Прочность асфальтового бетона

Прочность материала характеризуется предельными напряжениями, . при которых нарушается его сплошность. На основе теории Мора, часто применяемой к асфальтовому бетону, предельное сопротивление материала одноосному сжатию и растяжению связано с двумя основными параметрами; сцеплением его частиц между собой и внутренним трением, возникающими между ними. Названные показатели связаны с указанными двумя параметрами следующими зависимостями: сопротивление сжатию
Сцепление частиц в асфальтовом бетоне зависит в основном от вязкости исходного битума (а точнее от его когезии, т. е. прочности связей между мицеллами битума), соотношения битум — минеральный порошок, характера взаимодействия битума с минеральными материалами. Чем выше вязкость битума (для битумов, полученных из однородного сырья), тем больше величина сцепления, а следовательно, выше прочность асфальтового бетона. С увеличением количества битума сверх оптимального значения снижается величина сцепления.
Из сказанного видно, что требуемую прочность асфальтового бетона можно получить двумя путями: соответствующим сцеплением или определенной величиной внутреннего трения (при оптимальном сцеплении). Таким образом, в известных пределах каждый из этих параметров может компенсироваться другим. Но при этом необходимо подчеркнуть, что при сцеплении ниже определенной величины, когда не обеспечивается монолитность, асфальтовый бетон перестает быть таковым.
В щебенистом асфальтовом бетоне, особенно при достаточно большом содержании щебня, возрастает роль внутреннего трения, в связи с чем может быть несколько снижено сцепление. В песчаном асфальтовом бетоне наоборот: из-за недостаточного внутреннего трения повышается роль сцепления.
Раздельное дозирование двух предусматриваемых фракций песка обеспечит получение как более плотных, так и более однородных по своим свойствам асфальтобетонных смесей.
Интенсификация перемешивания асфальтобетонной смеси всегда способствует снижению количества свободного битума. Только при надлежащем перемешивании возможно равномерное распределение в минеральной смеси всех ее компонентов. Именно это и дает (при правильном соотношении требуемых фракций) возможность получить наиболее плотную асфальтобетонную смесь. Тщательное перемешивание является единственным фактором, обеспечивающим равномерное распределение битума в асфальтобетонной смеси. Речь идет как о равномерном покрытии минеральных частиц битумными слоями, так и о равномерном распределении свободного (объемного) битума. Хорошее перемешивание приводит также к вытеснению излишков свободного битума вследствие его перераспределения.
Песчаный асфальтобетон может приготовляться только в смесителях с принудительным перемешиванием материалов. К ним относятся смесители Д-152, Д-325, Д-225, Д-597 и др. Однако принятое для этих смесителей время перемешивания замеса 1-1,5 мин является недостаточным; оно должно быть увеличено до 2,5-3 мин.
Асфальтобетонные машины со свободным перемешиванием- смесители Г-1 (Д-138)-не обеспечивают достаточного перемешивания и поэтому не могут применяться для приготовления песчаного асфальтобетона.
Применение активированных минеральных порошков. По сравнению с другими разновидностями плотного асфальтобетона песчаный асфальтобетон содержит наибольшее количество минерального порошка. В среднем количество порошка (частиц мельче 0,071 мм) составляет 15-17%. От пористости порошка в большой степени зависит пористость всей минеральной смеси, а следовательно, и ее битумоемкость.
Из приведенных данных видно, что степень покрытия минеральных частиц битумом оказалась достаточно высокой. Следует иметь в виду, что толщина слоя (битум + поверхностно-активное вещество) составляет в этом случае всего лишь 0,1 мк. Несомненно, что такая полнота покрытия зерен при столь незначительных количествах активирующей смеси является также следствием того, что обработке подвергаются свежеоб-разбванные поверхности минеральных частиц, реакционная способность которых очень высока.
В других случаях получена степень покрытия битумом (для активированных порошков) в пределах от 45 до 76%. Но даже и при сравнительно небольшой степени покрытия битумом порошки, обрабатывавшиеся активирующей смесью, состоящей из битума и поверхностно-активного вещества, сохраняли гидрофобность.
