Конструкции дорожных одежд с вяжущими материалами

1.

ВОЕННЫЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
при СГТУ имени Гагарина Ю.А.
ЦИКЛ « ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТЕЙ И
ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ДОРОЖНЫХ ВОЙСК»
Презентация: ВСП.01 «ВОЕННО-ДОРОЖНАЯ ПОДГОТОВКА»
Разработал:
НАЧАЛЬНИК ЦИКЛА ПЧ и ПДВ – старший преподаватель
подполковник Оруджев Фуад Тейджиллахович
2020 г.

2.

Тема 1.6
Конструкции дорожных одежд с
вяжущими материалами
Занятие 1.
Конструкции дорожных одежд с вяжущими
материалами
Самостоятельная работа №1

3.

Воспитательная цель:
Привить чувство ответственности
при выполнении проектных работ.
Учебная цель:
Изучить основные конструкции
дорожных покрытий с применением
вяжущих материалов

4.

Первый вопрос.
Разновидности дорожных покрытий с применением
вяжущих материалов.
Второй вопрос.
Дорожные одежды с грунтовыми покрыти-ями,
укрепленными органическими и неорганическими
вяжущими материалами и смолами.
Третий вопрос.
Дорожные одежды с покрытиями из каменных
материалов, укрепленных вяжущим различными
способами.
Эксплуатационные качества покрытий с вяжущими
материалами.

5.

Литература
1. Учебник ВПОЗДВ, ч. I, стр. 93-96;103-105
2. Методические указания «Расчет дорожной
одежды».

6.

Первый вопрос.
Разновидности дорожных покрытий с применением вяжущих
материалов.
Применение органических вяжущих материалов увеличивает
прочность и износостойкость, повышает ровность и уменьшает
водопроницаемость покрытий.
В зависимости от материального состава и технологии
постройки различают следующие основные типы покрытий с
органическими вяжущими с поверхностной обработкой, с
пропиткой:
- из фракционированного щебня, обработанного
вяжущим в установке (так называемого черного щебня);
- из гравийных или щебеночных смесей, обработанных
вяжущими способом смешения на дороге;
- из гравийных или щебеночных смесей, обработанных
вяжущими в установке;
- асфальтобетонные.

7.

8.

Поверхностная обработка имеет целью создать на
покрытии тонкий защитный слой, состоящий из минерального
и вяжущего материалов. При поверхностной обработке могут
устраивать как самостоятельные, так и дополнительные слои
покрытия; в последнем случае они являются слоями износа. В
зависимости от количества розливов вяжущего материала
различают одиночную, двойную и тройную поверхностные
обработки, в результате устройства которых образуются
усовершенствованные слои толщиной соответственно 1—1,5;
1,5—2,5 и 2,5—3 см. При одиночной поверхностной обработке
производят последовательно розлив вяжущего, распределение
щебня (гравия) и уплотнение.
Для проведения двойной и тройной поверхностных
обработок выполняют соответственно два или три цикла
указанных работ. Окончательное формирование слоя
поверхностной обработки происходит в начальный период
эксплуатации дороги.

9.

При пропитке устраивается покрытие из трех-четырех
фракций щебня с последовательным расклиниванием
каждой крупной фракции более мелкой и вяжущего
материала.
Различают три вида пропитки:
толщиной 8—10 см из четырех фракций щебня с
размерами наиболее крупной фракции 70—40 мм при трех
розливах вяжущего (так называемая глубокая пропитка);
толщиной 6—8 см из четырех фракций щебня с
размерами наиболее крупной фракции 70—40 или 40—20
мм при трех розливах вяжущего (полупропитка);
толщиной 4—6 см из трех фракций щебня с размерами
наиболее крупной фракции 40—20 мм при трех розливах
вяжущего (облегченная пропитка).

10.

Для
устройства
пропитки
используют
прочный
щебеночный материал и вязкий битум (деготь) или
быстрораспадающуюся
эмульсию.
Расход
вяжущего
составляет ориентировочно 1 л/м2 на каждый сантиметр
толщины слоя пропитки.
Покрытия в виде пропитки могут устраиваться на
основаниях из щебня, гравия, шлака, дресвы, укрепленного
цементом или органическим вяжущим грунта, а также на
мостовой. Весьма часто пропитку сочетают с последующей
поверхностной обработкой и применяют на новых и
отремонтированных щебеночных и гравийных покрытиях,
мостовых и недостаточных по прочности дорожных одеждах с
усовершенствованными
покрытиями.
Из-за
сложной
технологии линейных работ, большого расхода вяжущих
материалов и зависимости от погоды в условиях военнодорожных работ этот тип покрытия широкого распространения
не получил.

