Коэффициент уплотнения асфальта при укладке: Какой коэффициент уплотнения асфальта при укладке – определение, понятие, характеристика, классификация, формула расчета и применение в промышленности

Какой коэффициент уплотнения асфальта при укладке

Виктор Санаев из Комсомольска-на-Амуре спрашивает:

Как рассчитать коэффициент уплотнения асфальта при укладке и на что влияет этот показатель? Как документируется такое испытание?

Ответ нашего специалиста:

Коэффициент уплотнения асфальта при укладке определяется опытным путем с помощью отбора проб готового покрытия. Регулируется проверка ГОСТом, потому и способы отбора должны быть задокументированы.

Определение параметра

Чтобы провести определение по нормам Государственного стандарта, необходимо брать образцы – керны – в трех местах покрытия в течение до трех дней при укладке горячего состава и до тридцати дней при работе с холодными материалами.

Технология определения по ГОСТу такая:

Технология укладки и уплотнения

• высушить образцы, пока масса не станет стабильной, охладить и взвесить;
• рассчитать фактическую плотность;
• затем нагреть пробы в термическом шкафу;
• измельчить их, распределить в форме и уплотнить на прессе с давлением 40 МПа, измерить высоту;
• по полученным данным вычислить плотность образцов и средний показатель;
• поделить фактическую плотность на стандартную – это и будет коэффициент уплотнения асфальта при укладке.

При работе с горячими составами уплотняют сперва вибрированием. Полученный параметр нужно сравнить со стандартным – если до стандарта он не дотягивает, значит, на испытуемом участке материал уплотнен недостаточно.

Требования к величине коэффициента

Полученный по пробам параметр сравнивают со значениями стандарта:

• от 0,96 для холодных составов;
• от 0,98 для горячей смеси – В;
• от 0,99 для горячего материала – А, Б.

Если вычисленное значение не соответствует данным стандартам, работы проведены некачественно и асфальтобетонная смесь слишком рыхлая в месте отбора пробы.

Порядок испытаний

Отбор керна проводится сверлением или вырубкой. В результате получаются круглые или прямоугольные части. Не отбирают с края дороги – следует отступить не меньше метра для установки керноотборника. В зависимости от типа смесей, часть асфальта, взятая на анализ, должна соответствовать определенным требованиям:

• песчаные смеси: диаметр керна – 5 см, масса вырубки – 1 кг;
• мелкозернистые – 7 см и 2 кг;
• крупнозернистые – 10 см и 6 кг.

Именно с такими параметрами разрешено проведение лабораторных испытаний без сомнений насчет их результативности и правдоподобности. Другие способы расчета коэффициента, тем более, самостоятельно считаются недействительными и проведенными с нарушениями технологической процедуры определения.

Видео: Плотномер асфальтобетона ПАБ

определение, понятие, характеристика, классификация, формула расчета и применение в промышленности

На качество дорожного покрытия в большой степени влияет метод укладки материала. Асфальтобетон всегда необходимо тщательно уплотнять. Иначе из-за его недостаточной плотности покрытие будет некачественным, и дорога начнет разрушаться сразу же после ремонта или постройки. В этом процессе нужно учитывать немало нюансов, в частности брать в расчет коэффициент уплотнения асфальтобетона.

Уплотнение

Уплотняют дорожный верхний слой уже на последнем этапе его укладки. Действенность этого процесса будет зависеть от производителя продукта, температуры, при которой производят кладку, доли битума, расчетов, в том числе от расчета коэффициента уплотнения асфальтобетона, и многих других факторов.

С трудом процедуре уплотнения подвергаются продукты, в которых отмечается высокое содержание дробленого песка. Но тем не менее процедура, даже с их использованием очень важна. Так, согласно статистическим данным, 50 % разрушений на дорогах было спровоцировано тем, что уплотнение асфальтобетона было выполнено неправильно, в недостаточной мере.

Особенности

В ходе осуществления данного процесса формируется структура дорожного покрытия, что ведет к его прочности. Влияние грамотного уплотнения асфальтобетона проявляется в следующих процессах:

• Твердые частицы материала сближаются, и он становится прочнее.
• Воздух выжимается и покрытие становится менее пористым, что в свою очередь приводит к повышению водо- и морозостойкости дорог.
• Умножается количество связей на единицу объема, что приводит к долговечности и надежности покрытия.
• Температурные свойства АБ улучшаются, и покрытие начинает в меньшей степени реагировать на нагревы либо охлаждения.

Методы

Способов осуществления данной манипуляции существует несколько. Применяют их, учитывая экономическую выгоду от всего мероприятия и объем работы.

Укаткой является перекатывание барабана либо пневматической шины. Выбор оборудования делают, беря во внимание остальные используемые агрегаты, особенности поверхности. В результате процедуры в слоях появляется остаточная деформация.

В процессе повышения плотности она уменьшается. В конечном итоге остаются крепкие слои без деформаций. Во время укатки уплотнение получается очень сильным. Оно при грамотном выполнении даже не допускает дополнительной усадки асфальтобетона после уплотнения при езде автомобилей.

Наилучшие результаты достигаются, если температура средств для проведения процедуры была выбрана оптимальная. Обычно нужно на 60 градусов больше температуры размягчения используемых вяжущих средств. Чаще всего хватает 105-120 °С. Осуществляют процедуру, используя особые асфальтоукладчики, предназначенные именно для работы с такой температурой.

Вибрирование является еще одним способом проведения укатки. При укладке данного типа поверхности сообщаются колебания, которые близки по частотам к ее. Для этого нужны специальные машины. Важно сразу брать коэффициент уплотнения асфальтобетона по ГОСТу.

Определение коэффициента

Чтобы испытать готовую дорожную поверхность, вырубают либо высверливают образцы в трех местах на участке площадью 700 метров квадратных. Пробы отбираются в течение 1-3 суток, если речь идет о горячей смеси, и 15-30 суток, если используют холодную. Характеристики образцов зависят от состава. В песчаном асфальтобетоне образец должен иметь размер не меньше 50 мм в диаметре и общую массу 1 кг. Если это мелкозернистый материал, то нужно использовать 70 мм и 2 кг. Крупнозернистый требует 100 мм и 6 кг.

Из образцов для опытов выбирают 3 пробы формы параллелепипеда. Длина стороны составляет 50-100 мм. Чтобы определить, какой коэффициент уплотнения асфальтобетона будет в данном случае, пользуются следующим алгоритмом:

1. Первым делом сушат образцы до постоянных масс, затем остужают и вывешивают на воздухе.
2. Затем высчитывают фактическую плотность.
3. Далее рассчитывают среднюю величину по 3 образцам.
4. Пробы с кернами греют в термических шкафах. Температура для этой процедуры определяется отдельно для каждого вида смеси.
5. Затем образцы измельчают, распределяя их по формам, уплотняют под прессом с давлением 40 МПа, далее измеряют высоту.
6. Пробы горячих смесей уплотняют вибрированием, а после доуплотняют под прессом.

Исходя из полученных данных, узнают плотность деформированных образцов. Высчитывают средние стандартные показатели. Коэффициенты уплотнения рассчитывают, деля фактическую плотность на стандартную. Если выясняется, что величина недостаточная, то считается, что расчет уплотнения асфальтобетона неверен: поверхность уплотнена плохо.

Значение

Нет особой надобности в том, чтобы расписывать значимость данного показателя. Определение коэффициента уплотнения асфальтобетона самым прямым образом сказывается на последующих характеристиках поверхности. Он применяется и в ремонте покрытий, и в их возведении.

На данный момент передовые технологии и формулы расчета коэффициента уплотнения асфальтобетона позволяют чаще всего выполнять задачу по обустройству дороги успешно. Покрытие получается ровным и достаточно плотным. Средние коэффициенты уплотнения асфальтобетона, к примеру, для Санкт-Петербурга за последние 5 лет составляли 0,98-0,99. Брак уплотнения редко превышал 3-5 %.

Перечень требований

Коэффициент уплотнения асфальтобетона должен соответствовать ряду требований. Среди них такие показатели:

• Более 0,98 – для холодных смесей.
• Более 0,98 – для горячих смесей типа В.
• Более 0,99 – для горячих смесей типа А и Б.