Говоря о степени лиофилизации поверхности минеральных частиц, следует подчеркнуть, что в свете современных представлений полная лиофилизация поверхности может привести к снижению прочности структурированной дисперсной системы: битум — минеральный порошок.
Седиментация минеральных порошков в полярных и неполярных средах
Седиментация дисперсных минеральных частиц в различных средах является не только средством дисперсионного анализа, но может служить показателем взаимодействия поверхности частиц со средой.
Приведенные выше данные гранулометрического состава минеральных порошков, полученные путем их мокрого рассева (для активированных порошков — с применением смачивателя) через соответствующие сита,, позволяют с достаточной достоверностью судить о распределении размеров зерен размером крупнее 0,071 мм. Определение гранулометрического состава наиболее мелкой части минеральных порошков требует более тонких методов дисперсионного анализа. К их числу относится седиментометрический анализ, осуществляемый с помощью прибора Н. А. Фигуровского.
Однако интенсивность Старения различных асфальтовых бетонов зависит от особенностей применяемых исходных минеральных и вяжущих материалов и процессов их взаимодействия. На интенсивность старения большое влияние оказывает и температурный режим приготовления асфальтобетонной смеси.
Совершенно очевидно, что более высокие эксплуатационные свойства дольше сохранятся у асфальтового бетона, являющегося более устойчивым против старения.
Для повышения безопасности движения необходимо, чтобы обеспечивалось надлежащее сцепление автомобильных шин с поверхностью асфальтобетонного покрытия. Это особенно важно в сырую погоду, когда при скользком покрытии резко снижается сцепление. Существует ряд способов повышения сцепления за счет увеличения необходимой шероховатости асфальтобетонного покрытия. В основном это достигается за счет обогащения поверхностного слоя покрытия (или всего верхнего слоя асфальтового бетона) искусственным (дробленым) песком или щебнем, полученным из прочных, трудно полирующихся горных пород.
Это требование, являющееся технологическим, имеет большое значение для нормального процесса строительства асфальтобетонных покрытий.
Асфальтобетонная смесь должна хорошо поддаваться укладке, разравниванию и уплотнению. Отсутствие этих свойств затрудняет, а иногда делает вообще невозможным нормальный процесс строительства покрытия.
Для некоторых проб были определены групповые составы, а также и адгезионные свойства битумов.
Кроме указанных испытаний битумов, оценка их качества производилась по результатам испытаний асфальтобетонных смесей, приготовленных с исследуемыми битумами. В основном готовившись песчаные асфальтобетонные смеси.
Сравнивая результаты испытаний, можно сделать вывод: по своим основным свойствам битумы, полученные из Люберецкого крекинг остатка в лабораторной установке, не имеют существенных отличий от однотипных битумов, полученных в заводской кубовой установке. Крекинг-остаток, являющийся исходным продуктом, имеет достаточно высокую вязкость: температура размягчения по «К и Ш» — 41°С. Сравниваемые же битумы имеют температуру размягчения всего лишь 46-47° С- Можно предположить, что в этом коротком интервале, отделяющем битум от исходного сырья, преимущества нового способа окисления еще не проявились.
Битумы, полученные при совместном окислении нефтяных гудронов и сырого каменноугольного дегтя (сырой смолы)
Процесс окисления битума дает возможность более активно воздействовать на свойства получающегося продукта путем введения в него во время окисления различных улучшающих добавок.
Одной из таких добавок, использованных для улучшения адгезионных свойств битумов, является сырая буроугольная смола Щекинского газогенераторного завода (Подмосковный угольный бассейн). Буроугольный деготь в известной мере является поверхностно-активным веществом, улучшающим сцепление битума с каменными материалами. Этот деготь является достаточно делительной степени предопределяет водоустойчивость асфальтобетона.
