Строительство автомобильных дорог (стр. 19 из 23)
На стадии сбора исходных данных осуществляют работы, включающие: оценку прочности дорожной одежды в соответствии с нормами ОДН 218.046.01 или Указаниями ВСН-52-89; отбор кернов для определения продольного и поперечного профилей толщин пакета монолитных слоев дорожной одежды и вида асфальтобетона, входящего в эти слои; бурение скважин для определения толщин остальных конструктивных слоев дорожной одежды и оценки состояния составляющих их материалов, в том числе грунта земляного полотна и основания; создание цифровой модели местности.
На дорогах с приведенной расчетной интенсивностью воздействия нагрузки Nр>2000 ед./сут. регенерированный слой рассматривают в качестве верхнего монолитного слоя основания, на который должно быть уложено двухслойное асфальтобетонное покрытие общей толщиной 9-10 см.
На дорогах с 500£Nр£2000 ед./сут. на регенерированный слой может быть уложено однослойное покрытие из плотного асфальтобетона толщиной 4-5 см.
На дорогах с Nр£500 ед./сут. регенерированный слой рассматривают в качестве слоя покрытия, на котором должна быть устроена поверхностная обработка.
Задавшись типом и толщиной покрытия, укладываемого поверх регенерированного слоя, рассчитывают его толщину по допускаемому упругому прогибу в соответствии с ОДН 218.046-01 с учетом требуемого модуля упругости Етр, рассчитанного общего модуля упругости на поверхности слоя, подстилающего регенерированный, и ориентировочного значения кратковременного модуля упругости регенерирующего слоя при соответствующей расчетной температуре.
Регенерированный слой проверяют на сопротивление растяжению при изгибе при температуре покрытия 00С.
Ориентировочные расчетные значения кратковременного модуля упругости (Ер) и среднего сопротивления растяжению при изгибе (Rи), при времени воздействия нагрузки 0,1 с, для разных типов АГБ-смесей приведены в таблицах 6.6 и 6.7 (в дальнейшем подлежат уточнению).
Таблица 6.9 Расчетные значения кратковременного модуля упругости.
| Тип смеси | Расчетные значения кратковременного модуля упругости Ер, МПа, при температуре покрытия, 0С | ||||
| +10 | +20 | +30 | +40 | +50 | |
| А | 1200 | 700 | 400 | 250 | 210 |
| Б | 1600 | 900 | 570 | 420 | 380 |
| Э, В | 1800 | 1100 | 700 | 520 | 470 |
| К | 2300 | 1400 | 920 | 700 | 630 |
| М | 2800 | 1800 | 1200 | 920 | 840 |
Таблица 6.10 Характеристики для расчета на изгиб при температуре покрытия 00С.
| Тип смеси | Характеристики для расчета на изгиб при температуре покрытия 00С | |
| Кратковременный модуль упругости Ер, МПа | Среднее сопротивление растяжению при изгибе Rи, МПа | |
| А | 1600 | 0,5 |
| Б | 2100 | 0,9 |
| Э, В | 2500 | 1,1 |
| К | 3200 | 1,3 |
| М | 3600 | 1,7 |
При расчете по условию сдвига конструктивных слоев дорожной одежды мы рассматриваем его по условию:
С1+С2+Р.tgφ>0,75Рр,
где
С1 – коэффициент сцепления а/б на транзитном участке (при движении);
С2 – коэффициент сцепления а/б при воздействии статической и горизонтальной нагрузки (при остановке);
Р – нагрузка на покрытие;
φ - величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при действии нагрузки от торможения;
Рр –
Исходя из условия, находим угол внутреннего трения материала:
Р.tgφ³0,75Рр-С1.С2
tgφ³(0,75-(С1.С2/Рр.Р)).2
при экстренном торможении:
tgφ³(0,75-(С1.С2/Рр.Р)).4
В зависимости от толщины пакета асфальтобетонных слоев ремонтируемой дорожной одежды (hс) могут возникнуть следующие случаи:
а) hс существенно больше, чем толщина регенерированного слоя, полученная по расчету (hс).
В этом случае старое покрытие целесообразнее всего отфрезеровать с учетом выравнивания его в продольном и поперечном направлениях (выравнивающее фрезерование).
Глубину фрезерования (hв) по оси проезжей части определяют таким образом, чтобы оставшийся пакет асфальтобетонных слоев был в среднем близок по толщине к hp, т.е. hв≈hc-hp.
После выравнивающего фрезерования осуществляют регенерационное фрезерование на глубину близкую к hр.
При построении соответствующей картограммы возможны местами захват части слоя основания или оставление части старого асфальтобетонного слоя с учетом получения регенерируемого слоя требуемой толщины. Пример такой конструкции приведен на рисунке 6.1, а.
