«НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (рабочая учебная программа дисциплины) 270800 Строительство Направление подготовки: 270800.68 ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт архитектуры и строительства

Кафедра автомобильных дорог

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ

СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

(рабочая учебная программа дисциплины) 270800 «Строительство»

Направление подготовки:

270800.68 «Проектирование, строительство и Магистерская программа:

эксплуатация автомобильных дорог»

АДм «Магистр»

Квалификация (степень) Очная Форма обучения Составитель программы Балабанов Вадим Борисович, доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог Иркутск 2011 г.

1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятельности выпускника:

инновационная и проектно-расчетная деятельность;

научно-исследовательская и педагогическая деятельность;

1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника Магистр по направлению подготовки 270800 Строительство должен быть подготовлен к решению следующих профессиональных задач в соответствии с профильной направленностью ООП магистратуры и видами профессиональной деятельности:

в области инновационной и проектно-расчетной деятельности:

технико-экономическое обоснование и принятие проектных решений в целом по объекту, координация работ по частям проекта, проектирование деталей и конструкций;

разработка методов и программных средств расчета объекта проектирования, расчетное обеспечение проектной и рабочей документации, оформление законченных проектных работ;

разработка инновационных материалов, технологий, конструкций и систем, в том числе с использованием научных достижений;

контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации заданию на проектирование, стандартам, строительным нормам и правилам, техническим условиям и другим исполнительным документам;

в области научно-исследовательской и педагогической деятельности:

изучение и анализ научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности;

постановка научно-технической задачи, выбор методических способов и средств ее решения, подготовка данных для составления обзоров, отчетов, научных и иных публикаций;

математическое моделирование процессов в конструкциях и системах, компьютерные методы реализации моделей, разработка расчетных методов и средств автоматизации проектирования;

постановка и проведение экспериментов, метрологическое обеспечение, сбор, обработка и анализ результатов, идентификация теории и эксперимента;

разработка и использование баз данных и информационных технологий для решения научно-технических и технико-экономических задач по профилю деятельности;

представление результатов выполненных работ, организация внедрения результатов исследований и практических разработок;

разработка учебно-методических пособий, конспектов лекционных курсов и практических занятий по дисциплинам профиля среднего профессионального и высшего профессионального образования;

проведение аудиторных занятий, руководство курсовым и дипломным проектированием, учебными и производственными практиками студентов.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

способность использовать углубленные теоретические и практические знания, часть которых находится на передовом рубеже ПК- данной науки способность демонстрировать навыки работы в научном коллекПК- тиве, способность порождать новые идеи (креативность) владение технологией, методами доводки и освоения технологических процессов строительного производства, производства ПК- строительных материалов, изделий и конструкций, машин и оборудования способность разрабатывать методики, планы и программы проведения научных исследований и разработок, готовить задания ПК- для исполнителей, организовывать проведение экспериментов и испытаний, анализировать и обобщать их результаты способность разрабатывать задания на проектирование, технические условия, стандарты предприятий, инструкции и методичеПК- ских указаний по использованию средств, технологий и оборудования 1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС Студент после освоения программы настоящей дисциплины должен:

знать:

1. современные методы технологии и организации строительства автомобильных дорог и сооружений на них, расчетное обеспечение рабочей документации;

2. теоретические и практические разработки, методы расчета ресурсов, положенные в основу строительной дорожной деятельности;

3. постановку научно-технической задачи, выбор методических способов и средств ее решения, подготовку данных для составления обзоров, отчетов, научных и иных публикаций.

уметь:

1. разрабатывать инновационные технологии, конструкции и системы, в том числе с использованием научных достижений;

2. выполнять технико-экономическое обоснование и принятие рациональных решений в целом по объекту, координация работ по отдельным видам строительства навыками проведения научных исследований и разработок;

3. изучать и проводить анализ научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности;

4. ставить и проводить эксперименты, метрологическое обеспечение, сбор, обработку и анализ результатов, идентификацию теории и эксперимента;

5. проводить аудиторные занятия, руководить курсовым и дипломным проектированием, учебными и производственными практиками студентов;

владеть:

1. навыками контроля соответствия разрабатываемой технологии заданию на проектирование, стандартам, строительным нормам и правилам, техническим условиям и другим исполнительным документам;

2. способностью разрабатывать методические указания, стандарты предприятий, технические и технологические регламенты 3. навыками разработки и использования баз данных и информационных технологий для решения научно-технических и технико-экономических задач по профилю деятельности;

4. способностью представлять результаты выполненных работ, организовывать внедрение результатов исследований и практических разработок;

5. навыками по разработке учебно-методических пособий, конспектов лекционных курсов и практических занятий по дисциплинам профиля среднего профессионального и высшего профессионального образования.

2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Цель дисциплины состоит в освоении научных разработок в системе проектирования автомобильных дорог, к пониманию специфики взаимосвязи и взаимодействия науки и проектно-расчетной деятельности.

Задачи состоят в том, чтобы магистрант:

получил сведения о современных проблемах науки в области технологии и организации строительства автомобильных дорог;

овладел навыками культуры научного исследования;

сформировал знания по использованию научных подходов в технологии и организации строительства.

3. Место дисциплины в структуре ООП Для изучения дисциплины, необходимо освоения содержания дисциплин базовой части общенаучного цикла:

Философские проблемы науки и техники;

Методология научных исследований;

Специальные разделы высшей математики;

Математическое моделирование.

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содержания дисциплины, будут использоваться освоении следующих дисциплин:

Безопасность функционирования автомобильных дорог;

Инновационные материалы и технологии строительства автомобильных Прогрессивные технологии ремонта и содержания автомобильных дорог.

4. Компетенции обучающегося, формируемые освоения дисциплины (результаты освоения дисциплины) В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать:

1. современные методы технологии и организации строительства автомобильных дорог;

2. теоретические и практические разработки, положенные в основу строительной дорожной деятельности;

3. достижения зарубежной и отечественной дорожной науки и техники.

уметь:

1. самостоятельно осваивать современные технологии и методы организации строительства автомобильных дорог;

2. работать в научном коллективе;

3. организовать научно-исследовательскую работу.

владеть:

1. навыками управления коллективом;

2. способностью порождать новые идеи;

3. навыками проведения научных исследований и разработок;

4. способностью разрабатывать методические указания, стандарты предприятий, технические и технологические регламенты.

1. Основная структура дисциплины Вид промежуточной аттестации (итогового контроля экзамен экзамен по дисциплине), в том числе курсовое проектирование 2. Содержание дисциплины 6.1. Перечень основных разделов и тем дисциплины Раздел 1. Научные разработки в технологии строительства земляного полотна Тема 1. Развитие технологий для строительства земляного полотна.

Нормативная база строительства земляных сооружений.

Тема 2. Современные машины и оборудование для строительства земляного полотна.

Тема 3. Применение современных технологий при строительстве земляного полотна в сложных условиях.

Тема 4. Производственный контроль качества.

Раздел 2. Строительство дорожных оснований Тема 1. Классификация дорожных оснований.

Тема 2. Технологии устройства оснований из минеральных материалов не укрепленных вяжущими.

Тема 3. Способы строительства оснований из материалов укрепленных вяжущими.

Тема 4. Комплексное укрепление грунтов и смесей для устройства оснований.

Раздел 3. Строительство монолитных цементобетонных покрытий Тема 1. Требования, предъявляемые к бетонной смеси с учетом климатических условий.

Тема 2. Производство цементобетонных смесей.

Тема 3. Инновационные методы строительства цементобетонных покрытий и их технологические особенности.

Тема 4. Технический контроль, лабораторные и неразрушающие методы контроля.

Раздел 4. Устройство асфальтобетонных покрытий по горячей технологии Тема 1. Классификация асфальтобетонных смесей и асфальтобетона.

Тема 2. Технологические процессы производства асфальтобетонных смесей, определение параметров технологического оборудования.

Тема 3. Технология устройства и мероприятия по повышению качества асфальтобетонных покрытий.

Тема 4. Оценка качества и приемка асфальтобетонного покрытия.

Раздел 5. Устройство полимерасфальтобетонных покрытий Тема 1. Технологические свойства полимерно-битумных вяжущих.

Тема 2. Организация работ при устройстве полимерасфальтобетонных покрытий.

Тема 3. Технологические особенности устройства полимерасфальтобетонных покрытий.

Раздел 6. Строительство защитных слоев и слоев износа Тема 1. Назначение защитных слоев и слоев износа.

Тема 2. Устройство поверхностной обработки.

Тема 3. Устройство защитных слоёв из эмульсионно-минеральных смесей.

Раздел 7. Битумные и эмульсионные базы Тема 1. Классификация, генеральный план.

Тема 2. Транспортирование битума и битумных эмульсий.

Тема 3. Битумохранилища.

Тема 4. Технологическое оборудование для производства битумных эмульсий.

6.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины Лекция 1. Научные разработки в технологии строительства земляного полотна Развитие технологий для строительства земляного полотна.

Земляное полотно является одним из основных элементов автомобильной дороги. Конструкции земляного полотна разрабатывают на основе данных о рельефе местности, почвенно-грунтовых, геологических, гидрологических и климатических условиях, руководствуясь типовыми поперечными профилями, технологическими указаниями и нормами.

Конструкция земляного полотна должна сохранять прочность и устойчивость при многократных проездах транспортных средств, воздействиях атмосферы и других природных явлениях. На протяжении всего срока службы дороги геометрическая форма земляного полотна должна оставаться неизменной.

Основными параметрами конструкции земляного полотна являются ширина, высота насыпи или глубина выемки, крутизна откосов, уклоны поверхности.

Конструкция земляного полотна подвергается динамическому действию транспортных средств и статическому воздействию расположенных выше масс грунта и дорожной одежды. Кроме нагрузок на грунты воздействуют еще погодно-климатические факторы, которые вызывают процессы попеременного увлажнения-высыхания и замерзания-оттаивания. Во время этих процессов изменяются физико-механические свойства грунтов и, в частности, прочность, модуль упругости, сцепление, сдвигоустойчивость. Особенность конструкций земляного полотна состоит в том, что напряжения в грунтах, возникающие от действия транспортных средств, с глубиной быстро затухают, в то время как от расположенных выше масс грунта возрастают (рис. 1). Значительные напряжения от проезжающих автомобилей возникают в верхней части насыпей, в так называемой динамически активной зоне, глубиной 0,6-1,0 м от поверхности покрытия.

Рис. 1. Изменение удельной нагрузки по глубине.