Важно и правильно использовать технологическую схему уплотнения дорожного покрытия.

Технологическая схема

Главное требование в процессе уплотнения – выполнять процедуру при максимально высокой температуре поверхности. Когда температура повышена до 100-140 °С, поверхность становится менее вязкой. Каток прикладывает касательные усилия, которые превышают сопротивление сдвигообразованию. Данный момент является наиболее удачным для грамотного повышения плотности.

Когда смесь охлаждается, битум становится более твердым. Усилий для повышения плотности нужно больше: к примеру, при температуре 70 °С число прохождений катком увеличивается втрое. На продление действия влияет и трение песка и камня, и уровень сцепления битума с камнем.

Когда применяются агрегаты с рабочими органами по уплотнению, то появляются возможности для уплотнения силами техники. Это ведет к созданию ровных слоев покрытия. Виды асфальтоукладчиков и усилия по предварительному уплотнению оказывают влияние на выбор вида катков. Обычно доуплотнение осуществляют с использованием легких катков в 5-6 т либо пневмошин.

На длительность процедуры влияет толщина слоя, его вид и погодные условия. Когда температура ниже 10 °С, процедуру осуществляют за пару минут.

Акт пробного уплотнения

Акты пробного уплотнения относятся к категориям производственно-технической документации во время дорожных работ. Составляют акты уже после того, как проводят исследования по определению значения коэффициента уплотнения асфальтобетона.

В состав актов включают ряд нюансов. Список исчерпывается следующими пунктами:

• Наименование и особенности объекта.
• Характеристики материала.
• Условия, при которых его уплотняют – температура как покрытия, так и воздуха.
• Количество проведенных проходов, скорость катка.
• Результаты лабораторных исследования – толщина слоев, плотность, коэффициент уплотнения выравнивающего слоя асфальтобетона.

Акты подписываются представителями лабораторий, которые проводили анализы, представителями производителей.

Укладка

Готовая дорожная поверхность должна соответствовать требованиям ГОСТа и ТУ. Если, к примеру, коэффициент уплотнения асфальтобетона ГОСТу не соответствует, то дорога очень быстро разрушается, и вновь тратятся средства на проведение ее ремонта.

Укладку поверхности производят по следующим этапам:

• В первую очередь исследуют особенности почвы, уровень грунтовых вод, правильность проведения других геодезических работ. Затем выбирают соответствующий вид покрытия. Выбирают его как с учетом особенностей участка, так и необходимых требований к дороге.
• Далее выбирают оборудование. Рассчитывают сроки выполнения задачи, определяют примерную дату запуска дороги.
• Проводят работы по укладке.

Обязательно большое внимание уделяют подбору машин для укладки асфальта, расчету требуемого коэффициента уплотнения асфальтобетона, соблюдению требований ГОСТа.

Необходимые элементы

При этом возведение дорог состоит не только из процедуры укладки. Ведь нужно предварительно снести верхние слои грунта, избавить их от корней деревьев и трав. В противном случае покрытие будет ими разорвано. Тщательно проводят устройство дренажной системы.

Затем производят закладку основания. Редко его выполняют из монолитного бетона: все дело в том, что такой фундамент стоит значительно больше его конкурентов. Поэтому чаще применяют щебень. Закладывают его по слоям: сначала нижний слой из крупных камней – до 70 мм, который позволяет отводить грунтовые воды, затем средний – до 40 мм, который помогает равномерному распределению нагрузок, а в конце верхний – до 20 мм, он также распределяет нагрузки и способствует усадке асфальтобетона после уплотнения.

Как осуществляют укладку

Сам процесс производят асфальтоукладчики. Это модули на гусеницах либо с тракторными ходами, к ним прикрепляют рабочие органы – трамбующий брус и выглаживающую плиту. Плита бывает вибрационная и статическая.

Самосвалы грузят смесь в приемные бункеры машины, затем она переходит к шнековой камере и распределяется по всей ширине укладки. Машины выбирают с учетом их мощности и производительности. Это важно, поскольку для разных типов возведения нужны самые различные свойства агрегатов. Обычно ровные покрытия получаются при применении гусеничных машин. Но в условиях узких улиц города используют чаще колесные машины. Чем шире укладка, тем экономичнее процесс.

Чтобы окончательно уплотнить покрытие, применяют аппараты, которые соответствуют типу поверхности. Это могут быть легкие катки до 4 т, средние – до 6 т, катки-тандемы, виброплиты и так далее.

Персонал

Большую роль играют исполнители. Нужны люди, которые грамотно рассчитают требуемый коэффициент уплотнения асфальтобетона, так как иначе весь процесс будет проделан впустую. Для создания прочной поверхности нужны:

• Машинист афсальтоукладчиков.
• Водитель самосвала.
• Мастера-дорожники в количестве 5-10 человек.

Все они должны четко следовать технологическим инструкциям по укладке АБ.

Технологическая инструкция

Создание дорожной поверхности должно происходить в теплое время года при температуре +10 градусов в осеннее время и +5 – в весеннее.

Согласно стандарту ГОСТ, материалы АБ делят на две разновидности:

• Для укладки при температуре воздуха выше +5 °С.
• Для укладки при температуре от -25 до +5 °С.

Процесс осуществляют по примерно одинаковым схемам. Но различной будет температура нагревания смеси. Она будет зависеть от погоды, типа асфальтобетона, толщины поверхности. Ни в коем случае не укладывают асфальт во время дождя.

Как и неправильное определение коэффициента уплотнения асфальтобетона, ошибки в доставке смеси определенной температуры могут стать фатальными. Время доставки стараются сокращать до самых минимальных значений.

Асфальтобетон погружают в асфальтоукладчики непрерывно. Если появляются паузы, то остатки материала не извлекают из бункеров, чтобы не остывал питатель. Их прикрывают до момента, пока возобновятся поставки. К концу работы смесь обязательно расходуют до конца, и нигде не должен остаться асфальтобетон.

Машина работает со скоростью 2,5-3 м/мин, величина является постоянной. Погрузка теплых горячих смесей осуществляется, когда включен трамбующий брус. В случае работы с холодными материалами его выключают. Обязательно подрезают края полос сразу после завершения работ по повышению плотности.

В случае, если на участке остались неуложенные узкие полосы, то укладывают асфальтобетон вручную. Не во всех случаях возможна работа машин, если речь идет, к примеру, об узких городских улицах, о виражах. Выравнивание осуществляют катками из металла. До начала работы обязательно разогревают инструменты.

После укладки поверхности уплотнение осуществляют посредством трамбующих машин, катков, вибрационных агрегатов и так далее. Если в каких-то областях обнаруживаются дефекты, то их смазывают с помощью горячего битума, а затем, заполнив асфальтобетоном, уплотняют. В процессе укладки следят за температурой смеси и толщиной слоев.

Ямочный ремонт

На сегодняшний день асфальтобетон является главным материалом, применяемым в дорожно-строительных работах. Все улицы, мосты и аэродромы выложены именно им. Но существует множество его видов. К примеру, некоторые из них используются в гидроизоляции крыш, туннелей, в обустройстве пола и так далее.

В зимнее время применяют холодные смеси для заделывания ям на дорогах. Коэффициент уплотнения асфальтобетона важно рассчитывать и в таком случае предельно точно. Пользуются для этого все той же формулой. Для расчета делят фактическую плотность образцов на стандартную. Грамотно выверенная величина уплотнения асфальтобетона после укладчика позволяет асфальту служить долго. Если же установлено, что плотность недостаточна, то работу проделывают заново, иначе дорога разрушится быстро. Поэтому формулой коэффициента уплотнения асфальтобетона важно пользоваться правильно.

Технологии

Ямочный ремонт – не самый сложный процесс. Если выбоина небольших размеров, то заделывают ее ручными инструментами. Разметку участков осуществляют картами, обрубают контуры швонарезчиками, пневматическими либо гидравлическими отбойными молотками, перфораторами и так далее. Если яма большая, используют прицепные фрезы.