Добытый в процессе выравнивающего фрезерования АГ должен быть повторно использован (например, для устройства выравнивающего слоя), что удешевляет производство ремонтных работ.
Если увеличение затрат за счет более глубокого фрезерования, чем это требуется для выравнивания, не компенсируется доходом от повторного использования АГ, можно назначить hв=0 (рисунок 6.1, б). В этом случае местами требуется устройство выравнивающего слоя.
Рисунок 6.1 Примеры конструирования дорожной одежды, включающей регенерированный слой (покрытие, укладываемое поверх регенерированного слоя, не показано):
а) – hс существенно больше hp, hв≈hc-hр; б) – то же, при hв≈0; в) – hс сопоставима с hр или меньше ее;
1 – пакет асфальтобетонных слоев старой дорожной одежды; 2 – регенерированный слой; 3 – удаляемая часть старого покрытия после выравнивающего фрезерования; 4 – выравнивающий слой, укладываемый поверх старого покрытия и повторно перерабатываемый совместно с материалом старого покрытия в процессе регенерации; 5- регенерированный слой из АГ с захватом части слоя основания; 6 – слой основания; 7 – обочина.
Оставшийся после регенерации слой нетронутого старого асфальтобетона включают в расчет дорожной одежды, принимая его расчетный модуль упругости Ер=500 МПа.
Недостатком такого конструктивного решения является то, что в случае превышения средней толщины оставшегося слоя (hо) общей толщины пакета новых слоев (включая регенерированный) возникает опасность появления отраженных трещин.
б) hс сопоставима или меньше hр.
В этом случае предусматривают комплексное выравнивание, сочетающее выравнивающее фрезерование с устройством выравнивающего слоя (рис. 6.1, в), после чего осуществляют регенерацию выровненного покрытия с захватом на всю ширину или часть ширины слоя основания.
Уменьшение толщины слоя основания учитывают при расчете дорожной одежды.
6.4 Подбор состава асфальтогранулобетона.
6.4.1 Отбор пробы.
На основе запроектированной конструкции дорожной одежды и осмотра кернов, отобранных на стадии сбора исходных данных, намечают участки, на которых зерновой состав пакета асфальтобетонных слоев, подлежащих регенерации, находится в пределах одного типа смеси по ГОСТ 9128 (А, Б, В или Д).
Из намеченных участков отбирают пробы АГ путем фрезерования покрытия.
Если выбранная конструкция дорожной одежды предусматривают удаление верхней части асфальтобетонных слоев (см. рис. 6.1, а), которая отличается по типу смеси от нижележащей, пробу отбирают АГ из слоя, подлежащего регенерации.
Масса пробы с одного участка должна быть не менее 30 кг.
6.4.2 Выбор типа АГБ.
В зависимости от имеющегося оборудования и заложенного в проект расчетного модуля упругости намечают для исследования один или несколько типов АГБ-смеси.
Битум, входящий в состав добавок для смесей типов Э, В, Б и К, устраняет излишнюю жесткость состарившегося пленочного битума, окружающего гранулы; экранирует обнажившиеся в результате фрезерования поверхности зеоен минерального материала; обеспечивает сцепление зерен заполнителя, добавляемого для увеличения содержания щебня или корректировки гранулометрического состава АГБ-смеси, между собой и с АГ; заполняет частично межгранулярные пустоты, уменьшая водонасыщение АГБ; снижает межгранулярное трение, способствуя лучшей упаковке гранул при уплотнении АГБ-смеси; способствует залечиванию микродефектов, возникающих в процессе эксплуатации регенерированного слоя.
Цемент, входящий в состав смесей типов М и К, образует в присутствии воды цементный камень, который частично заполняет межгранулярные пустоты; армирует битумную пленку, окружающую гранулу; кристаллически связывается с не обработанными битумом зернами, содержащимися в АГ и заполнителе.
Наиболее технологичны смеси типа Э. Их чаще всего применяют для регенерации слоев, преимущественно состоящих из АГ. К недостаткам следует отнести возможность колееобразования при тяжелом движении.
Смеси типа К более сложны в изготовлении, но АГБ из таких смесей более устойчив к колееобразованию. Применение указанных смесей позволяет снизить толщину регенерированного слоя.
Слой из смесей типа К быстрее формируется, что особенно важно при неблагоприятных погодных условиях.
Смеси типа М чаще всего применяют, когда при регенерации захватывается часть слоя основания из не обработанного битумом материала (более 30% от толщины регенерируемого слоя).
АГБ из такой смеси отличается высокими расчетными характеристиками, однако в регенерированном слое возможно появление усадочных и температурных трещин.