11.

Для обработки органическими вяжущими
материалами
используются природные и составленные гравийные и грунтощеб еночные смеси оптимального состава. Устраиваются такие
покрытия чаще всего двухслойными, иногда — трехслойными при
корытном профиле. Нижние слои выполняются из гравия, щебня,
улучшенного добавками грунта, шлака, кирпичного щебня и
некоторых других местных материалов. Верхний слой создается
смешением минерального материала с органическим вяжущим
материалом непосредственно на дороге. Наименьшая толщина этого
слоя на автомобильных дорогах длительной эксплуатации 8 см, при
строительстве и восстановлении В АД—5—6 см. Используемые
органические вяжущие материалы должны обеспечивать хорошее
обволакивание минеральных частиц при нормальной температуре
воздуха и при довольно длительном перемешивании. С этой целью
при смешивании на дороге применяют жидкие битумы (дегти) и
медленно распадающиеся эмульсии. Количество органического
вяжущего, устанавливаемое путем лабораторных испытаний,
ориентировочно составляет 5—7% массы минерального материала.

12.

Для покрытий, устраиваемых способом
укладки
готовых
битумоминеральных смесей, применяются плотные щебеночнопесчаные или гравийно-песчаные смеси, обработанные вяжущими
материалами в установке и укладываемые в горячем или холодном
состоянии. Такие смеси принято называть в зависимости от вида
вяжущего битумоминеральными
или
дегтеминеральными.
Перемешивание в этом случае достигается более тщательное,
материалы дозируются точнее, экономнее расходуется вяжущий
материал, появляется возможность применения вязких битумов и
дегтей, а также жидких битумов (дегтей) повышенной вязкости.
Такие покрытия более прочны и водоустойчивы. Процесс устройст ва их меньше зависит от погоды. Наиболее совершенными покрытиями этого типа являются асфальтобетонные (дегтебетонные).
В зависимости от вида вяжущего материала, температуры приго товления и укладки битумоминеральные (дегтеминеральные) смеси
бывают горячими (температура укладки 120°С), теплыми (температура укладки 60—80° С) и холодными (укладываются при любой
положительной температуре, лучше при температуре боль-ше 5° С).

13.

Дозировки органического вяжущего принимаются для грунтов
6—12%, гравийных материалов — 5—10% и для щебеночных
смесей— 4—9% массы минерального материала. Наименьшая
толщина покрытия принимается на автомобильных дорогах 8 см, на
ВАД — 3—6 см и во всех случаях должна быть не меньше чем 1,5
размера наиболее крупной фракции гравия, щебня. По
технологическим и экономическим соображениям толщина слоев
назначается не более 10—12 см.
Битумоминеральные (дегтеминеральные) смеси состоят из
четырех (например, щебень, песок, минеральный порошок,
органический вяжущий материал) или трех (щебень или гравий,
песок, вяжущий материал; гравийный материал, минеральный
порошок, вяжущий материал), а иногда двух (гравийный материал и
органическое вяжущее) компонентов. К холодным смесям
предъявляют дополнительные требования в отношении показателя
слеживаемости при длительном хранении, который оценивается
количеством ударов, необходимых для разрушения образца и
должен быть не более 10.

14.

Холодный
асфальтобетон,
укладываемый
при
температуре смеси, равной температуре воздуха, для
военных условий имеет то преимущество, что позволяет
заранее приготовленную смесь в течение нескольких
месяцев хранить на складе в готовности к применению, а
укладку в покрытие производить по мере надобности.
Расход смесей при толщине покрытия 3 см находится
в пределах 60—85 кг/мг, при увеличении толщины на
каждый сантиметр требуется дополнительно 20—27 кг/м2
смеси.
Рассмотренные покрытия могут быть применены при
восстановлении и строительстве только тыловых участков
ВАД и то лишь в отдельных случаях, когда имеются
готовое базовое хозяйство и запасы необходимых
каменных и вяжущих материалов.

15.