Затем очищают яму от строительного мусора и обрабатывают жидким битумом. Это также проделывают вручную, а иногда с применением автогудронаторов. Подвозят асфальтобетон на самосвалах, но если объемы малы, а дефекты разбросаны, то присутствуют риски того, что смесь рано застынет. Поэтому применяют ремонтеры с постоянным прогревом смеси.

Смеси, доведенные до нужных температур, заливают в яму. Подаются они вручную или асфальтоукладчиками. Если выбоина неглубокая, то предварительно в нее закладывают щебень. При определении толщины укладки асфальтобетона берут во внимание ГОСТы уплотнения асфальтобетона, оставляя запас для него. Повышают плотность поверхности, используя ручные механические либо специальные катки.

Расход

Количество материала, расходуемого на ремонт дороги, зависит от толщины слоев и площади участков дорог. Толщина слоев будет зависеть от типа дороги.

Значения как объема АБ, так и коэффициента уплотнения асфальтобетона на тротуарах и автостоянках будут различаться. К примеру, если требуется положить асфальт на 10 квадратных метрах на автостоянке, нужен будет слой из 4-5 см материала, все потому, что не предполагается, что здесь будут проезжать фуры.

Расчет будет производиться так: 10 кв. м * 0,05 м * 2200 кг/куб. м, где последняя величина – плотность материала. То есть укладка покрытия на данный участок требует 1100 кг смеси.

В 1 куб. м – около 2250 кг. Поэтому, чтобы обустроить площадку, нужно 1100 кг/2250 кг = 0,49 куб. м.

Оборудование

Нередко используют технику HAMM EU для уплотнения асфальтобетона и грунта. Все дело в том, что оборудование данного производителя простое в эксплуатации. Нередко рекомендуется HAMM в книгах об уплотнении асфальтобетона и грунта. Этот производитель существует с 1911 года, поэтому успел войти в многочисленные сборники даже старых образцов.

Контроль качества

До начала осуществления работы по устройству покрытий всегда проверяют режимы работы машин и устанавливают требуемую скорость асфальтоукладчиков. Работая над дорожным покрытием, всегда определяют коэф. уплотнения асфальтобетона, чтобы уточнить состав отряда катков, режим их работы. Требуемую плотность определяют, исследуя образцы, которые были отобраны уже после укладки покрытия асфальтоукладчиками. Образцы берут не раньше, чем через 2 часа с момента прохода машины.

Важные моменты

Укатывают поверхность с помощью уплотняющей машины всегда с перекрытиями следов в 15 см. Это значение является минимальным для данного показателя. Нужно всегда отслеживать процесс, чтобы каждая полоса, подвергаемая укатке, обрабатывалась машиной одинаковое количество раз.

Катки всегда возвращаются по тем же полосам на уже остывшие поверхности и лишь там маневрируют. Это позволяет дорожному покрытию быть ровнее. Уплотнять начинают от кромок – краевых полос. В случае их отсутствия с краев оставляют неуплотненными полосы шириной 30-40 см, чтобы не деформировать все еще не остывшие неуплотненные смеси.

Далее такие полосы уплотняют катками, которые специально оборудованы устройствами для повышения плотности кромок либо пневмоколесными катками. Если финишер движется ступенчато, то в процессе укладки смеси плотность повышают, начиная с внешних краев и двигаясь к центру. Полоса шириной 30-40 см остается в самом центре без уплотнения. К ней приступают в последнюю очередь, что позволяет добиться соединения всех полос укладки.

Уплотнение продольных швов осуществляется двумя путями. В первом уплотнять начинают вдоль продольных швов, при этом валец катка на 10-20 см захватывает не укатанные еще слои. А остальная поверхность вальца проходит по укатанным и остывшим асфальтобетонным покрытиям.

Продольные швы уплотняют и таким методом: на катке проезжают по уже уплотненным слоям лишь краями вальца в 10-20 см. Осуществляя такой маневр, можно не столкнуться с движением транспортного средства на действующих полосах. Поэтому проезд не затрудняется.

Уплотнение поперечных швов осуществляют в перпендикулярном направлении по отношению к укладке АБ смеси. В этой случае валец машины на 10-20 см попадает на горячие неуплотненные поверхности дорог. Маневрировать катку в данных условиях сложнее, так как площадь, где он это проделывает, оказывается ограниченной. По этой причине удобнее использовать малогабаритные машины.

Уплотняя участки на поворотах дороги, начинают с вогнутых сторон и двигаются дальше по прямой траектории. На уже укатанных участках дорожных поверхностей перемещают каток по касательным. Скорости маневров машины должны быть одними и теми же. На данных поверхностях чаще применяют катки с составными вальцами.

Трудности в уплотнении

Со временем нагрузки на магистрали и дороги по всей стране только возрастают. По этой причине постоянно растут требования к показателям их качества. Все это привело к изобретению новых методов и устройств для повышения плотности поверхностей. К примеру, были собраны вибробрусы самых разных видов. Известные зарубежные производители машин для дорожно-ремонтных работ разработали вибробрусы. Чаще всего виброуплотнение поверхностей дорог без укаток позволяет добиться лучшей ровности. Однако их применение не является гарантией того, что заданная степень плотности будет достигнута.

На данный момент многими фирмами исследуется вопрос использования вибробрусов в самых разных случаях, связанных с ремонтом и возведением дорог. Швейцарцами был разработан каток нового поколения, чей рабочий орган вибрирует и в вертикальных, и в горизонтальных направлениях. Он постоянно контактирует с поверхностями уплотняемых слоев дороги.

Очень важен вопрос о том, возможно ли непрерывно определять степень уплотнения дорожного покрытия прямо в процессе работы над укладкой. Такая возможность уже существует благодаря изобретению радиоизотопного зонда, который помещают под раму катка. На приборных щитках, находящихся в кабине машины, рабочий видит данные о том, в какой степени уплотнено покрытие. Если цвет на панели желтый, то плотность нужно повышать. Если зеленый – то заданная величина этого главного показателя была получена.

Причины брака

Несмотря на строгую регламентацию всего процесса, наличие всех необходимых расчетов, браки в ремонте дорог встречаются. Доля их не очень велика, но она есть. Обычно это случается, если устраиваются тонкие выравнивающие слои в 2-3 см. Иногда встречаются браки и при укладке обычного слоя в 5-6 см, когда применяются песчаные смеси. Порой так происходит и с толстыми нижними слоями в 9-10 см из крупнозернистых смесей.

Казалось бы, случаи стандартные, и места ошибкам быть не может. В чем же причины брака?

Среди основных предпосылок для его появления выделяют сами орудия, которые выполняют операции по уплотнению. То есть технические несовершенства техники, включая вибрационные катки, приводят к ошибкам. Конечно, это берут в расчет, когда был исключен человеческий фактор – наличие нарушений, ошибок в расчетах, упущения самой рабочей группы.

Так, на бытовом уровне никому не придет в голову забить гвозди, применяя кувалду, либо начать забивать железнодорожные костыли, используя домашний молоток. Но дорожным подрядчикам фактическим доводится проделывать это на дорогах. К примеру, они порой одним и тем же катком, который имеется у них в наличии, уплотняют и тонкий в 2-3 см, и средний в 5-7 см, и толстый в 10-12 см слои асфальтобетона. Проведя анализ и расчеты, любой поймет, что в каждом из этих случаев нужно менять скорость техники.

Если также учесть то, что различается стартовая плотность горячей смеси после работы над ней укладчика (с коэффициентом уплотнения 0,83-0,97), состав по гранулометрии, вязкость битумов, прочность и жесткость фундамента, технологические стадии повышения плотности, погодные условия, то сразу становится понятно то, почему невозможно обеспечить одним или двумя катками совершенную работу над дорожным покрытием.

Подрядчик не заинтересован в приобретении машины на каждый отдельно взятый случай, ведь их нужно тогда очень большое количество.

Поэтому бессмысленно упрекать производителей оборудования для дорожных работ в том, что они не берут во внимание такие особенности, всплывающие на практике, и не включают в свои продукты возможность менять характеристики машин. И даже сам принцип регулирования, который основывается на изменении центробежных сил методом задания разных значений (обычно их около 2), в редких случаях дает обоснованные шаги и диапазоны влияния на ход работы. Машины просто не способны охватывать все перечисленные виды и условия укладки и уплотнения.

