Товароведная оценка строительных материалов для мощения дорог

Модифицированные битумы марки Mixphalt C фирмы "Shell" и цветные асфальтобетонные смеси, получаемые на основе этих битумов

Фирма "Shell" (США) разработала  синтезированные битумы марки Mixphalt C, позволяющие благодаря добавке 1% пигмента получать смеси, битумные мастики  и асфальтобетонные смеси различных цветов: желтого, голубого, зеленого. Такие битумы обладают всеми механическими и реологическими характеристиками черного битума .

Новые вяжущие марки Colclair и эмульсии Colclair E белого цвета фирмы "Colas" (Франция)

На базе синтезированного битума фирма "Colas" разработала новые вяжущие марки Colclair и новую эмульсию Colclair E белого цвета.

Смеси холодной укладки  с добавкой эмульсии Colclair E обладают таким же сопротивлением отслаиванию  вяжущего от заполнителя при наличии  воды, что и смеси горячей укладки. Такие смеси приготавливают в горизонтальном смесителе, смонтированном на самоходном шасси.

Такие смеси находят  широкое применение на небольших  строительных объектах: при сооружении тротуаров, садово-парковых дорожек, аллей  в садах и парках, скверах .

Эмульсии, цветной литой  асфалътобетон и специальная  смесительная установка фирмы "Colas Asphalte" (Франция)

Фирма "Colas Asphalte" предложила специальную установку для производства литого асфальтобетона марки Colclair различных  цветов: бежевого, красного, зеленого. Одно из применений цветного асфальтобетона - это покрытие автозаправочной станции фирмы "Shell", где для улучшения ее внешнего вида использовали асфальтобетон красного и зеленого цветов.

При строительстве пересечений  в разных уровнях на автодороге RN 190 был применен белый и бежевый асфальтобетон для повышения безопасности движения.

Кроме эмульсии и литого асфальтобетона, на базе синтезированного битума приготавливают дорожные смеси  различных цветов марки Colclair 1 и Colclair 2. Их производство осуществляется в смесительной установке, где предусмотрена новая система дозировки и загрузки материалов.

Использование модифицированных битумов для улучшения характеристик  асфальтобетонных покрытий дорог в  США

В США на съезде Национальной ассоциации по асфальтобетонным дорожным покрытиям (National Asphalt Paving Association) предложена следующая классификация модификаторов битума: полимеры, эластомеры, металлизированные комплексные соединения, сера, заполнители, волокна, известь, органические материалы.

Большинство полимеров  обладает высокой устойчивостью, прочностью, жесткостью, малой чувствительностью  к температуре и в некоторых  случаях высоким сопротивлением к десорбции и износу.

Большая часть полимеров  добавляется в количестве 0,8-6% по массе битума.

По оценке Администрации  федеральных дорог (FHWA) первоначальная высокая стоимость горячих асфальтобетонных смесей с использованием полимеров, которая повышается на 30%, компенсируется увеличением срока службы дорожного  покрытия, что в общем снижает  расходы.

Эластомеры получают из натурального каучука, латекса (искусственной  резины) или регенерированной резины. Натуральный каучук применяют ограниченно  из-за его высокой стоимости.

Латекс отличается малой  чувствительностью к температуре, устойчивостью при низких температурах, сопротивлением к остаточной деформации при высоких температурах.

Латекс можно добавлять  в смесь при перемешивании  лопастной мешалкой в горизонтальном барабане или вводить и перемешивать с битумом. Регенерированная резина заменяет до 20-30% битума.

Назначением комплексных  химических соединений, содержащих ионы металлов, является сокращение степени  старения дорожного покрытия. Вязкость таких соединений подобна низкой вязкости масла для двигателей.

К ним относится соединение Chemkrete. При введении в жидкую асфальтобетонную смесь в количестве 2-4% по массе металлизированные комплексные соединения способствуют уменьшению колееобразования на покрытиях дорог и магистралей.

Сера частично заменяет битум в горячей асфальтобетонной смеси и вводится в количестве от 10 до 50% по массе битума. Сера, представляющая собой твердое сыпучее вещество желтого цвета при температуре окружающей среды имеет относительную плотность, почти в два раза превышающую плотность битума.