Прочность и устойчивость земляного полотна достигается ограничениями максимальной крутизны откосов в зависимости от высоты насыпей и глубины выемок, отводом поверхностных вод, необходимым возвышением бровки над уровнем поверхностных и грунтовых вод, посредством послойного уплотнения насыпных грунтов, укреплением откосов насыпей и выемок для предохранения от оползения, размыва и развеивания ветром.

Геометрическая форма и конструкция земляного полотна должны способствовать безопасному движению и смягчать последствия при аварийных съездах автомобилей с дороги. Параметры поперечного профиля должны обеспечивать минимальную заносимость дороги снегом или песком. При выборе конструкций земляного полотна следует стремиться к тому, чтобы занимать по возможности минимальную территорию, не нарушать естественный ландшафт, способствовать визуальной привлекательности и отвечать экологическим требованиям.

Современные машины и оборудование для строительства земляного полотна.

Применение современных технологий при строительстве земляного полотна в сложных условиях.

Сооружение земляного полотна на слабых основаниях Проект на переход дороги через болото и другие участки слабых грунтов должен содержать наряду с конструктивными решениями земляного полотна технологические решения, обеспечивающие в своём комплексе устойчивость (исключение выдавливания слабого слоя), стабильность (отсутствие существенных осадок в период эксплуатации, жёсткость (ограничение упругих колебаний).

К слабым относятся основания, в которых в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью не менее 0,5 м. Мощность активной зоны принимается ориентировочно равной ширине насыпи понизу. В случае если слои слабых грунтов располагаются на глубинах, больших ширины насыпи понизу, а также при насыпях более 12 м высотой, мощность активной зоны устанавливается расчётом. К слабым относятся также связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки которых более мм/м при нагрузке 0,25 МПа (модуль деформации ниже 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам относят торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции свыше 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.

К насыпям на слабых основаниях предъявляются следующие требования:

боковое выдавливание слабого грунта в основании насыпи в период эксплуатации должно быть исключено; интенсивная часть осадки основания должна завершиться до устройства покрытия (исключение допускается при применении сборных покрытий в условиях двухстадийного строительства); упругие колебания насыпей на торфяных основаниях при движении транспортных средств не должны превышать величины, допустимой для данного типа дорожной одежды.

За завершение интенсивной части осадки допускается принимать время достижения 90 %-ной консолидации основания или интенсивности осадки не более 2 см/год при дорожных одеждах капитального типа и 80 %-ной консолидации или интенсивности осадки не более 5 см/год при дорожных одеждах облегчённого типа. При этом допустимую интенсивность осадки разрешается уточнять на основе опыта эксплуатации в тех или иных природных условиях.

Частным, но весьма распространённым видом слабых оснований являются болота. Различают 3 типа болот:

1 тип - заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта;

2 тип - содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения земляного полотна насыпей до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности её возведения;

3 тип - содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности её возведения.

Конструкции земляного полотна на слабых основаниях назначают на основе технико-экономического обоснования и сравнения вариантов, предусматривающих частичное или полное удаление слабых грунтов, или их использование в качестве основания насыпи с разработкой конструктивных и технологических мероприятий по обеспечению устойчивости, снижению общей величины осадки, ускорению сроков её завершения, исключению упругих колебаний. В зависимости от директивных сроков устройства монолитных слоев дорожной одежды при использовании слабых грунтов в качестве основания насыпей рекомендуются безосадочные конструкции земляного полотна с использованием свайных элементов.

Конструкция земляного полотна на слабых основаниях, её выбор зависит от типа слабого основания, наличия вида грунта и его мощности, относимых к слабым, высоты насыпи, типа дорожной одежды, сроков её устройства.

При глубине (мощности) слабых оснований, в том числе состоящих из болотных грунтов, до 6 м и высоте насыпей до 3 м конструкцию земляного полотна допускается разрабатывать на основе привязки типовых решений к конкретным условиям. При наличии болот - с учётом их типа.

Технологический процесс устройства свай и дрен состоит из следующих операций: погружение обсадной трубы, заполнение её песком, виброизвлечение трубы и уплотнение песка в свае. Сваи устраивают при движении агрегата по челночной схеме продольными рядами по 20-30 штук, после чего агрегат разворачивается и делает следующий ряд, двигаясь в обратном направлении.

Обсадную трубу погружают в слабый грунт с помощью вибрации, безвибрационным задавливанием (в грунтах, размораживающихся под действием вибрации) или комбинированным способом. Для прохождения рабочей платформы и прослоек плотного грунта целесообразно использовать отдельную машину типа ямобура. Достигшую заданной глубины обсадную трубу заполняют песком с помощью погрузчика, оборудованного двухчелюстным ковшом.

Извлекают обсадную трубу при выключенном вибраторе. В продолжение первых 10 сек скорость извлечения не должна превышать 0,1 м/сек при максимальной интенсивности вибрации. Если песок свободно истекает из трубы, дальнейшее извлечение ведут со скоростью до 0,2 м/сек, снижая интенсивность вибрации. По окончании извлечения трубы агрегат переезжает на новую точку.

Комплект машин по устройству песчаных свай и дрен состоит из вибропогружателя, электростанции, буровой машины, лёгкого бульдозерапогрузчика.

Технологический процесс устройства ленточных дрен из геотекстильных материалов включает заправку дрены в обсадную трубу, погружение обсадной трубы в грунт, извлечение её, обрезку дрены на высоте 20-25 см от поверхности грунта и переезд установки на новое место погружения дрен. Для погружения плоских дрен используют то же оборудование, что и для песчаных дрен, дополнительно снабжённое катушкой с рулоном ленты геотекстиля.

Устройство свай из цементогрунта, щебня, монолитного бетона включает следующие технологические операции: подготовку поверхности основания (без удаления растительного грунта), разбивочные работы, отсыпку рабочей платформы из песка (в случае необходимости), бурение скважин заданного диаметра и глубины, заполнение скважин строительными смесями, их уплотнение. Сваи устраивают заподлицо с поверхностью рабочей платформы или с небольшим превышением над ней. Забивные железобетонные сваи забивают при помощи стандартного оборудования до отказа. Над забивными сваями устраивают наголовники проектной конфигурации из бетона. Поверх голов свай (или наголовников) отсыпают выравнивающий слой песка не более 0,2 м с последующим устройством гибкого ростверка из геосинтетических сеток. Поверх ростверка осуществляют послойную отсыпку земляного полотна.

Производственный контроль качества.

До начала работ по сооружению земляного полотна на данном участке должны быть полностью выполнены все подготовительные работы: геодезическая разбивочная основа; перенос и переустройство линий коммуникаций, снос и перенос зданий и сооружений, восстановление и закрепление трассы дороги, расчистка дорожной полосы и др.

Окончание подготовительных работ должно быть подтверждено актом освидетельствования скрытых работ по форме.

В процессе сооружения земляного полотна для постоянного учета и регулирования качества работ проводится производственный контроль.

После окончания работ по устройству земляного полотна, как правило, проводиться его промежуточная приемка с оформлением акта.

Производственный контроль качества включает следующие этапы: входной, операционный и приемочный. Данные контроля из всех этапах фиксируются и журналах работ и обобщаются в ведомостях. Результаты производственного контроля предъявляются при сдаче-приемке законченного земляного полотна, а также используются для непосредственной оценки работы исполнителей в целях материального и морального стимулирования и разработки мероприятий по совершенствованию производственных процессов.

Кроме производственного контроля, в строительных организациях осуществляется проверка качества строительства объекта со стороны государственных и ведомственных органов контроля и надзора, а также авторского надзора со стороны проектной организации. Порядок и содержание контроля специальными органами определяется соответствующими положениями и инструкциями.

В строительных организациях должны систематически разрабатываться организационные, технические и экономические мероприятия, направленные на повышение уровня качества строительства за счет улучшения работы исполнителей, повышения их квалификации, совершенствования оборудования и инструмента, улучшения лабораторных и геодезических служб.

Лекция 2. Строительство дорожных оснований Классификация дорожных оснований.

Основание воспринимает нагрузку, передаваемую через покрытие и распределяет её по земляному полотну.

Основание может состоять из одного или нескольких слоев. Поскольку основание не воспринимает прямого воздействия колес автомобилей, для его устройства используются менее прочные материалы, чем для покрытий.

Основание изолировано от поверхностной влаги, но не защищено от зимнего промерзания и последующего переувлажнения, поэтому в I-ой и II-ой ДКЗ предъявляют повышенные требования к водо- и морозостойкости.

При недостаточной толщине основания дополнительный слой предназначен для дальнейшего распределения нагрузки; в этом случае его называют подстилающим.

Цементобетонные толщиной не менее Основной слой основания для (щебеночные) обработанные капитальных покрытий вяжущими, h не < 5 см обработанные вяжущими, h не < 15 оснований для покрытий капитального Грунты укрепленные органическими Верхние слои оснований дорог III и IV Грунты укрепленные минеральныими Верхние и нижние слои оснований на вяжущими, h не < 12 – 15 см дорогах всех типов и с различными Технологии устройства оснований из минеральных материалов не укрепленных вяжущими.

При устройстве щебеночных оснований выполняют следующие работы:

вывозка и распределение щебня для нижнего слоя;

укатка нижнего слоя тяжелыми катками с поливкой водой;

вывозка и распределение щебня для верхнего слоя;

укатка верхнего слоя тяжелыми катками с поливкой водой;

вывозка и распределение щебня-клинца, разметание его автощеткой и уплотнение с поливкой водой;

вывозка, распределение и уплотнение каменной мелочи (при устройстве При устройстве основания на земляном полотне с присыпными обочинами, до распределения щебня обочины должны быть отсыпаны и полностью уплотнены. В любом случае борта образованного корыта должны быть выправлены по шнуру. Если основание подстилают глинистые и суглинистые грунты, устраивают песчаный подстилающий слой.

Для устройства оснований (покрытий) применяют щебень, отвечающий требованиям ГОСТ 8267. Количество щебня назначают с учетом проектной толщины слоя и коэффициента уплотнения (разрыхления) 1,25 - 1,3.

В зависимости от проектной толщины основания щебень укладывают в один или два слоя. Толщина каждого слоя должна быть не менее 8 см и не более 18 см в плотном теле.

Для устройства нижнего слоя применяют щебень фракции 40 - 70, 70 - мм, для верхнего слоя - 40 - 70, 20 - 40, 10 - 20 мм.

Устройство нижнего слоя основания Щебень вывозят автомобилями-самосвалами и распределяют самоходным распределителем. Щебнераспределитель обеспечивает необходимую ровность укладываемого слоя, а также предварительное уплотнение щебня с помощью виброплит.

