Основание — является несущим слоем дорожной одежды. Основание распределяет нагрузку от движущихся автотранспортных средств и уменьшает воздействие нагрузки на нижележащие слои и грунт. Основание снижает напряжение от нагрузок, возникающее в покрытии. Основные эксплуатационные свойства основания это прочность и сдвигоустойчивость.
Для устройства основания из щебня используют два вида щебня:
- Щебень трудноуплотняемый из изверженных пород и из некоторых видов шлаков. Марка по прочности у такого материала составляет не менее 1000.
- Щебень легкоуплотняемый. Марка по прочности менее 1000. Щебень из изверженных, метаморфических и осадочных пород. Кроме того в эту группу входит щебень из шлаков пористой структуры.
Толщина слоя, при устройстве основания из щебня трудноуплотняемого не должна превышать 18-24 см. в зависимости от вида уплотняющих катков. Максимальная толщина слоя допускается при использовании катков массой более 16 тонн.
Толщина, при устройстве основания из щебня легкоуплотняемого не должна превышать 22-30 см.
Самая распространенная схема обустройства щебеночного основания – это способ расклинки. Устройство оснований из щебня предусматривает следующие виды работ:
- Распределение основной фракции щебня. После распределения щебня необходимо произвести предварительное уплотнение. В процессе предварительного уплотнения осуществляют добавку и подсыпку материала в местах просадок. Перед предварительным уплотнением, для усиления эффекта взаимозаклинивания, щебень следует поливать водой, с введением в технологический процесс поливомоечных машин. Расход воды составляет до 25 литров на квадратный метр
- Второй этап состоит из распределения, так называемого, расклинивающего щебня. Распределение производится при помощи автогрейдера или распределителя щебня. Распределение расклинивающего щебня для устройства щебеночного основания, производиться в один, два или три захода с уплотнением каждого слоя. Перед уплотнением необходим полив водой (до 12 литров на 1 кв.м.). Предварительное уплотнение производиться виброплитой.
Распределение щебня желательно производить самоходным щебнераспределителем, который обеспечивает необходимую ровность слоя. Данную работу возможно также производить автогрейдером, оборудованным специальной профилировочной системой.
В случае, если щебеночный слой укладывается на песчаный, для распределения допускается использовать бульдозер.
Уплотнение щебеночного слоя основания на первом этапе производиться катками на пневмошинах массой 16 тонн и более. Допускается также использовать прицепные вибрационные катки и гладковальцовые самоходные.
На этапе уплотнения, при осуществлении полива слоя щебня водой, важно не допустить переувлажнения слоя. В случае, выпадения обильных осадков, уплотнение следует временно прекратить.
Уплотнение расклинивающего слоя следует осуществлять катками значительной массы динамического типа. После уплотнения основания из щебня, разрешается открытие дороги для дорожно-строительной техники.
Описание
1. Данный вид работ состоит в россыпи, разравнивании материала и уплотнении его с поливкой водой.
Материалы
2. Материалы, применяемые для устройства основания из щебня должны соответствовать следующим требованиям:
Щебень фр. 40-70см п.п. 7.47, 7.48 СНиП 2.05.02-85, ГОСТ 8267-93
Щебень фр. 20-40см п.п. 7.47, 7.48 СНиП 2.05.02-85, ГОСТ 8267-93
Щебень фр. 10-20см п.п. 7.47, 7.48 СНиП 2.05.02-85, ГОСТ 8267-93
3. Устройство основания из щебня может быть начато после выполнения работ по устройству корыта под дорожную одежду и его приемки.
4. Основание из щебня должно устраиваться на ширину и толщину, принятую в ведомости, и в соответствии с требованиями СНиП 3.06.03-85.
5. Щебень в момент укладки должен иметь влажность, близкую к оптимальной с отклонением не более 10%. При недостаточной влажности смесь следует увлажнять за 20-30 мин до начала уплотнения.
6. Слой щебня следует уплотнять в соответствии с требованиями п.7.5 СНиП 3.06.03-85. Ориентировочно количество проходов катков следует уменьшить на 30%.
Контроль качества работ
7. При устройстве слоя основания из щебня необходимо контролировать влажность, плотность и соответствие качества укладываемого материала требованиям ГОСТ 25607-2009.
