8162
.pdf21
2.3. Предварительное обследование объекта
Работоспособность и экономическая эффективность вновь устраиваемого слоя сильно зависят от состояния старого покрытия. Оценку его эксплуатаци-
онных качеств следует проводить до начала ремонтных работ в составе ком-
плексной диагностики дорожной одежды. Результатом обследования является обоснование целесообразности и выбор метода терморисайклинга.
В качестве критериев количественной оценки состояния старого покрытия рекомендуется использовать общепринятые в отечественной практике транс-
портно-эксплуатационные показатели (ТЭП), определяемые по стандартным методикам. В силу данного обстоятельства в настоящем пособии эти методики не приводятся. Условием применения терморисайклинга в каждом конкретном случае служит наличие такого сочетания показателей, при котором очевидно,
что разрушениям и повреждениям подверглось только само покрытие, а
остальная часть одежды находится в удовлетворительном состоянии и не поте-
ряла своей работоспособности. С позиций диагностики граничным условием возможности ремонта покрытия с помощью терморисайклинга является выпол-
нение соотношений, представленных в табл. 2.1. При этом за определяющий фактор принимают величину показателя ровности (Кр) совместно с условным показателем скользкости покрытия (Кс), поскольку горячий рисайклинг не за-
трагивает нижележащих слоев одежды до глубины более 60 мм.
Отступление от условий табл. 2.1 вовсе не означает, что применение дан-
ной технологии в принципе невозможно. Однако всегда следует помнить о том,
что в этом случае ее эффективность будет намного ниже требуемой по услови-
ям движения.
Дальнейший выбор одного из способов треморисайклинга, представленных в п.п. 2.2 настоящего пособия, ведется с учетом однородности свойств и компо-
нентного состава материалов старого покрытия, определяемых по результатам анализа вырубок. Ниже приведена методика выполнения подобных работ,
предложенная фирмой «Виртген».
22
Показатели транспортно-эксплуатационного состояния
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2.1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
|
Категория дороги |
|
|
|
|
эксплуатационного |
I |
II |
III |
|
IV(V) |
|
состояния |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент обеспечен- |
|
|
|
|
|
|
ной расчетной скорости, |
³ 0.50 |
³ 0.50 |
³ 0.50 |
|
³ 0.50 |
|
(Кр.с.э.) |
|
|
|
|
³ 0.95 |
|
|
³ 1.10 |
³ 1.10 |
³ 1.02 |
|
|
|
Коэффициент запаса проч- |
|
|
|
|||
ности дорожной одежды, |
|
|
|
|
|
|
(Кз.пр.) |
< 1.00 |
< 1.00 |
< 1.00 |
|
< 1.00 |
|
|
|
|
||||
Показатель ровности по- |
|
|
|
|
|
|
крытия, (Кр) |
< 1.00 |
< 1.00 |
< 1.00 |
|
< 1.00 |
|
|
|
|
||||
Условный показатель |
|
|
|
|
|
|
скользкости покрытия, (Кс) |
< 1.00 |
£ 1.00 |
£ 1.00 |
|
£ 1.00 |
|
|
|
|
||||
Коэффициент аварийности, |
|
|
|
|
|
|
(Ка) |
£ 0.60 |
£ 0.60 |
£ 0.70 |
|
£ 0.80 |
|
|
|
|
||||
Уровень загрузки движени- |
|
|
|
|
|
|
ем, (Ζ) |
|
|
|
|
|
|
Визуальная оценка повреждений покрытия
Перед началом основных работ осуществляется предварительный визуаль-
ный осмотр покрытия с целью выявления характера его повреждений.
В качестве типичных примеров деформаций и разрушений, природа кото-
рых связана с потерей работоспособности самого покрытия, можно привести следующие.
Колейность – проявляется в форме искажения поперечного профиля вдоль полос наката при отсутствии на них продольных трещин (сетки трещин). При-
чиной возникновения колейности является естественный нормальный или по-
вышенный износ материала покрытия под действием интенсивной транспорт-
ной нагрузки.