Второй вопрос.
Дорожные одежды с грунтовыми покрытиями, укрепленными органическими и
неорганическими вяжущими материалами и смолами.
Существует ряд общих требований, которые необходимо соблюдать
для достижения проектных показателей прочности укрепляемого грунта.
Во-первых, необходимо обеспечить точность дозирования вяжущего и
других составных реагентов, равномерность их перемешивания с грунтом
и точное распределение готовой смеси по проектному профилю.
Во-вторых, нужно, чтобы до начала развития процесса
структурообразования обработанный грунт приобрел максимальную
плотность. Поэтому требуется, чтобы смесь в процессе производства
работ имела оптимальную влажность, было обеспечено тщательное
уплотнение смеси, а время обработки грунта не превышало допускаемых
пределов.
В-третьих, должны быть организованы
надлежащий
уход и
содержание покрытия в период набора им прочности. Нарушение
технологических требований и низкое качество работ могут привести к
тому, что даже правильно выбранный способ укрепления не даст
должного эффекта.

16.

Очень большое применение в строительстве
современных дорожных одежд находят органические
(черные) вяжущие материалы. Обработка грунта
органическим вяжущим материалом позволяет получать
водоустойчивое
беспыльное
покрытие,
прочность
которого значительно выше необработанного грунта.
Выбор марки вяжущего материала зависит от
климатических условий, погоды, вида обрабатываемого
грунта и применяемых средств механизации.
Применять в мирное время каменноугольные дегти и
сланцевые битумы для устройства покрытий дорог,
проходящих через ' населенные пункты и вблизи них,
запрещается.

17.

На военно-автомобильных дорогах покрытия и основания из
грунтов, обработанных битумом, дегтем, мазутом, нефтью и
другими подобными материалами, устраиваются главным образом в
теплую и сухую погоду в дорожно-климатических зонах с
нормальным и недостаточным увлажнением.
В периоды неустойчивой погоды лучше использовать
битумные и дегтевые эмульсии с активными
химическими
добавками.
Обработка
грунтов органическими
вяжущими
может осуществляться при временной и частично краткосрочной
подготовке военных автомобильных дорог, когда отсутствуют
необходимые местные каменные материалы и соответственно когда
имеются органические вяжущие, необходимое оборудование и
благоприятная погода. Дорожные эмульсии, представляющие собой
специально приготовленные устойчивые смеси битума (дегтя) с
водой, используются без подогрева. Содержание органического
вяжущего материала в эмульсиях может достигать 60—70% и более.
При смешении с каменными материалами эмульсия распадается.

18.

Обработке органическими вяжущими материалами могут
подвергаться различные грунты и грунтовые смеси. При
использовании органических вяжущих для укрепления грунтов на
ВАД применяется в основном способ смешения на дороге. Процесс
постройки таких покрытий аналогичен постройке черных
гравийных покрытий.
На покрытиях из грунтов, укрепленных битумами, дегтями и
другими подобными материалами, следует устраивать защитные
слои по методу поверхностных обработок. Если материалом
покрытия является грунтощебень или грунтогравий, обработанный
вяжущими, устройство защитного слоя не обязательно.
Движение может открываться сразу же после окончания
строительных работ. Однако в первые 5—7 сут. необходимо
обеспечивать тщательное содержание устроенных покрытий.
Толщина слоя покрытия устанавливается расчетом. В общем
случае в зависимости от требуемой прочности она колеблется от 6
до 20 см.

19.

Некоторые конструкции дорожных одежд из грунтов,
укрепленных органическими вяжущими, приведены на рис. 3.6.1.

20.

Из неорганических вяжущих материалов для укрепления
грунтов наибольшее применение находят цементы и известь. Они
используются для устройства покрытии и оснований. Применение
неорганических вяжущих материалов основано на их свойстве
образовывать в смеси с грунтом конденсационно- кристаллизаци онные структуры, обладающие высокой механической прочностью
и водостойкостью. В результате по своим свойствам грунты, укреп ленные известью и особенно цементом, приближаются, а иногда пре
восходят прочностные показатели некоторых каменных материалов.
Обработка грунтов цементом позволяет создать прочное
покрытие, способное выдерживать воинское движение в различных
погодных и климатических условиях.
Аналогично цементу для укрепления грунтов может
использоваться гашеная известь в виде пушонки или негашеная
известь в виде порошка.
При сухих грунтах
применяют
известковое молоко.
Все требования
к грунтам, характер
выполняемых работ остаются такими же, как и при цементации
грунтов.

21.

Вместе с тем грунт, укрепленный известью, менее прочен,
чем укрепленный цементом. Несмотря на это, подобные
работы выполняются на переувлажненных грунтах перед их
цементацией. Негашеная известь связывает избыточную воду,
резко уменьшает липкость грунта, придает ему структурность
и обеспечивает этим возможность дальнейшей его обработки
цементом для придания нужной прочности.
Назначение и расчет отдельных конструктивных слоев
производятся в соответствии с методикой расчета прочности
нежестких дорожных одежд. Поскольку грунт с добавками
цемента и извести имеет повышенную жесткость и является
хрупким материалом, устраивать из него слои толщиной менее
10—15 см нецелесообразно. Покрытия и основания из грунтов,
укрепленных цементом и известью, устраиваются в один или
два слоя. При двухслойном покрытии толщина каждого слоя
должна быть не менее 8—10 и не более 20 см в плотном теле.

22.

23.

При работе с негашеной известью необходимо соблюдать
требования техники безопасности. Личный состав должен быть
обеспечен пылезащитными очками и респираторами.
Наиболее распространенные конструкции покрытий из
грунтов» укрепленных неорганическими вяжущими, приведены на
рис. 3.6.2.
Укрепление грунтов покрытия синтетическими смолами
является одним из возможных способов улучшения грунтов. В этом
случае грунты становятся водоустойчивыми, не размокают и не
разуплотняются под воздействием воды. Особая ценность этих
методов в возможности укрепления переувлажненных связных
грунтов.
Для
укрепления
грунтов
могут
применяться
фурфуроланилиновые,
карбамидные,
фурфуролмочевинные,
резорцинформальдегидные, акриловые и другие синтетические
смолы.

24.

Покрытия, укрепленные синтетическими смолами, устраивают
в один слой. Толщину слоя при эксплуатации дороги летом и в
начале осени на участках с благоприятными условиями водоотвода
принимают равной 6—8 см, в остальных случаях — в пределах 6—
20 см назначают по расчету исходя из требуемой прочности.
Конструктивно покрытия из грунтов, обработанных синтетически ми: смолами, подобны покрытиям из грунтов, укрепленных други ми органическими и неорганическими вяжущими материалами. Для
них также требуется устройство защитных слоев, предохраняющих
материал от истирания. Наиболее совершенными являются защит ные слои в виде двойной поверхностной обработки с использованием органических вяжущих или слоя холодного асфальта. При
непродолжительной эксплуатации можно проводить одиночную
поверхностную обработку, а также устраивать защитный слой путем
вдавливания щебня (гравия) в покрытие в процессе его уплотнения.
Для розлива анилина и фурфурола могут применяться
поливочные машины, авторазливочные станции, автоцистерны,
снабженные распределяющими устройствами.

25.

Третий вопрос.
Дорожные одежды с покрытиями из каменных
материалов, укрепленных вяжущим различными
способами.
Эксплуатационные качества покрытий с вяжущими
материалами.

26.

1. Дорожные одежды с покрытиями из каменных материалов,
укрепленных вяжущим различными способами.

27.

28.

29.

30.

31.

Проведение облегченной пропитки включает:
ремонт основания, очистку его от пыли и грязи,
вспомогательный розлив вяжущего я количестве
0,8—1 л/м2;
распределение первой фракции щебня (20—40
мм) с учетом коэффициента уплотнения (1,25);
уплотнение слоя за 5—6 проходов катка по
одному следу; розлив вяжущего из расчета 3—4
л/м2;
распределение расклинивающей фракции
(10—20 М'м) щебня в объеме 2—3 м3 на 100 м2;
уплотнение слоя за 5—7 проходов катка по
одному следу.

32.

33.

34.

35.

После уплотнения смеси катками за 4—6 проходов по одному следу открывают
движение, под воздействием которого происходит дальнейшее формирование
покрытия.
Показатели физико-механических свойств смесей, приготовленных на дороге, из-за
неоднородности зернового состава и неравномерного распределения вяжущего
несколько ниже, чем у смесей, получаемых в установках.
Конструкции черных гравийных и щебеночных покрытий показаны на рис. 3.7.2.

36.

2. Эксплуатационные качества покрытий с вяжущими материалами.