Настало время переосмыслить и пересмотреть сам механизм осуществления данной процедуры. Иногда виброкатки одного и того производителя, одинакового веса могут иметь отличающиеся уплотняющие способности. Это доказывает то, что их практическое предназначение не было задумано широко. Также это нередко вводит в заблуждение самих рабочих, которые не обладают критериями выбора и применения подходящих видов машин.

Порой возникает ощущение, что неудачи случаются из-за слишком большого «насилия» над дорожным покрытием со стороны катка, а также из-за недостаточного его воздействия на поверхность. Все эти факторы ведут к тому, что процесс становится достаточно непредсказуемым, и плачевные результаты постоянно наблюдают россияне на дорогах страны.

Заключение

То, как осуществляется укладка и уплотнение асфальтобетона, влияет на дорогу не меньше, чем грамотный подбор смесей для работы над ней. Нельзя допускать нарушений технологии, неправильного расчета коэффициента уплотнения, иначе дороги в скором времени приходят в негодность.

Испытание асфальтобетонной смеси для определения фактического коэффициента уплотнения

15.10.2018г.

Асфальтобетонная смесь — это специальная смесь битума с минеральными материалами (щебень, гравий, песок, минеральный порошок) перемешанная в горячем состоянии в определенных пропорциях.  При уплотнении образует асфальтобетон – основное покрытие современных дорог. В зависимости от физико-механических параметров и используемых материалов смесь подразделяется на следующие марки (табл. 1.)

 

Таблица 1

Марки асфальтобетонов в зависимости от видов и типов смесей

Вид и тип смесей и асфальтобетонов	Марки
Горячие: высокоплотные	I
плотные типов: А Б, Г В, Д	I, II I, II, III II, III
пористые и высокопористые	I, II
Холодные типов: Бх, Вх Гх	I, II I, II

При укладке, в зависимости от параметров температуры и вязкости, смеси подразделяются на горячие и холодные.  В первом случае применяются дорожные нефтяные битумные материалы, нагретые до температуры от 120°С. Могут быть жидкими и вязкими. Холодные смеси изготавливаются только из жидких связующих  и могут быть уложены при температуре окружающей среды от +10°С в осенний период и от +5°С – в весенний.

Сфера использования асфальтобетонных слоев указана в табл. 2.

Таблица 2

Область применения асфальтобетонов при устройстве верхних слоёв покрытий автомобильных дорог и городских улиц

Дорожно-клима-тическая зона	Вид асфальто-бетона	Категория автомобильной дороги
		I,II		III		IV
		Марка смеси	Марка битума	Марка смеси	Марка битума	Марка смеси	Марка битума
1	2	3	4	5	6	7	8
I	Плотный и высоко плотный	I	БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300	II	БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 СГ 130/200 МГ 130/200 МГО130/200	III	БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 СГ 130/200 МГ 130/200 МГО130/200
II, III	Плотный и высоко плотный	I	БНД60/90 БНД 90/130 БНД 130/200 БН 90/130	II	БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 БН 60/90 БН 90/130 БН 130/200 БН 200/300	III	БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 130/200 БНД 200/300 БН 60/90 БН 90/130 БН 130/200 БН 200/300 СГ 130/200 МГ 130/200 МГО130/200
	Из холодных смесей	—	—	I	СГ 70/130 СГ 130/200	II	СГ 70/130 СГ 130/200 МГ 70/130 МГ 130/200 МГО 70/130 МГО130/200
IV, V	Плотный	I	БНД 40/60 БНД 60/90 БН 40/60 БН 60/90	II	БНД 40/60 БНД 60/90 БНД 90/130 БН 40/60 БН 60/90 БН 90/130	III	БНД 40/60 БНД 60/90 БНД 90/130 БН 40/60 БН 60/90 БН 90/130
	Из холодных смесей	—	—	I	СГ 70/130 СГ 130/200	II	СГ 70/130 СГ 130/200 МГ 70/130 МГ 130/200 МГО 70/130 МГО130/200

От точности соблюдения технологии укладки и уплотнения смеси зависит прочность и долговечность асфальтобетона уложенного в основания и покрытия автодорог. От уплотнения, последнего этапа создания покрытия, зависит качество структуры асфальтобетона, его возможности воспринимать заложенные в конструкцию нагрузки и эксплуатироваться в течение нормативного срока.  

При уплотнении происходит перегруппировка минеральных зерен, заполнение образованных ранее пустот мелкими зернами в области крупных. Параллельно происходит процесс выдавливания вяжущего вещества и свободного битума, вытеснение воздуха и снижение пористости слоя.  По завершению уплотнения слой дорожных одежд приобретает требуемые физико-механические показатели — плотность, прочность, стойкость к проникновению и воздействию влаги.  

Методики контроля качества асфальтобетонного покрытия

Контроль качества уплотнения асфальтобетонного слоя дорожных одежд производится с помощью неразрушающих и разрушающих методик. В первом случае применяются ультразвуковые и радиоизотопные приборы, во втором – метод взятия образцов с помощью вырубки с последующим раздавливанием под гидравлическим прессом.

Рис. 1. Уплотнение асфальтобетонного слоя

Для проведения исследований берутся образцы покрытия в трех местах на 700 кв. м. площади дороги. Вырубка производится на расстоянии не менее 1 м. от края дороги. При исследовании слоев уплотненных по горячей технологии время отбора проб должно быть в пределах 1 – 3 дней после уплотнения. При укладке холодной смеси отбор проб производится через 15 – 30 дней.

Фактический показатель уплотнения на строящемся участке не должен быть менее требуемого значения, которое составляет:

• для холодной смеси – 0,96;
• для плотного асфальтобетона типа В уплотненного из горячей смеси – 0,98;
• для плотного асфальтобетона типа А и Б уплотненного из горячей смеси – 0,99.

Коэффициент уплотнения К_упл  определяется по следующей формуле:

К_упл  = Рм/Рсм

где:

Рм – это фактический средний показатель плотности, г/см³;

Рсм – это средний стандартный показатель плотности  переформованного образца, г/см³.

Порядок проведения испытания асфальтобетона

Отбор проб производится путем вырубки или сверления для получения, соответственно, прямоугольных или круглых кернов на всю толщину дорожных одежд. Разделение слоев производится в лаборатории. Участок отбора составляет прямоугольник размером не более 500х500 мм на расстояние не менее 1000 мм от края дороги или её центральной оси.

Размер и количество проб зависит от наибольшего размера зерен  и необходимого для проведения испытания количества. Минимальная масса вырубки и диаметры кернов составляют:

• для песчаных смесей – 1 кг при диаметре – 50 мм;
• для мелкозернистых – 2 кг при диаметре 70 мм;
• для крупнозернистых – 6 кг при диаметре 100 мм.

Полученные пробы используются для получения фактического коэффициента уплотнения асфальтобетонной смеси.

После взятия образцов из них вырезается (вырубается) три пробы с целой структурой без наличия трещин. Их форма должна быть приближена к кубу или прямоугольному параллелепипеду с длиной сторон от 50 до 100 мм. Каждая проба испытывается целиком, возможна (при необходимости) распил или рубка на части.

Рис. 2. Внешний вид керноотборника

Следующим этапом идет высушивание образцов до того момента, пока их масса не станет постоянной. Для этого производится высушивание в течение не менее 60 мин. при температуре до 50°С, далее производится охлаждение в течение не менее 30 минут и взвешивание. После получения постоянной массы определяется фактическая плотность материала по физической формуле:

Р=m/V

где m – масса образца в г.;

V – объём образца в см3.

Рис. 3. Внешний вид переформованных образцов

Масса определяется взвешиванием, объём – определением и перемножением геометрических величин образца – длины, ширины и высоты. В том случае, если образец имеет неправильную форму, объём определяется по методике гидростатического взвешивания. Данный способ заключается в определении объёма вытесненной жидкости после погружения в неё образца.

После определения плотности всех образцов берётся среднее значение – среднеарифметический показатель трех проб при разнице не более 0,03 г/см3. В противном случае проводятся повторные испытания с получением среднего показателя из 6 образцов.

Прошедшие испытания образцы, оставшиеся части кернов используются для изготовления переформованных образцов. Они необходимы для определения стандартного показателя  плотности материала Рсм. Для этого:

• Вырубки или керны нагреваются в термическом шкафу или на песчаной бане до температуры указанной в табл. 3.
• Измельчаются шпателем или ложкой.
• Полученный материал равномерно распределяется по форме, затем уплотняют с помощью вкладыша и пресса. Давление пресса доводится до 40 МПа и держится в течение 5 – 10 с.
• Образец извлекается из формы и замеряется его высота.

Таблица 3

Определение температуры нагрева асфальтобетонной смеси

Наименование материалов	Температура нагрева, °С, в зависимости от показателей вяжущего
	Глубина проникания иглы при 25 °С, 0,1 мм					Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм,с
	40 – 60	61–90	91–130	131–200	201–300	70–130	131–200
Минеральные материалы	170– 180	165– 175	160– 170	150– 160	140– 150	1001– 20	120– 140
Вяжущее	150– 160	140– 150	130– 140	110– 120	100– 110	80–90	90–100
Смесь	150– 160	145– 155	140– 150	130– 140	120– 130	80–100	100– 120

В том случае, если полученный результат не соответствует данным в табл. 4., то потребная масса смеси M для формования образца определяется по формуле:

M1 = M0*H/H0

где:

• Н – требуемая высота образца;
• Н0 – высота пробного образца;
• М0 – масса пробного образца.

Таблица 4

Ориентировочное количество смеси на один образец

Размеры образца, мм		Ориентировочное количество смеси на образец, г
диаметр	высота
50,5 71,4 101,0	50,5±1,0 71,4±1,5 101,0±2,0	220–240 640–670 1900–2000

При наличии дефектов кромок, а также при отсутствии параллельности горизонтальных оснований образец подлежит отбраковке.

Образцы из горячих смесей, в которых присутствует более половины объёма щебня, уплотняются путем вибрирования с последующим уплотнением прессом. Порядок изготовления выглядит следующим образом:

• Формы предварительно нагреваются до 90 – 100°С и наполняются измельченной смесью.
• Форма устанавливается на виброплощадку и крепится специальным приспособлением. Вкладыши при этом должны выступать на 20 – 25 мм. Сверху укладывается груз.
• Приводится в действие виброплощадка, вибрирование производится в течение 3 мин.
• Далее форма снимается с площадки и устанавливается под пресс для дополнительного уплотнения. Для этого она устанавливается под пресс и прилагается нагрузка в 20 МПа в течении 3 мин.

Рис. 4. Уплотнение смеси на прессе

Далее производится взвешивание и определение объёма образца по указанной выше методике. Затем рассчитывается показатель стандартной плотности путем деления массы на объём. Далее определяется коэффициент уплотнения К_упл  путем деления показателей фактической плотности на стандартную. Полученный результат сравнивается с нормативным и на основании этого делается заключение о степени уплотнения асфальтобетона.

В том случае, если полученный результат фактического коэффициента меньше нормативного, то производится анализ причин недостаточного уплотнения. Это может быть недостаток температуры смеси, малое количество проходов катка, недостаточная масса катка или другие факторы.

Базовые принципы уплотнения асфальта катком

07.08.2017

Принципы уплотнения.

Уплотнение асфальтового покрытия происходит слоями. При соблюдении технологии уплотненный асфальт состоит нескольких слоев: 

• нижний слой;
• связующий слоя;
• слой износа. 

Для слоя износа (поверхностного слоя) используется классический асфальтобетон, щебеночно-мастичный асфальтобетон и пористый асфальтобетон. 
Асфальтобетон должен быть уплотнен до такой степени, чтобы повысилась плотность или снизилась пористость асфальтового слоя. Количество воздушных полостей должно быть снижено до рекомендованных значений, чтобы достичь требуемой степени уплотнения. 

В результате обеспечивается улучшенная стабильность слоя и, таким образом, повышается его сопротивляемость деформации. От степени уплотнения также зависит износоустойчивость поверхностного слоя. 

Вместе с уплотнительными работами, должна одновременно происходить выравнивание, чтобы обеспечить комфорт во время езды, поэтому слой износа должен иметь сплошную и гладкую поверхность, но обеспечивать максимальное сцепление колес с дорогой.

Влияние состава смеси на уплотнение

Асфальтовая смесь может быть различной по составу в зависимости от предназначения (необходимо учитывать характер нагрузки на дорожное полотно) и климатических условий. Именно поэтому рецептура асфальтовых смесей меняется, а вместе с ней и уплотнительные свойства асфальта. На свойства влияет прежде всего состав и размер включаемых в ее состав минеральных компонентов. Еще одним важным компонентом, от которого зависит вязкость, является битум и его температура. 

Для дорог с интенсивной эксплуатацией используют смеси с высокой устойчивостью к деформации при нагрузках. Как правило, в такие смеси включают крупноразмерные минералы, т.е. они содержат большое количество камней крупных фракций, дробленых камней в дробленом песке и густой битумный раствор. Такие смеси весьма тяжелы в уплотнении и требуют большое количество усилий и тяжёлую технику.  

При накатке дорог с низкой интенсивностью эксплуатации используют смеси с меньшим содержанием камней и значительно большим количеством песка, а также мягкий битумный раствор. Такие смеси легко   уплотняются, однако из-за своих характеристик легко могут быть деформированы при укладке, поэтому требуют особого контроля и время на застывание. При нарушении технологического цикла может происходить смещение самого материала или формирование волн на дорожном полотне. 
  

Влияние температуры смеси на уплотнение

На усилия, требуемые для укладки асфальта влияет температура смеси. Как правило уплотнение начинают, когда температура падает до 140-100 градусов и закончено, когда смесь остынет до 100-80 градусов.  Такие требования к температуре обусловлены свойствами битума, входящими в состав смесей: чем ниже температура битума, тем больше его вязкость и тем больше усилий потребуется катку для уплотнительных работ. При высоких температурах битум действует как смазка и снижает трение между вальцами катка и минеральными включениями. 

Способы уплотнения

Начальное уплотнение с помощью асфальтоукладчика

На первоначальном этапе предварительное уплотнение производится асфальтоукладчиком. Предварительное уплотнение с помощью этого типа техники оказывает отличное влияние на первоначальный слой и его характеристики, а также способствует более качественной последующей укатке катком, пока температура смеси достаточно высокая. Такая технология позволяет производить укатку за меньшее количество времени, за счет меньшего кол-во проходов катком.

Если приступить к укатке без предварительного уплотнения, то можно нарушить раномерность покрытия, если каток окажется слишком большой массы, а то и вызвать смещение материала. Если все-таки производится укладка катком, то рекомендуется в первые два прогона тандемными катками не использовать режим вибрации. 

 

Статическое уплотнение

За счет собственной массы катка, происходит статическое уплотнение асфальта, для этих целей используют и тандемные и катки на пневмоколесах, однако они дают довольно слабое уплотнение по сравнению с вибрационными катками.  Тандемные катки уплотняют за счет линейной нагрузки (кг/см) вальца, а пневмоколесные за счет нагрузки от колес (т) и давления воздуха в колесах (Мпа).

Использование этих двух типов целесообразно только после предварительно уплотнения асфальтоукладчиком, или при необходимости уложить тонкий слой (слой износа) или асфальт с высокой пористостью.

Пневматические катки хорошо показали себя на предварительном профилировании и уплотнении мягких смесей или для уплотнения покрытия дорог с малой интенсивностью движения. В ходе работы пневмокатка смесь равномерно распределяется, а поверхностные поры заполняются. 

Виброуплотнение

Вибрационные катки широко применяются за счет отличных рабочих характеристик и качественного уплотнения. Им требуется меньшее количество проходов., за счет чего значительно экономится время. Вибрация от катка снижает трение материала внутри смеси, а за счетмассы катка и динамической нагрузки плотность асфальтового покрытия растет. Таким образом для виброкатка ключевыми показателями являются масса и показатели вибрации: частота и амплитуда.

 Если предстоит уплотнить покрытие из нескольких слоев, то использую тяжелые тандемные виброкатки, которые способны выдавать различные амплитуды и частоты вибрации вальцов.
Рабочая скорость для таких катков колеблется от 3 до 6 км/ч.

Однако использовать виброкатки нужно с осторожностью, так как большое количество проходов может привести к разрыхлению материала и нарушению структуры покрытия за счет избыточной вибрации.

Уплотнение катками с использованием автоматизированной системой контроля степени уплотнения (АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР) ASPHALT MANAGER

Для контроля степени уплотнения и регулировки требуемого усилия используются автоматизированные системы.

Благодаря такому инструменту, оператор имеет возможность работать в автоматическом режиме без дополнительных регулировок в ходе работы. Уплотнительная техника с АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР регулируется автоматически и непрерывно отслеживает текущие условия и при необходимости изменяет величину и амплитуду вибрации.  Как следствие, применение системы дает возможность избежать повреждения слоя основания и разрушения структуры асфальтового слоя. Помимо автоматического режима, каток позволяет оператору выбирать определенное направление вибрации в ручном режиме, их всего шесть (от вертикального до горизонтального (подобно осцилляции). 

Катки с системой АСФАЛЬТ МЕНЕДЖЕР способны выполнять широкий спектр задач по уплотнению асфальтовых покрытий. Благодаря возможности выбирать различные режимы, такие катки могут использоваться при работах вблизи или внутри зданий чувствительных к вибрациям (например, многоуровневые паркинги). Для уплотнения асфальтовых покрытий мостов рекомендуется ручной режим с горизонтально направленной вибрацией.

Основные преимущества: Универсальное применение, качественное уплотнения без разрушения материала основания, уплотнение равномерным слоем благодаря непрерывному изменению усилия уплотнения, гладкость и однородность структуры асфальтового слоя, возможность уплотнения участков, расположенных у края дорожного полотна, а также стыков.  Отлично подходит для укладки асфальтовых покрытий на мостах, а также в непосредственной близости от чувствительных к вибрациям сооружений. Есть возможность измерения степени уплотнения и температуры во время работы.

Оборудование для уплотнения

Ручное оборудование для уплотнения
	Трамбовка Вибротрамбовки (трамбовки) относятся к средствам малой механизации. основная сфера их применения — это ограниченные пространства внутри зданий, на территориях, прилегающих к стенам, заборам, коммуникационным элементам (например, люки) и т.д. Вес таких трамбовок чаще всего не превышает 60-80 кг и оснащаются 4-тактным бензиновым или, реже, дизельным двигателем. Кривошипный привод передает быстрые вертикальные возвратно-поступательные движения к башмаку трамбовки.
	Виброплиты Виброплиты также относятся к малой механизации и используются для уплотнения небольших площадок в ограниченном пространстве, они бывают прямоходные и реверсивные, их  масса колеблется в диапазоне 50-150кг, а рабочая ширина- от 45 до 60 см. Они оснащаются бензиновыми или дизельными двигателями. Вибратор направленного действия приводится в действие через клиновой ремень и центробежную муфту.  Управление движением происходит за счет регулировки направления действия вибратора.
	Ручные тандемные катки Масса сопровождаемых катков составляет 600-1000 кг, а рабочая ширина – от 60 см до 75 см. Привод вальцов либо механический – с помощью двухступенчатого редуктора, либо гидростатический, они   работают с двойной вибрацией.
	Легкие тандемные катки Легкие тандемные катки с рамой на шарнирном соединении выпускаются массой от 1,3 до 4.2 т, рабочей шириной от 80 см до 138 см. оба вальца катка оснащены гидростатическим приводом и вибросистемой.
	Комбинированные катки В основе конструкции комбинированных катков вибровалец и комплект колес. Они отлично подходят для уплотнения асфальта на поверхностях под уклоном, а также для ремонтных работ и укатки   пешеходных дорожек и автостоянок. Комбинированные катки производятся массой от 1,5 до 2,5т, а также от 7 до 10 т.
	Пневмоколесные катки Управляемая/качающаяся передняя осью и неподвижный задний мост – преимущество конструкции пневмоколесных катков.  Для увеличения массы может быть задействован балласт массой до 10т, при этом общая масса катков может быть увеличена до 24-27 т соответственно. Уплотнение происходит статически, за счет собственной массы машины, а также перемешивания смеси и прогибанию колес.
	Тандемные катки с шарнирно-сочлененной рамой У тандемных катков масса может достигать 7-14т при рабочей ширине 1,50 м, 2,00м и 2,13 м; они предназначены для средних и крупных строительных объектов. Вибрация может осуществляться на передний, задний или сразу на оба вальца, а сами они могут быть цельные и разрезные. Они всегда следуют один за другим, даже при выполнении поворотов(влево/вправо). В стандартном исполнении вальцы оснащены крабовым ходом со смещением самих вальцов до 120 мм в обе стороны. Крабовый ход значительно облегчает уплотнение у краев покрытия, а также дает возможность огибать боковые препятствия.
	Тандемные катки с управляемыми вальцами Тандемные катки с управляемыми вальцами выпускаются массой от 7 до 10 т, рабочей шириной 1,50 м и 1,68 м. Такие катки оснащены гидростатическим приводом вальцов и вибросистемы. Вибрация может передаваться на передний и /или задний валец, а сами вальцы могут быть цельные и разрезные.  Катки с управляемыми вальцами оснащены электрической системой управления с возможностью выбора настроек: Диагональный ход (влево/вправо), поочередная работа передним \ задним управляемым вальцом, синхронное работа обоими вальцами, или управление передним \задним вальцом в автоматическом режиме, в зависимости от направления движения

Системы рулевого управления

На катках с управляемыми вальцами они могут поворачиваться одновременно (синхронное управление) или каждый по отдельности (передний или задний), а также позволяют двигаться крабовым ходом (со смещением вальцов до 120 мм). Такие катки оптимально подходят для работы как на небольших площадках (перекрестки, кольцевые развязки, резкие повороты), так и для работы на больших строительных объектах (автомагистрали и автострады).

У катков с управляемыми вальцами возможность движения «крабовым ходом» является преимуществом. «Крабовый ход» позволяет распределять массу катка на большую площадь, при этом сам каток не сильно заглубляется. При использовании такого метода, значительно упрощается начальное уплотнение чувствительных материалов с высокой температурой асфальта, а также возможна «утюжка» больших участков, а сам центр тяжести катка смещен от нестабильного края асфальтового покрытия.

В тандемных катках с шарнирно-сочлененной рамой вальцы соединены между собой с помощью центрального шарнира.

Конструкция позволяет вальцам двигаться по одной траектории даже при выполнении поворотов. В режиме «крабового хода» задний валец смещен относительно переднего влево или вправо. Из-за особенностей конструкции вальцы могут быть смещены относительно друг друга.

Выгоды от использования «крабового хода» очевидны: это и возможность работы вблизи бордюрных камней или вплотную к стенам зданий или ограждениям, рациональная работа с конусом уплотнения края покрытия, а также возможность избежать   образование следов от вальца с острыми кромками на поверхности асфальта.

   Полезный материал? Поделись с друзьями

Коэффициент уплотнения асфальта и асфальтобетона

Мы часто видим выбоины, трещины и ямы на дорожном покрытии. Это может быть связано как с естественным износом, так и с неправильным составом смеси и неточным расчетом коэффициента уплотнения асфальта при укладке.

Качество будущего дорожного покрытия зависит от очень многих факторов. Необходимо подобрать оптимальный состав смеси в соответствии с назначением сооружения, рассчитать коэффициент уплотнения асфальта и грунта, подготовить площадку, настроить оборудование и так далее. Также важную роль играют погодные условия во время проведения работ.

Коэффициент уплотнения (КУ) асфальта — показатель, который будет индивидуален в каждом конкретном случае. Получить значение можно только в лабораторных условиях.

Как рассчитывается КУ?

Для определения коэффициента необходимо знать:

• Среднюю плотность смеси;
• Максимальную плотность.

