RU2505639C1 - Method for construction of asphalt concrete pavement - Google Patents
Method for construction of asphalt concrete pavement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505639C1 RU2505639C1 RU2012132859/03A RU2012132859A RU2505639C1 RU 2505639 C1 RU2505639 C1 RU 2505639C1 RU 2012132859/03 A RU2012132859/03 A RU 2012132859/03A RU 2012132859 A RU2012132859 A RU 2012132859A RU 2505639 C1 RU2505639 C1 RU 2505639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- asphalt
- crushed stone
- asphalt concrete
- layer
- bitumen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при устройстве конструкций верхних слоев автомобильных дорог высоких категорий и взлетно-посадочных полос аэродромов, а также для асфальтобетонных покрытий на мостах и путепроводах во всех климатических зонах.The invention relates to the field of road construction and can be used in the construction of structures of the upper layers of high roads of high categories and runways of airfields, as well as for asphalt concrete pavements on bridges and overpasses in all climatic zones.
Устройство асфальтобетонных покрытий выполняется в соответствии с действующими нормативными актами и определяется проектом в зависимости от категории дорог. Типовая дорожная конструкция формируется последовательной укладкой на уплотненное и подготовленное земляное полотно песчаного дренирующего слоя, на который укладываются слои дорожного основания и покрытия. Асфальтобетонное покрытие представляет собой верхнюю часть дорожной конструкции, состоящую из одного или нескольких слоев, уложенных на подготовленное дорожное основание. Покрытие получают путем укладки асфальтобетонной смеси на подготовленное основание с дальнейшим уплотнением в соответствии с техническими рекомендациями TP 103-07 [TP 103-07. Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона].The installation of asphalt concrete pavements is carried out in accordance with applicable regulations and is determined by the project depending on the category of roads. A typical road structure is formed by sequential laying on a compacted and prepared subgrade of a sandy drainage layer, on which the layers of the road base and pavement are laid. Asphalt concrete pavement is the top of the road structure, consisting of one or more layers laid on a prepared road base. The coating is obtained by laying the asphalt mixture on the prepared base with further compaction in accordance with the technical recommendations TP 103-07 [TP 103-07. Technical recommendations for the construction of road structures using asphalt concrete].
Толщина асфальтобетонного покрытия, укладываемого в один слой, составляет 3-6 см. Покрытия большей толщины обычно укладывают в 2-3 слоя асфальтобетонной смесью с раздельным уплотнением каждого из слоев. При этом толщина верхнего слоя принимается в пределах 3-5 см, а толщина каждого из нижних слоев асфальтобетонного покрытия составляет 4-8 см. Тонкослойные покрытия толщиной 1,5-2,5 см устраивают обычно из асфальтобетонных смесей специального состава для обеспечения шероховатости поверхности.The thickness of the asphalt concrete coating laid in one layer is 3-6 cm. Coatings of larger thickness are usually laid in 2-3 layers with an asphalt concrete mixture with separate compaction of each of the layers. The thickness of the upper layer is taken within 3-5 cm, and the thickness of each of the lower layers of the asphalt concrete pavement is 4-8 cm. Thin-layer coatings with a thickness of 1.5-2.5 cm are usually made of asphalt mixtures of a special composition to ensure surface roughness.
Для нижних слоев покрытия преимущественно применяют пористый асфальтобетон, а для верхнего слоя покрытия марку горячего, теплого и холодного асфальтобетонов, марку битума и тип гранулометрии выбирают в зависимости от категории дороги и климатических условий района строительства. Верхний слой асфальтобетона является наиболее ответственным элементом дорожного покрытия, непосредственно воспринимающим нагрузки от движущихся транспортных средств. Именно этот слой должен обеспечивать надежное сцепление колес автомобиля с дорожным покрытием. Верхний слой асфальтобетонного покрытия в большей мере, чем остальные слои, подвержен воздействию климатических условий. Покрытие должно быть прочным, ровным, шероховатым, противостоять пластическим деформациям при высоких положительных температурах, быть трещиностойким и хорошо сопротивляться износу - оно должно обеспечивать необходимые эксплуатационные качества проезжей части. В соответствии с этим к нему предъявляются наиболее жесткие требования.For the lower layers of the coating, porous asphalt concrete is mainly used, and for the upper coating layer, the brand of hot, warm and cold asphalt concrete, the grade of bitumen and the type of granulometry are selected depending on the category of road and climatic conditions of the construction area. The top layer of asphalt concrete is the most critical element of the road surface, directly perceiving the loads from moving vehicles. It is this layer that should provide reliable grip of the wheels of the car with the road surface. The top layer of asphalt concrete pavement is more susceptible to climatic conditions than other layers. The coating should be strong, even, rough, withstand plastic deformations at high positive temperatures, be crack resistant and resist wear well - it should provide the necessary operational qualities of the roadway. In accordance with this, the most stringent requirements are imposed on him.
Предлагаемое изобретение относится к способам устройства асфальтобетонного покрытия из асфальтобетонных смесей специального состава. Такие покрытия используются в следующих случаях:The present invention relates to methods for arranging asphalt concrete pavement of special composition asphalt mixtures. Such coatings are used in the following cases:
- при устройстве покрытий на дорогах с интенсивным движением и в сложных климатических условиях для обеспечения высокой прочности и долговечности асфальтобетонного покрытия, сокращения затрат на проведение ремонтных работ;- when paving on roads with heavy traffic and in difficult climatic conditions to ensure high strength and durability of asphalt concrete pavement, reducing the cost of repairs;
- при устройстве асфальтобетонных покрытий на мостах и путепроводах, когда к покрытиям предъявляют требования повышенной деформативности и водонепроницаемости при минимальном весе покрытия.- when installing asphalt concrete pavements on bridges and overpasses, when the requirements are imposed on the coatings for increased deformability and water resistance with a minimum weight of the coating.
