Рекомендации по технологиям устранения деформаций и повреждений с применением холодных и горячих асфальтобетонных смесей, часть 3

Технологии выполнения работ

Общие рекомендации по приготовлению смесей

Приготовление асфальтобетонных смесей и специальных органоминеральных смесей включает в себя следующие этапы:

-подбор оптимального состава;
-выпуск смеси;
-контроль качества.

При подборе состава сначала определяются свойства минеральных материалов, планируемых к использованию при выпуске смеси. После чего подбирается оптимальное соотношение минеральных материалов, обеспечивающее необходимые требования по гранулометрическому составу.

Параллельно с подбором минеральных материалов подбирается органическое вяжущее. При подборе состава вяжущего при необходимости, что особенно важно для холодных смесей, предусматривают применение адгезионных добавок.

Затем назначается ориентировочное содержание органического вяжущего в смеси и готовятся лабораторные пробы с различным содержанием вяжущего. По результатам испытаний проб смеси вносят корректировки в её состав.

По окончанию подбора состава смеси полученный рецепт оформляют, утверждают и используют для её выпуска.

Приготовление асфальтобетонных смесей выполняют в соответствии с техническим регламентом, разработанным в установленном порядке.

Приготовление горячих и холодных асфальтобетонных смесей выполняют стационарных, мобильных и передвижных установках.

При работе на передвижных смесителях предусматривают предварительное дозирование минеральных материалов.

Приготовление холодных складируемых органоминеральных смесей на битумных эмульсиях осуществляют в стационарных или мобильных установках с принудительным перемешиванием.

Приготовление холодных смесей

Приготовление холодных асфальтобетонных смесей осуществляют в стационарных асфальто-смесительных установках или мобильных установках, предназначенных для приготовления асфальтобетонных смесей в соответствии с рекомендациями [2]. При этом следует учесть, что в периоды года с обильными осадками может возникнуть необходимость двукратной просушки некоторых минеральных материалов (в первую очередь - природного или дробленого песка) в сушильном барабане.

Схема стационарной асфальтосмесительной установки циклического действия с принудительным перемешиванием приведена на рисунке 1.

При приготовлении холодных асфальтобетонных смесей:

- минеральные материалы (за исключением минерального порошка) подают из расходного склада фронтальным погрузчиком;

- минеральные материалы из расходного склада подаются в бункера дозаторы смесительной установки, где происходит предварительная дозировка в соответствии с утвержденной рецептурой;

- минеральные материалы высушиваются и нагреваются до рабочей температуры, но не выше 120 ⁰С , в сушильном барабане;

- минеральные материалы поступают на конвейер и дозируются в смесительный агрегат, где они перемешиваются;

- минеральный порошок дозируют из агрегата для порошкообразных материалов в смесительный агрегат, где он перемешивается с минеральными материалами;

- органическое вяжущее подают из расходной емкости по системе трубопроводов;

- сухое перемешивание обеспечивает равномерное распределение минеральных материалов по всему объему мешалки. Далее из цистерн дозируется жидкое органическое вяжущее и смесь перемешивается до однородного состояния, а затем поступает в промежуточный бункер или выгружается в автотранспорт;

- оптимальной считают температуру смешивания при которой вязкость будет находится в пределах (0,17±0,02) Па∙с ,

- готовая смесь выгружается на площадку временного хранения и после остывания складируется в штабель или расфасовывается в специальную тару.

Выпущенная смесь складируется в штабель на подготовленной площадке. Рекомендуется в процессе остывания смеси её перемешивать при помощи погрузчика. После остывания смеси для лучшего хранения следует упаковать их в герметичную тару (мешки, металлические ведра с крышками). Допускается при соответствующем обосновании хранение смеси в штабелях под навесом.

В процессе выпуска необходимо постоянно контролировать температуру смеси. Температура приготовления холодной смеси в зависимости от условной вязкости жидкого битума по ГОСТ 11955, определенной по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60 °С, должна соответствовать приведенной в таблице 7.

