винаходу радіоізотопного зонда, який поміщають під раму ковзанки. На приладових щитках, розташованих у кабіні машини, робочий бачить дані про те, якою мірою ущільнений покриття. Якщо колір на панелі жовтий, то щільність потрібно підвищувати. Якщо зелений – то задана величина цього головного показника була отримана.
Причини браку
Незважаючи на сувору регламентацію всього процесу, наявність всіх необхідних розрахунків, шлюби в ремонті доріг зустрічаються. Частка їх не дуже велика, але вона є. Зазвичай це трапляється, якщо влаштовуються тонкі вирівнюючі шари в 2-3 див. Іноді трапляються шлюби і при укладанні звичайного шару 5-6 см, коли застосовуються піщані суміші. Часом так відбувається і з товстими нижніми шарами в 9-10 см з крупнозернистих сумішей.
Здавалося б, випадки стандартні, і місця помилок бути не може. У чому ж причини шлюбу?
Серед основних передумов для його появи виділяють самі знаряддя, які виконують операції по ущільненню. Тобто технічні недосконалості техніки, включаючи вібраційні катки, призводять до помилок. Звичайно, це беруть до уваги, коли був виключений людський фактор – наявність порушень, помилок в розрахунках, недогляду робочої групи.
Так, на побутовому рівні нікому не прийде в голову забити цвяхи, застосовуючи кувалду, або почати забивати залізничні костилі, використовуючи домашній молоток. Але дорожнім підрядникам фактичним доводиться проробляти це на дорогах. Приміром, вони часом одним і тим же катком, який є у них в наявності, ущільнюють і тонкий 2-3 см, і середній в 5-7 см, і товстий 10-12 см шари асфальтобетону. Провівши аналіз і розрахунки, будь зрозуміє, що в кожному з цих випадків потрібно змінювати швидкість техніки.
Якщо також врахувати те, що розрізняється стартова щільність гарячої суміші після роботи над нею укладальника (з коефіцієнтом ущільнення 0,83-0,97), склад гранулометрії, в’язкість бітумів, міцність і жорсткість фундаменту, технологічні стадії підвищення щільності, погодні умови, то відразу стає зрозуміло, чому неможливо забезпечити одним або двома катками досконалу роботу над дорожнім покриттям.
Підрядник не зацікавлений у придбанні машини на кожен окремо взятий випадок, адже їх потрібно тоді дуже велика кількість.
Тому безглуздо дорікати виробників обладнання для дорожніх робіт у тому, що вони не беруть до уваги такі особливості, що спливають на практиці, і не включають у свої продукти можливість змінювати характеристики машин. І навіть сам принцип регулювання, який ґрунтується на зміні відцентрових сил методом завдання різних значень (зазвичай їх близько 2), в окремих випадках дає обґрунтовані кроки і діапазони впливу на хід роботи. Машини просто не здатні охоплювати всі перераховані види та умови укладання і ущільнення.
Настав час переосмислити і переглянути сам механізм здійснення даної процедури. Іноді віброкотки одного і того виробника, однакової ваги можуть мати відмінні ущільнюючі здібності. Це доводить те, що їх практичне призначення не було задумано широко. Також це нерідко вводить в оману самих робітників, які не мають критеріями вибору і застосування відповідних видів машин.
Часом виникає відчуття, що невдачі трапляються через занадто великого «насильства» над дорожнім покриттям зі сторони катка, а також з-за недостатнього його впливу на поверхню. Всі ці чинники ведуть до того, що процес стає досить непередбачуваним, і плачевні результати постійно спостерігають росіяни на дорогах країни.
Висновок
Те, як здійснюється укладання і ущільнення асфальтобетону, впливає на дорогу не менше, ніж грамотний підбір сумішей для роботи над нею. Не можна допускати порушень технології, неправильного розрахунку коефіцієнта ущільнення, інакше дороги незабаром приходять в непридатність.