Пластические деформации (волны, наплывы, сдвиги, боковой выпор) –
имеют вид чередующихся бугров и впадин на покрытии в продольном или по-
перечном относительно оси движения направлениях. Как правило, их появле-
23
ние связано с недостаточной сдвигоустойчивостью асфальтобетона в условиях высоких летних температур и внешней нагрузки. Наиболее часто деформации встречаются в местах экстренного торможения и разгона, на остановках и участках с большим продольным уклоном. Отсутствие трещин в указанных ме-
стах дополнительно свидетельствует о достаточной несущей способности до-
рожной одежды в целом.
Выкрашивание и шелушение – проявляются в форме отслаивания отдель-
ных зерен или частиц с поверхности покрытия под влиянием одновременного воздействия воды, мороза и транспортной нагрузки. Данный вид разрушений имеет природу коррозии асфальтобетонного камня, развивающейся вследствие нарушения технологии производства работ в процессе приготовления смесей либо при их укладке в покрытие.
Локальные разрушения (выбоины, сколы кромок и т.п.) – это различной формы углубления с резко выраженными рваными краями, происходящие по причине дальнейшего развития коррозии или механических повреждений.
Выпотевание битума – появление на поверхности покрытия излишков вя-
жущего, связанное с нарушением состава асфальтобетона или неправильной подгрунтовкой.
Трещины одиночные, отдельные, редкие – это сквозные образования в форме узких щелей с шагом в поперечном направлении от 25 до 4 м, связанные с температурными деформациями или старением асфальтобетона. При этом расположение трещин может не иметь какой-либо закономерности.
Трещины продольные – щели в местах сопряжения смежных полос. Их раз-
витие является следствием нарушения технологии производства работ при укладке или уплотнении асфальтобетона.
Наличие других видов повреждений на покрытии свидетельствует о необ-
ходимости установления причин их возникновения в процессе более детально-
го обследования, т.е. с применением соответствующих приборов и оборудова-
ния.
24
В ходе визуального обследования целесообразно вести абрис с обмером основных параметров повреждений (поперечных размеров, глубины, ширины раскрытия и т.д.). Это в дальнейшем поможет уточнить объем восстановитель-
ных работ и потребность в дорожно-строительных материалах.
Построение поперечного профиля участка ремонта
Для оценки глубины повреждения в типичных по состоянию всего ремон-
тируемого участка местах на полосах наката выбуривается его так называемый поперечный профиль. При этом с помощью 4-х метровой рейки через каждые
10 см измеряется величина просвета над покрытием и заносится в специальный журнал. Далее в местах колейности ведется отбор кернов не менее, чем в семи точках поперечника (рис. 2.16):
1.В самом низком месте каждой колеи (2 шт.)
2.Слева и справа на краях каждой колеи (4 шт.)
3.По средней линии между колеями (1 шт.)
4.На недеформированной краевой части покрытия при выпученной крае-
вой зоне колеи (дополнительно 2 шт.).
При частой смене картины повреждений дороги по её длине необходимо выбуривать несколько подобных поперечных профилей. Далее в лаборатории по кернам измеряется толщина отдельных слоев, и по результатам замеров в координатах высота – ширина – место отбора проб в масштабе строится про-
филь покрытия (рис. 2.17). Разбивка поперечников на дороге ведется после вы-
носа строительного пикетажа.
Рис.2.16. Схема отбора кернов на колейном покрытии: 1….4 – места отбора
25
проб; h- глубина колесной колеи, мм
Рис. 2.17. Поперечный профиль колесной колеи: 1 – потный асфальтобетон; 2 – пористый асфальтобетон; 3 – черный щебень
При наличии на участке ремонта отдельных локальных повреждений об-
мер и вырубка кернов выполняются индивидуально по аналогичной схеме.
Определение свойств старого асфальтобетона
Данный этап работ необходим для оценки качества существующего ас-
фальтобетона с точки зрения его пригодности для дальнейшего использования
вкачестве:
-самостоятельного слоя, т.е. без добавок регенерирующих компонентов;
-восстановленного слоя после обогащения его вяжущим, свежей смесью
или каменным материалом.
Поскольку качество восстанавливаемого покрытия во многом зависит от
состава и однородности старого материала, то для получения достоверной ин-
26
формации необходимо в первую очередь отобрать необходимое количество проб, определяющих массу смеси смешанной пробы. Так, для предварительно-
го исследования каждой такой пробы для зерна крупностью 10-20 мм требует-
ся около 2000-4500 г материала. При этом целесообразно использовать рецеп-
туру и данные контрольных испытаний, имеющихся у заказчика. Если предва-
рительные результаты подтвердили хорошую однородность материала в пре-
делах ремонтируемого участка, то дополнительно следует отобрать еще не ме-
нее 6000 г старого асфальтобетона. Количество кернов диаметром 150 мм, тре-
буемых для отбора проб, определяется по номограмме (рис.2.18).
Общая толщина кернов, см
Рис. 2.18. График к определению количества отбираемых кернов
27
Пример пользования номограммой (см. рис. 2.18).
В ходе обследования установлено, что для испытания старого асфальтобе-
тонного покрытия необходимо 5500 г смеси. При плотности асфальтобетона около 2.4 т/м3 общая толщина кернов должна составлять h = 13 см . Если тол-
щина одного керна - 5 см, то для проведения испытаний потребуется 13/5 = 2.6,
т.е. 3 керна.
Выбор места отбора кернов или расстояния между контрольными точками
Rк зависит от длины участка дороги Lу и ширины полосы движения Впол:
Длина участка дороги, Lу, м |
Расстояние между контрольными |
|
(при Впол = 3.0 ÷4.5 м) |
точками, Rк, м |
|
менее 1000 |
500 |
|
1001 |
-2500 |
700 |
2501 |
– 3500 |
800 |
более 3501 |
1000 |
|
Взятие проб из покрытия выполняют с помощью передвижной установки для отбора кернов (рис. 2.19). Порядок отбора проб в одной контрольной точке показан на рис. 2.20. Керны отбирают в типичных местах. Для получения сме-
шанной пробы дополнительно могут быть использованы образцы, взятые в процессе построения поперечного профиля покрытия. Образовавшиеся отвер-
стия заполняются свежей смесью.
Рис. 2.20. Порядок отбора кернов |
Рис. 2.19. Керноотборник |
28
Порядок лабораторных исследований
1. Подготовка образцов.
После измерения толщины исследуемый слой отделяют от основного керна
итщательно промывают водой со щеткой.
2.Определение средней плотности материала керна.
Проведя соответствующие испытания (аналог ГОСТ 1280184), вычисляют среднюю плотность старого асфальтобетона по формуле (2.1)
|
ρ а/б = m 0 × ρв / ( m1 - m2) , |
(2.1) |
где m 0 - масса образца на воздухе (в сухом состоянии), г; |
|
|
m1 |
- масса образца, выдержанного в воде, и взвешенного на |
|
|
воздухе, г; |
|
m2 |
- то же, взвешенного в воде, г; |
|
ρ |
- истинная плотность воды, г\см3. |
|
в |
|
|
3. Подготовка смешанной пробы.
Исследуемые слои с каждой контрольной точки разогревают до t = 1050C и
объединяют между собой с получением смешанной пробы. Далее пробу разде-
ляют на четыре части. Последовательность операций по разделению смешан-
ной пробы представлена на рис. 2.21. Перекладывание, четвертование и выде-
ление следует проводить до тех пор, пока не останется количество материала,
необходимое для каждой из четырех отдельных проб.
Рис. 2.21. Порядок разделения смешанной пробы: 1 – перекладывание; 2 – четвертование; 3 – выделение; 4 – распределение
29
4. Определение содержания битума.
Количество битума в старом асфальтобетоне определяют методом холод-
ного экстрагирования с помощью прибора Сокслета (аналог ГОСТ 12801-84). В
качестве холодного растворителя битума могут использоваться трихлорэтилен,
перхлорэтилен, бензол и др. Массовая доля битума вычисляется разностным способом из выражения
М а/б = Ммин.м. - Мб , |
(2.2) |
где М а/б - масса асфальтобетонной смеси, г; |
|
Ммин.м. - масса минерального материала, г; |
|
Мб – массовая доля битума, г. |
|
5. Определение зернового состава минеральной части. |
|
Гранулометрию старого асфальтобетона оценивают путем |
просеивания |
твердого остатка смеси после экстрагирования Ммин.м на ситах с последующим взвешиванием каждой фракции и построением кривой рассева (аналог ГОСТ
12801-84).
6. Определение марки битума.
Марка битума устанавливается по его вязкости с учетом точки (температу-
ры) размягчения. Для этого смесь вяжущее - растворитель после экстрагирова-
ния дополнительно подвергают вакуумной перегонке с выделением битума и последующим заполнением форм: колец для измерения температуры размягче-
ния и металлической чашки пенетрометра.
Вязкость битума оценивается по глубине проникания иглы пенетрометра
(аналог ГОСТ 11501-78*). Температура размягчения битума определяется по
методу «КиШ» (аналог ГОСТ 11506-73*).
7. Определение остаточной пористости асфальтобетона.
Остаточная пористость асфальтобетона определяется расчетным методом
по формуле (2.3) на основании предварительно |
установленных значений сред- |
||||
ней ρ а/б и истинной ρи а/б плотности старого асфальтобетона. |
|
||||
V0 пор = ( 1 - ρ |
/ ρ и |
а/б |
) ∙ 100 |
, |
(2.3) |
а/б |
|
|
|
|
|
30
При этом истинная плотность асфальтобетона определяется пикнометриче-
ским методом (аналог ГОСТ 12801-84) с вычислением по формуле:
|
ρ и |
а/б |
= (m |
о |
∙ ρ ) / (m |
о |
+ m |
1 |
- m |
) , |
(2.4) |
|
|
|
в |
|
2 |
|
|
||||
где |
m о |
- навеска асфальтобетона, г; |
|
|
|
||||||
|
m1 |
- |
масса колбы с водой до черты на шейке, г; |
|
|||||||
|
m2 |
- |
масса колбы с водой и навеской, г; |
|
|||||||
|
ρ |
- истинная плотность воды, |
г/см3 . |
|
|||||||
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, в ходе приведенных выше лабораторных исследований по-
лучают исходную информацию по качеству материалов ранее уложенного по-
крытия, в частности: по компонентному составу старой смеси (содержание би-
тума, зерновой состав минеральной части) и основным физическим свойствам
(остаточная пористость, вязкость битума), необходимым для дальнейшего ана-
лиза и подбора состава вновь укладываемого слоя. 8. Составление отчетной документации.
Форма отчетной документации приведена в табл. 2.2.
Выводы по результатам обследования
На основе предварительного обследования делают выводы об условиях применения методов терморисайклинга.
1. По характеру и объему повреждений покрытия, выявленным в ходе ви-
зуальной оценки, принимают решение о принципиальной возможности или не-
целесообразности применения терморисайклинга на данном объекте и ориен-
тировочно назначают метод восстановительных работ: профилирование без из-
менения либо с изменением структуры слоя.
2. Поперечный профиль участка ремонта позволяет определить глубину разрушения асфальтобетонного покрытия, а также степень износа слоев, что служит основанием для дальнейшего уточнения метода ремонта. В данном слу-
чае прежде всего следует ответить на вопрос о необходимости дополнительно-
го усиления слоя. Так, при небольших потерях материала старого покрытия и отсутствии хрупких деформаций достаточна укладка переформованной смеси в