Проведенные нами испытания вырубок асфальтобетонного покрытия, взятых в местах с различной толщиной битумной смазки, показали, что при толстой смазке водонасыщение вырубок и переформованных образцов оказалось значительно ниже водонасыщения образцов уложенной асфальтобетонной смеси.
Такое же явление имеет место и при укладке нового асфальтобетонного слоя поверх слоя старой поверхностной обработки, имеющего избыток битума. В таких случаях рекомендуется применять асфальтобетонную смесь с верхним пределом водонасыщения.
Для облегчения распределения вязкого битума тонким слоем (примерно 0,2 кг/м2) его доводят до соответствующей консистенции путем введения легкого разжижителя, например керосина. Но улетучивание керосина из битума продолжается все же довольно долго (до трех суток). За это время битумная смазка загрязняется, а во время сильного дождя благодаря недостаточной устойчивости битумной пленки может быть вообще смыта. В этом состоит неудобство обработки поверхности основания разжиженным битумом.
На дорожных работах в Москве широко применялась для обработки поверхности основания глинобитумная паста, обеспечивающая хорошее сцепление покрытия с основанием, а также сцепление верхнего слоя покрытия с нижним при устройстве двухслойных покрытий.
Глинобитумная паста представляет собой вязкопластический материал, состоящий из вязкого битума (не менее 50% по весу), глины (около 257о) и воды. Приготовить такую пасту можно в лопастной мешалке. Вначале загружается глина и вода и после их тщательного перемешивания постепенно добавляется требуемое количество битума. Битум вводится в горячем состоянии. Во время его добавки перемешивание смеси не приостанавливается.
Для смазки поверхности основания применяется только глинобитумная суспензия, получаемая в результате разжижения глинобитумной пасты водой (обычно это производится на месте укладки). Соотношение веса пасты к весу воды должно быть примерно 1: 3 — 1: 4.
Свойства смесей одного и того же состава, но приготовленного в лабораторных и производственных условиях, могут существенно различаться между собой. Кроме состава смеси, на свойства асфальтового бетона влияют особенности технологического процесса приготовления смеси, в частности, характер перемешивания минеральных материалов с вяжущим. Как правило, условия перемешивания смесей при подборе состава в лабораторных условиях значительно отличаются от условий перемешивания в производственных установках. Это и заставляет вносить значительные коррективы в состав смеси при изготовлении ее в производственных установках.
Чтобы избежать этого, надо перемешивание лабораторных смесей производить в машинах, аналогичных производственным, т. е., иными словами, лабораторные мешалки должны достаточно хорошо моделировать производственные.
В последние годы проф. И. А. Рыбьевым разработан новый метод подбора состава асфальтобетонной смеси, позволяющий получать асфальтовый бетон с заданными свойствами. Приняв одним из критериев оценки качества асфальтового бетона механическую прочность на сжатие, автор установил зависимость этого показателя от марки вяжущего, отношения количества битума к количеству минерального порошка и плотности минеральной смеси (при данной температуре и данных условиях ее уплотнения). Маркой вяжущего в этом случае именуется наивысшая прочность бинарной смеси: битум — минеральный порошок, получаемая при определенном соотношении этих материалов.
Марка Бяжущего (термин введен по аналогии с цементным бетоном) является в указанном случае комплексной характеристикой, отражающей все особенности взаимодействия битума и минерального порошка.
Пористость правильно подобранной минеральной части асфальтового бетона колеблется в пределах 17-20%- Нижний предел пористости относится к мелкозернистому и среднезернистому асфальтобетонам, а верхний — к песчаному.
Получение необходимой плотности требует тщательного подбора гранулометрического состава асфальтового бетона. На производстве же часто наблюдаются случаи, когда заданная гранулометрия не соблюдается, и ее недостатки (излишняя пористость смеси, состоящей из песка и щебня) компенсируется избыточным количеством минерального порошка, который в этом случае выполняет роль заполнителя. Такой подход является неправильным.
