Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow Методические рекомендации Методические рекомендации по устройству дорожных одежд с основаниями из б  
23.02.2019
    
Методические рекомендации Методические рекомендации по устройству дорожных одежд с основаниями из б

Министерство транспортного строительства

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСТРОЙСТВУ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
С ОСНОВАНИЯМИ ИЗ БИТУМОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

Одобрены Главным

техническим управлением

Минтрансстроя

Москва 1976

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ОСНОВАНИЯМИ ИЗ БИТУМОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ. Союздорнии. М., 1976

Изложены требования к исходным минеральным и вяжущим материалам и битумоминеральным смесям, вопросы технологии производства работ, приведены типы конструкций дорожных одежд.

Приведены некоторые теоретические положения, характеризующие процесс остывания смеси, нарастание плотности смеси при укатке и энергоемкость процесса уплотнения.

«Методические рекомендации» разработаны на основе результатов лабораторных исследований, испытаний моделей дорожных одежд в грунтовом канале Союздорнии и широкого опытно-производственного строительства.

Предисловие

Многолетние наблюдения за состоянием асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог показывают, что начало разрушения (появление трещин) покрытий зависит от многих причин, в том числе и от общей толщины асфальтобетонного покрытия и основания и типа этого основания.

Дорожные одежды с основаниями из щебня или гравия дают большие прогибы, особенно весной, что на дорогах с интенсивным движением автомобилей, особенно большой грузоподъемности, приводит к повышенным растягивающим напряжениям в нижней части слоя покрытия и преждевременному усталостному разрушению асфальтобетона. Помимо этого, щебень (гравий) в основании подвержен истиранию из-за взаимного перемещения зерен при деформациях, что приводит к местным просадкам, еще больше увеличивающим прогибы. Все это является одной из причин появления трещин в покрытиях.

Основания из битумоминеральных смесей образуют монолитную плиту, работающую в упругой стадии даже при уменьшении несущей способности грунта земляного полотна в период его оттаивания.

Свойства битумоминеральных материалов и значительная общая толщина покрытия и основания способствуют уменьшению растягивающих напряжений в нижней части основания. Истирания зерен в таком основании не происходит.

Помимо силовых воздействий нагрузок на покрытие дополнительно действуют температурные напряжения тем значительнее, чем тоньше слой асфальтобетона. Эти растягивающие напряжения также способствуют появлению на покрытии поперечных трещин.

Если тонкий слой промерзает практически одинаково на поверхности и у подошвы, то значительная суммарная толщина асфальтобетонного покрытия и битумоминерального основания предохраняет нижний слой основания от промерзания и соответственно в нем сохраняется значительная доля пластических свойств, препятствующих растрескиванию.

Практика показывает, что во II и III дорожно-климатических зонах конструкция с общей толщиной асфальтобетонного покрытия и битумоминерального основания 20 - 25 см практически не подвержена трещинообразованию.

Это указывает на целесообразность применения оснований из битумоминеральных смесей, укладываемых и уплотняемых одним слоем толщиной до 20 - 25 см в плотном состоянии.

Работы по устройству таких оснований, начатые в Союздорнии в 1969 г., показали возможность укладки и уплотнения слоев увеличенной толщины обычными средствами механизации, при этом достигалась большая плотность, чем при уплотнении тонких слоев.

В результате выполненных исследований, обобщения накопленного производственного опыта и ранее изданных рекомендаций разработаны настоящие «Методические рекомендации по устройству дорожных одежд с основаниями из битумоминеральных смесей», в которых приведены типы конструкций дорожных одежд, основные требования к исходным материалам и битумоминеральным смесям, производство работ, а также некоторые положения, характеризующие процесс остывания смеси, нарастание плотности смеси при ее укатке и учет энергоемкости процесса уплотнения.

В приложении приведены данные об экономической эффективности устройства оснований из битумоминеральных смесей и технические характеристики применяемых машин.

«Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук Н.В. Горелышев, К.Я. Лобзова, Н.П. Вощинин, В.А. Смоленцева, И.П. Шульгинский и Ю.Я. Андрейченко.

1. Общие положения

1.1. Настоящими «Методическими рекомендациями» следует руководствоваться при проектировании и строительстве автомобильных дорог с асфальтобетонными покрытиями и основаниями из битумоминеральных смесей слоями более 10 см.

1.2. Слои, укладываемые и уплотняемые толщиной не менее 10 см в плотном слое, в дальнейшем принято называть слоями «увеличенной толщины».