Смесь должна быть однородной: зерна минерального материала должны быть равномерно покрыты вяжущим, не должно происходить скопление избытков жидкого битума. При приготовлении смесей допускаемая погрешность дозирования щебня, песка, переработанного асфальтобетона не должна превышать ± 3 %, минерального порошка (минеральных добавок) ±1,5%, вяжущего ±1,5 % по массе.

До начала выпуска смеси следует проверить работу дозаторов завода, при необходимости провести соответствующие тарировки, поверки.

Жидкий битум или жидкое битумно-полимерное вяжущее перед началом выпуска необходимо перемешать для предотвращения возможного расслоения и довести до рабочей температуры. Температура вяжущего назначается в зависимости от применяемого разжижителя и условия обеспечения правил пожарной безопасности. Температура жидкого битума может быть в пределах 100 ^оС, а жидкого битумно-полимерного вяжущего - 80 ^оС. Не рекомендуется долго хранить жидкий битум или жидкое вяжущее в нагретом состоянии, так как это может привести к испарению разжижителя и изменению марки, а также потери адгезионной добавкой (при её наличии в жидком битуме) своих свойств. Для обеспечения точного дозирования целесообразно использование асфальтосмесительной установки с весовым дозатором вяжущего. В процессе выпуска жидкое органическое вяжущее через дозатор подаётся непосредственно в смеситель асфальтобетонного завода.

Минеральный материал (кроме минерального порошка) подается через бункеры предварительного дозирования. Нагрев и просушивание минерального материала осуществляется в сушильном барабане асфальтобетонного завода. Температура минерального материала назначается в зависимости от применяемого вяжущего и вида выпускаемой смеси. При назначении температуры минерального материала следует учитывать вид используемого в вяжущем разжижителя, это необходимо для предотвращения потери разжижителя в процессе выпуска и соблюдения правил пожарной безопасности.

Приготовление специальных складируемых органоминеральных смесей на битумных эмульсиях

Схема мобильной смесительной установки с принудительным перемешиванием для приготовления специальных органоминеральных смесей на битумных эмульсиях приведена на рисунке 2.

Установка непрерывного действия представляет собой комплект оборудования, состоящий из:

- агрегата питания с бункерами-дозаторами по количеству применяемых фракций для инертных материалов предназначенных для дозирования материалов в соответствии с заданной рецептурой и подачи отдозированных материалов на наклонный транспортер (ленточный конвейер);

- бункера агрегата порошкообразных материалов предназначенного для дозирования порошкообразных материалов (минерального порошка);

- транспортера (ленточного конвейера) предназначенного для приема материалов от собирающего конвейера агрегата питания и агрегата порошкообразных материалов и подачи их в смеситель;

- смесительного агрегата непрерывного действия, предназначенного для приема минеральных и порошкообразных материалов, дозирования воды и

органических вяжущих, приготовления смеси и загрузки автотранспортных средств готовой смесью;

-цистерны с насосными установками для органических вяжущих;

- кабины оператора – рабочего места оператора для управления установкой.

Конструкция установки позволяет выполнять следующие операции технологического процесса:

- дозирование инертныхматериалов в соответствии с заданной рецептурой смеси;

-подачи инертных материалов в смеситель без нагрева;

- дозирование и подачу в смеситель минерального порошка из расходного бункера;

- дозирование и подачу в смеситель битумнойэмульсии с температурой не выше 40 ^оС;

-смешивание всех компонентов смеси и подачу готовой смеси в бункер;

- выгрузку готовой смеси из бункера в автотранспорт.

Установка обеспечивает дистанционное автоматизированное управление основными технологическими процессами (дозирование компонентов смеси, подачу материалов в смесительный агрегат, перемешивание, подачу готовой смеси из смесителя).

Технологический процесс приготовления специальных органоминеральных смесей на установке, приведенной на рисунке 2, частично автоматизирован и управляется машинистом с пульта управления.