Следует отметить, что и при оптимальном содержании минерального порошка пористость последнего оказывает также большое влияние на плотность минеральной части асфальтового бетона. Ниже рассматриваются способы эффективного регулирования пористости минеральной смеси, основанные на искусственном изменении пористости минеральных порошков, а также приводятся гранулометрические составы различных асфальтобетонных смесей.
Величина внутреннего трения минеральной смеси величина внутреннего трения является весьма важным показателем минерального остова и влияет на прочностные и деформационные характеристики асфальтового бетона. Как будет показано ниже, прочность асфальтового бетона зависит от двух факторов — сцепления и трения. Величина внутреннего трения асфальтового бетона зависит от величины внутреннего трения минеральной смеси и от количества и вязкости битума.
Получение асфальтового бетона с заданной прочностью можно достигнуть двумя путями: обеспечением соответствующего сцепления системы или получением определенной величины внутреннего трения (при оптимальном сцеплении).
Последний хотя и является наиболее сдвигоустойчивым, однако по своей структуре принадлежит к числу неоднородных материалов. Отдельные щебенки в данном случае могут рассматриваться как элементы структурной неоднородности, вследствие чего они являются своего рода «концентраторами» напряжений, возникающих в слое асфальтобетона. Зоны сопряжений растворной части с поверхностью щебенок представляют собой наиболее уязвимые места в щебеночном асфальтобетоне. Особенно это проявляется при использовании щебня кислых пород, обладающих плохим сцеплением с битумами. В таких случаях резко снижается водоустойчивость и морозоустойчивость асфальтового бетона. Именно поэтому на дорожных покрытиях, сделанных из щебеночных асфальтобетонов, чаще наблюдаются процессы выкрашивания, охватывающие большие площади и неизбежно приводящие к преждевременному разрушению покрытий.
Дорожные покрытия из песчаного асфальтобетона являются наиболее гигиеничными по сравнению со всеми другими типами дорожных покрытий. Они легко очищаются от пыли и грязи. Это имеет особое значение для городских дорог.
Если применять для приготовления песчаного асфальтобетона высевки, получаемые при дроблении прочных горных пород, покрытие приобретает еще одно важное эксплуатационное свойство: высокое сцепление с автомобильными шинами. В этом случае коэффициент сцепления часто оказывается выше, чем у покрытий из щебеночных асфальтобетонов, так как резко увеличивается число контактов в зоне сопряжения автомобильного колеса с поверхностью покрытия.
Надлежащая шероховатость поверхности покрытия может быть получена и при использовании асфальтобетона, приготовленного на основе естественных песков. Это достигается обогащением поверхностного слоя щебнем (желательно «черным») путем его втапливания в процессе уплотнения. Расход щебня (фракции 5-7 мм) составляет около 10-12 кГм2, что в 4-5 раз меньше расхода щебня в мелкозернистом асфальтобетоне (обладающего необходимым сцеплением с автомобильными шинами).
По истечении этих сроков снова определялись величины водонасыщения, а также прочность на сжатие водонасыщенных образцов (при температуре +20°С). Сопоставление конечных и начальных величин водонасыщения и прочности (в водонасыщенном состоянии) позволяет более объективно судить о водоустойчивости.
Отметим, что длительное выдерживание образцов в воде (15 и 30 суток) без их предварительного насыщения водой под вакуумом не является жестким испытанием и дает величины водонасыщения и прочности, мало отличающиеся от определяемых по стандартной методике.
Методика определения морозоустойчивости была принята также достаточно жесткой и заключалась в следующем.
Образцы подвергались стандартному насыщению под вакуумом. После определения величины водонасыщения образцы подвергались 25- и 50-кратному замораживанию и оттаиванию. Замораживание производилось при температуре -20° С в течение 12 час, а оттаивание — в течение 6 час. После соответствующего количества циклов замораживания — оттаивания вновь определялась величина водонасыщения образцов, а также их прочность. Сопоставление конечных и начальных величин водонасыщения и прочности образцов (в водонасыщенном состоянии) до и после испытания на морозоустойчивость позволяет более объективно судить о коррозионной устойчивости асфальтового бетона.