1.3. Основные преимущества асфальтобетонных покрытий на основаниях из битумоминеральных смесей следующие:

а) основание в дорожной одежде работает как упругая плита в широком интервале температур;

б) покрытие и основание в дорожной одежде работают совместно, благодаря сродству теплофизических и механических свойств материалов, что увеличивает долговечность одежды в целом;

в) такая дорожная одежда обладает повышенными теплоизолирующими свойствами, что дает возможность уменьшить толщину дополнительного слоя основания;

г) битумоминеральные основания увеличенной толщины позволяют устраивать простейшие конструкции дорожной одежды даже на дорогах II категории (поверхностная обработка одиночная или двойная и др.);

д) каменные материалы, применяемые для приготовления битумоминеральных смесей, могут быть малопрочными и нефракционированными, если их зерновой состав соответствует рекомендуемому. Возможно также применение гравийно-песчаных смесей с добавкой дробленых материалов (20 - 30 %). Такие каменные материалы можно применять для устройства оснований даже на дорогах I - II категории;

е) в качестве вяжущего следует использовать дорожные вязкие битумы: БНД-40/60, БНД-60/90, БНД-90/130;

ж) укладка и уплотнение смесей слоями увеличенной толщины производятся обычными средствами механизации без каких-либо приспособлений или их переоборудования.

1.4. Основным преимуществом технологии производства работ при устройстве оснований и покрытий слоями увеличенной толщины является сохранение высокой температуры уложенной смеси значительно более длительное время по сравнению с тонкими слоями. Это позволяет увеличить время уплотнения смеси, создать лучший температурный режим уплотнения, поскольку при более высокой температуре асфальтобетонная смесь уплотняется лучше и с меньшими энергетическими затратами. Время на укладку и уплотнение смеси слоем увеличенной толщины уменьшается по сравнению с последовательной укладкой и уплотнением двух или трех слоев.

1.5. При уплотнении оснований из битумоминеральных смесей необходимо следить за температурным интервалом, в котором проводится укатка, числом проходов катков для получения требуемой плотности.

1.6. Число проходов катков при уплотнении смесей, укладываемых слоем увеличенной толщины, ориентировочно определяют по формуле и уточняют пробной укаткой:

 или ,                                            (1)

где Aуд - удельная работа: 20 - 30 кгс/см3 при Н £ 8 см и 12 - 18 кгс∙см/см3 при H ³ 10 см;

n0 - число проходов катка по одному следу при температуре смеси 100 - 120 °С;

Н - толщина уплотняемого слоя в плотном теле;

 - удельное линейное давление катка;

Q - масса катка;

В - ширина уплотняемой полосы катка;

f - коэффициент сопротивления движению катка;

f1 = 0,2 при первых проходах и fg = 0,05 при последних проходах. Можно принимать f = fср = 0,08 + 0,12.

С учетом температуры смеси (табл. 1) число проходов катка можно принимать по формуле

                                                              (2)

Таблица 1

Температура уплотняемой смеси, °С

Коэффициент К

140 - 120

0,6

120 - 100

1,0

100 - 80

1,8

Определение расчетного числа проходов в зависимости от типа катка и температуры смеси приведено в приложении 1.

1.7. Температура асфальтобетонных смесей при выпуске из смесителя на АБЗ при применении битума марок БНД-90/130, БНД-60/90, БНД-40/60 должна составлять 140 - 160 °С без добавок ПАВ и 120 - 140 °С с добавками ПАВ.

1.8. Температура смеси в зависимости от толщины укладываемого слоя может быть определена по формулам:

                                                  (3)

при ТB > 12°; Toc > 12° и Н < 8 см;

                                                 (4)

при ТB < 10°; Toc < 10° и Н < 8 см;

                                                   (6)

при любых ТB и Toc и Н > 12 см,

где Тt - температура смеси по прошествии времени, ч;

ТH, ТB, Toc - соответственно температура смеси начальная, воздуха, основания;

Н - толщина уплотняемого слоя в плотном теле;

К1, К2 - коэффициенты, определяемые в зависимости от времени t и скорости ветра V, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Время t, ч

Скорость ветра V, м/с

Значения коэффициентов

K1

К2

при толщине уплотняемого слоя, см

5

15

20

1

6

0,34

0,70

0,76

3 - 5

0,39

0,73

0,79

3

0,47

0,77

0,89

2

6

0,17

0,55

0,64

3 - 5

0,22

0,60

0,69

3

0,32

0,68

0,76

3

6

0,09

0,44

0,55

3 - 5

0,14

0,51

0,61

3

0,23

0,61

0,70

1.9. Типы конструкций дорожных одежд с основаниями из битумоминеральных смесей для дорог I - IV категорий приведены на рис. 1.

Рис. 1. Типы конструкций дорожных одежд с основаниями из битумоминеральных смесей для дорог I - IV категорий:

1 - асфальтобетон плотный; 2 - асфальтобетон пористый; 3 - битумоминеральное основание; 4 - щебень или гравий; 5 - поверхностная обработка

1.10. В тех случаях, когда основание из битумоминеральной смеси укладывают на песчаный подстилающий слой, между ними следует предусматривать промежуточный, так называемый технологический слой, который предназначается для пропуска асфальтоукладчика.

Технологический слой устраивают из битумоминеральной или щебеночной смеси. Его толщина составляет 3 - 5 см (в зависимости от проходимости асфальтоукладчика).

1.11. Толщину слоев дорожной одежды уточняют расчетом в соответствии с «Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-72.