8. При операционном контроле качества работ по устройству слоя основания следует контролировать: высотные отметки по оси дороги, ширину, толщину слоя неуплотненного материала по его оси, поперечный уклон, ровность (просвет под рейкой длиной 3 м на расстоянии 0,75-1,0м от каждой кромки покрытия (основания) в пяти контрольных точках, расположенных на расстоянии 0,5м от концов рейки и друг от друга).
9. Качество уплотнения основания должно удовлетворять требованиям п. 7.36 СНиП 3.06.03-85.
Приемка
10. Работа принимается при условии ее выполнения в полном объеме, в соответствии со СНиП 3.06.03-85 и Требованиями Заказчика к качеству и результатам работ. Работы принимаются только при условии их выполнения в соответствии с Ведомостью объемов работ и на основе общепринятых производственных и строительных допусков.
ПОДГРУНТОВКА ПОВЕРХНОСТЕЙ СЛОЕВ ПОКРЫТИЯ ВЯЖУЩИМ МАТЕРИАЛОМ
Описание
1. Данный вид работ состоит в обработке поверхности слоя битумной эмульсией до устройства нового слоя.
Материалы
2. Материалы должны соответствовать следующим документам:
Битумная эмульсия ГОСТ Р 52128-2003
Строительные требования
3. Оборудование. Для подгрунтовки должны быть использованы отечественные и зарубежные автогудронаторы по согласованию с Заказчиком.
4. Подготовка поверхности. Устройство подгрунтовки поверхности основания может быть начато после выполнения работ по устройству слоя основания и его приемки.
Перед нанесением подгрунтовки поверхность покрытия должна быть очищена от грязи, посторонних предметов, мусора и пыли.
5. Ограничения по погодным условиям. Подгрунтовка наносится на сухую, не промерзшую поверхность при температуре окружающего воздуха весной и летом не ниже +5°С, осенью – не ниже +10°С.
6. Нанесение битумных материалов. Обработку поверхности слоя основания необходимо производить в соответствии с п. 10.17 СНиП 3.06.03-85 за 1-6 часов до начала укладки нового слоя.
Регулировку высоты расположения распределительного узла, угла установки форсунок и давления насоса, а также проверку скорости продольной и поперечной додачи следует производить еженедельно. Во избежание образования натека и разбрызгивания следует предусматривать устройство защитного укрытия близлежащих поверхностей. Такие поверхности укрываются строительным картоном на достаточном расстоянии от места начала и конца нанесения битума с тем, чтобы подачу битума через форсунки распределительного узла можно было начинать и заканчивать вблизи защищенных картоном участков.
Битумный материал следует наносить равномерно с помощью распределительного узла, который перемещается при открытых форсунках рабочего элемента, с заданной скоростью подачи. Следует избегать нанесения избыточного объема битумного материала на стыках отдельных полос. При нанесении материала избыток его следует удалять с поверхности. Битумный материал должен быть нагрет до температуры, указанной в табл. 13 СНиП 3.06.03-85.
Покрытие, после нанесения материала, необходимо укладывать в течение 4-х часов. При устройстве подгрунтовки контролируется равномерность распределения эмульсии, температура и норма расхода.
В тех случаях, когда нет возможности наносить подгрунтовку с помощью распределителя, битумный материал должен наноситься вручную или иным принятым методом.
7. Норму расхода битумного материала для подгрунтовки следует принимать в соответствии с Ведомостью объема работ.
Приемка
8. Приемка слоя подгрунтовки производится и контролируется таким образом, чтобы обеспечить соответствие требованиям всего объема работ Ведомости. Работа принимается на основе общепринятых производственных и строительных допусков. При этом каждая партия поставляемого материала должна сопровождаться сертификатом качества и пройти приемочные испытания в лаборатории Подрядчика в соответствии с требованиями стандартов. Сертификаты качества материала и результаты испытаний предоставляются Заказчику. Необходимо требовать от изготовителя предоставления документации по системе испытаний и инспекции, а также Сертификата соответствия, определяющего, что материалы соответствуют требованиям.
При устройстве основания дорожного полотна особое значение придается двум главным вещам — материалам и уплотнительной технике. Если вспомнить основы ТОС (технология организации строительства дорог), который преподают для всех дорожно-строительных специальностей, то там говорится о ряде требований и рекомендаций, которые со временем либо игнорируются, либо просто забываются. Тем же, кто ищет пути строительства прочного и долговечного щебеночного покрытия, мы бы хотели дать пару заметок по этой теме.
Вся процедура уплотнения фракционного щебня на практике занимает 4 этапа.