Перед началом работ щебнераспределитель устанавливают так, чтобы заслонки бункера находились над местом начала укладки щебня.

Разравнивающий брус распределителя устанавливают на толщину укладываемого слоя плюс 25 - 30 % толщины на уплотнение. Разравнивающий брус поднимают вместе с его рамой с помощью тросовой подвески и двух червячных редукторов.

Для обеспечения поперечного уклона основания положение бруса регулируют вручную винтами, соединяющими раму разравнивающего бруса с балками гусениц. Ширину полосы распределения щебня регулируют боковыми ограничителями. При укладке щебня на ширину 3,5 м с двух сторон распределителя устанавливают уширители.

После настройки рабочих органов машины на толщину и ширину укладываемого слоя загружают бункер щебнем и передвигают машину вперед так, чтобы вибраторы оказались на распределенном слое щебня, после чего их включают.

Щебень загружают со стороны уложенного слоя при неподвижном распределителе или с основания (впереди, по ходу укладчика). При загрузке щебня с уложенного слоя для заезда автосамосвалов устанавливают дополнительные въездные трапы, которые присоединяют к крюкам распределителя.

Щебень распределяют ровным слоем при движении щебнеукладчика вперед полосами шириной 3,5 м на первой передаче (0,15 км/ч) с предварительным уплотнением уложенного слоя вибрационными плитами распределителя.

После распределения щебня на всей проезжей части (две полосы) его подготавливают к укатке. Для этого нужно исправить края уложенного слоя, заполнить щебнем пространство между обочиной и кромкой основания, тщательно выровнять граблями сопряжение двух полос по оси основания, убрать лишний щебень, заполнить пустоты. После этого необходимо проверить поперечный профиль по шаблону, а ровность поверхности в продольном направлении - трехметровой рейкой. Обнаруженные дефекты должны быть исправлены. В местах просадок предварительно уплотненный слой взрыхляют киркой, добавляют щебень той же фракции и уплотняют легким катком.

При отсутствии щебнераспределителя распределение щебня можно производить автогрейдером. При этом щебень разравнивают автогрейдером на второй передаче (3,9 км/ч) за 5 - 6 круговых проходов, после чего щебеночное основание профилируют за 8 - 10 проходов по профилю.

Во избежание загрязнения рассыпанный щебень должен быть уплотнен в течение суток.

Уплотнение щебня производят моторными катками с гладкими вальцами массой (весом) 10 - 13 т типа, для щебня слабых пород - катками меньшего веса (6 - 10 т).

Укатку щебня начинают от обочины к оси дороги с перекрытием предыдущей прикатанной полосы на 1/3 ширины вальца. Первые проходы каток делает со скоростью 1,5 - 2 км/ч, в конце укатки скорость катка может быть повышена до максимальной, при которой не наблюдается перегрузки мотора.

При уплотнении щебня двумя катками они работают параллельно: каждый каток укатывает одну полосу, начиная от обочины и одинаково приближаясь к оси дороги.

Количество проходов по одному следу по каждой полосе должно быть 3 - и по мере приближения к оси дороги уменьшается до одного. Достигнув оси дороги, каток возвращают к обочине и повторяют уплотнение в том же порядке.

В случае укатки одним катком важно, чтобы в первую очередь были уплотнены края слоя.

Для уплотнения щебня необходимо 10 - 35 проходов катка по одному следу (меньшее количество проходов для щебня слабых пород). Окончательное число проходов устанавливают пробной укаткой.

Поливку щебня поливомоечной машиной начинают после трех проходов катка и производят ее равномерно, периодически непосредственно перед катком.

Норма розлива воды 15 - 25 л/м2 (бльшие величины для жаркого времени и щебня слабых пород). Нельзя допускать переувлажнения слоя щебня и земляного полотна. Признаком достаточного увлажнения служит влажное состояние нижних граней щебня, лежащих на поверхности основания. В случае переувлажнения или продолжительных дождей укатку щебня следует временно прекратить.

Признаками законченной укатки является отсутствие волны перед катком и следа от катка, раздавливание щебенки, положенной на щебеночный слой (при недостаточном уплотнении такая щебенка вдавливается в слой).

Если щебень укатывается плохо, то производят расклинцовку мелким щебнем или песком, обработанным битумом в установке.

Способы строительства оснований из материалов укрепленных вяжущими.

Технология производства работ определяется категорией объекта строительства, дорожно-климатической зоной, типом грунта, видом вяжущего и добавок, а также имеющимися средствами механизации.

Технология производства работ, при которой в качестве ведущей машины используется смесительная установка, включает:

профилирование и уплотнение (при необходимости с увлажнением) слоя, на который производится укладка смеси;

приготовление смеси грунта с вяжущими и транспортирование ее к распределение, укладку и предварительное уплотнение смеси;

окончательное уплотнение смеси;

уход за устроенным основанием.

Технология производства работ однопроходной грунтосмесительной машиной включает:

профилирование обрабатываемого слоя;

распределение гранулометрических добавок (при необходимости);

измельчение связных грунтов;

дозирование и распределение вяжущих материалов (ПАВ);

перемешивание грунта с вяжущими и водой с одновременным уход за устроенным слоем основания.

Технология производства работ дорожной фрезой отличается тем, что после операции перемешивания следует дополнительно выполнять профилирование смеси.

Способ производства работ с помощью смесительной установки следует применять при устройстве оснований из несвязных грунтов, так как установки предназначены для обработки грунтов с числом пластичности до 3.

При скоростном строительстве оснований автомобильных дорог I и II категорий используют установки с более высокой производительностью.

При скоростном строительстве слоев дорожной одежды из укрепленных грунтов профилирование следует выполнять профилировщиками, оснащенными автоматическими системами управления курса движения и положением рабочих органов, что обеспечивает ровность в пределах ± 5 мм. Распределение и укладку смесей, приготовленных в установках, следует осуществлять укладчиками с вибробрусом, также оснащенными автоматическими системами управления.

При темпах строительства автомобильных дорог III и IV категорий и внутрихозяйственных более 12 км в год следует использовать комплект машин типа «Gomago» (ДС-150).

При строительстве внутрихозяйственных автомобильных дорог следует применять однопроходные машины и дорожные фрезы и лишь в исключительных случаях грунтосмесительные установки, располагая их на притрассовых базах или в притрассовых карьерах.

При выборе технологии производства работ следует учитывать достигаемые показатели качества и диапазон варьирования показателей в зависимости от применяемого оборудования. За единицу значения каждого показателя принимается значение, полученное в лаборатории.

Комплексное укрепление грунтов и смесей для устройства оснований.

Методы комплексного укрепления предусматривают наряду с использованием отходов промышленности введение в грунты или малопрочные каменные материалы добавок портландцемента в сочетании с небольшими дозами (или без них) активных химических веществ типа хлористого кальция или кальцинированной соды, а также битумных эмульсий, жидких битумов или сырых высокосмолистых нефтей в сочетании с гашеной или негашеной известью, поверхностно-активными веществами в виде сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), госсиполовой смолы, катионактивной добавки Э-1.

Золы уноса сухого отбора - отходы энергетической промышленности, используют в качестве либо самостоятельного медленнотвердеющего вяжущего, либо активной (гидравлической) добавки в сочетании с цементом или известью.

Золошлаковые смеси - искусственные смеси золы и шлака, образовавшиеся в отвалах ТЭС, применяют в качестве гранулометрических малоактивных добавок для крупнообломочных несцементированных и песчаных грунтов. Золошлаковые смеси целесообразно также использовать как местный материал (искусственный грунт) для укрепления его цементом или известью.

промышленности можно применять как материал (искусственный грунт) для укрепления цементом или золой уноса в сочетании с добавками извести или хлористого кальция либо без них. Пиритные огарки применяют в небольших количествах при укреплении грунта портландцементом как активные добавки.

Нефтяные гудроны представляют собой остаточные фракции прямой перегонки нефти. Они используются как органическое вяжущее преимущественно в сочетании с портландцементом.

Гранулированные доменные шлаки - отходы черной металлургии, в тонкомолотом виде используют как медленнотвердеющее вяжущее, активность и скорость твердения которого можно существенно повысить введением небольших добавок извести, цемента или других веществ.

Госсиполовая смола, представляющая собой отход рафинирования растительных масел, используется как ПАВ в сочетании с добавками цемента или жидкого битума.

Смесь приготавливают непосредственно на дороге с помощью линейных машин (дорожных фрез или однопроходных грунтосмесительных машин) либо в притрассовых карьерах в полустационарных грунтосмесительных установках или стационарных бетоносмесительных установках.

Для устройства слоя основания под цементо- или асфальтобетонное покрытие на дорогах I и II категорий смеси приготавливают в карьерах, в стационарных или полустационарных смесительных установках, используя крупнообломочные несцементированные грунты, пески разной крупности, а также золошлаковые смеси и другие местные материалы. Аналогично готовят смеси и для устройства нижних слоев оснований на дорогах I - II категорий.

При использовании золошлаковых смесей в сочетании с добавками цемента учитывают их хорошие технологические свойства (по сравнению с цементогрунтами), что позволяет увеличить интервал времени между процессом приготовления смеси и ее окончательным уплотнением (до 7 — 8 час с начала увлажнения смеси до ее оптимальной влажности) и соответственно радиус целесообразной дальности возки таких смесей при условии их приготовления в стационарных смесителях.

При использовании нефтяных гудронов в сочетании с добавками цемента для укрепления несвязных, а также супесчаных грунтов и легких суглинков технология производства работ предусматривает либо смешение компонентов смеси в установке (для несвязных грунтов), либо смешение непосредственно на дороге (для несвязных и связных грунтов).

Приготовленную в стационарной смесительной установке однородную смесь выгружают из смесителя и транспортируют автомобилями-самосвалами к месту укладки; выгружают из автомобилей-самосвалов на подготовленный нижний слой основания, после чего распределяют автогрейдером либо непосредственно выгружают в бункер распределителя и укладчика смесей.

Готовую смесь распределяют по проезжей части распределителем обычно за 2 прохода по ширине и одновременно уплотняют до плотности укрепленного слоя не менее 0,98 от максимальной стандартной. Осуществляют уход за уплотненным слоем.

При приготовлении смеси из грунта с добавками гудрона и цемента непосредственно на дороге с использованием фрез принимается такая последовательность технологических операций:

на поверхность земляного полотна, тщательно уплотненного и спрофилированного, обеспеченного водоотводом, вывозят местный обрабатываемый грунт из расчета условного коэффициента уплотнения 1, слой грунта профилируют автогрейдером и при необходимости размельчают фрезами;

автогудронатором через распределительную систему фрезы в грунт подают гудрон и одновременно перемешивают его 2 — 3 проходами фрезы по одному следу до получения однородной массы; смесь грунта с гудроном профилируют автогрейдером;

по слою грунта, обработанного гудроном, распределяют цемент по установленной норме (например, 30 кг/м2) с помощью распределителя цемента и перемешивают его с грунтом, обработанным гудроном за прохода фрезы по одному следу;

смесь увлажняют до оптимальной влажности через распределительное устройство фрезы с одновременным перемешиванием смеси за 1 — прохода фрезы по одному следу;

готовый слой профилируют и уплотняют до требуемой максимальной плотности самоходными катками на пневматических шинах;

осуществляют операции по уходу за готовым слоем.

При использовании в дорожных одеждах гранулированных доменных шлаков для укрепления песчаных грунтов в сочетании с цементом или известью технология работ предусматривает как метод смешения компонентов смеси на дороге, так и метод приготовления ее в установке в той же последовательности, что и при укреплении аналогичных грунтов золами уноса в сочетании с цементом согласно требованиям.

При устройстве защитных дополнительных слоев из мелких одноразмерных песков (в том числе барханных), укрепленных битумом марок СГ или МГ с добавкой цемента или золы уноса либо без них, применяют, как правило, метод смешения компонентов смеси на дороге дорожными фрезами. Фреза должна быть дооборудована емкостью для битума, установленной на шасси трактора.

Требуемую норму органического вяжущего вводят через распределительную систему фрезы за один проход на всю толщину обрабатываемого слоя с одновременным перемешиванием смеси за 2 прохода по одному следу. После этого слой профилируют.

Песок перед обработкой битумом должен иметь влажность 2 — 6%.

Уплотняемая до требуемой плотности смесь должна иметь влажность не менее 6% и не более 10%.

Уход за уложенным слоем укрепленного песчаного грунта осуществляют путем розлива по поверхности пленкообразующего вяжущего из расчета 0,8 — 1,0 л/м2 жидкого битума.

Катионактивная добавка Э-1, применяемая при укреплении грунтов, хорошо растворяется в воде, поэтому ее следует вводить в грунт в виде водного раствора через дозировочные устройства линейных или стационарных грунтосмесительных машин.

При использовании битумных эмульсий в сочетании с золой уноса или гранулированными доменными шлаками для укрепления грунтов технологическая последовательность основных рабочих операций такая же, как и при применении битумных эмульсий в сочетании с цементом или известью.

Лекция 3. Строительство монолитных цементобетонных покрытий Требования, предъявляемые к бетонной смеси с учетом климатических условий.

В любых климатических условиях высокая долговечность и требуемые дорожно-эксплуатационные показатели цементобетонных покрытий определяют их эффективность и обусловливают преимущества по сравнению с асфальтобетонными дорожными покрытиями.

Наиболее перспективным в настоящее время является дорожный цементный бетон с прочностью на растяжение при изгибе, его расчётной характеристикой, соответствующей по величине классу Btb4,0-Btb4,8 (марок Ptb50-Ptb60).

Такая прочность дорожного бетона обеспечивается при использовании стандартных, выпускаемых отечественной промышленностью материалов за счёт снижения водоцементного отношения до величин 0,28-0,38. При этом прочность бетона на сжатие соответствует классам В30-В40 (маркам М400-М500), что определяет высокую износостойкость цементобетонного покрытия, стойкость против скалывания на кромках плит, к истиранию, ударную стойкость, готовность свежеуложенного покрытия к нарезке деформационных швов в установленные технологическими правилами сроки, к раннему открытию движения автотранспорта и др. Такие бетоны по современной зарубежной классификации относятся к высококачественным (High Performance Concrete - НРС) бетонам.

Главным фактором агрессивного климатического воздействия на дорожный бетон, определяющим долговечность цементобетонных покрытий, является попеременное замораживание-оттаивание в присутствии водных растворов хлористых солей-антиобледенителей. Воздействие именно хлорида натрия (по полученным экспериментальным данным в СоюздорНИИ, НИИЖБ, ЦНИИС) в наибольшей степени усилило агрессивное воздействие на бетон циклического замораживания-оттаивания по сравнению с другими антиобледенителями (на основе мочевины, хлорида кальция и пр.). Соответственно, на первый план в обеспечении высокой долговечности цементобетонных покрытий выходит получение бетона надёжной, гарантированной высокой морозостойкости.

Достигнутый в настоящее время уровень развития техники и технологии дорожного строительства позволяет обеспечить высокую долговечность цементобетонных покрытий. Для этого необходимо выполнить комплекс мер, куда входят требования к конструкции дорожной (аэродромной) одежды, к показателям качества дорожного бетона, к его составу, номенклатуре и качеству применяемых материалов, к технологическим свойствам бетонной смеси и технологии производства работ (табл. 2).

Класс бетона по прочности растяжение при изгибе на морозостойкости базовому методу ГОСТ 10060.0-95) 3 Водоцементное отношение Не более 1, Портландцемент нормированного химикоминералогического и вещественного состава;

Качество цемента (ГОСТ 4 10178-85, цемент для дорожных покрытий) 5 воздухововлекающей или Обязательно по ГОСТ 26633- газообразующей добавки Объем вовлеченного в 5-7, по ГОСТ 26633-91, ГОСТ 7473-94 на бетонную смесь воздуха, % месте укладки бетона 8 Качество заполнителей По ГОСТ 26633- Удобоукладываемость бетонной смеси Уход за свежеуложенным С помощью пленкообразующих материалов по Кроме этого, в бетоне должны применяться комплексные химические добавки — пластифицирующая добавка (типа ЛСТ или ЩСПК) или суперпластификатор (типа С-3) плюс воздухововлекающая добавка (типа СНВ) или газообразующая добавка (типа ГКЖ-94 или КО 30-04). Бетонные смеси должны выпускаться с нормированным содержанием вовлечённого воздуха и ограниченным водоцементным отношением. При этом малоподвижные бетонные смеси, уплотняемые с помощью вибрации (марок П1, Ж1), предпочтительнее с точки зрения морозостойкости, чем высокоподвижные и литые (марки ПЗ-П5) или жёсткие (марки Ж4). Должны выполняться все предписанные нормативнотехнической документацией (СНиП 3.06.03-85, ВСН 139-80 и др.) требования к режиму уплотнения бетонной смеси, к технологии ухода за свежеуложенным дорожным бетоном.

Следует особое внимание обратить на требование к содержанию вовлечённого воздуха в бетонной смеси для высокоморозостойкого дорожного бетона (бетона покрытий автомобильных дорог и аэродромов). Нормируемый объём вовлечённого и диспергированного (до размера пузырьков не более 200- мкм) с помощью воздухововлекающих добавок (типа СНВ) воздуха в бетонной смеси необходим именно для обеспечения высокой морозостойкости бетона в присутствии хлористых солей-антиобледенителей.

Пузырьки вовлечённого воздуха одновременно ослабляют сечение бетона в конструкции и снижают его прочность, поэтому увеличение объёма вовлечённого в бетонную смесь воздуха на 1% приводит к снижению прочности бетона на растяжение при изгибе в среднем на 2,5% и на сжатие - на 6%. Таким образом, при обеспечении нормированного ГОСТ 26633-91 воздухововлечения (5% в бетонной смеси для бетона покрытий) прочность бетона на сжатие уменьшится на 30% по сравнению с бетоном без вовлечённого воздуха, что должно быть учтено при подборе состава дорожного бетона.

За рубежом бетон для покрытий автомобильных дорог и аэродромов, к которому предъявляются требования по морозостойкости, также содержит воздухововлекающую добавку-аналог СНВ. Например, порообразователи фирмы «Мапей» или типа «Mischol».

Применение бетонных смесей с относительно низким водоцементным отношением для получения высокопрочных бетонов - известный технологический приём, ставший эффективным в широких масштабах за счёт использования добавок-суперпластификаторов. Добавки-суперпластификаторы появились на отечественном рынке в начале 80-х годов прошлого века. Из многочисленных видов добавок-суперпластификаторов, исследованных у нас в стране в 1980-1990е годы различными научно-исследовательскими институтами и лабораториями, наиболее доступным и освоенным отечественной химической промышленностью и строительным производством оказался сулерпластификатор типа С-3. Добавка типа С-3 остаётся сегодня самой эффективной пластифицирующей добавкой в цементные бетоны, сравнимой с зарубежными аналогами (типа «Мельмент», «Майти», «Мапей», «Woerment» и др.).

При использовании суперпластификаторов, при расходах портландцемента марки ПЦ 500-ДО-Н 400-500 кг/м3 реально, используя принятые технологии бетонных работ, получение высокопрочных бетонов с вовлечённым воздухом (бетонов дорожных покрытий) марок по прочности (на растяжение при изгибе/на сжатие) Ptb60/M450 - Ptb75/M600. Графики иллюстрируют это для дорожного бетона с 5% вовлечённого воздуха в бетонной смеси, приготовленного на портландцементе марки ПЦ 500, гранитном щебне и кварцево-полевошпатовом песке. Здесь К - величина достоверности аппроксимации.

В последние годы появились предложения повысить водонепроницаемость, коррозионную стойкость и морозостойкость дорожного бетона с помощью «вторичной» защиты его поверхности. В качестве «вторичной» защиты предлагаются различные пропиточные составы на основе акриловых и эпоксидных смол, метилметакрилата, силиконовых композиций. Действительно, как показали выполненные в СоюздорНИИ исследования, легко с помощью пропитки бетона указанными составами снизить его водопоглощение до 0,1-0,2% (по массе) и, как правило, обеспечить стойкость поверхностных слоев (глубиной пропитки 3-5 мм) к шелушению при совместном действии мороза и хлористых солей-антиобледенителей.

Одновременно «вторичная» защита достаточно морозостойкого дорожного бетона (бетона, состав и технология приготовления которого соответствуют требованиям, указанным в табл. 2) не повышает далее (дополнительно) его морозостойкость в присутствии хлористых солей-антиобледенителей по критерию прочности, не защищает от коррозии арматуру, находящуюся в бетоне.

Поверхностная «вторичная» защита не повышает морозостойкость и недостаточно морозостойкого бетона. В ряде случаев не «вторичная» защита, но глубокая, на всю толщину, пропитка неморозостойкого бетона полимером, которая практически превратила бетон в бетонополимер, смогла повысить его морозостойкость.

В этой связи морозостойкость дорожного бетона должна всегда обеспечиваться мерами «первичной» защиты, включающими в себя правильный выбор состава бетона и технологии бетонных работ, требуемый контроль качества строительства.