Аналогом предлагаемого способа устройства асфальтобетонного покрытия может быть способ устройства верхнего слоя покрытия на основе щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА). В соответствии с ГОСТ 31015-2002 щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) - рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии. Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) - уплотненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь. Стабилизирующая добавка - вещество, оказывающее стабилизирующее влияние на ЩМАС и обеспечивающее устойчивость ее к расслаиванию.An analogue of the proposed method for the construction of an asphalt concrete coating can be a method for the device of an upper coating layer based on crushed stone-mastic asphalt concrete (ЩМА). In accordance with GOST 31015-2002 crushed stone and mastic asphalt concrete mix (ЩМАС) is a rationally selected mixture of mineral materials (crushed stone, sand from crushing screenings and mineral powder), road bitumen (with polymer or other additives or without them) and stabilizing additives taken in certain proportions and mixed in a heated state. Crushed stone mastic asphalt concrete (ЩМА) - compacted crushed stone and mastic asphalt concrete mixture. Stabilizing additive - a substance that has a stabilizing effect on the alkaline earth matter and ensures its resistance to delamination.
Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси (ЩМА), приготавливаемые в соответствии с ГОСТ 31015-2002, отличаются от традиционных асфальтобетонных смесей (ГОСТ 9128-2009) повышенным содержанием щебня (до 70-80% по массе). Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси относятся к горячим плотным смесям, приготавливаемым с обязательным введением стабилизирующих добавок типа волокон или полимеров для исключения стекания вяжущего при хранении смеси в накопительных бункерах или при транспортировании.Crushed stone and mastic asphalt mixes (ЩМА), prepared in accordance with GOST 31015-2002, differ from traditional asphalt mixes (GOST 9128-2009) with a high content of crushed stone (up to 70-80% by weight). Crushed stone and mastic asphalt mixtures are hot dense mixtures prepared with the obligatory introduction of stabilizing additives such as fibers or polymers to prevent binder from draining during storage of the mixture in storage bins or during transportation.
ЩМА рекомендуется использовать для устройства верхних слоев покрытий толщиной 3-6 см на автомобильных дорогах I-III категорий и на городских улицах во всех климатических зонах. Минимальная температура смеси при укладке должна быть не ниже 150°С. Использование щебеночно-мастичного асфальта в качестве верхнего слоя покрытия при надлежащем использовании и подборе состава смеси обеспечивает высокую устойчивость покрытия к образованию пластических деформаций в наиболее сложных эксплуатационных условиях. Остаточная пористость и водонасыщение ЩМА обеспечивают повышенную водостойкость таких покрытий. Высокое содержание дробленых зерен (щебня и песка) создает более высокую шероховатость покрытий в сравнении с традиционными асфальтобетонами.ShchMA is recommended to be used for the device of upper layers of coatings with a thickness of 3-6 cm on highways of I-III categories and on city streets in all climatic zones. The minimum temperature of the mixture during installation should be at least 150 ° C. The use of crushed stone and mastic asphalt as the top layer of the coating with proper use and selection of the composition of the mixture provides high resistance of the coating to the formation of plastic deformations in the most difficult operating conditions. Residual porosity and water saturation of alkali metal oxide provide increased water resistance of such coatings. The high content of crushed grains (crushed stone and sand) creates a higher roughness of the coatings in comparison with traditional asphalt concrete.
К недостаткам покрытий из щебеночно-мастичных смесей следует отнести жесткость требований, как к количественному составу смеси, так и свойствам отдельных ее компонентов. При приготовлении таких смесей необходимо точно выдерживать проектный состав смеси. Погрешность дозирования компонентов смеси не должна превышать для щебня ±2%, минерального порошка и битума ±1,5%, добавок волокон ±5% от массы каждого компонента. ЩМАС относятся к плотным асфальтобетонным смесям. Низкая остаточная пористость материала достигается путем тщательного подбора грануляционного состава смеси. При этом учитывается не только размер зерен минеральной части, но и их форма. Структура ЩМА формируется, в основном, за счет зерен щебня кубовидной формы. Содержание зерен другой формы строго ограничено.The disadvantages of coatings from crushed stone-mastic mixtures include the stringency of the requirements for both the quantitative composition of the mixture and the properties of its individual components. When preparing such mixtures, it is necessary to accurately maintain the design composition of the mixture. The dosage error of the components of the mixture should not exceed ± 2% for crushed stone, ± 1.5% for mineral powder and bitumen, and ± 5% of the weight of each component for fiber additives. SCHMAS are dense asphalt mixtures. Low residual porosity of the material is achieved by careful selection of the granulation composition of the mixture. This takes into account not only the grain size of the mineral part, but also their shape. The structure of alkaline alkaline grains is formed mainly due to grains of crushed stone of a cuboid shape. The content of grains of another form is strictly limited.