Для всех смесей принят одинаковый гранулометрический состав. Из приводимых данных видно, что все асфальтовые бетоны с активированными порошками (с явно сниженным количеством битума) оказались водо- и морозоустойчивыми.
Можно полагать, что решающее влияние в данном случае оказали два фактора: плотность асфальтовых бетонов, а также наличие, хотя и в небольшом количестве, поверхностно активных веществ.
Для сопоставления эффективности обработки минерального материала битумом в процессе его диспергирования с обработкой, производимой после диспергирования, были осуществлены следующие опыты. Кварц и гранит, подобно предыдущим опытам, диспергировали в вибрационной мельнице совместно с битумом (при различной продолжительности измельчения). Полученная зависимость концентрации свободных радикалов от продолжительности диспергирования гранита в присутствии битума. В тех же условиях диспергировали каждый из названных минеральных материалов без битума (при той же продолжительности измельчения). Продукт размола извлекался из мельницы и через несколько часов (это время материал хранился в комнатных условиях) объединялся с битумом. После перемешивания с битумом в полученных пробах регистрировались спектры ЭПР. В этом случае после объединения измельченного материала также фиксировалось некоторое снижение концентрации парамагнитных частиц. Однако интенсивность снижения (даже для продуктов, полученных при длительном измельчении) оказалась несопоставимой с интенсивностью снижения концентрации парамагнитных частиц при совместном измельчении материалов.
Наличие химической фиксации битума на свежеобразованных поверхностях зерен кварца и гранита, возникающей в процессе совместного измельчения минерального и вяжущего материала, подтверждено путем определения сцепления битума с этими материалами согласно нормируемой методике, а также путем экстрагирования битума из продуктов совместного измельчения. Экстрагирование битума осуществлялось в приборе Сокслета. Растворителем служила смесь спирто-хлороформа или спирто-бензола (в соотношении 1:4).
Приведены результаты дисперсионного анализа нескольких из исследуемых минеральных порошков. Из приводимых данных видно весьма существенное различие в дисперсности сопоставляемых порошков в рассматриваемых средах, касающееся, в основном, содержания наиболее мелких частиц (радиусом 0-2 мк). Эта часть минерального порошка, естественно, обладает наиболее развитой поверхностью зерен. Так, например, различие в содержании этой фракции в активированном порошке при его седиментации в воде и в дизельном топливе составляет 13% для первого и 15% для второго порошка. Примерно такая же разница в содержании этой фракции при седиментации активированного и неактивированного порошков в дизельном топливе. С точки зрения оценки «эффективной» поверхности сопоставляемых порошков в асфальтовом бетоне, последний показатель является особенно важным.
Приведенные данные седиментометрических исследований позволяют шире оценить структурообразующую роль активированных минеральных порошков в асфальтовом бетоне. Она отнюдь не исчерпывается более развитой поверхностью этих порошков, хотя этот фактор имеет важнейшее значение для процессов структурообразования, поскольку в сферу «возмущающего» действия поверхности (притом более активной) вовлекается значительно большее количество битума. Можно полагать, что в процессах взаимодействия с битумом участвует большая часть поверхности зерен, присущей активированному порошку, т. е. реализуется максимально возможная поверхность.
Следует отметить, что предельная пористость минеральной части нормируется также и в ряде зарубежных стран.
Количество свободного битума определяется также и степенью заполнения пор. В правильно подобранном асфальтовом бетоне процент меж зерновых пустот, заполняемых битумом, не должен превышать 80-85%. Это важно также и для того, чтобы при повышении температуры асфальтового бетона битум не выступал на поверхность покрытия. Такая возможность связана с тем, что битум имеет более высокий коэффициент объемного расширения в сравнении с другими компонентами асфальтового бетона. Отмечая роль свободного битума и тем более возможность его появления на поверхности покрытия, необходимо подчеркнуть, что, кроме нежелательного повышения пластичности покрытия, резко снижается эффективность любых мероприятий по повышению сцепления с автомобильными шинами.