Производство цементобетонных смесей.

цементобетонных смесей применяются два типа смесителей: гравитационного (свободного) и принудительного перемешивания.

Гравитационное перемешивание осуществляется во вращающемся барабане, снабженном лопастями, путем многократного подъема и свободного падения компонентов смеси.

Смесители принудительного типа характеризуются более высокой интенсивностью воздействия на смешиваемый материал. Процесс смешивания в них осуществляется путем вращения лопастных валов, геометрическая форма и характер вращения которых обеспечивает конвективный перенос смеси в камере смешивания.

В технологическом процессе приняты следующие основные условия:

Расходный склад песка и фракционированного щебня открытого типа с разделительными стенками располагают рядом со смесительной установкой. На складе должен быть создан неснижаемый запас материалов, достаточный для работы установки при максимальной производительности как минимум в течение 10 дней.

Песок и фракционированный щебень к расходному складу доставляют в железнодорожных вагонах или автомобильным транспортом.

Песок и щебень в приемные бункера питателей загрузочных конвейеров подают фронтальными погрузчиками.

В смесительную установку цемент поступает из инвентарного расходного склада вместимостью 300 т. К расходному складу цемент доставляют автоцементовозами.

Площадка завода имеет твердое покрытие, обеспечен водоотвод.

Территория завода ограждается временным забором. К заводу подводят воду и электроэнергию. К смесительной установке прокладывают подъездную дорогу с твердым покрытием.

Движение машин организуют по кольцевой схеме.

Число машин для вывоза цементобетонной смеси корректируют в зависимости от дальности возки смеси и дорожных условий.

Средняя производительность установок для производства дорожных цементобетонных смесей - 880 м3 в смену. Современный автоматизированный цементобетонный завод (ЦБЗ) со смесительной установкой предназначен для приготовления малоподвижных и пластичных смесей с крупностью заполнителя до 70 мм.

Установка имеет следующие основные блоки:

бетоносмеситель непрерывного действия гравитационного перемешивания, в цилиндрическом барабане которого установлены прямые лопасти из износоустойчивой листовой стали. Внутри барабан также облицован листовой сталью. Выдача готовой смеси из бетоносмесителя происходит по раздаточному конвейеру. Конвейер совершает возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси бетоносмесителя по специальным направляющим, что позволяет производить поочередную выдачу бетонной смеси в два стоящие рядом автомобиля-самосвала;

расходный бункер для цемента, оборудованный автоматическими указателями нижнего и верхнего уровня цемента.

Рис. 2. Технологическая схема работы ЦБЗ со смесителем СБ-109:

1 - смеситель; 2 - дозатор воды; 3 - привод смесителя; 4 - установка для приготовления добавок; 5 - раздаточный конвейер, 6 - наклонный конвейер; 7 дозатор цемента; 8 - дозаторы заполнителей; 9 - сборный конвейер; 10 расходные бункера заполнителей; 11 - загрузочные конвейеры; 12 - приемные бункера (питатели); 13 - тарировочный дозатор; 14 - расходный бункер цемента;

15 - труба для закачки цемента; 16 - склад цемента; 17 - пневмоподъемники цемента; 18 - емкость для воды; 19 - пульт управления установкой СБ-109; 20 пульт управления складом цемента.

Цемент из расходного бункера поступает в дозатор непрерывного действия, а затем - по наклонному конвейеру в бетоносмеситель. Полная загрузка бункера рассчитана на 30-60 мин работы установки;

дозировочный узел завода, состоящий из расходных бункеров для заполнителей (щебня и песка) с тремя дозаторами непрерывного действия.

Дозаторы установлены над горизонтальным сборным конвейером, при помощи которого материалы подают к наклонному конвейеру, с него они попадают в бетоносмеситель. Расходные бункера имеют верхний и нижний указатели уровня, которые соответственно выключают или включают загрузочные конвейеры и дают световой или звуковой сигнал о накоплении материала и опорожнении бункера;

загрузочные конвейеры, подающие материалы на дозировочный узел. Они имеют приемные бункера (питатели). В приемные бункера материалы подают погрузчиками;

расходный бак постоянного уровня, предназначенный для питания установки водой с комплексными добавками с помощью насоса-дозатора, служит и для регулировки расхода жидкости, а также корректировки расхода ее в зависимости от влажности заполнителей;

пульт управления, представляющий собой вагончик, где в одной части размещена силовая и пускорегулирующая аппаратура, в другой - пульт управления и система автоматического управления установкой.

Установка с пульта управления переводится на автоматический режим работы по заданной программе или, при необходимости, на дистанционное управление.

Вначале делают пробные замесы при полуавтоматическом режиме работы установки. В этот момент машинист и лаборант определяют подвижность смеси (осадку конуса) путем отбора проб. Если осадка конуса отличается от заданной, то производят корректировку работы дозатора воды.

Добившись заданной осадки конуса и убедившись в правильной дозировке составляющих материалов, машинист переводит установку на автоматический режим работы.

Приготовление смеси Завод работает по следующей схеме. Фронтальными погрузчиками погрузчиками щебень двух фракций и песок подают из штабелей на открытой площадке в приемные бункера питателей. Из них материалы конвейерами подают в расходные бункера дозировочного узла.

Щебень двух фракций и песок через дозаторы поступает на горизонтальный сборный конвейер, находящийся под дозаторами.

Н а ленту конвейера сначала поступает щебень фракции 5-20 мм, затем песок и после этого щебень фракции 20-40 мм. Со сборного конвейера материалы поступают на наклонный конвейер. Цемент из расходного бункера через дозатор также подается на наклонный конвейер, который подает заполнители и цемент через распределительное устройство и загрузочную воронку в бетоносмеситель.

Одновременно в мешалку поступают вода и поверхностно-активные добавки, повышающие количество вовлеченного воздуха, подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси, а также уменьшающие потребность бетонной смеси в воде и расход цемента.

Для приготовления комплексных добавок используют двухкамерную цистерну с двумя цилиндрическими резервуарами, содержащими жидкие добавки.

Заданное количество добавок направляется в одну из полостей цистерны, где приготовляется раствор необходимой концентрации.

Вода из бака дозируется и подается насосом-дозатором в смеситель одновременно с подачей комплексных добавок.

В смесителе составляющие бетона интенсивно перемешиваются и транспортируются лопастными валами к выходному отверстию. Через направляющую воронку или с помощью раздаточного конвейера смесь выгружают в кузов автомобиля-самосвала и доставляют к месту укладки.

Работы, выполняемые по окончании смены В конце дня по окончании выпуска бетонной смеси и остановки завода весь состав бригады приступает к очистке узлов завода от просыпавшихся материалов.

Машинист переводит работу узлов на ручное управление, отключает дозаторы мелкого щебня, песка и цемента, пропускает через бетоносмеситель щебень фракции 20-40 мм с водой и очищает смеситель от остатков бетонной смеси.

После очистки смесителя останавливают все агрегаты и отключают подачу воды, после чего обесточивают всю установку.

Все узлы завода очищают от пыли сжатым воздухом. В течение смены и в конце работы подъездную дорогу и территорию завода периодически поливают водой для осаждения пыли. Из-под мешалки бульдозером удаляют остатки бетонной смеси.

Инновационные методы строительства цементобетонных покрытий и их технологические особенности.

Комплекты машин для скоростного строительства автомобильных дорог Требования к уменьшению сроков строительства и повышению качества выполнения работ, а также постоянно растущие объемы дорожного и аэродромного строительства продиктовали необходимость выпуска комплектов машин высокой производительности с высокой точностью выполнения работ. К таким комплектам относится комплект ДС-110 машин и зарубежные аналоги («Автогрейд", Wirtgen, Bomag, Terex и др.) для скоростного строительства автомобильных дорог и аэродромов. Основные операции технологического процесса, выполняемые комплектом ДС-110, осуществляются в такой последовательности: установка копирных струн на участке длиной до 800 м; планировка земляного полотна;

устройство основания; планировка основания после его уплотнения; распределение бетонной смеси; уплотнение и отделка цементобетонного покрытия; чистовая отделка цементобетонного покрытия; создание шероховатости поверхности (текстура) и уход за бетоном; устройство и заполнение деформационных швов.

Машины комплекта оборудованы следящей системой управления, обеспечивающей автоматический контроль ровности покрытия (±3 мм под трехметровой рейкой) и движение по заданному курсу. Все машины комплекта максимально унифицированы между собой по системам автоматики, гидроприводу и ходовой части.

В состав комплекта входят следующие машины: профилировщик ДС- земляного полотна и оснований с дополнительным оборудованием (рис. 3, а);

распределитель ДС-109 бетона с выдвижным бункером (рис. 3, б); бетоноукладчик ДС-111 со скользящими формами (рис. 3, в). Машины выполнены на унифицированном самоходном четырехопорном гусеничном базовом шасси, на котором смонтированы рабочие органы. Каждая гусеничная тележка является ведущей и поворотной, гусеницы приводятся в движение индивидуальными гидромоторами через планетарные редукторы и бортовые цепные передачи. Привод двигателей рабочих органов — гидравлический.

Машины комплекта оснащены автоматическими следящими системами выдерживания заданного курса и продольного уровня, работающими от натянутого копирного шнура, а также автоматической системой поперечного уклона (рис. 4).

о — профилировщик ДС-108; б — распределитель бетона ДС-109; в — бетоноукладчик ДС-111; 1 — гусеничная тележка; 2 — опора; 3 — консоль; 4 — основная рама; 5 — пульт управления; 6 — силовая установка; 7— навесной конвейерперегружатель ДС-98А; 8 — навесной уплотняющий вибробрус ДС-106А; 9 — задний отвал; 10 — винтовой конвейер; 11 — передний отвал; 12 — винт-фреза;

13 — навесной бункер аефальтоукладочного оборудования ДС-306А; 14 — опорное колесо навесного бункера; 15 — выдвижной бункер; 16 — ленточный конвейер; 17— выглаживающая плита; 18— кромкообразователь; 19 — качающиеся брусья; 20 — вторичная калибрующая виброзаслонка; 21 — глубинные вибраторы; 22 — первичная калибрующая заслонка; 23 — толкающие брусья вибропогружателя ДС-102А; 24 — вибропогружатель арматурной сетки ДС-102А; 25 — опорные колеса вибропогружателя; 26 — виброрейки.

На стойках ног гусеничных тележек установлены консоли 1 с датчиками 5 и 7, щупы 4 которых скользят по копирным струнам, определяющим заданный продольный и поперечный профили, а также направление строящегося покрытия.

Неровности земляного полотна или смещение машины с курса вызывают изменение положения рамы машины относительно копиров, что воспринимается щупами датчиков 5 и 7. Поворот щупа 4 вызывает появление на выходе из аналогового преобразователя сигнала, подаваемого на вход сравнивающего устройства. При наличии расхождения между действительным и заданным положениями машины усиленный сигнал включает исполнительный механизм положения гидроцилиндров опор (ног), датчики которых зафиксировали расхождение. Управление машинами автоматическое или с пульта управления.

Рис. 4. Установка датчиков стабилизации уровня и направления движения машин комплекта: 1 — консоли; 2 — регулировочный винт; 3 — поперечина; 4 — щупы датчиков; 5 — датчик стабилизации уровня; 6 — копирная струна (шнур); 7 — датчик выдерживания курса; 8 — тяга.

Профилировщик предназначен для профилирования земляного полотна, устройства оснований из грунтов, укрепленных вяжущими материалами, смешения на месте, распределения и предварительного уплотнения дорожностроительных материалов. Рабочими органами профилировщика являются: винтфреза, передний отвал, распределительный винтовой конвейер и задний отвал.

Винт-фреза и распределительный винтовой конвейер состоят из двух секций, каждая из которых имеет индивидуальный привод от гидромотора, через планетарный редуктор и цепную передачу. Подъем и опускание всех рабочих органов, а также создание поперечного профиля осуществляются гидроцилиндрами. Для уплотнения конструктивных слоев на профилировщике монтируют вибробрус.

Изменение положения рабочих органов по высоте и включение в работу зависят от выполняемой технологической операции.

Распределитель бетона служит для приема бетонной смеси и распределения ее на ширину полотна. Его применяют также при укладке и распределении стабилизированных и других смесей для создания оснований I под основное покрытие и для выполнения некоторых технологических операций, осуществляемых профилировщиком, но с меньшей производительностью. Рабочими органами распределителя бетона (см. рис. 3, б) являются: укладочное оборудование (приемный бункер с ленточным I конвейером и механизм выдвижения бункера); распределительное оборудование (винт-фреза и дозирующий отвал). Подъем и опускание рабочих органов, а также поперечное перемещение приемного бункера осуществляются гидроцилиндрами, привод конвейера от гидромотора — через планетарный редуктор. Для ограничения ширины распределения смеси распределитель оборудован боковыми скользящими формами.

Бетоноукладчик выполняет основные операции по устройству бетонного покрытия: распределение, уплотнение бетонной смеси и отделку поверхности покрытия. Рабочие органы и скользящие формы бетоноукладчика смонтированы на вспомогательной раме, которая прикреплена к основной раме базового шасси (см.

рис. 3, в). Винтовой конвейер состоит из двух I секций, каждая из которых имеет индивидуальный привод от гидромотора через планетарный редуктор. Качание брусьев осуществляется от гидромотора через планетарный редуктор и эксцентриковый вал с шатунами. Глубинные и электромагнитные вибровозбудители приводятся в действие от генераторов переменного тока частотой соответственно 180-200 и 50—60 Гц.

Качественная отделка покрытия достигается при укладке смеси подвижностью не менее 2-2,5 см по стандартному конусу и с установленной скоростью движения бетоноукладчика. Бетоноукладчик может быть снабжен дополнительным устройством для формирования кромок покрытия, вибрационным нарезчиком продольного шва в свежеуложенном бетоне, устройством для укладки штырей в продольный шов и боковую грань покрытия. Кроме того, на концы заслонок могут надеваться фигурные ножи для формирования боковых лотков или бордюров.

Вспомогательными машинами комплекса являются: бетоноотделочная машина (трубчатый финишер) ДС-104А, машина ДС-105 для устройства шероховатости поверхностей и розлива пленкообразующих материалов. Обе машины выполнены на самоходных четырехопорных пневмоколесных шасси, на раме которых смонтированы силовые установки, включающие дизели и насосные станции, пульты управления и баки для жидкостей. Каждое колесо шасси является ведущим и поворотным и имеет привод от индивидуального гидромотора через цепную передачу. Машины снабжены автоматической следящей системой управления по курсу.

Бетоноотделочная машина предназначена для окончательной отделки поверхности покрытия и придания ей требуемой текстуры бетона. Машина многопроходная и смонтирована на четырехколесном базовом шасси. Снизу к раме на вертикально поворотной и подъемной цапфе подвешены две дюралевые трубы.

Над ними установлены два трубопровода с запираемыми соплами для смачивания труб. Трубы перекрывают одна другую и передают на бетон только свой вес. Сзади к раме кронштейнами прикреплена тканевая драга, которая орошается водой и передвигается по поверхности цементобетонного слоя.

Распределитель пленкообразующих материалов служит для нанесения материалов и создания на покрытии шероховатой поверхности. Машина выполнена однопроходной на самоходном четырехопорном колесном базовом шасси. К основной раме прикреплены две поперечные траверсы, по которым перемещается относительно покрытия щетка, создающая шероховатость поверхности покрытия.

К передней части рамы подвешен барабан для пленки. Сзади к раме прикреплены распределительная труба для распределения жидких пленкообразующих материалов и два выносных сопла для обработки боковых поверхностей покрытия.

Для уплотнения пластичных бетонов время вибрирования должно быть не менее 15 с, жестких бетонных смесей — 15—30 с. При вибрации от нескольких виброэлементов синхронность их работы обеспечивают применением жесткой кинематической связи между отдельными виброэлементами.

Технический контроль, лабораторные и неразрушающие методы контроля.

При строительстве бетонного покрытия (основания) должен осуществляться систематический контроль за соблюдением требований нормативно-технических документов. Контроль возлагается на инженерно-технический персонал, руководящий работами, и на лабораторию, осуществляющую его в соответствии с положением о лабораториях в дорожно-строительных организациях.

При приготовлении и укладке бетонной смеси лаборатория должна контролировать:

качество материалов;

состав бетона и назначение дозировки материалов;

правильность хранения материалов;

приготовление бетонной смеси, ее однородность, подвижность и жесткость;

объем вовлеченного в бетонную смесь воздуха на месте приготовления и соответствие прочности и морозостойкости бетона заданной марке путем изготовления и испытания контрольных образцов;

транспортирование, распределение и уплотнение бетонной смеси, отделку покрытия, включая устойчивость кромок и боковых граней, толщину и ширину покрытия после прохода скользящей опалубки;

условия твердения и набор прочности бетона в заданные сроки;

ведение технической отчетности по контролю качества материалов, приготовления смеси и прочности бетона.

Контроль однородности и подвижности бетонной смеси на месте укладки.

Соответствие подвижности (жесткости) смеси уплотняющей способности бетоноотделочных машин служит решающим условием, гарантирующим качество бетона в покрытии.

Подвижность (жесткость) бетонной смеси на месте укладки следует определять не менее одного раза на каждые 100 м покрытия, а также дополнительно в случае ее явного изменения.

При уплотнении смеси машинами необходимо следить, чтобы на поверхности бетона не создавался излишний слой раствора и цементного теста с избытком воды. В этом случае следует немедленно внести изменения в состав бетонной смеси.

При пониженной подвижности смеси, укладываемой бетоноукладчиком со скользящей опалубкой, следует скорость движения бетоноукладчика привести в соответствие с фактической подвижностью смеси. В случае применения бетоноукладчиков, передвигающихся по рельс-формам, при пониженной подвижности смеси допускается многократное повторное ее уплотнение за несколько проходов машины.

При поступлении бетонной смеси, фактическая подвижность (жесткость) которой не соответствует заданной, а также при обнаружении других дефектов лаборатория должна немедленно внести соответствующие изменения в рабочий состав бетонной смеси.

Контроль объема вовлеченного в бетонную смесь воздуха на месте бетонирования должен производиться не реже 1 раза в смену и не менее 1 раза на каждые 200 м покрытия.

Контроль подготовки основания, уплотнения бетонной смеси и отделки покрытия.

При строительстве основания и выравнивающего слоя следует проверять качество и степень их уплотнения, соответствие поперечного профиля проекту, ровность, правильность и надежность установки копирных струн и рельс-форм, обеспечивающих получение бетонного покрытия требуемой ровности и толщины.

Непосредственно перед укладкой смеси следует проверять достаточность увлажнения выравнивающего слоя из необработанного песка или песчаного основания для предупреждения отсоса воды из бетона.

При уплотнении бетона и отделке поверхности покрытия должен проводиться систематический контроль устойчивости кромок и боковых граней и толщины покрытия, качества уплотнения, отделки и ровности поверхности покрытия.

При устройстве деформационных швов следует проверять своевременность нарезки, соблюдение геометрических размеров паза, качество кромок, подготовку паза для заполнения герметизирующими материалами и процесс заполнения.

При уходе за бетоном следует вести журнал, проверять своевременность выполнения мероприятий по уходу, защитную способность пленкообразующих материалов, достаточность принятых мер по уходу, чтобы предотвратить появление температурно-усадочных трещин.

Качество ухода за бетоном с применением пленкообразующих материалов следует проверять не менее двух раз в смену, а также дополнительно в сомнительных случаях на участках покрытия размером 2020 см. Для этого сформировавшуюся на бетоне пленку необходимо промыть водой и удалить оставшуюся влагу, впитывая ее чистой ветошью. По подготовленной таким образом поверхности следует разлить 10 %-ный раствор соляной кислоты или %-ный раствор фенолфталеина. Вспенивание или покраснение допустимо не более чем в двух точках на 100 см2 поверхности пленки. В противном случае необходимо поверхность дополнительно покрыть слоем пленкообразующего материала.

Лекция 4. Устройство асфальтобетонных покрытий по горячей технологии Классификация асфальтобетонных смесей и асфальтобетона.

Асфальтобетонная смесь - рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня (гравия) и песка с минеральным порошком), с нефтяным битумом и, при необходимости, различных добавок (поверхностно-активных веществ, активаторов, пластификаторов, модификаторов битума и др.), взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом до рациональной температуры состоянии.

Асфальтобетон - уплотненная при рациональном температурном режиме до требуемой плотности асфальтобетонная смесь.

Асфальтобетонные дорожные, аэродромные смеси и асфальтобетон должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128.

В зависимости от вида минеральной составляющей асфальтобетонные смеси и асфальтобетон подразделяют на щебеночные, гравийные и песчаные.

Асфальтобетонные смеси, в зависимости от вязкости применяемого нефтяного битума и температуры укладки в конструктивный слой, подразделяют на горячие и холодные.