Не менее жесткие требования предъявляются к прочностным характеристикам каменных материалов в составе ЩМА. При этом возникает несоответствие требований к прочности щебня, используемого в смеси и прочности самого асфальтобетона. Прочность гранитного щебня в покрытии составляет 1000-1200 кг/см2, в то время как требования ГОСТ к самому покрытию лежат в пределах 20-25 кг/см2. Это обусловлено механизмом восприятия внешних нагрузок в покрытиях данного типа.No less stringent requirements are imposed on the strength characteristics of stone materials in the composition of the alkali metal alloy. In this case, there is a mismatch between the requirements for the strength of crushed stone used in the mixture and the strength of the asphalt concrete itself. The strength of crushed granite in the coating is 1000-1200 kg / cm 2 , while the requirements of GOST for the coating itself are in the range of 20-25 kg / cm 2 . This is due to the mechanism of perception of external loads in coatings of this type.
Каменный материал в таких покрытиях образует каркас, в котором каждая частица минеральной части смеси находится в непосредственном контакте с соседними. Устойчивость покрытий обеспечивается, в основном, за счет расклинивания крупных зерен щебня более мелкими фракциями. Каркас материала воспринимает внешнюю нагрузку и перераспределяет ее между частицами. С учетом того, что большая часть каменного каркаса состоит из частиц неправильной геометрической формы, в структуре материала возникает множество точечных контактов, в которых при восприятии внешней нагрузки формируются высокие удельные давления, приводящие к растрескиванию частиц каркаса.The stone material in such coatings forms a framework in which each particle of the mineral part of the mixture is in direct contact with neighboring ones. The stability of the coatings is ensured mainly due to the wedging of large grains of crushed stone into smaller fractions. The frame of the material perceives an external load and redistributes it between the particles. Given that most of the stone frame consists of particles of irregular geometric shape, many point contacts arise in the structure of the material, in which, when the external load is perceived, high specific pressures are formed, leading to cracking of the frame particles.
Из-за высокого содержания вяжущего в щебеночно-мастичном асфальте и полного обволакивания зерен щебня пленкой вяжущего, как правило, к моменту открытия дорожного движения не достигается достаточной шероховатости. Для получения шероховатой поверхности рекомендуется равномерная посыпка промытым высокопрочным щебнем крупностью 2-5 мм или смесью щебня с дробленым песком (1-4 кг/м2). Насыпаемый материал наносят на горячую поверхность. При более позднем нанесении материал не может проникнуть в поверхностный слой и при укатке разрушается.Due to the high content of binder in the gravel-mastic asphalt and the complete enveloping of grains of crushed stone with a binder film, as a rule, sufficient roughness is not achieved by the time traffic opens. To obtain a rough surface, it is recommended to evenly sprinkle with washed high-strength crushed stone with a particle size of 2-5 mm or a mixture of crushed stone with crushed sand (1-4 kg / m 2 ). The bulk material is applied to a hot surface. With later application, the material cannot penetrate the surface layer and collapses upon rolling.
Перечисленные проблемы являются серьезным препятствием для широкого использования данного способа устройства асфальтобетонного покрытия.These problems are a serious obstacle to the widespread use of this method of device asphalt concrete pavement.
Наиболее близким к предлагаемому способу устройства асфальтобетонного покрытия является способ устройства верхнего слоя покрытия из литого асфальтобетона [ТУ 5718-002-04000633-2006. Смеси асфальтобетонные литые и литой асфальтобетон], взятый в качестве прототипа. Для изготовления литых асфальтобетонных смесей используют полимербитумные вяжущие, резинобитумные вяжущие и другие типы модифицированных битумов с широким диапазоном пластичности, обеспечивающих повышенные трещиностойкость и сдвигоустойчивость покрытия.Closest to the proposed method for the construction of an asphalt concrete pavement is a method for the device of an upper coating layer of cast asphalt [TU 5718-002-04000633-2006. Mixtures of cast asphalt and cast asphalt] taken as a prototype. For the manufacture of cast asphalt mixes, polymer bitumen binders, rubber bitumen binders and other types of modified bitumen with a wide range of ductility, providing increased crack resistance and shear resistance of the coating, are used.
Покрытия из литого асфальтобетона устраивают на участках дорог, требующих по условиям эксплуатации повышенных показателей в части износостойкости, водонепроницаемости, деформационных и фрикционных свойств. Литые асфальтобетонные смеси применяют при устройстве и ремонте покрытий и слоев монолитных дорожных конструкций, проектируемых из условия работы асфальтобетонного покрытия как упругой плиты, лежащей на упругом основании. К таким видам покрытий относятся покрытия на мостах, эстакадах, путепроводах и т.д. В практике строительства покрытий на мостах используют литые асфальтобетонные смеси, приготавливаемые как на стандартных битумах, так и на полимербитумных вяжущих. Литые асфальтобетонные смеси укладывают в верхний слой покрытия толщиной в 4-5 см по предварительно уплотненному нижнему слою из уплотняемой горячей асфальтобетонной смеси [ВСН 60-97].Coatings from cast asphalt concrete are arranged on road sections that require increased performance in terms of wear resistance, water resistance, deformation and friction properties under operating conditions. Cast asphalt mixes are used in the device and repair of coatings and layers of monolithic road structures, designed from the working conditions of asphalt concrete pavement as an elastic plate lying on an elastic foundation. These types of coatings include coatings on bridges, overpasses, overpasses, etc. In the practice of building coatings on bridges, cast asphalt mixes are used, prepared both on standard bitumen and polymer bitumen binders. Cast asphalt mixes are placed in the top layer of the coating 4-5 cm thick along the previously compacted lower layer of compacted hot asphalt mix [VSN 60-97].
