Процес транспортування і укладання асфальтобетонних сумішей

При будівництві автомобільних доріг в якості матеріалу для дорожніх покриттів застосовуються гарячі асфальтобетонні суміші. Особливістю застосування сумішей є необхідність укладати і ущільнювати їх при певних температурах, що залежать від типу суміші і марки бітуму. Також певну температуру необхідно витримувати при приготуванні, обробці і транспортуванні асфальтобетонної суміші. Розглянемо ці процеси детальніше.

Час на перевезення гарячого асфальту від місця її виробництва до місця укладання залежить від віддаленості асфальтозмішувальних установок, а в міських умовах, крім того, від інтенсивності руху потоків автотранспорту, кількості дорожніх заторів на шляху руху самоскида.

Це призводить до охолодження поверхневого шару гарячого асфальту в місцях контакту з повітрям і кузовом самоскида. При транспортуванні важкі фракції асфальту осідають на дно самоскида, особливо гостро проявляється цей дефект суміші при транспортуванні щебенево-мастичного асфальту, що характеризується надлишком бітуму.

Тобто транспортування асфальту від асфальтозмішувальних установок до місця укладання призводить до утворення температурної та фракційної сегрегації (розшарування) гарячої асфальтобетонної суміші. Фракційна сегрегація в ряді випадків може бути визначена візуально — у вигляді смуг різної шорсткості. При укладанні щебенево-мастичного асфальту така сегрегація проявляється у вигляді «язиків» або смуг надлишку бітуму. Надлишки бітуму несуться на колесах рухомого автотранспорту, в результаті замість очікуваного високоякісного покриття утворюється нерівна дорога з низькою міцністю і довговічністю.

Температурна сегрегація не виявляється візуально, її можна виявити лише за допомогою тепловізора (інфрачервоної камери), але її наслідки мають не менші, а може бути і великі наслідки для довговічності дорожнього покриття.

Низька теплопровідність асфальтової суміші призводить до того, що охолоджені до 70 — 80 0С шматки кірки, що утворилася при транспортуванні, потрапляючи з кузова самоскида в бункер асфальтоукладача і далі – під його плиту, не розігріваються до температури основної маси асфальту, тобто до 130-140 0С. Ці порівняно холодні шматки утворюють «холодні плями», які мають температуру на 15-30 0С меншу, ніж температура основної площі покриття.

Ущільнюється таке дорожнє покриття нерівномірно. «Холодні плями» виявляються недоуплотненными, схильними до підвищеного влагонасыщению і характеризуються зниженою міцністю і сдвигоустойчивостью.

При переході температури навколишнього повітря через 0 0С такі ділянки руйнуються значно швидше, ніж основна частина покриття, тому що волога, яка знаходиться в шарі асфальту, переходить у твердий стан – лід. Перехід з рідкого стану в твердий супроводжується збільшенням займаного обсягу, і руйнує покриття зсередини. При інтенсивному русі автотранспорту, під впливом навантажень від коліс, швидше руйнуються саме ці ділянки. Звідси вибоїни і локальні тріщини покриття, істотно знижують його загальну довговічність і проявляються найчастіше через 1-2 роки експлуатації.

Далі наведено зйомки інфрачервоною камерою, виконані на одному з об'єктів, на якому проводилися роботи по заміні верхнього шару асфальтобетонного покриття.

Зупинки асфальтоукладача в очікування суміші

У разі перебоїв з постачанням асфальтової суміші до місця її укладання, які викликані помилками в організації вантажопотоку асфальту або в умовах мегаполісу — щільним транспортним потоком, укладальник змушений зупинятися в очікування суміші. 6-8 тонн суміші в бункері укладальника зможуть забезпечити лише кілька хвилин роботи навіть при зниженні швидкості його руху до мінімуму. У місці його зупинки і подальшого початку руху утворюється поперечний валик. Він виникає через перерозподілу сил, що діють на плиту при завантаженні спорожнілого бункера укладальника і з-за поштовху укладальника самоскидом. Цей ділянку, крім того, є місцем контакту охолодженого за час простою асфальту і свіжого, подвезенного. Ця ділянка з порушеною геометрією набуває, до того ж, і температурну сегрегацію.