Горячие асфальтобетонные смеси приготавливают с использованием как вязких битумов по ГОСТ 22245 (марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 40/60, БН 60/90, БН 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300, БН 130/200, БН 200/300), укладываемых при температуре не менее 12°С, так и жидких битумов по ГОСТ 11955 (марок СГ 130/200, МГ 130/200, МГО 130/200), укладываемых при температуре смеси не ниже 70°С.

В зависимости от наибольшего размера минеральных зерен горячие смеси и асфальтобетоны подразделяют на: крупнозернистые - с размером зерен до 40 мм, мелкозернистые - до 20 мм и песчаные - до 5 мм.

По величине остаточной пористости асфальтобетоны подразделяют на виды: высокоплотные - с остаточной пористостью от 1,0 до 2,5 %; плотные - св.

2,5 до 5 %; пористые - св. 5,0 до 10,0 % и высокопористые - св. 10,0 до 18 %.

Щебеночные и гравийные горячие асфальтобетонные смеси и плотные асфальтобетоны, в зависимости от массовой доли щебня (или гравия), подразделяют на следующие типы: А - с содержанием щебня св. 50 до 60 %; Б св. 40 до 50 %; В - св. 30 до 40 %.

Горячие песчаные смеси и соответствующие им асфальтобетоны, в зависимости от вида песка, подразделяют на типы: Г - на песках из отсевов дробления, а также на смесях с природным песком при содержании последнего не более 30 % по массе; Д - на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления при содержании последних менее 70 % по массе.

Высокоплотные горячие смеси и соответствующие им асфальтобетоны содержат щебень свыше 50 до 70 %.

Горячие смеси и асфальтобетоны, в зависимости от физико-механических свойств асфальтобетона и качества применяемых материалов, подразделяются на марки (табл. 3).

Технологические процессы производства асфальтобетонных смесей, определение параметров технологического оборудования.

Асфальтобетонные смеси производятся либо на заводах циклического действия, либо на заводах непрерывного действия. Асфальтобетонный завод может быть стационарным или мобильным. Производительность заводов циклического действия обычно колеблется в пределах от 100 до 300 тонн в час, в то время как заводы непрерывного действия используются для производства аналогичных типов смесей в больших количествах. Здесь производительность изменяется в пределах от 50 до 600 тонн в час.

Рис. 5.Схема асфальтосмесительной установки непрерывного действия 1. Бункер-дозатор 8. Пылесос-вентилятор 2. Сборный конвейер 9. Накопительный бункер 3. Конвейер с контролем влажно- 10. Кабина управления 4. Сушильно-смесительный бара- 12. Бункер старого асфальтобетона 5. Дозатор и подача старого ас- 15. Пылеуловитель и силос пыли 6. Смесительная зона 17. Нагреватель масла 7. Бункер ожидания скипа 18. Конвейер сушильного барабана Основным компонентом классического циклического асфальтобетонного завода (АБЗ) является система подачи инертных, предварительно дозирующая холодные инертные материалы, такие как щебень и песок, которые по наклонному конвейеру подаются в сушильный барабан, где нагреваются до заданной температуры потоками газа. Нагретые инертные подаются на элеватор горячих инертных и далее на вибрационный грохот, который рассеивает поток материала на разные фракции согласно количеству и размеру ячеек сит. В АБЗ некоторых производителей, применяются не вибрационные грохоты, а барабанные, что позволяет снизить стоимость установки. В барабанных грохотах возможно перераспределение мелких фракций в более крупные при максимальных нагрузках и при повышенной лещадности щебня, который может застревать в ситах и блокировать проход мелких фракций, что подтверждено опытом эксплуатации АСУ такого типа в России.

Под грохотом расположены бункера горячих инертных, и в каждом хранится своя фракция. Согласно составу смеси, заданному в программе управления, из каждого бункера с отдельной фракцией в весовой хоппер дозируется по очереди требуемое количество материала. Отдельно установлен весовой хоппер для битума и хоппер для минерального порошка и пыли. Битум дозируется из битумохранилища, а минеральный порошок и пыль – из соответствующих силосов. Дозирование осуществляется с помощью динамического взвешивания всех компонентов смеси. Дозированные компоненты подаются в смесительную камеру, где перемешиваются. Средняя продолжительность общего цикла дозирования и перемешивания составляет 45 с, т. е. 80 циклов в час.

АБЗ с горизонтальным скипом – по сути тележка, перемещающаяся по направляющим рельсовым опорам, которая доставляет смесь от смесителя к нужному бункеру хранения смеси и приводится в действие лебедочным механизмом с приводом. Хранилище асфальта разделено на разные отсеки – бункера, где можно хранить смеси с разной рецептурой. Очистка отходящих горячих газов из сушильного барабана происходит в рукавном фильтре, где осаждается пыль с помощью тканевых мешков (рукавов). Осажденная пыль обычно либо вывозится с АБЗ, либо подается в силос пыли, из которого дозируется в хоппер для минерального порошка в нужной пропорции с минеральным порошком. Битум хранится в цистернах, которые могут быть горизонтального, вертикального или мобильного исполнения. Процесс дозирования, смешивания и отгрузки смеси в самосвалы контролируется операторами из пункта управления. В большинстве современных АБЗ установлена микропроцессорная система управления, что облегчает работу, но в то же время средства ручного управления зачастую отсутствуют, и это не позволяет продолжать работу в случае сбоя компьютерной системы.

Многие узлы АБЗ непрерывного типа аналогичны узлам АБЗ циклического типа. Также дозирование холодных инертных осуществляется из холодных дозаторов, отличие которых в том, что они выполняют роль дозаторов, а не предварительных дозаторов, как в циклических АБЗ. В циклических АБЗ дозирование компонентов идет из бункеров горячих инертных в весовой хоппер, а из преддозаторов – только предварительная подача материала. Погрешность дозирования преддозаторов может достигать 10% и более, что несущественно для данного типа АБЗ, так как есть весовой контроль. В то же время в непрерывных АБЗ холодные дозаторы являются именно дозирующим устройством и обеспечивают высокую точность дозирования с погрешностью ±0,1%. Это достигается благодаря современному микропроцессорному управлению, приводам с частотным управлением, тахометрам на приводных валах с обратной связью и весовому мосту, установленному в наклонном конвейере. Холодные инертные точно дозируются из бункеров и подаются на наклонный конвейер, оснащенный грохотом негабарита, отсеивающим негабаритный щебень. Поток материала после грохота попадает на весовой мост, который динамически взвешивает суммарный объем инертных и корректирует работу дозаторов через систему обратной связи с программой управления. Взвешенный материал попадает в сушильно-смесительный барабан, где он, как и в циклическом АБЗ, сушится потоком нагретого газа от пламени горелки. После сушки нагретый материал смешивается в этом же агрегате с минеральным порошком, собственной пылью, битумом и другими компонентами. Полученная смесь выгружается из сушильно-смесительного барабана. Традиционно для хранения смеси применяют силосы круглого сечения со скребковым конвейером. Системы такого типа могут обеспечивать хранение 9 шт. х 300 т = 2700 т и более.

Также в составе непрерывного АБЗ есть битумное хранилище, силосы минерального порошка и собственной пыли. Есть рукавный фильтр с такими же тканевыми рукавами и системой эвакуации пыли или в силос, или назад в барабан, или в самосвал для вывоза.

Основное отличие между циклическим и непрерывным АБЗ в системе дозирования и смешивания. В непрерывном АБЗ нет башни и дозирование сразу идет из холодных дозаторов, смесь идет непрерывным потоком. В циклическом АБЗ идет разгрохотка материала на фракции и весовое, порционное дозирование компонентов, а смесь выпускается порциями.

Циклические АБЗ позволяют проще и быстрее менять рецептуру смеси, в теории каждый замес может иметь другую рецептуру. Такие АБЗ наиболее востребованы при производстве асфальта в городах и мегаполисах, когда асфальт производят для нескольких укладочных комплексов. В то же время циклические АБЗ менее мобильны из-за башни. Башня имеет большие размеры, и для их снижения уменьшают размеры бункеров горячих инертных. В результате мобильный циклический АБЗ работает в режиме грохочения – горячие инертные бункера часто или переполнены одной фракцией, или пусты, что приводит либо к нарушению рецептуры, либо простоям и сбросу избытка нагретых фракций, в основном более крупных.

Преимущество непрерывных АБЗ – в простоте конструкции. Они проще в транспортировке, возведении на новом месте и обслуживании. Такой АБЗ может быть запущен в работу в течение 3 дней. Стоимость ниже, чем у циклического такой же производительности, а реальный выпуск асфальта в смену выше.

Особенностью является то, что в реалиях России фракционный состав закупаемого щебня на карьерах может не соответствовать ГОСТу, а так как в этом типе АБЗ нет грохота, разделяющего на фракции инертный материал, иногда происходят нарушения в рецептуре смеси и состав инертных может меняться.

Простым решением такой проблемы является установка отдельного грохота для предварительной подготовки инертных, благо на рынке предлагается огромное количество как стационарных, так и мобильных решений.

Все составляющие асфальтобетонной смеси имеют решающее значение для ее конечного качества. Так как более 90% смеси представлено каменным материалом, качество смеси в большой степени зависит от его свойств, которые определяются технологией его дробления. Также важным является правильное обращение с каменным материалом, чтобы не изменился его гранулометрический состав и в него не проникла влага. Сухой и хорошо отсортированный каменный материал является основой для получения хорошей асфальтобетонной смеси.

На современных производствах дозирование каменного материала производится большей частью контроллерами систем автоматического управления по запрограммированным рецептурам. Каменный материал сушится и нагревается в сушильных барабанах. В процессе приготовления смеси к каменному материалу добавляется битум и минеральный порошок. Для получения желаемых свойств смеси к ней добавляются минеральные порошки различных типов.

Технология устройства и мероприятия по повышению качества асфальтобетонных покрытий.

Покрытия из асфальтобетонной смеси устраивают в сухую погоду: весной при температуре окружающего воздуха не ниже плюс 5°С и основание не должно быть промерзшим, осенью - не ниже плюс 10°С и основание не должно быть влажным.

Началу работ по устройству асфальтобетонного покрытия предшествует разработка проекта производства работ или привязка типовой технологической карты к местным условиям производства работ на аэродроме.

В проекте производства работ должны быть представлены:

- генеральный план строящегося или реконструируемого объекта;

- технологическая последовательность выполнения работ (технологическая карта);

- схемы движения транспорта, подвозящего дорожно-строительные материалы;

- места установки ограждений;

- места установки светильников (прожекторов) для выполнения работ в вечернее и ночное время;

- места, отведенные для заправки механизмов;

- места стоянки механизмов в нерабочее время;

- календарный график производства работ с указанием сроков, объема работ, подлежащих ежедневному выполнению, и потребного количества механизмов;

- пояснительная записка, в которой обосновывается организация и технология работ, указываются мероприятия по обеспечению безопасных условий производства работ, подробно излагаются особые условия объекта.