Более совершенная технология приготовления и уплотнения асфальтобетонных смесей позволяет также существенно сократить количество свободного битума. В некоторых случаях применяют асфальтовые бетоны с таким количеством (избыточным) битума, при котором уже не требуется уплотнение смеси. Такие асфальтобетонные смеси называются литыми. Они не уплотняются, а лишь разравниваются.
Свойства литых асфальтовых бетонов, содержащих большое количество объемного битума, в большей степени определяются свойствами последнего.
Изменение свойств минеральных материалов в результате их взаимодействия с битумом. До сих пор речь шла только о свойствах битума, изменяющихся в результате взаимодействия с минеральными материалами. Но наряду с битумом претерпевают некоторые изменения и минеральные материалы. Чем интенсивнее процесс взаимодействия, тем существенней изменения свойств минеральных материалов.
Некоторое повышение деформативной способности связано с тем, что асфальтовые бетоны из активированных песков содержат несколько больше битума, в том числе и свободного битума. Это подтверждает, что прочность асфальтового бетона- на сжатие тесно связана со структурированием битумных оболочек контактирую-щихся зерен, тогда как прочность на растяжение, а тем более деформации при растяжении обусловлены в значительной степени особенностями свободного битума (его количеством, характером распределения и свойствами) . В подтверждение этого следует отметить, что очень часто асфальтовые бетоны, резко различающиеся по прочности на сжатие (при высоких температурах), мало отличаются по прочности на растяжение.
На повышение деформативной способности асфальтового бетона из активированного песка могло также повлиять и то, что этот асфальтовый бетон является по своей структуре более однородным материалом.
В необходимых случаях деформативность асфальтовых бетонов из активированных песков может быть еще более повышена применением менее вязких битумов из-за достаточно большого запаса прочности в асфальтовых бетонах при высоких температурах.
Определение водо- и морозоустойчивости. Как уже отмечалось выше, физико-химическая активация песка создает предпосылки для улучшения сцепления битума с поверхностью минеральных частиц. Это должно способствовать повышению водо- и морозоустойчивости асфальтового бетона. Для более объективной оценки этих свойств проводились испытания при достаточно жестком режиме.
Методика испытаний на длительную водоустойчивость и морозоустойчивость была принята та же, что и для асфальтовых бетонов с активированными минеральными порошками.
Иногда в этих случаях максимальная прочность и соответствующее ей оптимальное содержание битума нечетко выявляются: смеси, различающиеся по содержанию битума на 0,5% и даже на 0,8%, имеют почти одинаковую прочность. Это связано с тем, что в таких асфальтовых бетонах битум менее структурирован. В таких смесях оптимальное количество битума подбирается главным образом с учетом требуемого водонасыщения или остаточной пористости.
Для асфальтовых бетонов, содержащих большее количество минерального порошка, рассматриваемая кривая имеет более выпуклое очертание: прочность имеет ярко выраженный максимум. Следует отметить, что производство асфальтобетонных смесей второго типа (с более ярко выраженной зависимостью: прочность — битум) требует более точного дозирования компонентов, поскольку небольшие отклонения в содержании битума приводят к существенным изменениям свойств асфальтового бетона.
Во всех случаях количественное соотношение между битумом и минеральным порошком, как и вязкость битума, подбирается не только для достижения определенной прочности, но и для получения других важных свойств асфальтового бетона. В частности, достаточная прочность при наивысших температурах должна сочетаться с необходимой деформативностью при низких температурах. Поэтому обычно ориентируются не на максимальную прочность, а на оптимальную, удовлетворяющую обоим требованиям.
Главным недостатком асфальтового бетона как дорожно-строительного материала является большая зависимость его свойств от температурных изменений. При повышении температуры вязкость битума, содержащегося в асфальтовом бетоне, понижается, сцепление частиц ослабевает, что влечет за собой уменьшение механической прочности.