Перед началом работы завода:

- осматривают узлы смесительной установки, дозаторов, при необходимости производят смазку узлов;

-тестируют системы смесительной установки;

- задают рецепт специальной холодной органоминеральной смеси в зависимости от влажности минеральных компонентов по данным

предварительного лабораторного подбора и испытаний т.е. выполняется тарировка в следующем порядке;

- производят начальное заполнение расходных бункеров инертными материалами, требующимися по рецептуре;

- выполняют проверку работы дозаторов минеральных материалов. Для этого запускается ленточный конвейер, включается агрегат питания с одним из компонентов смеси. После остановки с определенного расстояния на ленте (1 или 2 м) отбирается материал 1-го компонента взвешивается и определяется влажность. Затем процесс повторяется с включением агрегата питания 2-го компонента. Сопоставив массу отдельно подаваемых компонентов смеси, при постоянной скорости ленты конвейера, необходимо отрегулировать шиберную заслонку на соответствующих агрегатах питания чтобы процентное соотношение материалов соответствовало рецептурному значению с учетом естественной влажности и заданной производительности установки.

При хранении приготовленной складируемой органоминеральной смеси следует учитывать:

- приготовленную смесь помещают на площадку с твердым покрытием и уклоном для отвода выделяющейся воды;

- наилучшим образом сохраняются первоначальные свойства холодной смеси при её поставкепотребителю в полиэтиленовых мешках от 25 до 50 кг или в пластиковых ведрах от 20 до 25 кг;

- перед упаковкой в полиэтиленовые мешки или пластиковые ведра органоминеральная смесьдолжна пройти «вызревание» вштабеле от 2 до 10 суток;

- не расфасованную холодную смесь допускается хранить под навесом в открытых штабелях на бетонном полу в течение от 3 до 6месяцев;

- фасованная в запечатанных мешках холодная смесь сохраняет свои свойства в течении не менее 6 месяцев и должна храниться в штабелях из не более трех мешков по высоте;

- при хранении складируемую смесь следует защищать от воздействия осадков и прямых солнечных лучей.

Приготовление литой асфальтобетонной смеси

Приготовление литой асфальтобетонной смеси может осуществляться в любых асфальтосмесительных установках и машинах, обеспечивающих необходимую точность дозирования компонентов и оборудованных мешалками принудительного действия.

Приготовление литой смеси производится в соответствии с технологическим регламентом и рецептурой, утверждёнными в установленном порядке.

Литые асфальтобетонные смеси приготавливают как в смесителях, предназначенных для обычных (уплотняемых) асфальтобетонных смесей, так и в специальных установках, сконструированных для этого материала.

Специальные смесители отличаются конструкцией мешалки. Такая мешалка представляет собой емкость с вертикально расположенным валом, на котором укрепляются приспособления (в виде косо расположенных перфорированных лопастей), которые способствуют интенсификации перемешивания смеси. Производительность таких специальных смесителей от 8 до 24 т/ч. Это связано с необходимостью тщательного перемешивания литых асфальтобетонных смесей.

Наиболее сложнымтехнологическим фактором приготовления литых смесей является температурный режим.

Для исключения деструкции полимера температуру литой смеси с ПБВ не рекомендуется поднимать выше 215 °С.

Максимальная температура литой смеси на вязком битуме - 230 ^оС.

Существенное снижение температуры приготовления литых асфальтобетонных смесей может быть достигнуто при использовании активированных минеральных порошков. При этом нагрев осуществляется до следующих температур:

-нагрев ПБВ – не более 160 °С, битума – 180 °С;

- нагрев минерального материала – от 190°С до 230 °С;

Важным технологическим фактором является режим перемешивания компонентов при приготовлении литых асфальтобетонных смесей. Процесс перемешивания включает “сухое” перемешивание в мешалке принудительного действия минеральных компонентов и “мокрое” перемешивание - смешение минеральной части с битумом. Операция смешения минеральных материалов с битумом при приготовлении литых смесей требует в 1,5-2 раза больше времени, чем при приготовлении уплотняемых асфальтобетонных смесей.