На первом этапе работ осуществляют подготовку основания путем выравнивания и уплотнения грунта.
Для уплотнения земляного полотна используют следующую технику:
— если уплотняемая толщина слоя грунта составляет от 8 до 16 см, то рекомендуется использование гладковальцовых катков (без вибпроплиты);
— катки на пневмошинах применяют при любых типах грунтов, но рекомендуемая толщина слоя уплотнения должна составлять в данном случае от 30 до 40 см;
— в случае уплотнения скальных пород грунта используют решетчатые катки. Толщина уплотнения от 25 до 30 см;
— вибрационные катки чаще всего используются на песчаных дренирующих грунтах. Толщина уплотняемого слоя составляет от 40 до 60 см;
— когда речь заходит об уплотнении грунтов в стесненных условиях, а так же на болотах, рекомендуется использовать трамбующие машины. Эффективная толщина уплотняемого ими слоя составляет от 50 до 60 см.
На втором этапе устраивается прослойка щебня фракции 40-70мм из расчета 70% от общего объема слоя. Данный слой щебня разравнивается автогрейдером, или бульдозером в зависимости от длины захватки и уплотняется гладковальцовыми катками массой 6 – 8 тонн (от 8 до 10 проходов по следу).
На третьем этапе осуществляется вывозка и распределение мм из расчета 20% от общего объема. Далее происходит разравнивания слоя и уплотнение катками 8 – 10 т. (10 проходов по следу) с поливкой водой (расход – 5% от объема щебня).
На четвертом этапе завозится каменная мелочь фр 3/5-10 мм из расчет около 10 % от общего объема. Данный щебень разравнивается и уплотняется тяжелыми катками массой 10-15 тонн (15-20 проходов по следу) с поливкой водой (расход см. выше).
Подобная схема уплотнения обеспечивает высокую прочность конструкции. Качество уплотненного слоя оценивают по следующим признакам:
— отсутствие следа после прохода катка;
— щебенка брошенная под задний валец раздавливается;
— при выдергивании щебенки ломом «по типу рычага» должно подниматься покрытие в радиусе полуметра.
В ходе устройства щебеночного покрытия из фракционного щебня возможны следующие дефекты:
— образование волны (причины – слабое основание, большой вес катка, высокая скорость движения катка);
— перекат (образуется из-за лишнего количества проходов по следу);
— «мертвые поля» (образуются из-за проникания песка в слой щебня).
В конструкциях дорожных одежд применяют щебеночные основания различных типов: из фракционированного щебня, щебня рядового, укрепленного малыми дозами цемента, холодного, теплого и горячего черного щебня, обработанного битумом в установке или смешением на месте. Основание может состоять из одного или нескольких слоев, устраиваемых из условий обеспечения общей толщины одежды, установленной расчетом, и необходимости разделения на слои по условиям технологии производства работ. В городском дорожном строительстве наибольшее распространение получили одно- и двухслойные основания из фракционированного щебня и щебня, обработанного вязким битумом в установке. Для устройства дорожных оснований применяют известняковый щебень прочностью 600 кгс/см2 (60 МПа) и выше.
Технологический процесс устройства двухслойных оснований толщиной 25 см из фракционированного щебня включает следующие операции: погрузку щебня размером 40-70 мм экскаватором в автомобили-самосвалы; подвозку щебня к месту укладки; распределение щебня нижнего слоя основания автогрейдером, щебнеукладочной машиной ДС-8 (Д-337) или универсальным укладчиком ДС-54 (Д-724); подвозку воды поливомоечной машиной ПМ-130Б; подкатку распределенного слоя легкими катками; проверку поперечного профиля нижнего слоя основания и исправление дефектов; уплотнение нижнего слоя основания средними и тяжелыми катками с поливкой водой; подвозку щебня фракции 40-70 мм для устройства нижнего слоя основания; распределение нижнего слоя основания с подкаткой легкими и укаткой средними и тяжелыми катками с поливкой водой; подвозку щебня фракции 20-40 мм для расклинивания; распределение щебня навесным распределителем и разметание механической щеткой на поливомоечной машине с поливкой расклиниваемого слоя щебня водой; уплотнение расклиниваемого слоя средними и тяжелыми катками.
При устройстве однослойного основания щебень фракции 40-70 мм укладывают на полную толщину, уплотняют катками и расклинивают более мелкой фракцией 20-40 мм.