Проекты производства работ по строительству технически несложных объектов могут состоять из календарного плана производства работ, стройгенплана и краткой пояснительной записки.

Подготовительные работы.

Устройство асфальтобетонного покрытия производят только после приемки нижнего и верхнего слоев основания, что оформляется актом на скрытые работы, и после проведения подготовительных работ. Подготовительные работы включают:

при строительстве новых слоев конструкции:

- обработку поверхности основания битумной эмульсией или жидким битумом равномерным слоем не менее, чем за 1-6 часов до укладки смеси. Расход материалов составляет: при обработке жидким битумом - 0,5-0,8 л/м2, при обработке 50% битумной эмульсией - 0,4-0,7 л/м2;

- геодезическую разбивку с установкой контрольных "маяков" (верх маяка или отметка должны соответствовать верху покрытия после уплотнения).

Асфальтобетонные или деревянные "маяки" устанавливаются по визиркам вдоль дороги на бетонном основании или технологическом слое или уплотненном нижнем слое;

- проверку соответствия высотных отметок отдельных элементов взлетнопосадочной полосы требованиям проекта и исправление в случае несоответствия.

при ремонте асфальтобетонного покрытия:

- очистку основания от пыли, грязи поливомоечными машинами или сжатым воздухом; просушку влажного основания, при этом особое внимание должно уделяться очистке лотка проезжей части;

- обработку поверхности покрытия битумной эмульсией с расходом 0,3-0,4 л/м2.

При разливе эмульсии не следует допускать ее концентрации в пониженных местах;

- смазку битумной эмульсией вертикального края ранее уложенных полос асфальтобетона и выступающих элементов на покрытии;

- проверку (с помощью геодезических инструментов) ровности ремонтируемого асфальтобетонного покрытия, продольных и поперечных уклонов, ширины укладываемой полосы. Выравнивание поверхности покрытия производится путем укладки асфальтобетонной смеси - крупнозернистой при толщине более 60 мм и мелкозернистой при меньших толщинах. Категорически запрещается выравнивание профиля производить устройством нижнего слоя покрытия переменной толщины.

- допускается исправление существующего асфальтобетонного покрытия на месте путем его разогрева, выравнивания и повторного использования. Для этой цели могут использоваться механизмы типа репейверов или ремиксеров.

Для составления технологической схемы потока, являющейся основной частью технологической карты, предварительно устанавливают потребное количество асфальтоукладчиков и катков, порядок движения асфальтоукладчиков, длину полосы укладки, направление движения потока.

При этом следует руководствоваться следующими положениями:

- устройство верхних слоев покрытия должно производиться, как правило, одновременно таким количеством асфальтоукладчиков, суммарная ширина которых равнялась ширине проезжей части;

- для исключения переезда автомобилей - самосвалов через край ранее устроенного асфальтобетонного покрытия и обеспечения безопасных условий производства работ, направление потока должно приниматься навстречу движения транспорта, подвозящего асфальтобетонную смесь.

Для укладки асфальтобетонной смеси должны быть созданы механизированные звенья в составе: асфальтоукладчиков, самоходных моторных катков, вспомогательных машин и приспособлений.

Рекомендуется применять асфальтоукладчики на пневмоколесном или гусеничном ходу с шириной укладываемой полосы не менее 7,5 м с автоматической системой, обеспечивающей ровность покрытия заданного поперечного профиля.

Для составления проектов организации работ и технологических карт при назначении количества асфальтоукладчиков учитывается их производительность, а также необходимое количество асфальтобетонной смеси, выделяемое на данный объект.

Производительность асфальтоукладчиков может быть определена по формуле:

где П (ПУ) - производительность, кг/смену (м /смену);

ТУ - продолжительность рабочей смены, с;

КВ - безразмерный коэффициент использования (0,7-0,9);

h - толщина укладываемого слоя, м;

а - ширина полосы, м;

р - средняя плотность асфальтобетонной смеси, кг/м3;

V - скорость движения асфальтоукладчика, м/с.

Для выполнения работ по устройству верхнего или нижнего слоя покрытия на участке работ выделяют сменную захватку при асфальтировании на всю ширину укладываемой полосы. Длина сменной захватки ориентировочно определяется по формуле:

где l - длина сменной захватки, м;

Q - количество асфальтобетонной смеси, выделяемой на объект, кг;

а - ширина проезжей части, м;

с - расход асфальтобетонной смеси, кг/м2.

Длина полосы, укладываемой за один проход, при использовании одного асфальтоукладчика назначается с учетом температуры наружного воздуха, а также возможности одновременного уплотнения двух смежных полос.

Для определения длины полосы в пределах сменной захватки можно пользоваться следующей формулой:

где lY - длина хода асфальтоукладчика, определяемая из условия обеспечения сопряжения новой полосы с ранее уложенной при сохранении его температуры не ниже 80°С и не ниже 100°С при устройстве слоя износа из смесей А и Б, м;

t0 - температура асфальтобетонной смеси в момент укладки, °С;

tK - низший предел температуры смеси, при котором еще обеспечивается качественное сопряжение смежных полос, °С;

ТP - продолжительность разворота асфальтоукладчика после окончания укладки полосы, с;

m - интенсивность остывания асфальтобетонной смеси в покрытии, °С/с (для неуплотненной смеси 0,083-0,1 °С/с, для уплотненной - 0,017-0,025 °С/с);

V1 - рабочая скорость асфальтоукладчика, м/с;

V2 - транспортная скорость асфальтоукладчика, м/с.

Общее число катков устанавливают, исходя из производительности каждого катка, определяемой по формуле:

где ПК - производительность катка, м /с;

а - ширина полосы, м;

А - ширина перекрытия смежных полос укладки, м;

КК - безразмерный коэффициент использования (0,85-0,90);

n - число проходов катков по одному следу при граничных условиях VK = 0,68 м/с (2 км/ч) и l = 25-30 м, определяется по формуле:

где t - продолжительность уплотнения, с;

l - длина уплотняемой полосы, м;

l1 - длина пути, необходимого для перехода на следующий след, м;

ТП - продолжительность переключения передачи на обратный ход, с (примерно 0,0016 с);

VK - рабочая скорость катка, м/с.

Производительность определяется по каждому типу катков с учетом проходов, а затем определяется общее количество катков при заданной сменной производительности.

Необходимое число автомобилей - самосвалов, подвозящих асфальтобетонную смесь для непрерывной работы асфальтоукладчиков, определяют по формуле:

где m - грузоподъемность автомобиля - самосвала, кг;

nа - число рейсов, совершаемых одним автомобилем - самосвалом, определяемое по формуле:

где L - дальность перевозки асфальтобетонной смеси, м;

VCP - средняя скорость движения автомобиля - самосвала при пробеге в оба конца, м/с;

Т1 - продолжительность выгрузки смеси в асфальтоукладчик и маневрирования на месте укладки смеси, с;

Т2 - продолжительность загрузки автомобиля - самосвала на асфальтобетонном заводе с учетом ожидания погрузки, с.

Бригада укомплектовывается следующими дополнительными механизмами, выполняющими вспомогательные операции: компрессорами с пневмомолотками или лопатками для обрубки краев ранее устроенных полос покрытия и для очистки основания от пыли сжатым воздухом; поливомоечными машинами со щеткой для очистки и промывки основания, а также для обеспечения катков водой для орошения пневматических шин и металлических вальцов;

автогудронаторами для доставки и распределения по основанию битумной эмульсии; разогревателями, использующими тепловую энергию инфракрасного излучения для разогрева мест сопряжении полос и исправления дефектных мест.

Кроме того, бригаде выдают следующие основные приборы, приспособления и инвентарь: нивелир и набор визирок для геодезической разбивки и переноса высотных отметок к месту укладки смеси; вибротрамбовки и ручные трамбовки для уплотнения смеси вручную в недоступных для работы катков местах; металлические (из легкого металла) рейки с уровнем, шаблоны для контроля ровности устраиваемого покрытия.

Число рабочих - асфальтобетонщиков определяется видом и сменным объемом работ, а также производительностью асфальтоукладчика и устанавливается на основании карт организации труда по каждому трудовому процессу, устанавливается рациональный состав бригады и способы взаимодействия в ней рабочих, обеспечивающих высокие результаты работ при наименьших затратах труда Транспортирование асфальтобетонных смесей.

Учитывая, значительные объемы работ при реконструкции ВПП, транспортирование асфальтобетонной смеси к месту укладки должно, как правило, производиться в автомобилях - самосвалах большой грузоподъемностью.

Доставка асфальтобетонной смеси должна быть ритмичной. При перерывах в доставке смеси или в других случаях, приведших к остановке асфальтоукладчика, последний должен быть освобожден от асфальтобетонной смеси: летом - при перерыве более 30 мин., при пониженных температурах воздуха - более 15 мин. Асфальтоукладчик должен при этом выдвигаться вперед, чтобы обеспечить возможность уплотнения всей уложенной смеси до ее остывания.

Укладка смесей.

асфальтоукладчиками при скорости укладки 2-3 км/час (смеси с содержанием щебня более 40%) и 4-5 км/час (менее 40% щебня). Уплотняющие рабочие органы работают в режиме: частоте оборотов валов трамбующего бруса 1000- об/мин; вала вибратора плиты 2500-3000 об/мин.

Распределение асфальтобетонной смеси, находящейся в бункере асфальтоукладчика производится при ее температуре не ниже 120 °С, а при применении смесей с поверхностно-активными веществами - не ниже 100 °С.

При использовании двух и более асфальтоукладчиков они должны двигаться уступом с опережением один другого на 10-20 м и с перекрытием смежных полос на 50 мм. Движение асфальтоукладчиков должно быть строго прямолинейным.

В случаях, когда покрытие нельзя устраивать сразу на всю ширину и распределение смеси производится одним асфальтоукладчиком и температура ранее уложенной смежной полосы ниже требуемой, ее край на ширину до 150 мм следует прогреть с помощью линейки-разогревателя, использующей тепловую энергию инфракрасного излучения.

Линейка-разогреватель позволяет разогревать асфальтобетон слоем 30- мм за 2-3 мин до температуры 80-100 °С.

До начала укладки новой полосы вертикальный край ранее уложенного асфальтобетона смазывается битумной эмульсией. При устройстве новой полосы смесь распределяется толщиной слоя с учетом его уменьшения при уплотнении до толщины ранее устроенной полосы.