Для приготовления смесей применяют минеральные материалы: щебень из природного камня, получаемый дроблением горных пород, щебень из гравия и гравий. Требования к прочности каменных материалов менее жесткие, чем в ЩМА (прочность составляет не менее 1000 кг/см2). По форме зерен щебень должен быть кубовидной формы, содержать не более 1% пылевидных и глинистых частиц, без посторонних примесей. Содержание зерен слабых пород не должно превышать 5% по массе. Количество крупных фракций с размером частиц более 55 мм в зависимости от марки смеси составляет от 35 до 65%. Содержание асфальтовяжущего вещества в таких смесях достигает 30% при массовом соотношении битум/минеральный порошок от 0,35 до 0,75. Температура укладки литых асфальтобетонных смесей в зависимости от марки составляет 200-240°С. К месту производства работ готовая смесь ЛА транспортируется самоходными установками с котлом-термосом или бункером с обогревом и мешалкой.For the preparation of mixtures, mineral materials are used: crushed stone from natural stone obtained by crushing rocks, crushed stone from gravel and gravel. The requirements for the strength of stone materials are less stringent than in the ShchMA (strength is at least 1000 kg / cm 2 ). According to the shape of the grains, crushed stone should be cuboid in shape, contain no more than 1% of dusty and clay particles, without impurities. The content of grains of weak breeds should not exceed 5% by weight. The number of large fractions with a particle size of more than 55 mm, depending on the brand of the mixture, ranges from 35 to 65%. The content of asphalt binder in such mixtures reaches 30% with a mass ratio of bitumen / mineral powder from 0.35 to 0.75. The laying temperature of cast asphalt mixes, depending on the brand, is 200-240 ° C. The finished mixture of aircraft is transported to the place of work by self-propelled units with a thermos boiler or a bunker with heating and a stirrer.
Достоинством литых асфальтобетонных покрытий является тот факт, что после укладки не требуется их уплотнения из-за повышенного содержания асфальтового вяжущего вещества. Литые асфальтобетонные смеси (ЛА) относятся к горячим смесям и обладают хорошей текучестью, что исключает, в большинстве случаев, необходимость уплотнения. Другим важным достоинством литого асфальтобетона является практически нулевая пористость и водонасыщение, что обеспечивает высокую водостойкость покрытий, а также их высокую усталостную долговечность. Снижена жесткость требований к каменным материалам, т.к. литой асфальтобетон не образует каркасной структуры.The advantage of cast asphalt concrete pavement is the fact that after paving, their compaction is not required due to the increased content of asphalt binder. Cast asphalt mixes (LA) are hot mixes and have good fluidity, which eliminates, in most cases, the need for compaction. Another important advantage of cast asphalt is almost zero porosity and water saturation, which ensures high water resistance of the coatings, as well as their high fatigue life. The rigidity of requirements for stone materials has been reduced since cast asphalt does not form a frame structure.
К недостаткам асфальтобетонных покрытий этого типа относится более высокая восприимчивость к случайным колебаниям содержания минерального порошка и битума, что негативно отражается на показателях физико-механических свойств асфальтобетона. Опыт применения таких смесей показал, что в покрытиях, особенно на дорогах с тяжелым и интенсивным движением, образуются волны, сдвиги и другие пластические деформации. Особенно сильны такие проявления при высоких внешних температурах. Литые асфальтобетонные смеси склонны к сегрегации, в результате которой происходит расслоение материала в слое дорожного покрытия. Частицы крупных фракций смеси оседают на дно, а в верхней части слоя выделяется асфальтовяжущее, прочностные характеристики которого определяются, в основном, свойствами используемого битума. Содержание минерального порошка и битума в асфальтовяжущем таково, что значительная часть битума находится в объемном состоянии, снижая прочностные показатели материала. Прочность литого асфальтобетона нормируется только при температуре 50°С и составляет 7-10 кг/см2. Применение высоких температур при производстве асфальтобетонной смеси и ее укладке создает серьезные проблемы при транспортировании материала к месту использования и требует специального оборудования. Производство работ по устройству дорожных покрытий с использованием литого асфальтобетона требует большого опыта и необходимого производственного навыка.The disadvantages of asphalt concrete pavements of this type include a higher susceptibility to random fluctuations in the content of mineral powder and bitumen, which negatively affects the physical and mechanical properties of asphalt concrete. The experience of using such mixtures has shown that in coatings, especially on roads with heavy and heavy traffic, waves, shears and other plastic deformations are formed. Such manifestations are especially strong at high external temperatures. Cast asphalt mixes are prone to segregation, as a result of which the material is stratified in the pavement layer. Particles of large fractions of the mixture settle to the bottom, and asphalt binder is released in the upper part of the layer, the strength characteristics of which are determined mainly by the properties of the bitumen used. The content of mineral powder and bitumen in the asphalt binder is such that a significant part of the bitumen is in a bulk state, reducing the strength characteristics of the material. The strength of the cast asphalt is normalized only at a temperature of 50 ° C and is 7-10 kg / cm 2 . The use of high temperatures in the production of asphalt concrete mix and its laying creates serious problems in transporting the material to the place of use and requires special equipment. The production of works on the device of pavements using cast asphalt requires a lot of experience and the necessary production skill.
Шероховатость поверхности литых асфальтобетонных покрытий недостаточна, чтобы обеспечить высокое сцепление с колесами автомобилей, исходя из условий безопасности движения. Для обеспечения необходимого сцепления используют поверхностную обработку. В этом случае поверхность покрытия обрабатывают черным щебнем фракции (10-15 мм) с прикаткой его через 10-15 мин после укладки легким катком массой 3 т. Такая поверхностная обработка носит название способа втапливания щебня [ВСН 38-90. Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью]. Применяемый щебень должен быть предварительно обработан органическим вяжущим (черный щебень). Норма расхода щебня для втапливания в литое асфальтобетонное покрытие определяется размером его частиц и составляет 7-10 кг/м2. Использование для поверхностной обработки более мелкого щебня могло бы снизить его расход и повысить его фрикционные качества. Однако низкая прочность материала и его плавающая структура не позволяют сделать этого. Мелкие частицы щебня под действием нагрузок утопают в слое асфальтобетона, снижая его сцепление с колесами автомобиля.The surface roughness of the cast asphalt pavement is insufficient to provide high adhesion to the wheels of cars, based on traffic safety conditions. Surface finish is used to provide the necessary grip. In this case, the surface of the coating is treated with black gravel fractions (10-15 mm) with rolling it in 10-15 minutes after laying with a light roller weighing 3 tons. This surface treatment is called the method of embedding crushed stone [VSN 38-90. Technical guidelines for the construction of pavements with a rough surface]. The crushed stone used must be pre-treated with an organic binder (black crushed stone). The consumption rate of crushed stone for incorporation into a cast asphalt concrete coating is determined by the size of its particles and is 7-10 kg / m 2 . The use of finer gravel for surface treatment could reduce its consumption and increase its frictional qualities. However, the low strength of the material and its floating structure do not allow this. Small particles of crushed stone are buried under the influence of loads in the layer of asphalt concrete, reducing its adhesion to the wheels of the car.
Кроме этого, возникают проблемы при обработке щебня органическим вяжущим. Каждая частица щебня при поверхностной обработке должна быть смочена битумом по всей поверхности с обеспечением надежного сцепления связующего с каменным материалом. Препятствием к достижению этого является наличие пылевидных частиц на поверхности щебня. В связи с этим щебень перед обработкой битумом промывают и просушивают.In addition, problems arise when processing crushed stone with an organic binder. Each particle of crushed stone during surface treatment should be moistened with bitumen over the entire surface to ensure reliable adhesion of the binder to the stone material. An obstacle to this is the presence of dust particles on the surface of the gravel. In this regard, gravel is washed and dried before treatment with bitumen.
Задачей изобретения является разработка способа устройства верхнего слоя асфальтобетонного покрытия, обладающего повышенными эксплуатационными показателями, необходимыми для устройства покрытий на дорогах с интенсивным движением и в сложных климатических условиях, а также устройстве асфальтобетонных покрытий на мостах и путепроводах, когда к покрытиям предъявляют требования повышенной деформативности и водонепроницаемости при минимальном весе покрытия. Одновременно с этим достигается снижение затрат на производство и эксплуатацию дорожного покрытия.The objective of the invention is to develop a method for the installation of the top layer of asphalt concrete pavement with improved performance indices necessary for the installation of coatings on roads with heavy traffic and in difficult climatic conditions, as well as the installation of asphalt concrete coatings on bridges and overpasses, when the requirements for increased deformability and waterproofness are imposed on the coatings. with a minimum coating weight. At the same time, a reduction in the cost of production and operation of the road surface is achieved.
Поставленная задача решается тем, что верхний слой покрытия толщиной 1,5-3 см формируют из гранулированного асфальтовяжущего материала, полученного способом окатывания, с содержанием битума не более 15%, а для поверхностной обработки используют предварительно подготовленный щебень с размером частиц 3-5 мм, на поверхность которого нанесен слой асфальтовяжущего, полученного методом окатывания, при этом количество асфальтовяжущего в оболочке составляет 5-10% от массы щебня, расход щебня не более 5 кг/м2, а втапливание щебня производят после остывания уложенного слоя до температуры 80°С.The problem is solved in that the top layer of the coating with a thickness of 1.5-3 cm is formed from granular asphalt-binding material obtained by the pelletizing method, with a bitumen content of not more than 15%, and for surface treatment using pre-prepared crushed stone with a particle size of 3-5 mm, on the surface of which a layer asfaltovyazhuschego obtained by pelletization, with the number asfaltovyazhuschego in the shell is 5-10% by weight of rubble, rubble consumption not more than 5 kg / m 2, and vtaplivanie rubble produced after the stop Bani-laid layer to a temperature of 80 ° C.
Основу асфальтобетонного покрытия, выполненного в соответствии с предлагаемым способом, представляет материал, полученный по способу получения асфальтобетонной смеси [Патент РФ №2182136, 10.05.2002]. Этот материал является гранулированным асфальтовяжущим, полученным из смеси минерального порошка и битума методом гранулирования окатыванием. Применение метода окатывания при получении гранул позволяет получить однородную структуру асфальтовяжущего с равномерным распределением битума в массе минерального порошка при минимальном содержании битума. Кроме того, обеспечивается упорядоченное расположение зерен минерального порошка в структуре асфальтовяжущего с созданием битумных пленок наноразмеров, обеспечивающих существенное повышение прочностных показателей смеси. Высокая пластичность гранул в разогретом состоянии позволяет получить практически монолитные образцы асфальтобетона с минимальным водопоглощением и значением коэффициента водостойкости превышающем единицу.The basis of the asphalt concrete coating made in accordance with the proposed method is the material obtained by the method for producing the asphalt concrete mixture [RF Patent No. 2182136, 05/10/2002]. This material is a granular asphalt binder obtained from a mixture of mineral powder and bitumen by pelletizing by pelletizing. The application of the pelletizing method for producing granules allows to obtain a homogeneous asphalt binder structure with a uniform distribution of bitumen in the mass of mineral powder with a minimum bitumen content. In addition, an ordered arrangement of the grains of the mineral powder in the structure of the asphalt binder is ensured with the creation of bitumen films of nanoscale, providing a significant increase in the strength characteristics of the mixture. The high plasticity of the granules in the preheated state makes it possible to obtain practically monolithic samples of asphalt concrete with minimal water absorption and a water resistance coefficient exceeding unity.
Гранулированное асфальтовяжущее по способу [Патент РФ №2182136, 10.05.2002] используется по прямому назначению, т.е. вводится в разогретую асфальтобетонную смесь, осуществляя сцепление между частицами минеральной части. При таком применении перечисленные достоинства асфальтовяжущего материала не могут быть в полной мере реализованы. В литературных источниках указывается, что композиционный материал, структура которого упорядочена, а количество связующего минимально, близок к идеальному композиту. На это указывается в работах создателя нового научного направления физико-химической механики академика П.А. Ребиндера [Ребиндер П.А.. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Ч. Физико-химическая механика. - М.: Наука, 1979. - 469 с]. В работах Л.Б. Гезенцвей [Гезенцвей Л.Б. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов. - М.: Изд-во по строительству, 1971. - 255 с.] отмечается, что существует оптимальное соотношение содержаний минерального порошка и битума в бинарной системе, при котором наблюдается резкое повышение прочностных характеристик системы. По данным Л.Б. Гезенцвей это соотношение составляет 87% и 13% и минерального порошка и битума в весовых долях.Granular asphalt binder according to the method of [RF Patent No. 2182136, 05/10/2002] is used for its intended purpose, i.e. is introduced into the heated asphalt mixture, carrying out adhesion between the particles of the mineral part. With such an application, the listed advantages of asphalt-binding material cannot be fully realized. Literary sources indicate that a composite material whose structure is ordered and the amount of binder is minimal is close to an ideal composite. This is indicated in the works of the creator of a new scientific field of physico-chemical mechanics, Academician P.A. Rebinder [Rebinder P.A .. Selected Works. Surface phenomena in disperse systems. C. Physico-chemical mechanics. - M .: Nauka, 1979. - 469 s]. In the works of L.B. Gesentzwei [Gesenzvey LB Asphalt concrete from activated mineral materials. - M .: Publishing House for Construction, 1971. - 255 pp.] It is noted that there is an optimal ratio of the contents of mineral powder and bitumen in the binary system, in which there is a sharp increase in the strength characteristics of the system. According to L.B. Gesenzwei this ratio is 87% and 13% of mineral powder and bitumen in weight fractions.
Пример I осуществления способа.Example I of the method.
Проводилось формование образцов асфальтобетона из гранулированного асфальтовяжущего на основе доломитовой муки с содержанием битума БНД 60-90 13,6%. Результаты испытаний образцов асфальтобетона приведены в таблице I.Samples of asphalt concrete were formed from granular asphalt binder based on dolomite flour with a BND bitumen content of 60-90 13.6%. The test results of samples of asphalt concrete are given in table I.
Приведенные в таблице данные показывают существенное превышение практически всех показателей свойств асфальтобетона из гранулированного асфальтовяжущего требований ГОСТ и ТУ. Единственным показателем, по которому материал уступает ЩМА, является коэффициент внутреннего трения. Этот результат вполне очевиден с учетом строения структуры сравниваемых материалов. ЩМА имеет каркасную структуру, сформированную из крупных частиц щебня, что обусловливает высокое значение коэффициента внутреннего трения. Гранулированное асфальтовяжущее не содержит щебня, но сдвигоустойчивость материала обеспечивается высоким значением сцепления при сдвиге.The data presented in the table show a significant excess of almost all indicators of the properties of asphalt concrete from granular asphalt binding requirements of GOST and TU. The only indicator by which the material is inferior to alkali-ferrous alloys is the coefficient of internal friction. This result is quite obvious given the structure of the structure of the compared materials. The ALA has a skeleton structure formed of large gravel particles, which leads to a high value of the coefficient of internal friction. Granular asphalt binder does not contain crushed stone, but the shear resistance of the material is ensured by the high shear adhesion.
Приведенные данные объясняются особенностью строения гранулированного асфальтовяжущего, полученного методом окатывания. При равномерном распределении битума в массе материала в структуре формируются битумные пленки с толщинами наноразмеров. Это способствует проявлению наноэффекта структурирования системы, приводящего к резкому повышению связей между частицами порошка и прочности материала. В литом асфальтобетоне этот эффект не проявляется, несмотря на достаточно высокое содержание асфальтовяжущего в материале. Соотношение битум/минеральный порошок в этом материале далеко от оптимального, в связи с чем, асфальтовяжущее обладает свойствами битума, который размягчается при повышении температуры, а слой покрытия образует наплывы и волны от движущегося транспорта.The data given are explained by the structural features of the granular asphalt binder obtained by the pelletizing method. With a uniform distribution of bitumen in the mass of material, bitumen films with nanoscale thicknesses are formed in the structure. This contributes to the manifestation of the nano-effect of system structuring, leading to a sharp increase in the bonds between the powder particles and the strength of the material. In cast asphalt concrete this effect is not manifested, despite the rather high content of asphalt binder in the material. The ratio of bitumen / mineral powder in this material is far from optimal, and therefore, the asphalt binder has the properties of bitumen, which softens with increasing temperature, and the coating layer forms inflows and waves from moving vehicles.