Для начала берется опытный образец асфальтобетонной смеси и рассчитывается его средняя плотность. Как мы помним из школьной программы, плотность это отношения массы к объёму, то есть рассчитать довольно просто. Для получения максимальной плотности смесь нагревают и формируют. Последним этапом является простое математическое действие: среднюю плотность делят на максимальную, получая коэффициент уплотнения асфальтобетона.

Состав смеси для дорожного покрытия

На самом деле, асфальт и асфальтобетон (АБ) это разные вещи. Точнее, асфальтобетон — это смесь различных инертных веществ. Другими словами, это укрепленный асфальт. Так как отличается состав, будет отличаться и способ укладки.

Основой асфальта является битум. В зависимости от назначения будущего сооружения (это может быть не только дорога или тротуар), в битум в различном процентном соотношении добавляют гравий и песок. Это стандартный состав. Сам асфальт в чистом виде напоминает смолу и в таком виде непригоден для строительства.

АБ является более искусственным материалом, в его состав может входить гравий, щебень, песок и так далее. Сфера применения асфальтобетона гораздо шире.

И уже становится понятнее, что коэффициент уплотнения асфальта и асфальтобетона будут отличаться.  

В целом, асфальтобетон состоит из трёх основных компонентов:

• Вяжущего;
• Каменного;
• Минерального.

В качестве вяжущего компонента стандартно используют битум (раньше применялся деготь, но от его использования отказались). К каменному относятся гравий, песок, щебень и так далее. При чем, важно не только количество в смеси, но и размер, форма. В качестве третьего компонента выступают минеральные порошки (зачастую из отходов цементных предприятий). Проще говоря, это пыль, которая заполняет пространство между крупными частицами состава.

Также в смесь могут добавляться различные вспомогательные компоненты для укрепления и повышения износостойкости.

Коэффициент уплотнения крупнозернистого и мелкозернистого асфальта также разнятся.

Оборудование для уплотнения асфальта и грунта

Очевидно, что чем больше плотность смеси на этапе укладки, тем меньше дорожное полотно деформируется при эксплуатации. Сейчас выбор оборудования для уплотнения асфальта и грунта широк и позволяет подобрать агрегат для конкретного вида работ.
Максимально эффективными можно назвать машины с вибрационным принципом укладки. Такие машины оказывают воздействие как своей массой, так и вибрациями, что значительно сокращает время работы и повышает качество.
Агрегаты мирового бренда Atlas Copco представлены широким ассортиментом виброкатков, виброплит и трамбовок.

Вибрационное оборудование является компактным и маневренным и показывает высокий уровень производительности.

При точном расчете коэффициента уплотнения асфальта и правильном выборе технике, сооружение прослужит долгие годы.

Подробнее об оборудовании для трамбовки асфальта читайте в статье.

Уплотнение асфальтобетонной смеси катками: коэффициент плотности

Для строительства прочных и долговечных дорожных покрытий специалисты прибегают к уплотнению и выравниванию асфальтобетонной смеси. Уплотнение асфальтобетонных покрытий осуществляется при помощи дорожных катков. Этот вид техники был разработан для укладки дорог. При уплотнении покрытия определяющее значение имеют вес механизма и диаметр специального вальца. Самыми популярными считаются самоходные дорожные катки. Для работ со щебеночными покрытиями чаще всего применяется прицепная техника, которая уплотняет материал за счет своего веса. Это помогает достичь нужного коэффициента плотности бетонного покрытия.

Как выбирать технику?

На современном рынке представлены разные модели катков, выбор которых будет зависеть от покрытия, погодных условий, масштабов работ. Отечественная техника стоит дешевле импортной, для нее годится любой вид топлива. Согласно текущим тенденциям, сегодня значительно увеличилось число типоразмеров дорожных катков. Таким образом, выбор устройств для укладки тех или иных смесей стал шире и вместе с тем сложнее. Размер техники связан с ее возможностями. Самые важные из них — толщина асфальтобетонного слоя, а также производительность при разной толщине смеси. Чтобы определить нужный размер, следует знать обо всех типах катков и нескольких группах основных типоразмеров, с помощью которых можно уплотнить асфальтобетонный слой.

Вернуться к оглавлению

Виды и преимущества

Специалисты различают несколько видов машин, которые используются с целью уплотнения бетонных смесей. Вы можете выбрать статический, вибрационный или пневмоколесный каток — в зависимости от поставленной задачи и типа покрытия. Ведущие мировые и отечественные производители создают технику, которая сочетает в себе одновременно несколько решений, способствующих ее максимально безопасному, удобному и эффективному использованию. Среди преимуществ применения машин выделяют следующие:

• возможность обзора того места, которое было выбрано для проведения работ, а также установки специальной защиты для рабочего;
• снижение вредных выбросов в атмосферу и шума при работе техники;
• привод автоматически выключается до остановки катка;
• использование направленного типа вибрации вместо кругового, за счет чего увеличивается давление на асфальтобетонную смесь;
• наличие скребков для очистки;
• установка дополнительного оборудования для уплотнения покрытия у стен, а также для удаления кромки лишней смеси.

Существует три вида машин:

1. Один вибрационный валец и задняя ось с тремя или четырьмя пневматическими шинами.

   Вибрационные. Их масса составляет одну тонну. Как правило, такая техника оснащена одним вибратором. Он осуществляет вертикальные вибрации одновременно на два вальца, а затем — на уплотняемые асфальтобетонные покрытия. Катки управляются вручную либо при помощи механических пневмоколес, присоединенных к механизму шарнирами.

2. Статические. Машины-тандемы со встроенными приводными и рулевыми вальцами. Покрытие становится более прочным за счет регулирования процесса балластировки перед уплотнением. Оснащены жесткой рамой. Такие машины весят в среднем шесть-двенадцать тонн-сил.
3. Пневмоколесные (от семи до одиннадцати шин). Процесс уплотнения регулируется при помощи балластировки либо повышения/снижения давления в специальных шинах. Техника весит десять-тридцать пять тонн-сил.

Вернуться к оглавлению

Уплотнение

Значение коэффициента уплотнения бетонной смеси равняется показателю достигнутой плотности к расчетной. Идеальный коэффициент можно получить при виброуплотнении смеси в соответствии с государственным стандартом. Коэффициент плотности и эффективность виброуплотнения будут зависеть непосредственно от используемой техники, составляющих смеси. Нужной плотности асфальтобетона можно достичь и при использовании обычных машин. При этом результат будет зависеть от веса и вида техники, числа проходов, плотности бетонного слоя. Необходимо помнить, что при укладке вальцы должны оставаться отполированными, гладкими. Чтобы избежать налипания асфальтобетона на вальцы, их следует смачивать водой либо обмазывать нефтью.

Уплотнение асфальтобетонной смеси.

Чтобы добиться нужного коэффициента плотности покрытия, смесь обрабатывают посредством самоходных катков (трех- или двухвальцевых), виброкатков, машин с пневмошинами. Недоступные места покрытия утрамбовывают. Механизмы
на пневмошинах, получившие широкую популярность при работе с асфальтобетоном, позволяют обеспечить необходимый коэффициент уплотнения покрытия, отрегулировать давление воздуха в пневмошинах. Это помогает достичь нужной плотности основной части бетона. Лучший показатель коэффициента можно получить при наличии достаточного количества колес на одной из осей машины.

Процесс нужно начинать сразу после завершения укладки асфальтобетона. Так можно добиться лучшего показателя коэффициента плотности бетонной поверхности. Для этого важно учитывать температуру раствора: в горячем состоянии он становится пластичнее, следовательно, легко уплотняется. Cо снижением температуры состава уменьшается и коэффициент плотности. При этом увеличиваются затраты труда и расход средств для уплотнения. При низкой температуре может резко снизиться производительность. Важно помнить, что в процессе уплотнения подготовленная почва должна быть влажной. Задействование дополнительной специальной техники или средств более эффективно для тонкого бетонного слоя, нежели для толстого.

