Устройство щебеночных слоев




Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




11.07.2020


10.07.2020


10.07.2020


09.07.2020


07.07.2020


07.07.2020


06.07.2020


06.07.2020


05.07.2020


05.07.2020





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Устройство щебеночных слоев

Устройство щебеночных слоев

30.07.2014


Для устройства щебеночных слоев (оснований и покрытий) выполняют следующие работы: вывозку щебня для нижнего слоя и распределение его самоходными распределителями (как исключение может быть допущено распределение щебня бульдозером или автогрейдерами); уплотнение щебня с одновременной поливкой водой; вывозку щебня для верхнего слоя и его распределение; уплотнение щебня с поливкой водой; вывозку щебня для расклинки и его распределение навесными распределителями с разметанием механическими щетками; уплотнение с поливкой водой; вывозку щебня для окончательной расклинки покрытий, его распределение и окончательное уплотнение с поливкой.
В нижних и средних слоях щебеночных оснований применяют щебень фракций 40—70 и 70—420 мм; в верхних слоях оснований и покрытиях — 40—70 мм; для расклинки — 5—10, 10—20 и 20— 40 мм.
Для оснований, укладываемых по способу «заклинки», применяют фракционированный щебень естественных горных пород, щебень из горнорудных отходов и малоактивный щебень из шлаков черной металлургии. Используют также литой шлаковый щебень химической промышленности (фосфорный), содержащий в преобладающем количестве окислы кальция (CaO) и кремнезема (SiO2), содержание окислов (Аl2O3, FeO, MnO, MgO) ниже, чем в шлаках черной металлургии. Отличительной особенностью этих шлаков является наличие соединений CaF2 и P2O5. Прочность щебня должна соответствовать действующим СНиПам.
Требования по прочности и морозостойкости стандартных (до 70 мм) и крупных (70—120 мм) фракций щебня из естественных горных пород и из шлаков для оснований в зависимости от категории автомобильных дорог и климатических условий указаны в табл. 50.
Устройство щебеночных слоев

Вывозку и распределение щебня производят с учетом коэффициента уплотнения 1,25—1,30. Максимальная толщина уплотненного слоя не должна превышать 18—20 см.
Для распределения щебня можно использовать самоходные щебнеукладчики двух типов: I — для укладки щебеночных или гравийных слоев на песчаном слое (укладчик загружается автомобилями-самосвалами, перемещающимися по обочине); II— для укладки щебеночных или гравийных слоев на твёрдом основании (материал загружается со стороны основания).
Щебень из автомобиля-самосвала обычно поступает в бункер распределителя щебнеукладчика, выход из которого регулируется заслонками. Толщина разравниваемого слоя регулируется разравнивающим брусом, а ширина фиксируется боковыми ограничителями. Выровненный слой щебня (гравия) уплотняется виброплитами с установленными на них вибраторами.
При песчаном основании и отсутствии самоходных распределителей щебень можно разгружать у края уплотненного щебеночного слоя и далее передвигать на него бульдозером. В корыте щебень разравнивают автогрейдером или бульдозером.
При укатке щебня в корыте необходимо создание надежного бокового упора, для чего по краям корыта до россыпи щебня выкладывают ленту из бортовых камней или ставят вдоль кромок проезжей части на ребро временные упорные доски толщиной 5—6 см. Бортовые ленты или доски со стороны обочин присыпают грунтом с тщательной трамбовкой.
Уплотнение щебня — наиболее ответственная часть работы по устройству щебеночного слоя. В процессе уплотнения происходят перемещение, сближение и взаимное заклинивание щебенок, причем возникают значительные вертикальные и горизонтальные усилия. Уплотнение производится моторными катками с металлическими вальцами, катками на пневматических шинах, виброкатками и виброплитами. Весь цикл уплотнения может быть разбит на три периода: осадка щебня, уплотнение, создание плотной поверхностной корки.
Первый период характеризуется обжимкой россыпи, перемещением отдельных щебенок, продолжающимся до тех пор, пока они не займут наиболее устойчивого положения. Этот период характеризуется наличием главным образом остаточных деформаций, которые к концу периода значительно уменьшаются.
Второй период характеризуется полным сближением и взаимным заклиниванием щебенок с заполнением зазоров обломившимися частицами; в результате этого процесса получается жесткий устойчивый скелет с ноздреватой (пористой) поверхностью. К концу второго периода остаточная деформация практически должна отсутствовать.
В третий период должно быть достигнуто образование плотной корки в верхней части слоя путем расклинивания его поверхности мелким щебнем.
Для получения плотного и прочного щебеночного слоя очень важно обеспечить правильный режим поливки водой при уплотнении. Первоначальное уплотнение щебня обычных размеров не требует поливки водой, так как в рыхлой россыпи отдельные щебенки сравнительно легко распределяются и взаимно перемещаются. В первый период поливка водой производится лишь при уплотнении щебня низкопрочных пород размером более 70 мм. Когда первоначальная осадка слоя будет достигнута, для дальнейшего уплотнения требуется преодоление трения между щебенками. Вода в этом случае облегчает уплотнение, а частично идет также на образование цементирующего теста из мелочи, получающейся от облома кромок щебня. В период формирования плотной поверхностной корки цементирующее тесто из высевок может прилипать к вальцам катка и способствовать выдиранию щебенок из покрытия, поэтому поливку на последней стадии формирования покрытия прекращают. В среднем требуется 15—25 л воды на 1 м2 во второй период и около 10—12 л на 1 м2 покрытия в третий период укатки.
Поливка водой производится непосредственно перед уплотнением из автоцистерн, снабженных системой распределения. При недостатке воды удлиняется время уплотнения, а при избытке может переувлажниться подстилающий слой.
Уплотнение начинают легкими катками от краев к середине покрытия. Уплотнение щебня катками с металлическими вальцами начинают от обочин за три-четыре прохода по одному следу с последующим приближением проходов катков к оси дороги, перекрывая предыдущие следы на 1/3 ширины и уменьшая число проходов по оси дороги до одного. Достигнув оси, каток вновь переходит на край и движется от края к оси.
Легким катком укатывают до тех пор, пока он не будет оставлять заметный след. Затем уплотнение продолжают более тяжелыми катками с обязательной поливкой водой для уменьшения трения при взаимном заклинивании щебенок. В случае образования просадок необходимо немедленно выровнять их подсыпкой свежего щебня.
При укатке верхнего слоя первыми проходами уплотняют участок, осью которого является бордюр (край россыпи) с частичными захватами обочин, которые отсыпаются из устойчивых грунтов в процессе устройства основания послойно и на всю ширину Благодаря этому создается упор, предотвращающий расползание щебня во время укатки. Последующими проходами каток, попеременно переходя с одной стороны на другую, приближается от краев к середине.
Уплотнение щебня во втором периоде требует наибольшего числа проходов катка по одному следу, причем очень важно установить момент окончания укатки, так как переуплотнение может привести к округлению и дроблению щебенок и к расстройству укатанного слоя,
Перед третьим периодом укатки для заполнения пустот в верхнем слое щебеночного скелета по поверхности распределяют щебень для расклинивания навесными распределителями из расчета 1,5—2 м3 на 100 м2 покрытия в зависимости от крупности щебня. Признаками окончания уплотнения верхнего слоя во втором и третьем периодах служат: отсутствие следа — осадки от прохода 12-тонного катка, неподвижность щебенок, исчезновение волны, раздавливание щебенки, брошенной под каток.
При устройстве щебеночных покрытий требуется еще рассыпка каменной мелочи (1 м3 на 100 м2 покрытия) с разметанием ее по поверхности и укаткой тяжелым катком. Перед укаткой клинца и каменной мелочи покрытие поливают водой.
Количество проходов катка по одному следу зависит от качества щебня и ориентировочно составляет для первого периода уплотнения — 3—6; второго — 10—35; третьего — 10—15 проходов. В каждом конкретном случае количество проходов должно определяться опытным уплотнением участка.
При уплотнении щебеночного покрытия необходимо периодически проверять продольный и поперечный профили. В случае образования во время укатки отдельных неровностей и волн щебень в этих местах необходимо разрыхлить и излишек его переместить в пониженные места или же выровнять просадки щебнем такой же крупности с последующей укаткой легкими катками.
По окончании укатки верхний слой должен быть ровным и однородным; тяжелый каток на таком слое не оставляет никакого следа. Ровность покрытия целесообразно контролировать передвижной двухопорной складной рейкой ПKP-5 конструкции Союздорнии.
Для получения ровной поверхности основания смеси следует укладывать специальными укладочными машинами или автогрейдерами со следящей системой.
Высотная ровность слоев дорожных конструкций достигается применением следящих систем обеспечения ровности: стабилизирующих (по грейдерной схеме ДС-515), следящих (Д-699, Д-700), программных.
Основой стабилизирующих систем является принцип обеспечения зазора, не более допустимого, под рейкой определенной длины. Эффективным средством уменьшения амплитуды неровностей спланированной поверхности и расширения диапазона выравниваемых длин волн может служить длиннобазовый планировщик ДС-515, выполненный по грейдерной схеме с уменьшенным отношением величины расстояния от оси задней опоры до рабочего органа к базе планировщика.
Следящие системы, устанавливаемые на укладчиках и автогрейдерах, обеспечивают получение заданной ровности благодаря перемещению рабочего органа в соответствии с изменением вертикальных отметок реального эталонного продольного профиля, называемого копиром.
В качестве копира могут быть использованы: уплотненное и спрофилированное основание или смежная полоса покрытия; жесткий металлический копир из реек длиной 1,5—4,0 м; натягиваемая вдоль покрытия проволока или трос с опорами, устанавливаемыми через 5—15 м; луч (световой, лазерный и т. д.) с расстановкой источников излучения через 10—400 м в зависимости от продольного профиля дороги.
Отечественной промышленностью выпускаются асфальтоукладчики Д-699, Д-700, бетоноукладчик ДС-510 со следящей системой, а также системы. «Профиль-1» и «Профиль-2» к автогрейдеру.
Программные системы задают вертикальные отметки поверхности основания или покрытия посредством соответствующей установки рабочего органа, причем управляющей величиной программной системой является программа или запись команд изменения положения рабочего органа.
Момент окончания укатки можно точно установить при помощи динамометра Я. А. Калужского. Этот прибор устанавливается на моторном катке и фиксирует величину коэффициента сопротивления перекатыванию (отношение силы тяги к массе катка). После исчезновения остаточных деформаций величина коэффициента становится минимальной и стабилизируется. Это показывает, что дальнейшее уплотнение данным катком нецелесообразно.
Большое значение для эффективности укатки имеет скорость движения катка. Особенно осторожно следует укатывать вначале, при значительной волне перед вальцами катка. При этом скорость не должна превышать 1,5—2,0 км/ч (для катков с металлическими вальцами).
При выборе типов катков нужно учитывать не только период укатки, но и прочность укатываемого каменного материала. Для низкопрочных каменных материалов следует применять более легкие катки (табл. 51).
Устройство щебеночных слоев

При работе на трехвальцовых двухосных катках следует иметь в виду, что они уплотняют в основном задними вальцами, дающими большую величину давления, и поэтому проходы катка необходимо учитывать по полосам, соответствующим ширине этих вальцов.
При невозможности достигнуть требуемого уплотнения (или необходимости открыть движение по щебеночному основанию) могут быть проведены следующие мероприятия: расклинка основания мелким щебнем или песком, обработанным в установках органическими вяжущими; розлив битума или дегтя (2—3 кг/м2) перед россыпью щебня или распределение влажной смеси цемента с песком (1:4) из расчета 7—10 кг цемента на 1 м2; замена расклинивающего мелкого щебня другим, обладающим хорошими цементирующими свойствами (известняковым); замена сильно окатанного щебня острогранным.
Щебень, щебеночно-песчаные или цементо-песчаные смеси для расклинки распределяют навесными распределителями из расчета 2—3 м3 на 100 м2 основания в зависимости от крупности и уплотняемости щебня.
В первые 10—15 дней эксплуатации щебеночного покрытия необходимо организовать уход за его формированием: исправлять частичные мелкие повреждения и наметать разбрасываемую мелочь. На рис. 43 показана технологическая схема устройства щебеночного слоя.
Дорожные основания из крупного щебня. Щебеночные материалы с максимальным размером до 120 мм применяют для устройства нижних щебеночных слоев, куски высотой около 16 см соответствующей формы можно в некоторых случаях применять для устройства пакеляжных оснований или мостовых.
Устройство щебеночных слоев
Устройство оснований из крупного щебня низкопрочных известняков и песчаников имеет вид особенностей. Требуется тщательное ведение производства работ, обеспечивающее чистоту щебня и минимальную его дробимость при перемещении, планировке и, главное, при уплотнении. Очень крупный щебень целесообразно завозить в кучи, размещаемые перпендикулярно оси дороги. Щебень разравнивают и планируют бульдозером или автогрейдером, оборудованным специальным отвалом. При движении вперед отвал перемещает щебень в необходимое место, а затем после установки его на заданную высоту обратным ходом этот слой выравнивает. Бульдозеры следует применять малой или средней мощности (желательно на пневматических шинах), так как тяжелые машины размельчают щебень и вдавливают его в песчаный слой.
При проектной толщине до 20 см основания целесообразно устраивать в один слой из щебня размером 40—120 мм, а для расклинки использовать щебень размером 25—40 мм. При толщине основания свыше 20 см его устраивают в два слоя, причем для нижнего слоя применяют щебень размером 70—120 мм.
Ввиду того что бульдозер выполняет только грубое разравнивание, для получения требуемого профиля на слой крупного щебня целесообразно укладывать щебень фракций 40—70 или 25—-70 мм; Этот щебень можно разравнивать автогрейдером.
Если поверхность основания получается слишком пористой, можно применять щебень крупностью 15—25 мм. Этот щебень распределяют прицепными щебнеукладчикамн. Россыпь каждой фракции необходимо уплотнять.
Для уплотнения слоев из низкопрочного щебня следует применять машины, не разрушающие щебенок (плоскостные вибромашины, самоходные катки на пневматических нишах). При уплотнении крупного щебня низкой прочности усилия, требуемые для перемещения щебня, превосходят усилия, которые затрачиваются на обламывание кромок.
Этим можно объяснить значительную дробимость щебня уже в первый период уплотнения. Для уменьшения дробимости крупный щебень необходимо поливать водой с самого начала уплотнения. Количество воды должно быть такое, чтобы не вызывать сильного ослабления и измельчения щебня. При виброуплотнении щебень должен быть сухим.
Технологическая схема устройства оснований из крупного щебня на дренирующем песчаном слое состоит из следующих операций.
- вывозки автомобилями-самосвалами щебня фракций 70—120 мм и разгрузки его в кучи на краю россыпи; разравнивания щебня бульдозерами;
- уплотнения щебня катками на пневматических шинах (с поливкой водой) или вибрационными машинами (без поливки);
- вывозки автомобилями-самосвалами щебня крупностью 40—70 мм и распределения его самоходными щебнераспределителями;
- уплотнения щебня легкими катками на пневматических шинах (с поливкой водой) или вибрационными машинами (без поливки), вывозки автомобилями-самосвалами и распределения прицепными распределителями щебня крупностью 15—40 или 25—40 мм в случае пористой поверхности;
- уплотнения щебня легкими катками на пневматических шинах (с поливкой водой) или плоскостными вибрационными машинами (без поливки).
Приведенная технологическая схема может видоизменяться в зависимости от толщины основания, крупности и класса щебня, наличия уплотняющих средств и распределителей щебня.