Вязкость серы зависит  от температуры. При температуре ниже 115,6°С сера находится в твердом, а выше 154,4°С - в очень вязком состоянии. В интервале этих температур сера представляет собой жидкость с очень низкой вязкостью. При температуре 121,1-146°С вязкость битума с добавкой серы ниже вязкости битума.

При приготовлении горячей  асфальтобетонной смеси серу следует  добавлять в битум непосредственно  перед подачей в смеситель, при  использовании серы в жидком состоянии  смесительной установке дополнительно  придают резервуар для хранения серы, насос для ее подачи, дозатор, иногда устройство для предварительного смешивания. При использовании твердой серы установке могут быть приданы пластмассовые контейнеры, содержащие по 1350 кг сыпучей серы, складская площадка, конвейерная система, небольшая дробилка, шнековый или лопастной подающий механизм и нагнетательный вентилятор. После перемешивания смеси ее транспортируют, укладывают и уплотняют подобно обычной горячей асфальтобетонной смеси.

Минеральный порошок  из сажи является широко распространенным заполнителем. Он обладает высокой износостойкостью, малой чувствительностью к температуре, влагостойкостью, устойчивостью к ультрафиолетовым лучам и окислению.

Обычно волокна всех типов и составов используют для  устранения трещинообразования в бетоне на основе портландцемента, однако в последние годы их применяют и в асфальтобетонах.

Следует учитывать, что  при использовании в горячих  смесях большинство волокон плавятся при температуре 149°С, а для введения волокон в смесь требуется  специальное оборудование.

Сухая и гашеная известь могут оказаться эффективными веществами против десорбции. Сухая известь трудно удерживается в смесях, но легко удаляется со щебня и переносится в раствор в качестве заполнителя. Следует отметить, что смеси могут загустевать в холодных условиях.

Основным органическим материалом, используемым в настоящее  время в США, является нефтяной сланец. Побочные продукты сланца содержат высокий  процент азотистых соединении, способствующих их применению в качестве веществ  против десорбции и для регулирования влагосодержания в горячих смесях.

Виды модифицирующих добавок, применяемых в США, и  их использование приведены в  табл. 1.

Новый материал фирмы "SIKA" (Франция) - для обработки цементобетонных  дорожных покрытий

Фирма "SIKA" предложила новый пленкообразующий материал Antisol ER, повышающий шероховатость цементобетонных дорожных покрытий и являющийся одновременно замедлителем схватывания бетона.

В виде водной эмульсии материал наносят разбрызгиванием в один слой на поверхность свежеуложенного  бетона (через 30 мин. после укладки) из расчета 0,2 кг/м 2. В дождливую погоду, спустя 3ч после первого нанесения эмульсии, необходимо применить ее повторно. На следующий день до нанесения борозд шероховатости следует очистить поверхность дорожного покрытия машиной, оборудованной вращающимися металлическими щетками, или водой, подаваемой под давлением. Во избежание разрыва эмульсионной пленки не следует применять центробежный насос, работающий с частотой вращения 1000 об/мин.

Antisol ER - это синтетический  материал, замерзающий при температуре 1°С, но при подогреве полностью восстанавливающий свои характеристики. Он не содержит растворителя, его применение безопасно.

Таким образом, новый  материал Antisol ER выполняет две функции: защищает свежеуложенный бетон от обезвоживания и обеспечивает состояние, отвечающее требованиям безопасности и комфорта автомобильного движения.

В настоящее время  более 500 тыс.м² поверхности цементобетонных дорожных покрытий обработано эмульсией Antisol ER.

 

 

Уплотнение виброплитой

 

Нужную плотность дорожного покрытия "обеспечивают" такие виды дорожной техники, как виброкатки и виброплиты.

В последние 20 лет во всем мире устойчивый характер носит тенденция  к более широкому использованию  виброплит и, соответственно, их развитию. Виброплиты характеризуются:

• появлением нескольких типов: одноходных (ход только вперед) и реверсивных (ход вперед-назад ) самодвижущихся, а также навесных на пневмоколесные трактора;
• расширением типажа - вес виброплит колеблется от 30 до 900 кг и более;
• повышением надежности: ресурс до списания увеличился до 8-10 т мото-ч., наработка на отказ - 0,7-0,85 т ч.

Можно констатировать, что  виброплиты стали непременным инструментом работ по строительству, ремонту  и содержанию автомобильных дорог. Наиболее массовое применение виброплиты нашли:

• на уплотнении обочин и откосов земляного полотна, на укрепительных работах на обочинах, на уплотнении асфальтобетонных смесей при ямочном ремонте. Используются виброплиты весом 70-180 кг;
• на уплотнении грунтов у труб, устоев мостов, присыпных обочин, на обратных засыпках траншей при прокладке кабелей, труб и других элементов систем сигнализации и управления движением и дренажа (массой 200-00 кг).

На Украине, в России и странах СНГ до настоящего времени  возможности и перспективы виброплит недооценены и их применение очень ограничено, а поэтому очень медленно осваивается их производство. Сегодня выпускаются только одноходные виброплиты массой 80-90 кг, при том что надежность отечественных виброплит оставляет желать большего. Поэтому в основном на отечественном рынке представлены виброплиты ведущих зарубежных фирм Bomag, Weber, Vibromax, Amman, Ingersoll-Rand.

Уплотнение грунтов: виброплита или  виброкаток

Чтобы более четко  представить особенности и преимущества виброплит по сравнению с виброкатками, рассмотрим уплотняющую способность тех и других.

При уплотнении всех видов  грунтов глубина уплотнения равна  или очень близка у виброплит  массой 110-250 кг и виброкатков массой 2-3 т, виброплит массой 300-450 кг и виброкатков массой 6-8 т, виброплит массой 600-750 кг и виброкатков массой 9-17 т. При этом производительность виброплит в 5-8-10 раз меньше при массе меньшей в 15-20-25 раз соответственно.

Таким образом, виброплиты могут заменить грунтовые виброкатки ("вальценцуг") и обеспечить уплотнение всех грунтов при той же толщине уплотняемого слоя там, где не требуется высокая производительность или где доля работ от общего объема не превышает 10-15%. Прежде всего это:

• уплотнение грунтов в насыпи, примыкающей к искусственным сооружениям: мостам, путепроводам, у труб и над трубами (где каток может их повредить);
• послойное укрепление краев насыпи, где каток по условиям обеспечения безопасности не должен проходить к бровке ближе 1 м;
• уплотнение присыпных обочин, возводимых после строительства дорожной одежды, где также опасно применять виброкатки;
• уплотнение обратных засыпок в различных траншеях, где ширина меньше или чуть больше ширины виброкатка и где необходима реверсивность виброплит. При этом все виброплиты можно перевезти на автомобиле с краном-манипулятором грузоподъемностью 1 т, а виброкатки - только на прицепе-тяжеловозе соответствующей грузоподъемности.

Уплотнение асфальтобетона

Рассмотрим уплотняющую  способность виброплит массой 70-100 и 110-180 кг и виброкатков для асфальтобетона массой 600, 1200 и 3000 кг при уплотнении асфальтобетона слоями 3-6, 8-10 и 12-14 см. Виброплиты массой 70-100 кг применимы при тех же толщинах (3-6 см) и (8-10 см) уплотняемого слоя, что и каток массой 600 кг, уступая по производительности в три раза при толщине уплотняемого слоя 3-6 см и в два раза при толщине уплотняемого слоя 8-10 см. Виброплиты массой 120-180 кг применимы при всех реальных толщинах уплотняемого слоя 3-14 см. При этом производительность виброплит меньше по сравнению с катками массой 1,2-3,0 т в три-пять раз при толщине слоя 3-6 см, в три-четыре раза при толщине слоя 8-10 см, в два-четыре раза при толщине слоя 12-14 см, а масса виброплит меньше в шесть-десять раз и 15-25 раз.

Таким образом, виброплиты массой 70-100 кг могут заменить виброкатки для асфальтобетона при уплотнении верхних слоев покрытия, где не требуется высокой производительности, а виброплиты массой 120-180 кг могут заменять виброкатки для асфальтобетона при уплотнении верхних и нижних слоев покрытия при небольших объемах работ.

Такими случаями являются:

• ямочный ремонт покрытия;
• заделка траншей для устройства различных подводок, пересекающих покрытие;
• уплотнение щебня и фрезажа (сфрезерованного асфальтобетона), применяемых для уплотнения обочин;