Вернуться к оглавлению

Схемы

На заранее подготовленное полотно необходимо завезти грунт, затем разровнять его с помощью автогрейдера и определить нужную ширину. После этого грунт следует уплотнить за счет нескольких проходов самоходной техники с пневмоколесами до необходимого коэффициента плотности. Это поможет облегчить распределение цементного раствора. Планировка подготовленного грунта должна выполняться с помощью профилировщика. Специалисты распределяют раствор цемента, применяя специальные средства. Работники начинают процесс уплотнения с использования легкой укладочной техники с отшлифованными вальцами из металла, делая по три-четыре прохода катком по каждому следу. После этого применяют тяжелые машины, с помощью которых делают по двадцать-тридцать проходов.

При применении вибрационной или самоходной техники с пневмоколесами рабочим требуется совершать меньшее количество проходов. Укатка завершается, когда после проходов по бетону тяжелой машины на нем не отпечатываются следы.

Вернуться к оглавлению

Исправление дефектов

Проверка равномерности распределения смеси.

Во время проведения работ работники проверяют равномерность распределения асфальтобетона. Дефекты, выявляемые на поверхности, разделяют на две основные группы. Они могут быть связаны с состоянием, функциями оборудования или со свойствами бетонного раствора. Если к появлению дефектов привели свойства компонентов, входящих в состав раствора, их устраняют при помощи добавления новых ингредиентов либо меняют технологию его изготовления, хранения, транспортировки. Существуют дефекты, которые способны возникать из-за применения того или иного оборудования. Появившиеся неровности специалисты исправляют вручную.

Вернуться к оглавлению

Влияние погодных условий

На состояние бетонной поверхности или раствора влияют два основных фактора – погодные условия и толщина асфальтобетонного слоя. Работы, которые были начаты при плюсовой температуре, можно продолжать до завершения. Но что делать, если температура воздуха резко снизилась, начались осадки и усилился ветер?

Если проведение такого вида работ запланировано на холодное время года, следует заранее к ним подготовиться. Необходимо подумать, в каких обстоятельствах придется работать людям. Для максимально безопасных и комфортных условий нужно подготовить автотранспорт, уплотняющие машины и выбранный объект. В противном случае халатное отношение к рабочему процессу может привести к непредсказуемым последствиям.

Самыми сложными в подобных условиях считаются укладка и уплотнение бетонного раствора. До начала процесса необходимо провести предварительные организационные и инженерные мероприятия, принять взвешенное решение относительно технологии исполнения предполагаемых операций.

Уплотнение асфальтобетонной смеси катками: укатка, тромбование

При сооружении автомобильных магистралей для придачи прочности и долговечности строительные организации выполняют уплотнение асфальтобетонной смеси катками. Эти устройства используются при укладке асфальта. Качественное выполнение этого этапа работ влияет на эксплуатационные характеристики дорожных рубашек — водоустойчивость, целостность и плотность покрытия, стойкость к растрескиванию и сдвигам почвы.

Зачем нужно упрочнение асфальтобетона?

Чтобы асфальт обрел все свои физико-технические параметры, его следует тщательно уплотнить. Когда уложенная горящая смесь подвергается укатыванию, начинает меняться внутренняя структура материала. Минеральные частицы перегруппируются, сближаются. При этом из вещества выдавливаются пузырьки воздуха, а вязкий наполнитель междузерновых пустот — битум, начинает перераспределяться в растворе. Уплотненные твердые фракции оказываются разделенные, они связываются между собой за счет битумной прослойки. Вследствие уплотнения асфальтобетона повышается его удельный вес, что влечет за собой улучшение эксплуатационных характеристик сооружения.

Научные и практические изыскания показывают, что особо плотная структура асфальтобетонных покрытий возникает после нескольких этапов уплотнения раствора специальными механизмами.

Коэффициент уплотнения

Эксплуатационный срок напрямую зависит от качества укладки дорожной поверхности.

Для получения расчетного показателя качества смеси утрамбованного покрытия значение полученной плотности делится на запланированную. Коэффициент уплотнения близкий к единице, можно получить при проведении виброуплотнения раствора в соответствии с требованиями ГОСТ 9128–76. Увеличение этого контрольного показателя можно добиться, используя качественную асфальтную суспензию и современную технологию уплотнения. Добиться хороших результатов возможно с применением традиционной техники. На качество покрытия оказывает влияние вес и тип уплотнительных агрегатов, число их проходов, первоначальная плотность укладываемого материала.

Посмотреть «ГОСТ 9128–76» или cкачать в PDF (1.7 MB)

Методы уплотнения

Чтобы уплотнить асфальтобетонное покрытие, используются 3 способа обработки:

• укатывание;
• трамбование;
• вибрация.

Укатка асфальта

Машина с помощью своего веса создает нагрузку для увеличения плотности покрытия.

Это процесс движения барабанного агрегата или пневмокатка по поверхности дорожного полотна, которое нужно уплотнить. Под влиянием массивной машины асфальтобетон приобретает остаточную деформационную кондицию. Деформация материала при увеличении плотности бетона уменьшается и перед завершением процесса устремляется к нулевому значению. Чтобы дальше увеличить плотность покрытия, нужно добавить нагрузку на валы укатывающей машины.

Трамбование

Этот способ уплотнения асфальтобетонного покрытия состоит в поднятии предмета с большой массой на определенную высоту и последующее свободное падение на поверхность монолитного материала. Следует отметить, что перед применением этого метода проводится уплотнение асфальта гладковальцовыми катками на пневмошинах или вибрационными машинами.

Вибрирование

Метод основан на передаче асфальтобетону вибраций, частота которых совпадает с внутренним колебанием монолитного покрытия. Колебания агрегата имеют амплитуду в пределах от 0,2 до 0,8 мм, частоту — 25—58 Гц. Величина этих показателей зависит от мощности уплотняемого слоя. Когда он тонкий, то амплитуда небольшая, если толстый — работы выполняются при вибрациях большей интенсивности. Вибрационные агрегаты должны двигаться в начале со скоростью 3—5 км/ч, далее — 4—6.

Для определения коэффициента уплотнения асфальтобетона через 1—3 суток после укладки материала берутся пробы. Этот показатель для асфальта класса А, Б должен иметь значение 0,99, для раствора вида В — 0,98.

Как проводится?

При строительстве дороги важно важно контролировать каждый этап закладки материалов.

На первично обработанный участок будущего полотна завозится почва, которая выравнивается автогрейдером. Далее размечается необходимая ширина магистрали. Потом начинается уплотнение почвенной подушки с использованием пневмоколесных агрегатов. Выполняется несколько проходов до достижения необходимых параметров плотности уложенного грунта. Это поспособствует в дальнейшем укладке асфальтобетона. Следующая операция — профилирование почвы специальным агрегатом.

Далее проводится основная укладка горящей смеси. Уплотнительный этап выполняется с применением легких машин с металлическими отшлифованными валами. Проход техники по одному следу выполняется 3—4 р. После этого подходит черед тяжелых уплотнительных агрегатов, которые должны пройти по уложенной дорожной «рубашке» 20—30 раз. Когда применяется вибрационная или самоходная техника, оснащенная пневматическими колесами, количество проходов уменьшается. Признаком готовности к эксплуатации магистрали и высокого коэффициента уплотнения является отсутствие следов на асфальте после проезда тяжелого грузовика.

Исправление недостатков

В процессе укладки асфальтобетона контролеры проверяют, чтобы смесь равномерно распределялась на протяжении всего участка построенной дороги. Производственный брак при проведении этого вида строительных работ может быть вызван 2-мя факторами:

• Состояние применяемой техники, ее работой. При выявлении дефектов от таких причин выполняют ремонт или замену работающих агрегатов. Брак исправляется вручную.
• Качество асфальтобетона. Когда брак покрытия вызван применением раствора с низкими техническими характеристиками, в состав вещества добавляют новые компоненты. А также причиной дефектов асфальта может быть неправильная технология производства, доставки, хранения.

На качество дорожного покрытия влияет время года, когда проводятся работы. При проведении строительного процесса в холодную пору следует подготовить автомобили, уплотнительные агрегаты, что обеспечат комфортность и безопасность работающему персоналу. Игнорирование этих факторов может привести к возникновению опасных ситуаций на объекте строительства.