Захисний тент

Тент захищає суміш від вітру і дощу, запобігаючи її твердіння і великі втрати тепла. Особливо дієвий в цьому сенсі подвійний брезент. Знімати його слід тільки безпосередньо перед скиданням суміші в бункер укладальника.

Закритий теплоізольований кузов зберігає готовність суміші до укладання протягом декількох годин, тим самим полегшуючи виконання дрібних ремонтних робіт.

Закритий кузов

Найкращу теплозахист забезпечує двухстеночный термоізольований кузов. Його застосовують в особливих випадках, наприклад, для підтримки температури невеликих кількостей суміші протягом декількох годин при ямковому ремонті доріг.

Температурні умови укладання дорожнього полотна. Шви стиснення.

У процесі укладання дорожнього полотна крім температури асфальтобетонної суміші величезне значення також мають температурні кліматичні умови в зоні проведення робіт.

Вплив низьких температур повітря на якість асфальтобетонного покриття доріг. Морозний пучение.

Наша країна має велику мережу автомобільних доріг і залізниць, що грають важливу роль в організації вантажного потоку. В усьому світі стикаються з проблемою захисту дорожнього полотна від постійного впливу зовнішнього середовища. Промерзання і спучування грунту – одна з найбільш істотних причин пошкодження дорожнього покриття. Пошкодження покриття під дією низьких температур можуть статися при одночасному впливі таких факторів:

грунт земляного полотна чутливий до впливу низьких температур;

додаткове надходження води;

температура нижче значення, при якому можливе промерзання земляного полотна;

вплив навантажень на земляне полотно.

Захист дорожнього полотна від впливу сил морозного пученія – одна з найбільш серйозних проблем, з якими стикаються фахівці, що працюють у сфері дорожнього будівництва.

Про механізм морозного пученія

У загальних рисах механізм пученія зводиться до того, що несприятливі грунти за теплу пору року набирають вологу, яка в зимовий час замерзає, перетворюючись на лід, і збільшується в об'ємі в середньому на 9%. При цьому відбувається розширення грунту по шляху найменшого опору – в бік дорожнього покриття. В залежності від глибини промерзання для конкретних регіонів пучение грунту може складати від 3 до 15 см. При обдиманні грунту на покритті утворюються тріщини, які, поступово збільшуючись, призводять до руйнування дороги.

В умовах міських магістралей проблема несприятливих ґрунтів погіршується наявністю розгалуженої мережі інженерних комунікацій, яка чинить негативний вплив на водно-теплові процеси в ґрунтових підставах доріг.

Укладання асфальту в умовах підвищеної вологості і вогкості.

При укладанні асфальтобетонної суміші з температурою вище 100°С вода випаровується, що вимагає певних витрат тепла, яке віднімається у суміші. Вода на підставі може відняти у покладеній асфальтобетонної суміші стільки тепла на її випаровування, що це може зашкодити нормальному ущільнення, щонайменше в нижній частині асфальтного шару. Ризик недостатнього ущільнення товстих шарів, наприклад, шарів асфальтобетонного підстави з-за більшої теплоємності менше, ніж при тонких шарах, наприклад, замикаючих.

Как видно из приведенного выше, влияние температуры на качество асфальтобетонных покрытий дорог на всех этапах строительства огромно. Многих проблем как при укладке смеси, так и при ее транспортировке можно было бы избежать, контролируя температуру высокоточной и надежной измерительной аппаратурой. Причем необходим контроль как в режиме реального времени на протяжении длительного периода (например, температуры воздуха), так и оперативный экспресс-метод измерения температуры асфальтобетонного покрытия.

Крім цього, не варто скидати з рахунків необхідність контролювати відносну вологість повітря в місці проведення робіт, оскільки цей параметр безпосередньо пов'язаний з якістю одержуваного асфальтобетонного покриття. А також впливає на якість дорожнього полотна в процесі його експлуатації при різних температурних коливаннях протягом року.