Устройство щебеночных оснований автогрейдерами является сравнительно сложным и длительным процессом. В этом случае на спланированное и укатанное песчаное основание из автосамосвалов разгружают щебень и распределяют автогрейдером слоем, на 30% большим проектной толщины, выравнивают и таким образом создается основной скелет нижнего слоя, после чего производят его укатку легкими катками. В этот период работы поливка водой не требуется, так как щебень сравнительно легко перемещается и распределяется. После укатки легкими катками, когда исчезнут волны перед вальцами катка, можно применять тяжелые катки и увлажнять щебеночное основание. Вода в этот период укатки облегчает уплотнение. Проверив правильность продольных и поперечных уклонов и ликвидировав неровности, можно приступать к укладке второго слоя щебеночного основания. Уплотнять щебеночное основание следует до образования поверхностной корки.
Весь цикл уплотнения разбивается на три периода: осадка россыпи щебня, уплотнение россыпи, создание поверхностной корки. Преждевременное окончание укатки может привести к недостаточному уплотнению основания, чрезмерная укатка - к перегрузке основания, т. е. разрушению щебня, нарушению целостности и устойчивости всей конструкции. Период осадки россыпи щебня практически определяют по значительному уменьшению волн перед вальцами катка, а период уплотнения россыпи - по раздавливанию отдельных щебенок размером 35-50 мм, подложенных под валец катка. В начале укатки скорость катка не должна превышать 1,5 км/ч, в последующие периоды может быть увеличена и достигать 3 км/ч. Первые проходы катков нужно производить от обоих краев проезжей части. Далее катки переходят на вторую полосу укатки, ближе к оси, перекрывая след предыдущего прохода на 25-30 см. После окончания первого периода уплотнения катки должны снова начинать укатку с краев и уплотнение происходит в той же последовательности во второй и третий периоды укатки. Для качественного уплотнения щебеночного основания нужно произвести около 50 проходов катка по одному следу: при первом периоде укатки - 10-12 проходов, при втором - 20-25, при третьем - 10-15. Количество проходов катка по щебеночному основанию фиксируется в специальном журнале, который является необходимым документом при сдаче работ. Для предварительного уплотнения следует применять легкие катки массой 5-6 т, для окончательного уплотнения россыпи средние катки - 7-8 т, для создания поверхностной корки тяжелые катки - 10-12 т.
Количество воды для поливки при укатке щебеночного основания зависит от прочности каменных материалов, времени года, температуры и влажности воздуха. При недостаточной поливке увеличивается время уплотнения основания, а избыток воды может привести к переувлажнению подстилающего слоя.
В настоящее время во многих городах для устройства щебеночного основания применяют щебнеукладчик ДС-8 (Д-337), который выполняет операции по распределению, разравниванию и уплотнению щебня. Укладка щебеночного основания ведется от борта к оси дороги. Из автомобилей-самосвалов щебень подается в приемный бункер щебнеукладчика, который, продвигаясь вперед, оставляет за собой ровную уплотненную полосу из щебеночного материала толщиной до 25 см и шириной 3,1 м. На щебнеукладчике ДС-8 установлены два площадочных вибратора для уплотнения укладываемого щебня. Длину укладываемой за смену полосы назначают в зависимости от ширины проезжей части и количества слоев с таким расчетом, чтобы к концу смены полностью было построено основание на заданном отрезке проезжей части улицы.
Технико-экономические расчеты показывают, что использование машины ДС-8 для устройства основания вместо автогрейдера снижает строительные затраты почти в 3 раза. Комплексная бригада, состоящая из мотористов щебнеукладчика ДС-8 и катков, шофера поливомоечной машины ПМ-130Б и шоферов машин-самосвалов МАЭ-503 или ЗИЛ-555 (количество которых зависит от дальности возки щебня к объекту строительства), может уложить в смену до 1500 м2 двухслойного щебеночного основания толщиной до 25 см. На рис. 100 приведена технологическая схема потока при устройстве двухслойного щебеночного основания распределителем щебня ДС-8.
Технологический процесс устройства оснований из черных щебеночных смесей, приготовленных в установке, состоит из следующих операций: доставки к месту работ щебеночной смеси; распределения смеси по подготовленному основанию слоем заданной толщины (с учетом коэффициента уплотнения); уплотнения слоя смеси. Черные щебеночные смеси приготовляют в асфальтосмесительных установках с принудительным и свободным перемешиванием. Качество смеси зависит от однородности исходных минеральных материалов, точного соблюдения запроектированных составов и заданного температурного режима перемешивания минеральных материалов с вяжущими.
Для устройства оснований применяют три вида черных щебеночных смесей, приготовляемых путем смешения в установках: холодные, теплые и горячие смеси.
Холодные смеси получают путем смешения в установке щебеночных материалов с жидкими битумами и дегтями повышенной вязкости с нагревом до температуры 80-100° С, теплые - путем смешения щебеночных материалов с вязким битумом марки БНД 200/300 или жидкими, битумами и дегтями повышенной вязкости с нагревом до температуры 70-120° С, горячие - путем смешения щебеночных материалов с вязкими битумами или вязкими дегтями с нагревом до 120-170° С. Горячие и теплые черные щебеночные смеси из смесителя непосредственно после приготовления поступают к месту укладки и должны иметь температуру соответственно 80-140 и 50-80° С при положительной температуре наружного воздуха. Холодные смеси после приготовления могут храниться на складе до 6-8 месяцев, а укладывать их необходимо при температуре смеси 15-50° С. Доставляют черные щебеночные смеси к месту укладки автомобилями-самосвалами.
Горячие, теплые или холодные черные щебеночные смеси распределяют, как правило, асфальтоукладчиком и только при малых объемах работ допускают распределение вручную. Холодные щебеночные смеси слоем более 4 см можно распределять грейдерами. Уплотняют черную щебеночную смесь катками. Горячие и теплые крупнозернистые смеси из прочных горных пород уплотняют тяжелыми катками. Среднезернистые, мелкозернистые и песчаные горячие, теплые смеси из прочных горных пород уплотняют сначала легкими катками, 3-5 проходами по одному следу, а затем тяжелыми -12-20 проходами по одному следу. Укатывают от краев к середине, перекрывая соседнюю полосу на 20-30 см. При укатке вальцы катков необходимо смачивать, чтобы избежать прилипания к ним смеси. Укатывают смеси до полного уплотнения укатываемого слоя. Уплотнение считается достаточным, когда при проходе тяжелого катка от его задних вальцов не остается следа на уплотненном слое.
Черные щебеночные смеси, укладываемые в холодном состоянии, рекомендуется укатывать самоходными катками на пневматических шинах (6-10 проходами катка по одному следу в зависимости от его массы). При отсутствии катков на пневматических шинах холодные щебеночные смеси уплотняют моторными катками с гладкими вальцами. Черные щебеночные смеси можно уплотнять также вибрационными катками массой 5 т. Горячие и теплые смеси уплотняют 2-3 проходами по одному следу виброкатка с выключенным вибратором, а окончательное уплотнение выполняют 4-6 проходами по одному следу с включенным вибратором.
Уплотнение холодных смесей должно начинаться с укатки 3-4 проходами виброкатка по одному следу с выключенным вибратором и заканчиваться 5-6 проходами с включенным вибратором. После окончания укатки основания катками открывают движение и организуют уход в процессе его формирования. Продолжительность ухода за основанием, если предварительное уплотнение велось моторными катками с гладкими вальцами и окончательное уплотнение движением автотранспорта, составляет 7-10 сут.
При уплотнении вибрационными катками или катками на пневматических шинах время ухода за основанием сокращается до 3-5 сут в зависимости от степени его уплотнения. Во время ухода за основанием исправляют обнаруженные дефекты (отдельные просадки, наплывы и т. п.). В процессе уплотнения основания проверяют его ровность и поперечный профиль. Ровность проверяют трехмой рейкой, укладываемой на поверхность основания параллельно оси дороги. Просвет под рейкой должен быть не более 10 мм. Поперечный профиль проверяют шаблоном, при этом допускаемое отклонение поперечного уклона должно быть не более ±5%. После окончательного уплотнения проверяют толщину основания, делая пробные вскрытия. Отклонение толщины основания от заданной допускается в пределах 10%. Степень уплотнения готовых оснований из обработанных органическими вяжущими минеральных материалов способом смешения в установке проверяют по величине объемной массы образцов из покрытия, которые вырубают при проверке толщин покрытия. Объемная масса вырубки после уплотнения катками должна быть у основания из холодных смесей не менее 0,9, из теплых смесей - 0,95 и из горячих - 0,97 объемной массы образца, переформованного из вырубки и уплотненного под нагрузкой 400 кгс/см2 (40 МПа) для холодных и теплых черных смесей и под нагрузкой 300 кгс/см2 (30 МПа) - для горячих.
