CC BY
59
УДК 625.084
АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УПЛОТНЕНИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ГОРЯЧИХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
А.Ф. Зубков
Кафедра «Городское строительство и автомобильные дороги», ТГТУ
Представлена профессором В.И. Леденевым и членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым
Ключевые слова и фразы: асфальтобетонная смесь; дорожное покрытие; продолжительность строительства.
Аннотация: Представлен анализ технологических процессов укладки и уплотнения дорожных покрытий из горячих асфальтобетонных смесей. Отмечается необходимость уточнения параметров машин с учетом продолжительности выполнения операций укладки и уплотнения смесей.
Строительство дорожных покрытий из горячих асфальтобетонных смесей ведется комплектом машин, состоящим из асфальтоукладчика и уплотняющих машин, параметры которых зависят от заданной производительности строительства, условий производства работ и применяемого материала. С учетом поточности строительства дорожных покрытий из горячих смесей эффективность работы комплекта машин зависит от результатов совместной работы, при которой каждая машина (асфальтоукладчик, каток) выполняет свои функции в заданных температурных интервалах и создает фронт работы для других машин.
Продолжительность выполнения отдельных операций (укладка и уплотнение слоя смеси определенным типом катка) зависит от конкретных условий строительства и применяемого материала. Асфальтобетонная смесь относится к дорожно-строительному материалу, свойства которого зависят от его температуры. Достичь требуемых показателей качества строительства покрытия можно при условии, что поставляемая смесь будет производиться в определенных температурных интервалах, зависящих от свойств материала, которым должны соответствовать параметры применяемых машин.
В частности, качество строительства покрытия зависит от температурных и технологических режимов укладки и уплотнения слоя, к которым относятся рабочие скорости передвижения машин, число проходов катков по одному следу и соответствие параметров машин свойствам материала. Для обеспечения заданного числа проходов с соответствующими скоростями необходимо время, в течение которого асфальтобетонная смесь находится в заданном температурном интервале. Поэтому параметры машин должны быть взаимоувязаны между собой как по продолжительности выполнения операций, так и по температурным режимам.
Анализ рекомендаций по выбору уплотняющих машин при строительстве покрытий из горячих асфальтобетонных покрытий показал, что существует несколько методов разработок технологических схем уплотнения. Согласно реко-
мендациям по выбору параметров катков в основу положены температурные интервалы в зависимости от типа смеси [1, 2]. Рекомендуемый температурный интервал укладки смесей составляет 15...20 °С независимо от типа смеси. На предварительной стадии уплотнения (легкий каток) температурный интервал составляет 15.20 °С, за исключением смеси типа В (20.25 °С). Промежуточный этап (основной), на котором происходит формирование микроструктурных связей асфальтобетона, в зависимости от типа смеси, составляет 15.25 °С. Для смесей типа А и смесей с содержанием щебня свыше 60 %, за счет повышенной жесткости смесей, температурный интервал составляет 25.30 °С. На заключительной стадии уплотнения покрытия температурный интервал составляет 15.20 °С [1].
Выбор уплотняющих машин по температурному интервалу приводит к неравномерности времени уплотнения захватки катками разного типа (легкий, средний, тяжелый). Обеспечение непрерывности производства работ возможно при одинаковой длине захватки укладки и уплотнения смеси, одном и том же времени работы машин с одинаковыми скоростными режимами, или использовании разных скоростных режимов при разном времени работы уплотняющих машин в заданных температурных интервалах смеси. Поэтому для увязки режимов работы машин по строительству покрытий при заданных температурных интервалах необходимо знать возможное время работы машин с учетом свойств смеси, условий строительства и применяемых машин.
В зависимости от параметров применяемого асфальтоукладчика и режимов его работы, а также температуры укладываемой смеси, величина коэффициента уплотнения Ку, достигаемая в процессе укладки и предварительном уплотнении смеси, колеблется в широких пределах, что также влияет на выбор типа и параметры применяемых катков, а следовательно, и на технологическую схему производства работ по строительству покрытий [3].
На основании полученных экспериментальных данных по уплотнению асфальтобетонных смесей В.Б. Пермяковым получены численные значения Ку на разных этапах уплотнения с учетом температуры и типа смеси, а также соответствующих ему контактных напряжений под вальцом катка, что позволяет осуществлять выбор параметров уплотняющих машин по силовому фактору при соответствующих температурах смеси. Согласно предложенным рациональным значениям температуры и соответствующим значениям Ку, разница в температурных интервалах в зависимости от типа смеси (А, В) составляет: на начальном этапе (легкий каток) - 20. 15 °С, на промежуточном этапе - 30.35 °С и заключительном -35.15 °С.
Следует заметить, что предложенные температурные интервалы для типов смесей (А, В) не учитывают марку вяжущего, которая имеет разные температурные границы эффективного уплотнения для одного и того же типа смеси [4]. Для повышения эффективности работы уплотняющих машин необходимо увязать скоростные режимы асфальтоукладчика и катков, что возможно только с учетом времени их работы в заданных интервалах температур.