Литые смеси для неотложных работ можно выпускать не только на АБЗ, но и приготавливать в передвижном смесителе (термосе-миксере) как из новых материалов, так и с использованием не более 10 % вторичного асфальтобетона.

Готовая продукция может использоваться сразу или заготавливаться впрок, в виде брикетов (полуфабрикатов). Брикеты получают горячим формованием в специальных формах. Перед заполнением форм поверхности контакта обрабатываются антиадгезивом при расходе до 0,5 кг/м². После остывания брикеты извлекают из форм и упаковывают в полиэтиленовые мешки или пленку. Упакованные брикеты хранят в штабелях высотой не более 1 м на поддонах в прохладном месте.

При производстве литой смеси требуемое количество полуфабрикатов помещают в мешалку передвижного смесителя (термоса- миксера), разогревают при постоянном перемешивании до температуры от 190 °С до 200 °С и доводят смесь до однородного вязко текучего состояния.

Важной технологической операцией, характерной для транспортирования литой смеси, является необходимость непрерывного перемешивания смеси с одновременным её подогревом во время доставки материала от асфальтобетонного завода к месту укладки в покрытие при выполнении неотложных работ.

Технология выполнения неотложных работ холодными смесями

Перед началом работ на участке устанавливают специальные технические средства в соответствии с утвержденной схемой организации дорожного движения на время проведения работ.

Для качественного выполнения неотложных работ с использованием холодных смесей следует обеспечить выполнение следующих рекомендаций:

- при работе в период отрицательных температур, холодную смесь выдерживают в отапливаемом помещении при температуре не ниже 15 ^оС, для лучшей её удобоукладываемости и уплотняемости, не менее суток до начала неотложных работ. После выдерживания необходимо убедится, что смесь стала подвижной;

- производить ремонтные работы следует в сухую погоду притемпературе окружающего воздуха не ниже минус 10 °С;

- материал рекомендуется применять при ремонте отдельных выбоин площадью до 1 м² и глубиной от 3 до 10 см;

- перед применением холодной смеси необходимо очистить дно и стенки выбоин от грязи, обломков, снега и льда;

- ремонтную смесь укладывают с учетом коэффициента запаса на уплотнение (1,3-1,5) в зависимости от количества щебня в минеральной части), для чего толщина слоя должна быть больше глубины выбоины от 30 % до 50 %.

При подготовке к ремонту узких и длинных выбоин площадью более 2–3 м² или трещин с разрушенными краями целесообразно использовать малогабаритные и компактные самоходные‚ прицепные или навесные холодные фрезы‚ срезающие дефектный материал покрытия полосой шириной от 0,3 м и на глубину от 10 до 150 мм. Несколько небольших выбоин, находящихся рядом, объединяют в одну общую карту.

Стенки кромок выбоины после фрезерования должны быть вертикальными по всему контуру. При использовании дорожной фрезы для разделки ремонтируемой выбоины образуются на входе и выходе округленные стенки выбоины, которым необходимо придать вертикальность при помощи нарезчика швов.

При отрицательных температурах необходимо выбоину просушить и прогреть инфракрасной горелкой, повышая «приживаемость» холодной ремонтной смеси.

Подгрунтовку дна и стенок оконтуренной выбоины‚ очищенной от мелких кусков и пыли‚ выполняют тонким слоем жидким битумом (при температуре до минус 10 ^оС) или битумной эмульсией (при положительной температуре) с использованием тех средств‚ которые имеются в наличии (битуморазогреватель передвижной‚ битумный котел‚ автогудронатор‚ дорожный ремонтер).

Для заделки выбоины необходимо высыпать смесь в нужном количестве, разровнять и произвести уплотнение. В зависимости от размера разрушения могут быть использованы различные уплотняющие средства от ручных до механизированных (трамбовка, виброплита, легкий или средний каток).

Уплотнение холодной складируемой органоминеральной смеси производят от краев карты к середине. Коэффициент уплотнения должен быть не менее 0,96. Места сопряжения вновь уложенного и старого покрытия тщательно заглаживают и уплотняют для создания прочного стыка с существующим покрытием.

По окончанию заделки ремонтируемого участка, отходы убирают с покрытия и обочины при помощи лопат и метел, с последующей погрузкой в автосамосвалы и вывозом в отвал. Для предотвращения прилипания смеси в тёплую погоду к колесам автомобиля поверхность отремонтированного участка можно присыпать мелкозернистым песком.

После завершения неотложных работ движение автотранспорта может быть полностью восстановлено без каких-либо ограничений. Движение транспорта по отремонтированному участку открывают сразу после демонтажа временных средств организации движения.

Допускается проведение неотложных работ с применением мобильного ремонтера‚ оснащенного всеми необходимыми материалами (ремонтная смесь‚ вяжущее для подгрунтовки), инструментами и приспособлениями (гидромолоток‚ пылесос с отстойником, виброплита, специальный обогреватель с пропановой горелкой и дополнительным электрическим подогревателем для круглосуточного хранения смеси и др.)‚ бункером для отходов.

Агрегаты мобильного ремонтера по нагреву и механической подаче смеси и битума‚ подготовке выбоины к ремонту и уплотнению смеси должны быть электрифицированы от дизель-генератора или от промышленной электросети‚ что требуется для поддержания требуемой температуры смеси и битума.

В тех случаях‚ когда дальность перевозки холодной смеси с АБЗ слишком велика‚ возможно использование технологии рециклинга – вторичной переработки асфальтобетонного материала в виде асфальтогранулята путем его разогрева и тщательного перемешивания с добавлением нового материала (минеральной смеси или готовой смеси на месте ремонта в специальной прицепной или самоходной машине – рециклере) (рисунок 3).

Перемешивание загружаемых материалов происходит принудительным способом в цилиндрическом барабане‚ оборудованном лопастями и обогреваемом специальной горелкой. Вес одного замеса (емкость барабана-мешалки) в зависимости от типа и размеров рециклера может составлять от 200–300 до 1600 кг. Время приготовления одного замеса после загрузки материала и разогрева барабана до требуемой температуры составляет от 10 до 20 мин.

При использовании передвижных смесителей при неотложном ремонте асфальтобетонных покрытий холодными специальными смесями перечень технологических операций рекомендуется выполнять согласно пунктам 7.5.3-7.5.9 настоящего ОДМ.

Технология выполнения неотложных работ горячими смесями

Технологические операции неотложных работ горячими асфальтобетонными смесями разделяются на подготовительные, основные и заключительные, выполняемые в определенной последовательности.

Выполняют подготовительные работы:

- перед началом неотложных работ на участке устанавливают специальные технические средства в соответствии с утвержденной схемой организации

дорожного движения на время проведения работ и устраивают искусственное освещение, если работы выполняют в ночное время;

- выполняют разметку мест ремонта (карт) поврежденных участков покрытия под прямым или тупым углом;

- производят вырубку, разломку или фрезерование поврежденных участков покрытия и уборку снятого материала, обращая особое внимание на достижение ровности основания карты;

- выполняют очистку выбоин от асфальтового лома и асфальтогранулята, пыли и грязи;

- осуществляют просушку дна и стенок выбоины при помощи инфракрасной горелки, если неотложные работы производятся при влажном покрытии;

- производят подгрунтовку дна и стенок выбоины битумной эмульсией или жидким битумом.

Место ремонта очерчивают прямыми линиями, параллельными и перпендикулярными оси дороги, придавая контуру правильную форму и захватывая неповреждённое покрытие на ширину не менее 2 см. Несколько выбоин, находящихся на расстоянии до 0,5 м одна от другой, объединяют в общую карту.

Вырубку, разломку или фрезерование покрытия в пределах размеченной карты производят на толщину разрушенного слоя покрытия, но не менее толщины покрытия. Необходимо снять и удалить весь разрушенный слой асфальтобетона, захватывая по всему размеченному контуру полосу ширинойне менее 2 см из неразрушенного асфальтобетона из краевых полос выбоины.

