В статье приведена методика расчета асфальтобетонной смеси на выходе из асфальтоукладчика и дан критерий оценки возможности ее уплотнения до требований, регламентируемых СП 78.13330–2012.
Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, покрытие, температура, уплотнение
Асфальтобетонные дорожные покрытия накапливают разнообразные дефекты, которые приводят к ухудшению транспортно эксплуатационных показателей. Причины этого видятся в несовершенстве методов расчета [1] и в достаточно низких требованиях к качеству строительства [2, 3]. Контроль параметров покрытия осуществляется в точках, которые образуют сетку. Например, при проверке соответствия коэффициента уплотнения асфальтобетона по [2] отбирают не менее 3 проб на 3000 м2, а по [3] не менее 3 проб на 7000 м2. Если ширина покрытия в пределах проезжей части и краевых укрепленных полос обочин составляет 8 м, то расстояние между точками отбора кернов или вырубок составят 437,5 м [2] и 187, 5 м по [3]. Отсюда следует, что сетка контроля достаточно редкая, а значит, на участках между точками отбора качество может быть не обеспечено. Согласно [2, 3] точки отбора проб грунта в верхнем технологическом слое должны быть расположены на расстоянии не менее 50 м, при этом в зависимости от ширины слоя с одного поперечника отбирают 3 или 5 проб. То есть к контролю уплотнения грунта в земляном полотне выдвигают более строгие требования, чем к асфальтобетону в покрытии. Причем в настоящее время появились публикации обосновывающие необходимость сгущать сетку контроля на земляном полотне [4–6], а также определить максимальную плотность грунта как по стандартам РФ, так и методам Р. Проктора [7]. Применительно к асфальтобетону таких работ нет и требования к сетке контроля, регламентируемой [2, 3] не ужесточаются.
Поэтому для повышения качества строительства асфальтобетонных покрытий необходимо совершенствовать методики прогнозирования температурно-технологических параметров асфальтобетонной смеси, определяя их критическое значение для операций доставки, укладки и уплотнения смеси.
Разработка методов расчета температурно-технологических параметров асфальтобетонной смеси в процессе производства работ выполнена специалистами СибАДИ и Союздорнии, разработавшие указания [8] и рекомендации [9], позволяющие выполнять работы по асфальтированию даже при пониженных температурах, что позволяет продлить строительный сезон, ограниченный строгими температурными рамками [2, 3].
Согласно [8] при проектировании технологии необходимо проверять условие возможности качественного уплотнения асфальтобетонной смеси:
(1)
где tminб — минимальная температура смеси после ее выгрузки в приемный бункер асфальтоукладчика, рассчитываемая по [8, прил. 15]; tу — снижение температуры смеси в процессе ее укладки (примерно 5–10°С); tmin — минимальная температуру смеси после укладки.
(2)
где tВ и to — температуры воздуха и основания, °С;оmin и вmin — минимальные относительные температуры слоя толщиной R соответственно за счет стока тепла в основание и воздух за минимально допустимое время τmin (τmin=0,4).
Для расчета относительных температур слояоmin и вmin нужно вычислить значения критериев Фурье Fomin и Био Bi=αR/λ, а так же соотношение коэффициентов тепловой активности материала асфальтобетонного слоя и материала основания kв.
Определение теплофизических свойств выполняют по номограмме, представленной в указаниях [8, прил. 22], а величину коэффициента теплоотдачи берут по табл. 1.
Таблица 1
Величина коэффициента теплоотдачи α
|
Скорость ветра v, м/с |
Коэффициент теплоотдачи α |
|
0 |
15 |
|
До 5 |
15+v |
|
Более 5 |
11,5+1,7v |
Температуры оmin и вmin определяют графически, используя вторую номограмму, представленную в указаниях [8, прил. 22]. После расчета tmin проверяют условие (1).
Для повышения сроков службы асфальтобетонных покрытий надо развивать не только технологические регламенты их строительства, но и методы проектирования. Обсуждая современные расчетные методики отметим работы [10–12], в которых приведены критерии прочности и условия пластичности асфальтобетона, учитывающие влияние усталостных процессов наличием поврежденности, являющейся функцией числа нагрузок. Проверку адекватности методик расчета необходимо выполнять штамповыми испытаниями, подобными испытанию грунтов и песчаных слоев [13].
Литература:
1. ОДН 218.046–01. Проектирование нежестких дорожных одежд. – М.: ГСДХ Минтранса России, 2001. — 146 с.
2. СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03–85.
3. СНиП 3.06.03–85 Автомобильные дороги.
4. Александрова Н. П., Троценко Н. А. Применение измерителя жесткости грунта Geogauge для оценки качества уплотнения при операционном контроле // Вестник СибАДИ, 2014, № 3 — С. 40–47.
5. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Стригун К. Ю. Совершенствование методов экспресс оценки качества уплотнения грунтов земляного полотна строительства автомобильных дорог / Н. П. Александрова, // Вестник СибАДИ. — 2015. — № 4. — С. 46–57.
6. Александрова Н. П., Семенова Т. В. Совершенствование методов экспресс контроля уплотнения грунтов в земляном полотне лесных дорог. Часть 1. Обобщающая математическая модель // Международный научно-исследовательский журнал. — 2016.№ 6–2(48). — С. 10–14.
7. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Долгих Г. В. Методы определения максимальной плотности грунтов земляного полотна автомобильных дорог[Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие — Электрон. дан. − Омск: СибАДИ, 2015. — Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/ESD53.pdf, свободный после авторизации. — Загл. с экрана.
8. Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий: Методические указания — Омск: Изд-во Омский дом печати, 2004. — 335 с.
9. Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий при пониженных температурах воздуха. — М.: Союздорнии, 1976.
10. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Модификация критериев прочности и условий пластичности при расчетах дорожных одежд // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2015. № 1 (41). — С. 47–54.
11. Александрова Н. П., Чусов В. В. Особенности расчета асфальтобетонных покрытий по сопротивлению сдвигу с учетом накапливания повреждений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2016. № 3 (49). — С. 42–50.
12. Чусов В. В., Александрова Н. П. Два способа расчета мер теории накапливания повреждений // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого — взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции — Омск, СибАДИ, 2016 — С. 271–275.
13. Калинин А. Л., Долгих Г. В., Александров А. С. Штамповые испытания песчаных слоев дорожной одежды, армированных геосинтетикой // Вестник научных конференций. 2016.№ 5–2 (9). С. 65–66.