Производительность комплекта машин при строительстве покрытий из горячих асфальтобетонных смесей определяется производительностью асфальтоукладчика и для обеспечения непрерывности выполнения работ принимается равенство длины захваток при укладке асфальтоукладчиком и уплотнения катком определенного типа, при условии обеспечения заданного числа проходов катка по одному следу в ограниченных рамках времени, определяемых температурными границами смеси [5]. Такой подход к разработке технологических схем строительства покрытий позволяет обеспечить поточность строительства при условии определения времени работы асфальтоукладчика и катка в заданных температурных границах. Однако рекомендуемое время работы асфальтоукладчика (1/6 от време-
ни остывания слоя смеси при работе за укладчиком легкого, среднего и тяжелого катков и 1/4 при работе среднего и тяжелого катков) требует уточнения, поскольку интенсивность охлаждения слоя смеси при укладке и уплотнении протекают по разным законам нестационарных теплопередач и зависят от многих факторов.
Проведенные исследования показали, что продолжительность укладки смесей и их уплотнение зависят от свойств смеси, применяемого оборудования, производственных и погодных условий и могут значительно отличаться между собой, что необходимо учитывать при разработке технологических схем строительства.
Уплотняющая способность катка оценивается конструктивными параметрами машины и зависит от силового воздействия вальцов на уплотняемый материал. Однако принимаемый динамический показатель силового воздействия вальца (при вибрации) требует уточнения [5]. Установлено, что при относительной возмущающей силе, равной единице (Р/О, где Р - возмущающая сила вибратора вальца, кН; О - весовая нагрузка вальца, кН), уплотняющая способность вибрационного катка выше, чем статического. Из принимаемого соотношения следует, что при Р/О = 1 уплотняющая способность статического и вибрационного катков одинаковы, что не подтверждается исследованиями и практикой применения вибрационных катков [6] .
На основании проведенного анализа можно сделать следующие выводы.
1. Существующие методы разработки технологических схем строительства дорожных покрытий из горячих асфальтобетонных смесей не полностью учитывают факторы, влияющие на качество покрытия и эффективность применяемых машин.
2. С учетом поточности производства каждая машина (асфальтоукладчик, каток) должны обеспечивать требуемые качества строительства на захватке за определенное время в соответствующих температурных интервалах, зависящих от производственных, погодных условий и применяемых машин.
3. Применяемые методы разработки технологических процессов требуют уточнения.
Список литературы
1. Васильев, А.П. Строительство и реконструкция автомобильных дорог : энциклопедия / А.П. Васильев и др. - М. : Информавтодор, 2005. - Т. 1. - 207 с.
2. Ищенко, И.С. Технология устройства и ремонта асфальтобетонных покрытий / И.С. Ищенко, Т.Н. Калашникова, Д. А. Семенов. - М. : Аир-АРТ, 2001. -158 с.
3. Пермяков, В.Б. Эффективность уплотнения асфальтобетонных смесей в дорожных покрытиях / В.Б. Пермяков // Строительные материалы. - 2005, № 10. -С. 8-9.
4. Гезенцвей, Л.Б. Дорожный асфальтобетон / Л.Б. Гезенцвей и др. ; под ред. Л.Б. Гезенцвея. - 2 изд. - М. : Транспорт, 1985. - С. 237-239.
5. Апарцев, А.З. Технологические схемы и правила укладки и уплотнения горячих многощебенистых асфальтобетонных смесей при устройстве покрытий автомобильных дорог / А.З. Апарцев, Н.Н. Беляев, М.П. Костельов. - СПб. : Павловск, 1966. - 51 с.
6. Зубков, А.Ф. Сопоставление параметров вибрационных и статических катков для уплотнения асфальтобетонных смесей. Труды СоюздорНИИ. / А.Ф. Зубков, Я.Н. Хархута. — М., 1975. - Вып. 84. - С. 179-182.
Analysis of Methods of Production Development of Hot-Mixed Asphalt Covering Compaction
A.F. Zubkov
Department “Construction Engineering and Highways ”, TSTU
Key words and phrases: construction duration; hot-mixed asphalt; roadway covering.
Abstract: Analysis of the processes of placement and compaction of hot-mixed asphalt roadway covering is presented. The necessity for specification of machines parameters in terms of duration of mixture placement and compaction is stated.
Analyse der Methoden der Erarbeitung der technologischen Prozesse der Verdichtung der StraBendeckungen aus den heiBen Asphaltbetonmischungen
Zusammenfassung: Es ist die Analyse der technologischen Prozesse des Verlegens und der Verdichtung der StraBendeckungen aus den heiflen Asphaltbetonmischungen vorgestellt. Es wird die Notwendigkeit der Prazisierung der Parameter der Maschinen unter Berucksichtigung der Dauer der Erfullung der Operationen des Verlegens und der Verdichtung der Mischungen betont.
Analyse des methodes d’elaboration des processus technologiques du compactage des revetements des routes a partir des melanges chaudes en beton asphaltique
Resume: Est presentee une analyse des processus technologiques de la pose et du compactage des revetements des routes a partir des melanges chaudes en beton asphaltique. Est notee la necessite de la precision des parametres des machines compte tenu de la duree de l’execution des operations de la pose et du compactage des melanges.