При понижении температуры происходит обратное: вязкость битума, а с нею и механическая прочность повышаются.
В частности, при взаимодействии битума с пористыми материалами (известняки, металлургические шлаки) происходит избирательная диффузия компонентов битума, в результате чего битумный слой, контактирующийся с поверхностью минеральных час-тип, приобретает иную, более высокую вязкость.
Применение известняковых каменных материалов, как правило, повышает теплоустойчивость, а с нею и деформативную устойчивость при высоких температурах. Применение гидрофильных каменных материалов обычно дает обратный эффект.
Из общей минеральной смеси самое большое влияние на теплоустойчивость асфальтового бетона оказывает наиболее поверхностно-активный материал — минеральный порошок. Наиболее теплоустойчивым является асфальтовый бетон с минеральным порошком из известняков и некоторых разновидностей металлургических шлаков. Низкая теплоустойчивость отмечена у асфальтовых бетонов, содержащих в качестве минерального порошка золу каменных углей и кварцевый порошок.
Чем пластичнее асфальтовый бетон, тем ниже его теплоустойчивость. Пластичность асфальтового бетона зависит главным образом от соотношения битума к минеральному порошку, а точнее — к его суммарной поверхности. Избыток битума в смеси создает большое количество так называемого объемного (свободного) битума, что способствует повышению пластичности асфальтового бетона, а следовательно, и снижению его теплоустойчивости. Этим, в частности объясняется то, что в технических требованиях, предъявляемых асфальтовому бетону, регламентируется и нижний предел водонасыщения.
Действующим ГОСТом установлен нижний предел объемного водонасыщения — 1 % (для городских дорог, а также для всех дорог в южных районах СССР-1,5%). Меньшее водонасыщение будет означать избыток битума, а следовательно, и пониженную деформативную устойчивость асфальтового бетона (при высоких температурах).
После воздействия трамбующего бруса слой асфальтобетонной смеси подвергается обработке выглаживающей плитой асфальтоукладчика, которая предназначена для окончательного выравнивания поверхности укладываемого слоя. Кроме этого, выглаживающая плита придает и определенный профиль покрытию.
Подобно шнеку и трамбующему брусу, выглаживающая плита состоит из двух половин, шарнирно соединенных между собой. Такая конструкция дает возможность получать требуемый поперечный профиль покрытия — односкатный, двускатный и горизонтальный. Кроме того, выглаживающая плита благодаря способности поворачиваться относительно своей продольной оси служит для регулировки толщины укладываемого слоя.
Регулирование толщины слоя производится при помощи двух винтов, расположенных у краев выглаживающей плиты. Винты имеют специальное приспособление, не дающее им произвольно вращаться и закрепляющее регулировочный винт, а следовательно, и выглаживающую плиту в определенном положении. Подъем и опускание плиты могут производиться в пределах от 30 до 150 мм над основанием. Рама, на которой укреплены рабочие органы укладчика и площадка, соединена с ходовой частью шарнирно.
Во время работы укладчика выглаживающая плита скользит Но укладываемому слою асфальтобетонной смеси, воспринимая вес всей рамы с укрепленными на ней рабочими органами. Общее давление, приходящееся на выглаживающую плиту, составляет около 2300 кг, что дает удельное давление на асфальтобетонную смесь 0,125 кг/см2. Под этом давлением и происходит окончательное выглаживание поверхности уложенного слоя.
Благодаря особенностям конструкции асфальтоукладчика сделанное им покрытие обычно отличается хорошей ровностью, значительно превосходящей ровность покрытия, уложенного вручную.
Отмеченные выше особенности активированных минеральных порошков создают предпосылки для их успешного применения в битумно-минеральных системах, для которых характерно распределение битума на минеральных зернах тонкими слоями. К числу таких систем могут быть отнесены теплый и холодный асфальтовые бетоны.