Стенки кромок выбоины после вырубания должны быть вертикальными по всему контуру. Вырубка и разломка покрытия может осуществляться при помощи дорожной фрезы, нарезчика швов и т.д. При использовании дорожной фрезы для разделки выбоины округленные передняя и задняя стенки выбоины должны быть обрезаны дисковой пилой или нарезчиком швов.

Разрыхлённый материал старого покрытия удаляется из выбоины вручную, а при использовании дорожной фрезы снятый материал подается в самосвал и вывозится. Очистку карты осуществляют с помощью лопат, сжатого воздуха, а при большой площади карты - с помощью подметально-уборочных машин. Просушку дна и стенок карты производят по необходимости путём продувки горячим или холодным воздухом.

Подгрунтовку дна и стенок очищенной карты производят жидким битумом с условной вязкостью до 70с, разогретым до температуры от 60°С до 70°С с расходом 0,5 л/м² или битумной эмульсией с расходом 0,8 л/м². При отсутствии средств механизации битум нагревают в передвижных битумных котлах и распределяют по основанию с помощью лейки.

Заполнение выбоины ремонтным материалом производят только после выполнения всех подготовительных работ. Технология укладки и последовательность операций зависит от способа и объёмов выполнения работ, а также от вида ремонтного материала. При небольших объёмах неотложных работ и отсутствии средств механизации укладка горячей смеси может производиться вручную.

Температура горячей асфальтобетонной смеси, доставленной к месту укладки, должна быть близкойк температуре приготовления, но не ниже 130 °С.

Укладка смеси в карту производится в один слой при глубине вырубки до 50 мм и в два слоя при глубине более 50 мм. При этом в нижний слой может быть уложена крупнозернистая смесь, а в верхний слой - только мелкозернистая смесь.

Толщина слоя укладки в рыхлом теле должна быть больше толщины слоя в плотном теле с учётом коэффициента запаса на уплотнение, который принимают для горячих асфальтобетонных смесей 1,25 - 1,30.

При укладке ремонтного материала механизированным способом с помощью передвижного ремонтёра смесь подается из бункера-термоса через поворотный лоток или гибкий рукав большого диаметра непосредственно в выбоину и равномерно разравнивается по всей площади.

Укладка асфальтобетонных смесей при заделке карт площадью от 10 до 20 м² и более производится асфальтоукладчиком. При этом смесь укладывается на всю ширину карты за один проход, чтобы избежать дополнительного продольного шва сопряжения полос укладки.

Асфальтобетонную смесь, уложенную в верхний слой, а также смесь, уложенную в один слой при глубине выбоины до 50 мм при заделке карт площадью от 10 до 20 м² и более, уплотняют самоходным вибрационным катком (вначале два прохода по следу без вибрации, а затем два прохода по следу с вибрацией) или статическими гладковальцевыми катками легкого типа массой от 6 до 8 т до 6 проходов по одному следу, а затем тяжёлыми катками с гладкими вальцами массой от 10 до 18 т при количестве проходов по одному следу от 6 до 12.

Уплотнение горячих асфальтобетонных смесей начинают при максимально возможной температуре, при которой не образуются пластические деформации в процессе укатки. Уплотнение должно обеспечить не только требуемую плотность, но и ровность ремонтного слоя, а также расположение в одном уровне отремонтированного покрытия со старым. Для лучшего сопряжения нового покрытия со старым и формирования единого монолитного слоя при укладке горячих смесей стык по всему контуру вырубки прогревают при помощи инфракрасной горелки.

Качество уплотнения асфальтобетона определяют по показателю

«водонасыщение» вырубок(кернов), в соответствии с требованиями ГОСТ Р 58406.2.

Заключительные работы - это уборка оставшихся отходов от ремонта с погрузкой их в самосвалы и снятие ограждений и дорожных знаков, восстановление линий разметки в зоне выполнения неотложных работ.

В холодную, ветреную погоду рекомендуется для доставки и временного хранения горячей смеси использовать установки с теплоизолированным бункером вместимостью до 2‚5 до 3 т горячей смеси при температуре от 130°С до 140 °С.