Кроме этого, прочность структуры обеспечивается механизмом восприятия внешних нагрузок, принципиально отличающимся от распределения нагрузки остовом покрытия в многощебенистых материалах. Гранулированное асфальтовяжущее представляет собой практически однородный материал, в связи с чем, внешняя нагрузка распределяется равномерно по площади контакта дорожного покрытия и колес автомобиля, снижая удельные давления и требования к прочности частиц минеральной части материала.In addition, the strength of the structure is ensured by the mechanism of perception of external loads, which is fundamentally different from the load distribution of the coating core in multi-grained materials. Granular asphalt binder is a practically homogeneous material, and therefore, the external load is distributed evenly over the contact area of the road surface and the wheels of the car, reducing specific pressures and particle strength requirements of the mineral part of the material.
Резкое повышение прочностных характеристик гранулированного асфальтовяжущего позволяет снизить толщину верхнего слоя асфальтобетонного покрытия до значений 1,5-3 см с гарантированным обеспечением прочности покрытия и одновременным снижением материалоемкости слоя. Уменьшение толщины слоя приводит к снижению растягивающих напряжений, возникающих при деформации изгиба. Известно, что асфальтобетон, как многие строительные материалы, хорошо работает на сжатие и гораздо хуже на растяжение. Таким образом, комплексное использование процедур, приведенных в отличительной части формулы изобретения, обеспечивает прочностные характеристики асфальтобетонного покрытия.A sharp increase in the strength characteristics of granular asphalt binder allows to reduce the thickness of the upper layer of asphalt concrete coating to values of 1.5-3 cm with guaranteed ensuring the strength of the coating and at the same time reducing the material consumption of the layer. A decrease in the layer thickness leads to a decrease in tensile stresses arising from bending deformation. It is known that asphalt concrete, like many building materials, works well in compression and is much worse in tension. Thus, the integrated use of the procedures described in the characterizing part of the claims provides strength characteristics of asphalt concrete pavement.
Долговечность покрытия гарантируется минимальным водонасыщением материала по аналогии с литым асфальтобетоном. Известно, что асфальтобетонное покрытие наиболее подвержено разрушению в период оттепелей с чередующимися заморозками. Во время оттепели материал насыщается влагой, объем которой возрастает при замерзании, приводя к растрескиванию материала и его разрушению. Асфальтобетонное покрытие из гранулированного асфальтовяжущего, обладая минимальным водонасыщением, предотвращает реализацию такого механизма разрушения.The durability of the coating is guaranteed by the minimum water saturation of the material by analogy with cast asphalt concrete. It is known that asphalt concrete pavement is most susceptible to destruction during thaws with alternating frosts. During the thaw, the material is saturated with moisture, the volume of which increases with freezing, leading to cracking of the material and its destruction. The asphalt concrete pavement made of granular asphalt binder, having minimal water saturation, prevents the implementation of such a destruction mechanism.
Укладка гранулированного асфальтовяжущего слоем небольшой толщины на поверхность свежеуложенного нижнего слоя с дальнейшим уплотнением приводит к частичному вдавливанию гранул в тело нижнего слоя, гарантируя надежное сцепление верхнего и нижнего слоев покрытия. Это также способствует повышению прочностных характеристик покрытия в целом.Laying a granular asphalt binder with a small thickness on the surface of a freshly laid lower layer with further compaction leads to a partial indentation of the granules into the body of the lower layer, guaranteeing reliable adhesion of the upper and lower layers of the coating. It also helps to increase the strength characteristics of the coating as a whole.
Использование поверхностной обработки для обеспечения необходимого сцепления дорожного покрытия с колесами автомобиля традиционно используется при устройстве покрытий из мелкозернистых или песчаных смесей. При этом серьезной проблемой при смачивании щебня для поверхностной обработки битумом является недостаточное сцепление каменного материала и битума. Это часто приводит к вырыванию частиц щебня из дорожного покрытия, что ведет к созданию аварийных ситуаций. Причиной являются пылевидные частицы на поверхности каменного материала. В связи с этим на многих асфальтобетонных заводах щебень перед обработкой битумом предварительно промывают водой и далее высушивают и обрабатывают битумом.The use of surface treatment to ensure the necessary adhesion of the road surface with the wheels of the car is traditionally used in the construction of coatings of fine-grained or sand mixtures. At the same time, a serious problem when wetting crushed stone for surface treatment with bitumen is the insufficient adhesion of stone material and bitumen. This often leads to the tearing of gravel particles from the road surface, which leads to the creation of emergency situations. The reason is dusty particles on the surface of the stone material. In this regard, in many asphalt plants crushed stone before treatment with bitumen is pre-washed with water and then dried and treated with bitumen.
При создании на поверхности частиц щебня слоя асфальтовяжущего, нанесенного методом окатывания, сцепление частиц асфальтовяжущего с поверхностью щебня гарантируется тем, что при окатывании каждая частица щебня многократно взаимодействует с микрообъемами битума и гарантированно смачивается им. Оболочка асфальтовяжущего на поверхности щебенки обеспечивает надежное сцепление частицы с верхним слоем покрытия, предотвращая вылетание под действием колес автомобиля. Это позволяет снизить расход щебня на поверхностную обработку покрытия. Оптимальная шероховатость поверхности покрытия в соответствии с проведенными экспериментами достигается, когда обработанный щебень с температурой 80-100°С втапливается в дорожное полотно при температуре 80°С.When creating an asphalt binder layer deposited on the surface of crushed stone particles, adhesion of the asphalt binder particles to the crushed stone surface is guaranteed by the fact that during the rolling process, each crushed stone particle repeatedly interacts with microvolumes of bitumen and is guaranteed to be wetted by it. The asphalt binder shell on the surface of the gravel provides reliable adhesion of the particle to the top layer of the coating, preventing it from flying out under the influence of the wheels of the car. This reduces the consumption of crushed stone for surface treatment of the coating. The optimum roughness of the surface of the coating in accordance with the experiments is achieved when the treated gravel with a temperature of 80-100 ° C is embedded in the roadway at a temperature of 80 ° C.
Рассмотренные меры позволяют получить высокопрочное и долговечное асфальтобетонное покрытие с минимальным содержанием дорогостоящего высокопрочного гранитного щебня. Повышенное в сравнении с другими видами покрытий содержание битума компенсируется прочностными показателями материала, что позволяет уменьшать слой покрытия, снижая материалоемкость и облегчая конструкцию. Это позволяет использовать предлагаемое асфальтобетонное покрытие на мостах и путепроводах.The measures considered make it possible to obtain high-strength and durable asphalt concrete pavement with a minimum content of expensive high-strength granite crushed stone. The increased content of bitumen in comparison with other types of coatings is compensated by the strength characteristics of the material, which allows to reduce the coating layer, reducing material consumption and facilitating the design. This allows the use of the proposed asphalt concrete pavement on bridges and overpasses.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012132859/03A RU2505639C1 (en) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | Method for construction of asphalt concrete pavement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012132859/03A RU2505639C1 (en) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | Method for construction of asphalt concrete pavement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2505639C1 true RU2505639C1 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=49957729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012132859/03A RU2505639C1 (en) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | Method for construction of asphalt concrete pavement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2505639C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657576C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-06-14 | Акционерное Общество "Казанский Гипронииавиапром" | Road and aerodrome beds construction method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU844651A1 (en) * | 1979-07-09 | 1981-07-07 | Институт "Ниимосстрой" Главмосстроя | Paving construction method |
| SU1717688A1 (en) * | 1989-01-25 | 1992-03-07 | А.С.Фурманенко, Р.А.Шир, О.С.Сухенько и Е.В.Таранина | Method of making road paving |
| RU2182136C2 (en) * | 2000-03-06 | 2002-05-10 | Ярославский государственный технический университет | Method of asphalt concrete mixture producing |
| RU2228989C2 (en) * | 2002-07-17 | 2004-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Concreting method for road and airfield coverings |
-
2012
- 2012-07-31 RU RU2012132859/03A patent/RU2505639C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU844651A1 (en) * | 1979-07-09 | 1981-07-07 | Институт "Ниимосстрой" Главмосстроя | Paving construction method |
| SU1717688A1 (en) * | 1989-01-25 | 1992-03-07 | А.С.Фурманенко, Р.А.Шир, О.С.Сухенько и Е.В.Таранина | Method of making road paving |
| RU2182136C2 (en) * | 2000-03-06 | 2002-05-10 | Ярославский государственный технический университет | Method of asphalt concrete mixture producing |
| RU2228989C2 (en) * | 2002-07-17 | 2004-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Concreting method for road and airfield coverings |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТУ 5718-002-04000633-2006. Смеси асфальтобетонные литые и литой асфальтобетон. НИИМосстрой. 2007. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657576C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-06-14 | Акционерное Общество "Казанский Гипронииавиапром" | Road and aerodrome beds construction method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Harrington et al. | Guide for roller-compacted concrete pavements | |
| Blazejowski | Stone matrix asphalt: Theory and practice | |
| Dulaimi et al. | New developments with cold asphalt concrete binder course mixtures containing binary blended cementitious filler (BBCF) | |
| CN106587835B (en) | A kind of cold mixing formula Cement emulsified asphalt concrete and its method for paving | |
| CN102220736A (en) | Construction technology of ultrathin wearing layer | |
| KR101008185B1 (en) | Frost Protect Material and Method For Paving Road Using The Same | |
| Hainin et al. | The importance of stone mastic asphalt in construction | |
| AU2015203713A1 (en) | Sealed agglomerated base composition for a sub-base layer comprising a high proportion of larger aggregates | |
| Suescum-Morales et al. | Feasible use of colliery spoils as subbase layer for low-traffic roads | |
| Gashi et al. | A review of aggregate and asphalt mixture specific gravity measurements and their impacts on asphalt mix design properties and mix acceptance | |
| US7524136B2 (en) | Method and composition for enhancing the insulating properties of a trafficked surface | |
| TWM627596U (en) | Cold mix and cold paved asphalt mixture construction | |
| CN112267385B (en) | Paving method of steel bridge deck stiffening pouring type asphalt mixture | |
| KR20100012226A (en) | Recycling asphalt concrete using cold recycled asphalt pavement by hot mixing method with hot mixture asphlt | |
| CN203229873U (en) | Low-noise bituminous pavement structure for bridge deck pavement layer | |
| RU2505639C1 (en) | Method for construction of asphalt concrete pavement | |
| KR102044882B1 (en) | Road paving method | |
| CN114182595A (en) | Construction method of long-life asphalt road | |
| CN210151500U (en) | Combined base asphalt pavement structure | |
| CN112359666A (en) | Road capable of reducing vehicle sliding resistance and paving method thereof | |
| CN104947563A (en) | Construction technology of expressway capable of bearing operation of heavy trucks | |
| Aslantaş | A study on abrasion resistance of concrete paving blocks | |
| CN114059412B (en) | Road and construction method thereof | |
| Yao et al. | Functional Layer Materials of and Preventive Maintenance Materials of Pavement | |
| CN204491350U (en) | The road structure in automobile loading unloading facilities place |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150801 |