Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Реконструкция автомобильных дорог

Усиление существующих дорожных одежд


Усиление существующих дорожных одежд

При усилении дорожных одежд приходится учитывать, что старые дорожные одежды обычно имеют большие поперечные уклоны, чем назначаемые для современных усовершенствованных покрытий. Необходимо смягчать их поперечный уклон путем срезки возвышения в средней части покрытия или повышения краев покрытий. Последний способ наиболее рационален. Обычно по краям покрытия на 1/3 его ширины укладывают клинообразные слои выравнивания из каменных материалов, обработанных битумом.

Рис. 1. Схема усиления старой дорожной одежды без уширения:
а — укладка нового покрытия на всю ширину старой дорожной одежды; б — то же, после укладки по краям слоев для смягчения поперечного уклона; 1 — новое покрытие; 2 — старая одежда; 3 — поднятая и укрепленная обочина; 4 — слой, смягчающий поперечный уклон

Рис. 2. Схема усиления с использованием старой дорожной одежды в качестве дополнительного слоя основания:
1 — новое покрытие; 2 — новое основание; 3 — новый дренирующий слой; 4 — старая дорожная одежда; 5 — новая присыпная обочина

Рис. 3. Примеры усиления и уширения дорожных одежд на автомобильных дорогах США:
1 — существующее цементобетонное покрытие; 2 — основание — щебень или гравий; 3 — дополнительный слой основания; 4 — асфальтобетонные слои; 5 — укрепленная обочина; 6 — асфальтобетонные слон; 7 — одерновка

При одностороннем уширении дорожных одежд вначале со стороны уширения укладывают выравнивающий слой, а уже по нему основание на всю ширину проезжей части и покрытие. Приходится проводить работы по изменению поперечного профиля, вызванного смещением оси проезжей части в сторону уширения.

В тех случаях, когда старая дорожная одежда имеет недостаточную прочность и непригодная для использования в качестве основания для нового покрытия, старую одежду оставляют как дополнительный слой основания. Наиболее распространен этот вариант при устройстве нового цементобетонного покрытия, для которого старая дорожная одежда будет служить основанием. После уширения старой дорожной одежды ее выравнивают, создавая гладкое с ровной поверхностью основание путем россыпи, распределения и уплотнения песка, обработанного битумом, реже цементом, слоем 3—5 см.

Учитывая это, в США применяют способы восстановления качества старых асфальтобетонных покрытий, направленные на достижение надежной связи между старым и новым слоями покрытия.

Одни из способов состоит в разогреве, разрыхлении и «омоложении» старого асфальтобетона розливом эмульсии, приготовленной на основе нефтяных масел и смол-отходов при переработке нефти. Расход эмульсии составляет от 0,5 до 1 л на 1 м2. Для разогрева и разрыхления старого асфальтобетона применяют специальную машину, перемещающуюся в процессе работы со скоростью 4,5—10 м/мин при нагреве асфальтобетона до 100—120 °С. На взрыхленный и обработанный эмульсией старый асфальтобетон до его остывания укладывают новую асфальтобетонную смесь слоем 5 см. В результате достигается прочное соединение нового слоя со старым. Эмульсия проникает в разрыхленный старый асфальтобетон на глубину до 2,5 см и этим увеличивает связь между слоями.

В ФРГ применяют машину фирмы «Wirtgen», которая, используя горелки инфракрасного облучения, разогревает слой старого асфальтобетона и одновременно его разрыхляет. Верхний запыленный н загрязненный маслами слой удаляют и увозят для переработки. На остающейся части старого покрытия при нагреве трещины заплывают и образуется более ровная поверхность без дефектов. На подготовленную поверхность старого асфальтобетона укладывают новый слой. Этим достигается лучшее «приживление» новой асфальтобетонной смеси к «освеженной» теплой поверхности старого асфальтобетона.

В Англии при усилении асфальтобетонных покрытий для лучшего сцепления слоев между собой специальной машиной фирмы «Пэйн» (США) срезают верхний слой покрытия и нарезают продольные бороздки различной конфигурации глубиной до 2 см. По полученной поверхности разливают жидкий битум (0,5—0,6 л/м2).

после чего укладывают новый слой горячей асфальтобетонной смеси. Новый асфальтобетон плотно вдавливается в борозды и как бы «приваривается» к поверхности старого покрытия. Средняя производительность составляет 7500 м2/сутки.

Во Франции на участке одной автомобильной магистрали существующую дорожную одежду усилили, уложив на нее песчано-гравийную смесь, обработанную битумом, слоем толщиной от 8 до 25 см в зависимости от состояния старого покрытия. Поверх песчано-гравийной смеси был уложен слой асфальтобетона толщиной 8 см.

При усилении цементобетонных покрытий, уложенных на песчаное основание, широко применяют укрепление песка инъектированием-вяжущих материалов. Для этого по всей площади покрытия в шахматном порядке через 2—3 м пробуривают сквозные отверстия, через которые под давлением нагнетают аэрированный цементный раствор, битумные эмульсии и горячие битумы.

В ФРГ старое бетонное покрытие, построенное в 1933 г., имевшее трещины и разрушения, было усилено. Под плиты был инъектирован цементный раствор, поверхность старого покрытия была выровнена цементным раствором. Поверх выравнивающего слоя укладывали слой песка (4—6 см), обработанного битумом, или синтетическую пленку толщиной 0,2 мм. На подготовленное таким образом основание было уложено новое цементобетонное покрытие толщиной 16 см, армированное продольной арматурой или сеткой. При обследовании было установлено хорошее состояние покрытия.

По исследованиям проф. Н. Н. Иванова, асфальтобетонное покрытие оказывает достаточное сопротивление трещинообразованию при толщине не менее 12—15 см. Некоторые специалисты (инж. А. М. Багдасаров и др.) считают, что монолитное покрытие такой толщины может быть создано последовательной укладкой нескольких тонких слоев, которые сливаются в один монолит. Эти работы должны быть выполнены очень быстро. Л. Б. Гезенцвей указывает, что длительный перерыв в укладке, при котором нижний слой продолжительное время остается открытым, приводит к загрязнению его поверхности. Кроме того, интенсивное движение автомобилей по нижнему слою делает поверхность гладкой, шлифованной.

Единовременная укладка толстого слоя смеси имеет преимущество перед послойной, так как создает покрытия более высокого качества, требует меньше времени и оборудования, может осуществляться в холодную погоду и даже в дождь. Она позволяет снизить трудоемкость работ и обеспечивает интенсивное уплотнение. Современные асфальтобетонные заводы способны обеспечить непрерывность выдачи смеси в необходимом количестве. Однако обычные автомобили-самосвалы не могут обеспечить непрерывность подачи смеси, так как значительное время (40—50 с) затрачивают на операции, связанные с подъездом к укладчику, выгрузкой и освобождением места для следующего автомобиля. Необходимо использовать многоосные прицепы большой грузоподъемности (до 35 т) с горизонтальной разгрузкой и другие приспособления, ускоряющие разгрузки. Такие прицепы могут за 1 ч подать в бункер асфальтоукладчика до 1 тыс. т смеси.

Увеличение толщины слоев связано с более медленным охлаждением смесей. При увеличении толщины слоя в 2 раза время охлаждения возрастает в 3 раза. Скорость укладчиков обратно пропорциональна толщине укладываемого слоя. Благодаря этому возрастает продолжительность периода возможности укатки и катки могут сделать большее число проходов. Толщины слоев оказывают большое влияние на производительность уплотнения смесей.

На XIV Международном дорожном конгрессе в 1971 г. в Праге в докладе представителей Нидерландов указывалось, что асфальтобетонная смесь, уложенная при температуре 140 °С, через 60 мин имела следующую температуру в зависимости от толщины слоя (температура воздуха 25 °С):

Рис. 4. Изменение во времени температуры в уложенном слое горячей асфальтобетонной смеси (18 см) и в нижнем слое песчаного асфальта. Кривые характеризуют изменение температуры на глубине:
1 —3 см от поверхности верхнего слоя; 2 — то же, 9 см; 3 — то же, 15 см; 4 — 3 см от поверхности нижнего слоя из песчаного асфальта; 5 — то же, 9 см; 6 — температура воздуха во время укатки. В верхнем правом углу показан конструктивный разрез покрытия и места закладки термопар (1—5); I — начало укатки: II — конец укатки

Проведенные в США исследования показали, что плотность асфальтобетона, укатываемого в толстых слоях, выше, чем в тонких. Наилучшие результаты уплотнения были получены при укатке пневмокатками с давлением в шинах 6,3 кгс/см2 при предварительном нагреве шин. Экспресс-способ определения достигаемой при укатке плотности покрытия, применяемый в США, привел к выводу, что укатка наиболее эффективна, пока температура в асфальтобетоне выше 90° С. В то же время по данным СССР и других стран уплотнение продолжается до тех пор, пока температура не снизится до 60—70 °С.

По опытным работам в ФРГ установлено, что укладка асфальтобетонных покрытий слоями большой толщины имеет следующие преимущества: смесь можно укладывать при более низкой температуре воздуха, не опасаясь ее преждевременного охлаждения; дождь во время укладки смачивает только одну поверхность толстого слоя, а не несколько поверхностей, как это происходит при последовательной укладке нескольких слоев; исключается плохое сцепление слоев между собой из-за их загрязнения и различия в температуре; уменьшается дробление зерен.

Считается, что температура во время укладки должна быть постоянной. Уплотнение катками на пневматических шинах наиболее эффективно при температуре поверхности слоя 75—95 °С. Эффективное уплотнение может быть достигнуто благодаря большему числу проходов тяжелых катков при более продолжительном сохранении температуры смеси в толстых слоях. Укладка асфальтобетонного покрытия слоем большой толщины обходится, по опытам ФРГ, дешевле, чем многослойная укладка, поскольку отпадает необходимость в повторных операциях для каждого слоя.

В качестве примера оформления проекта организации работ по усилению на рис. V.20 приведена технологическая карта усиления существующего покрытия слоем асфальтобетонной или другого вида смеси, обработанной органическими вяжущими. Толщина слоя усиления установлена проектом на основании «Методических указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд». При этом принято, что работы ведут на участке дороги, на котором невозможно устройство объезда, и приходится работы выполнять по половинам проезжей части с проведением мероприятий по организации движения.

Рис. 5. Технологическая схема работ по усилению асфальтобетонного покрытия





Похожие статьи:
Экономический критерий очередности реконструкции участков автомобильных дорог

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Реконструкция автомобильных дорог

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум