Главная
где t — время перемешивания; m1 — коэффициент, характеризующий интенсивность процесса перемешивания и влияния ряда технологических факторов в конкретных условиях.
Интегрируя это выражение с учетом начальных и конечных условий, получим закономерность перемешивания C=С0(1-emt) где C0 — коэффициент вещества при абсолютно однородном его распределении.
И теория и практика подтверждают, что чем интенсивней процесс перемешивания, тем лучше качество смеси. Поэтому нельзя признать целесообразным смешение на дороге автогрейдерам, дисковой бороной и др. Кроме того, при технологических операциях смешения и разравнивания, выполняемых длительное время простейшими машинами, низкопрочные минеральные материалы более интенсивнее измельчаются, что приводит к изменению гранулометрического состава. При этом в гранулометрическом составе происходит увеличение доли мелких фракций, что, в свою очередь, вызывает диспропорцию в распределении битума. Для снижения дробимости минеральных материалов, а также для улучшения удобоукладываемости их необходимо равномерно увлажнять перед розливом вяжущего. Оптимальная влажность щебеночного, гравийного и шлакового материала составляет 2—4%, грунтощебня и грунтогравия — 4,5—7, грунтоопочных смесей — 14—16, горелых пород — 20—24 %.
Для снижения дробимости в практике дорожного строительства рекомендуется также при уплотнении асфальтобетонных смесей, приготовленных с использованием малопрочных минеральных материалов, применять вибро- и пневмокатки. При применении виброуплотнения происходят процессы, повышающие удобоукладываемость смесей и уменьшающие их дробимость. При использовании катков на пневматических шинах распределение нагрузки в зоне контакта с поверхностью щебенок происходит равномерно за счет гибкости шин, что тоже приводит к снижению дробимости.
При обработке малопрочных минеральных материалов или грунтощебеночных смесей различного состава способом смешения на дороге трудно добиться равномерного распределения битума. Это происходит потому, что мелкие частицы более активны и адсорбируют значительное количество битума, образуя комплексы битум-пыль, которые обладают повышенной вязкостью и затрудняют равномерное обволакивание крупных минеральных частиц.
Для ликвидации этого недостатка может быть использован раздельный способ обработки минеральных смесей битумом.
Этот способ предусматривает обработку расчетным количеством битума вначале крупных минеральных зерен, а затем введением недостающей мелкозернистой части. При этом крупные фракции (более 2 мм) минеральной смеси, получая некоторый излишек вяжущего, хорошо, быстро и равномерно обволакиваются битумом, а вводимые затем мелкие фракции (менее 2 мм) равномерно распределяются вокруг крупных. Наличие такой битумной оболочки с внедренными в нее мелкими и пылеватыми зернами способствует снижению дробимости крупных зерен.
По данным В. В. Малеванского, хорошие результаты дает обработка минеральных смесей из малопрочных материалов жидкими битумами холодным способом. Пониженная вязкость позволяет интенсифицировать процессы диффузии и адсорбции, а значит, упрочнить минеральные зерна.
Представляет интерес и способ обратной пропитки, применяемый для устройства тонких слоев из асфальтобетонных смесей. Основная идея его заключается в том, что на подготовленное, хорошо уплотненное и обеспыленное основание разливают жидкий битум в объеме 30—50% от установленной нормы и укладывают ранее обработанную асфальтобетонную смесь. При уплотнении слоя толщиной 1,5—5,0 см ранее разлитый битум поднимается вверх по порам и обрабатывает свежеобразованные поверхности раскола.
Описанные способы обработки минеральных смесей хотя и снижают дробимость минеральных зерен, но не повышают качество смешения, равномерности распределения вяжущего и т. п.
Обработка минеральных смесей на дороге передвижным смесителем типа Д-370 улучшает качество смешения, снижает энергоемкость этого процесса, уменьшая при этом дробимость минеральных зерен.
Следующий этап повышения качества смешения — это использование стационарных смесительных установок. Приготовление асфальтобетонных смесей с использованием малопрочных местных минеральных материалов возможно смесителями любого типа по технологии, принятой для обычных минеральных смесей. Дробимость при этом практически отсутствует. Продолжительность смешения зависит от качества и количества взаимодействующих материалов, наличия добавок, типа смесителя и устанавливается опытным путем. Ориентировочно время перемешивания в смесителях типа Д-138 — 2—4 мин, Д-325 — 1—3 мин.
Приготовленную асфальтобетонную смесь вывозят на дорогу, укладывают с помощью асфальтоукладчиков и уплотняют катками (вибрационными или на пневматических шинах).
При устройстве конструктивных слоев дорожных одежд из местных минеральных материалов, обрабатываемых органическими вяжущими способом смешения на дороге, необходимо вести строгий контроль за соблюдением технологии производства работ, качеством и количеством применяемых материалов, свойствами конечной продукции. Качество слоев дорожных одежд, устроенных способом смешения на дороге, в значительной степени зависит от применяемых машин и механизмов для смешения и уплотнения, от степени совершенства смешивающего органа машины. Поэтому, чем менее совершенен способ смешения, тем тщательней должен быть контроль качества.
Значительное внимание при контроле качества смеси следует обращать на гранулометрический состав, который проверяют путем отбора проб вывезенного на дорогу материала. Пробы берут на каждые 0,5 км слоя дорожной одежды. Кроме гранулометрического состава, в этих же пробах определяют и влажность материала. Точность дозирования минерального материала устанавливают путем проверки объема материала, выставленного в мерный валик. Для этого изготавливают шаблоны, которыми замеряют площадь поперечного сечения валика через каждые 20—30 м. Затем замеренную площадь поперечного сечения сопоставляют с проектной площадью поперечного сечения слоя дорожной одежды, умноженной на коэффициент уплотнения материала. Количество органического вяжущего, а также равномерность его распределения контролируют визуально. Смеси с недостатком вяжущего имеют неравномерную окраску. В этом случае отдельные минеральные зерна не обработаны вяжущим и при сжатии в кулаке не образуют комка. Смеси с избытком вяжущего имеют блестящий оттенок, комкуются. Более точно можно оценивать качество перемешивания путем сравнения показателей разных механических материалов, вырубленных из покрытия, с показателями этого же материала, но подогретого, перемешанного и сформованного в лабораторных условиях. Чем ближе эти показатели, тем лучше качество перемешивания.
Плотность укатанного слоя контролируют по отношению величин объемных масс вырубленных образцов из слоя дорожной одежды и образцов, стандартно приготовленных в лабораторных условиях из таких же материалов. Это отношение не должно быть менее 0,9, а количество таких сопоставлений — не менее трех на 1 км уплотненного слоя.
При соблюдении всех технологических нормативов допускаются следующие отклонения: от слоя заданной толщины — не более 10%, от заданной ширины — не более 10 см; от проектного поперечного уклона — не более 5%, просвет под 3-мой рейкой — не более 7 мм.
Кроме вышеописанных способов контроля, в последние годы находят применение неразрушающие методы контроля качества слоев дорожных одежд. Так, в ХАДИ разработан метод контроля плотности, основанный на учете изменения сопротивления качению катка по уплотняемой поверхности. В Союздорнии, МАДИ и других организациях разрабатывают методы контроля плотности с использованием радиоактивных излучений и ультразвука.