Выше уже отмечались основные особенности асфальтовых бетонов, приготовляемых на основе активированных минеральных порошков: пониженная битумоемкость, высокая прочность, характерная и при использовании в асфальтовых бетонах маловязких битумов, возможность снижения температуры. Все эти особенности могут быть с наибольшим успехом реализованы в теплом и холодном асфальтовых бетонах.
Теплый асфальтовый бетон. Этот вид асфальтового бетона находит в последние годы все большее применение и является объектом многих исследований. В теплом асфальтовом бетоне в известной степени сочетаются положительные особенности, присущие как горячему, так и холодному асфальтовым бетонам. Благодаря применению жидких битумов (класса А — по ГОСТ 1972-52 или класса СГ — по ГОСТ 11955-66) теплые асфальтобетонные смеси можно укладывать в покрытия и уплотнять при более низких температурах (50-90° С) по сравнению с горячими.
Для дальнейшего расширения области применения теплого асфальтового бетона наиболее важное значение приобретает повышение его водо- и морозоустойчивости.
Исправление их с применением асфальтобетонной смеси производиться с таким расчетом, чтобы уложенная смесь успела остыть к моменту прохода укладчика.
Край асфальтобетонного покрытия после прохода укладчика благодаря первичному уплотнению получается достаточно плотным и не подвержен уже в такой степени «раскатыванию», как это имеет место в слое, уложенном вручную. Таким образом, отпадает необходимость в установке упорных брусьев.
До начала работ должна быть решена схема работы укладчика с учетом местных условий. Особенно тщательно надо разработать схему проходов укладчика при работе на городских проездах в тех случаях, когда движение на них не прерывается.
Следует решать вопрос о применении расширителей или уменьшающих ширину укладываемой полосы закладных башмаков. Во всяком случае нужно стремиться к тому чтобы число проходов асфальтоукладчика было кратным общей ширине покрытия.
Если все же этого не удастся достигнуть, то работу надо построить так, чтобы остающаяся, узкая полоса проезжей части, не захватываемая асфальтоукладчиком, укладывалась вручную, но обязательно одновременно с прохождением укладчика по соседние полосе. В противном случае образуется лишний продольный в шов. Узкую полосу покрытия у бортов (шириной 20-25 см) приходится всегда укладывать вручную, так как ближе 20 см укладчик подойти к бортам не может.
При устройстве нижнего слоя покрытия укладчик должен проходить через выступающие люки колодцев с приподнятой рабочей частью. В таких местах асфальтобетонная смесь укладывается вручную.
В настоящее время нашел применение метод расчета различных сооружений, в том числе и конструкций дорожной одежды по предельным состояниям. Предельным называется такое состояние конструкции, при котором становится невозможной ее дальнейшая нормальная эксплуатация. Для асфальтобетонного покрытия одним из основных видов предельного состояния является возникновение предельных деформаций, т. е. деформаций, не допустимых по условиям нормальной эксплуатации, хотя и не являющихся опасными для прочности покрытия.
Прочность асфальтового бетона характеризуется предельным напряжением, возникающим в нем при деформировании, когда наступает нарушение сплошности. Предельные же деформации, о которых шла речь, появляются значительно раньше предельных напряжений.
Таким образом, основными критериями устойчивости, а следовательно, и расчетными критериями для асфальтобетонных покрытий являются предельные деформации, образующиеся при наивысших температурах под воздействием наибольших усилий.
Деформационная устойчивость тесно связана с механической прочностью. Во многих случаях наибольшая деформационная устойчивость наблюдается при наивысшей прочности. В асфальтовом бетоне, как это явствует и из теории прочности Мора, и из фактических измерений, прочность возрастает по мере перехода из области растяжения в область сжатия.
Следовательно, также будет изменяться и деформационная устойчивость, т. е. она будет повышаться по мере перехода из области растяжения в область сжатия. При этом прочность и соответственно деформационная устойчивость на сдвиг занимают промежуточное положение. Отсюда следует, что деформационная устойчивость асфальтового бетона при его работе на сдвиг ниже, чем при работе на сжатие.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть