Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по ликвидации выбоин в асфальтобетонных покрытиях автомобильных дорог в различные периоды года материалами на битумно-каучуковом вяжущем
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЛИКВИДАЦИИ ВЫБОИН В АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЯХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ГОДА МАТЕРИАЛАМИ НА БИТУМНО-КАУЧУКОВОМ ВЯЖУЩЕМ
В настоящее время в связи с ростом интенсивности и грузонапряженности автомобильного движения особенно важную роль имеют своевременность и качество проведения работ по содержанию асфальтобетонных покрытий. Дорожно-эксплуатационные службы ежегодно выполняют значительный объем работ по содержанию асфальтобетонных покрытий, основным видом которых является ликвидация выбоин. Указанное разрушение асфальтобетонных покрытий возникает практически круглогодично, особенно в переходные периоды года, однако, устраняют выбоины в основном в теплое время года. Несвоевременность в проведении ремонта асфальтобетонных покрытий приводит в дальнейшем к резкому увеличению объема дорожно-ремонтных работ и снижает безопасность дорожного движения. В связи с этим возникает острая необходимость устранения выбоин не только в летний, но и в осенне-зимне-весенний периоды года.
Проведение работ по ликвидации выбоин в неблагоприятные периоды года значительно затруднено погодными факторами. В условиях пониженных температур воздуха, высокой влажности затруднена «приживаемость» ремонтного материала к покрытию, в связи с чем применение традиционных материалов на основе нефтяных битумов не позволяет качественно и долговечно отремонтировать покрытие.
Для повышения долговечности отремонтированных покрытий необходимо применять материалы с более высокой удобоукладываемостью, повышенной «приживаемостью» к существующему покрытию и улучшенными физико-механическими свойствами. К числу материалов, обладающих вышеуказанными характеристиками, относятся литые и холодные асфальтобетоны, влажные органоминеральные смеси на основе битумно-каучукового вяжущего.
В Методических рекомендациях приведены рекомендуемые параметры ремонтных материалов на битумно-каучуковой основе и изложены сведения по области их применения, а также требования к исходным материалам, порядок подбора состава смесей, методы испытаний, правила производства работ и др.
Методические рекомендации разработаны в ВНПЦ «РосдорНИИ» кандидатами технических наук Калгиным Ю.И., Лаврухиным В.П. при участии инженера Свиридовой Н.И.
1.1 Битумно-каучуковое вяжущее (БКВ) — вяжущее, изготовленное на основе вязкого дорожного битума путем введения в него раствора синтетического каучука с последующей продувкой воздухом полученной композиции при температуре 180 — 190 °C по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
Жидкое битумно-каучуковое вяжущее (ЖБКВ) — вяжущее, изготовленное на основе вязкого дорожного битума путем его разжижения раствором синтетического каучука, с дополнительным применением ПАВ или без них, по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
1.2 Введение небольших добавок синтетических каучуков общего назначения (бутадиен-стирольных СКС, бутадиеновых СКД, изопреновых СКИ, бутадиен-метилстирольных СКМС) является эффективным способом повышения качества горячих и холодных битумоминеральных материалов.
1.3 Горячие и холодные битумно-минеральные материалы, содержащие синтетический каучук, готовят смешиванием отдозированных минеральных материалов и битумно-каучукового вяжущего (БКВ) необходимой марки, содержащего 2 — 3% по массе синтетического каучука.
1.4 Приготовление БКВ производят на битумных базах путем введения в нефтяной битум марки БНД синтетического каучука, предварительно растворенного в растворителях и разжижителях.
Наличие процессов растворения и разжижения обусловлены отличительными особенностями технологии приготовления растворов каучуков для модификации нефтяных битумов. На первом этапе, под влиянием растворителя (керосина) происходит разрыв межмолекулярных связей в синтетическом каучуке, и только затем, вводя разжижитель (сланцевое масло) получают раствор необходимой концентрации. В дальнейшем при объединении путем прокачки воздухом композиции раствора каучука с битумом при температуре 180 — 190 °C керосин отгоняется, а сланцевое масло вступает в химическую связь с соединениями битума. Это позволяет повысить термоокислительную устойчивость и адгезионные свойства вязкого битума.
1.5 Модификация каучуком вязких дорожных битумов увеличивает интервал пластичности (сумму температуры размягчения и хрупкости) битума с 55 — 65 до 85 — 90 °C, снижает температуру хрупкости до -30 °C. Присутствие каучука повышает усталостную долговечность вяжущего в 2 — 2,5 раза, увеличивает его термоокислительную устойчивость. Значительно, в 2,5 — 3,0 раза возрастает растяжимость вяжущего при низких температурах.
1.6 Модификация каучуком жидких битумов повышает их теплоустойчивость, значительно увеличивает их устойчивость к старению.
1.7 Технологический процесс модификации вязких битумов (приготовления битумно-каучукового вяжущего) включает следующие операции:
- измельчение брикетов каучука;
- растворение каучуковой крошки в растворителях и разжижителях;
- подготовку битума (обезвоживание и нагрев до требуемой температуры);
- объединение битума с раствором каучука в окислительной установке или битумном котле, снабженном барботером.
1.8 Измельчение синтетического каучука, поступающего в виде брикетов массой до 40 кг, производят следующим образом: первоначально брикеты режут пластинчатым пневматическим ножом на пластины толщиной 5 — 15 см. Пластины затем направляются в роторную дробилку, где измельчаются в крошку размером 0 — 15 мм. От дробилки крошка каучука подается на растворение в емкость, предварительно заполненную растворителем. Растворение крошки проводят в емкости, оборудованной мешалкой, при температуре 60 — 80 °C, для чего предусматривают систему паро- или маслообогрева. Перемешивание ведут до получения однородного раствора.
1.9 Технологический процесс модификации жидких битумов (приготовления жидкого битумно-каучукового вяжущего) заключается в смешении обезвоженного битума с раствором каучука в керосине в определенных пропорциях.
1.10 Раствор каучука должен быть однородным, без включения комков и сгустков. Условная вязкость раствора, определяемая по стандартному вискозиметру с отверстием 5 мм при температуре 60 °C, должна быть в пределах 600 — 1200 секунд для приготовления БКВ, для ЖБКВ в пределах 60 — 600 секунд.
1.11 Приготовленный вышеуказанным способом раствор каучука при помощи шестеренчатого насоса через дозатор подают для объединения с вязким битумом для получения БКВ (ЖБКВ).
1.12 Принципиальная технологическая схема получения жидкого битумно-каучукового вяжущего представлена на рис 1. Каучук в виде брикетов принимают на склад каучука, где его взвешивают и в необходимом количестве подают на агрегат приготовления крошки каучука (5), состоящий из пластинчатого пневматического ножа для резки брикетов и роторной дробилки. Привод пневматического ножа осуществляется от поршневого компрессора (3). Измельченный до частиц размером 0 — 15 мм каучук от дробилки наклонным конвейером (6) подается в аппарат (9), снабженный рамной мешалкой. Предварительно в аппарат (9) насосом (2) со склада (1) подают в необходимом количестве растворитель — керосин, расход которого контролируется лопастным счетчиком жидкости (8). Загрузка крошки производится через открытый люк аппарата (9) при включенной мешалке. Растворение каучука ведется при повышенной (+60 °C — +80 °C) температуре, для чего аппарат (9) оборудуют системой маслообогрева. Перемешивание ведут до получения однородного раствора. Ориентировочное время растворения составляет от 3 до 10 часов в зависимости от типа каучука. При достижении высокой вязкости смеси, что может быть обнаружено по возрастанию крутящего момента по валу мешалки аппарата (9), в аппарат (9) подается керосин, нагретый до температуры, соответствующей температуре смеси в указанном аппарате. Все требуемое количество растворителя подается порциями в 3 — 4 приема. Подача расчетного количества растворителя одновременно нецелесообразна, поскольку он будет препятствовать дальнейшему растворению не полностью растворившегося каучука, адсорбируясь на его поверхности и затрудняя непосредственный контакт с растворителем.
Рис. 1 Принципиальная технологическая схема получения жидкого битумно-каучукового вяжущего
Приготовленный 10 — 12% концентрации по массе раствор каучука шестеренчатым насосом (10) перекачивается в аппарат (12), откуда он порциями поступает на смешение с битумом, а аппарат (9) используется для приготовления следующей партии раствора. Раствор, хранящийся в аппарате (12) насосом (10) через объемный дозатор (13) подается в аппарат (17), снабженный лопастной мешалкой. В аппарат (17) при работающей мешалке подается битум, нагретый до температуры 100 — 110 °C в расчетном количестве. Образующиеся пары растворителя из герметично закрытого аппарата (17) поступают в холодильник (16), охлаждаемый водой, и образующийся конденсат через конденсатор-сборник (15) и отстойник (11) возвращается на склад растворителя для повторного использования. Приготовленное жидкое битумно-каучуковое вяжущее подается в рабочий котел АБЗ для дальнейшего приготовления холодных битумоминеральных смесей.
1.13 При приготовлении вязкого битумно-каучукового вяжущего в принципиальную технологическую схему вносится некоторые изменения. Так, вместо аппарата (17) с мешалкой вводится окислительная установка компрессорного типа (либо битумный котел, снабженный барботером). Емкость для ПАВ (4) используется для хранения разжижителя — сланцевого масла (или мазута), которое подается в аппарат для растворения каучука после набухания каучуковой крошки в керосине. Полученный раствор каучука в керосине и сланцевом масле (мазуте) подается в окислительную колонну, заполненную на 2/3 высоты вязким битумом, нагретым до температуры 180 °C. Раствор каучука порционно подается на поверхность битума в течение 60 минут с одновременной подачей воздуха с расходом 1 л/кг в минуту. Общее время окисления, количество порций каучука и др. технологические особенности отражаются в технологическом регламенте.
2.1 Вяжущие
2.1.1 Исходные материалы
Для приготовления БКВ (ЖБКВ) используют следующие материалы:
- битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД по ГОСТ 22245-90;
- синтетические каучуки:
- бутадиен-стирольные СКС 30 АРКМ-15, отвечающие требованиям ТУ 38.403121-98 с изм. 1; СКС 30 АРКМ-27, отвечающие требованиям ТУ 38.303-070-2001, а также СКС 30 АРК, отвечающие требованиям ТУ 38.40355-99 с изменением 1, 3;
\cdot бутадиеновые СКД I и II марки, отвечающие требованиям ТУ 38.403750-2001;
\cdot изопреновые СКИ-3, отвечающий требованиям ГОСТ 14925-79;
\cdot керосин для технических целей, отвечающий требованиям ТУ 38.71-5810-90;
\cdot сланцевое масло марок С-1 и С-2, отвечающее требованиям ТУ 38.10957-80;
\cdot мазут топочный марок 40 и 100, отвечающим требованиям ГОСТ 10585-99.
Раствор каучука в керосине и сланцевом масле должен отвечать требованиям ТУ 2294-001-41201704-97.
2.1.2 Рекомендуемые параметры вяжущих для приготовления литых асфальтобетонов
Для приготовления литых асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, применяют битумно-каучуковое вяжущее марок БКВ 40/60 и БКВ 30/40, отвечающие требованиям табл. 1 настоящих Методических рекомендаций.
Физико-механические показатели битумно-каучукового вяжущего для приготовления жесткой литой смеси
| № п/п | Наименование показателя | Норма для марки | Методы испытаний | |
| БКВ 30/40 | БКВ 40/60 | |||
| 1. | Глубина проникания иглы, 0,1 мм | ГОСТ 11501-78 | ||
| При 25 °C | 31 — 40 | 41 — 60 | ||
| При 0 °C | 10 | 20 | ||
| 2. | Растяжимость, см, не менее | ГОСТ 11505-75 | ||
| При 25 °C | 20 | 50 | ||
| При 0 °C | 10 | 13 | ||
| 3. | Температура размягчения по КиШ, °C, не менее | 70 | 55 | ГОСТ 11506-73 |
| 4. | Температура хрупкости по Фраасу, °C, не выше | -20 | -30 | ГОСТ 11507-78 |
| 5. | Эластичность, % не менее | ОСТ 218.010-98 | ||
| при 25 °C | 40 | 40 | ||
| при 0 °C | 30 | 30 | ||
| 6. | Температура вспышки, °C, не ниже | 230 | 230 | ГОСТ 4333-87 |
| 8. | Изменение температуры размягчения после прогрева, °C, не более | 5 | 5 | ГОСТ 18180 |
| 9. | Сцепление с кварцевым песком, не хуже | к.о. № 2 | к.о. № 2 | ГОСТ 11508-74 |
| 10. Однородность | ||||
| Одн. | Одн. | ГОСТ 52056-2003 | 2.1.3 Рекомендуемые параметры вяжущих для приготовления холодных битумоминеральных смесей, содержащих каучук | |
Для приготовления холодных битумоминеральных материалов (холодного асфальтобетона, влажных органоминеральных смесей) применяют жидкие битумно-каучуковые вяжущие марки ЖБКВ 130/200, отвечающие требованиям табл. 2, настоящих Методических рекомендаций.
Физико-механические показатели жидкого битумно-каучукового вяжущего
| Наименование показателей | Норма для марки ЖБКВ 130/200 на основе каучука типа | Методы испытаний | ||
| СКС | СКД | СКИ | ||
| 1. Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60 °C, сек. | 131 — 200 | 131 — 200 | 131 — 200 | ГОСТ 11503-74 |
| 2. Количество испарившегося разжижителя, % не менее | 6,0 | 18,0 | 14,0 | ГОСТ 11504-73 |
| 3. Температура размягчения остатка после определения количество испарившегося разжижителя, °C, не ниже | 42 | 41 | 43 | ГОСТ 11506-73 |
| 4. Сцепление с кварцевым песком, не хуже | к.о. № 2 | к.о. № 2 | к.о. № 2 | ГОСТ 11508-74 (метод А) |
2.1.4 Вязкость ЖБКВ, полученная на стандартном вискозиметре с отверстием 5 мм при температуре 60 °C, не должна превышать пределов 131 — 200 сек.
2.1.5 При превышении пределов вязкости, указанных в п. 2.1.4, ЖБКВ необходимо разжижать керосином до необходимой условной вязкости. Количество керосина для получения ЖБКВ нужной вязкости подбирается опытным путем.
Растворы каучуков в керосине должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.
| № п/п | Наименование показателя | Нормы для растворов на основе | Методы испытаний | ||
| Каучук | Каучук | Каучук | |||
| СКС | СКД | СКИ | |||
| 1 | Внешний вид | Однородный раствор | По п. 6.5 Методических Рекомендаций | ||
| 2 | Вязкость условная по вискозиметру при 60 °C, секунд | 20 — 50 | 40 — 200 | 250 — 400 | По ГОСТ 11503-74 |
| 3 | Массовая доля сухого вещества в растворе, % | 11 — 13 | 10 — 12 | 10 — 12 | По п. 6.6 Методических Рекомендаций |
| 4 | Температура вспышки в открытом тигле, °C, не ниже | 40 | 40 | 40 | ГОСТ 4333-87 |
| 5 | Массовая доля воды, % не более | 1 | 1 | 1 | ГОСТ 2477-65 |
2.2 Минеральные материалы
2.2.1 Для приготовления холодных и горячих битумоминеральных смесей, содержащих каучук, следует применять щебень, соответствующих фракций из плотных горных пород по ГОСТ 8267-93*.
По форме зерен щебень должен относится к 1 группе. Наличие зерен пластинчатой и игловатой формы не должно превышать 15% по массе. При положительных результатах подбора смесей допускается применять щебень 2 группы, содержащий до 25% по массе зерен пластинчатой и игловатой формы, только при приготовлении холодных асфальтобетонных смесей, содержащих каучук.
Марка щебня по дробимости должна быть:
- не ниже 1000 для щебня из изверженных и метаморфических горных пород;
- не ниже 800 из осадочных горных пород.
Марка щебня по морозостойкости должна быть не ниже F 50. Марка щебня по истираемости должна соответствовать И-1.
2.2.2 Для приготовления смесей следует применять песок дробленый или песок из отсева дробления горных пород по ГОСТ 8736-93*, при этом марка по прочности исходной породы должна быть не ниже 1000, содержание глинистых частиц должно быть не более 0,5% по массе, содержание зерен мельче 0,14 мм в песке не нормируется.
2.2.3 Минеральный порошок должен отвечать требованиям ГОСТ 16557-78.
2.2.4 При положительных результатах подбора состава смесей, при котором получаемые холодные битумоминеральные материалы и литой асфальтобетон с добавкой синтетического каучука отвечают техническим требованиям настоящих Методических рекомендаций, допускается использовать в качестве минерального порошка отходы промышленного производства (золы уноса, цементную пыль), а в качестве песка отсев дробления карбонатных пород с маркой по прочности исходной породы не ниже 600.
3.1 Область применения
3.1.1 Литые асфальтобетонные смеси, содержащие синтетический каучук (типа СКС, СКД, СКИ), являются перспективным материалом для ремонта асфальтобетонных покрытий, так как их применение позволит значительно повысить качество ремонта и долговечность отремонтированных покрытий.
3.1.2 Наиболее перспективной разновидностью литых смесей являются жесткие смеси (типа «виброасфальт»), которые в последнее время распространены в наибольшей степени, что обусловлено их меньшей стоимостью, более высокой сдвигоустойчивостью, а также шероховатостью и трещиностойкостью покрытий, устроенных с их применением, в сравнении с покрытиями из литых пластичных смесей.
Объединив преимущества жесткого литого асфальтобетона с преимуществами битумно-каучукового вяжущего, можно получить качественный материал для устройства и ремонта асфальтобетонных покрытий в теплое время года во всех дорожно-климатических зонах.
3.1.3 Литой асфальтобетон, содержащий каучук, рекомендуется применять при ликвидации выбоин при температуре окружающего воздуха не ниже +10 °C.
При проведении дорожно-ремонтных работ при более низкой температуре воздуха литые смеси на основе битумно-каучукового вяжущего, приготавливаемые при более низких температурах в сравнении с традиционными литыми смесями, характеризуются пониженной удобоукладываемостью, что может ухудшить качество ремонта покрытий.
3.2 Подбор состава литого жесткого асфальтобетона
3.2.1 Для приготовления литых асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, применяют битумно-каучуковые вяжущие марок БКВ 40/60 и БКВ 30/40. Марку битумно-каучукового вяжущего выбирают в зависимости от климатических условий района проведения ремонта. В Северных районах рекомендуется БКВ 40/60, а в южных — БКВ 30/40.
3.2.2 Состав литой жесткой асфальтобетонной смеси, содержащей каучук, подбирают в три этапа:
- определяют качество минеральных материалов и БКВ и устанавливают соответствие их свойств, установленным требованиям;
- назначают соотношение минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка), при котором минеральная часть будет иметь оптимальную плотность (пористость минерального остова не более 18%);
- определяют массовую долю БКВ, обеспечивающую асфальтобетону минимальную пористость (не более 2% по объему) и наилучшие показатели физико-механических свойств.
3.2.3 Минеральную часть литого жесткого асфальтобетона, содержащего каучук, подбирают либо по принципу непрерывной гранулометрии, либо по принципу прерывистой гранулометрии, но таким образом, чтобы она была каркасной. Для этого щебня необходимо назначать в таком количестве, чтобы его зерна создали жесткую пространственную систему. Ориентировочно массовую долю щебня фракции 5 — 20 мм назначают в пределах 45 — 55%.
3.2.4 Соотношение песка к минеральному порошку назначают по максимальной плотности смеси. Общее количество песка и минерального порошка назначают из расчета заполнения всех пустот в щебеночном каркасе, без раздвижки зерен. Ориентировочно, при подборе состава смеси соотношение песка и минерального порошка в минеральной части следует принимать, равным в пределах от 1,3 до 1,6.
3.2.5 С применением подобранной минеральной части готовят несколько жестких литых смесей, отличающихся по содержанию вяжущего на 0,5%, и по результатам испытаний литого асфальтобетона, приготовленного из указанных смесей, выбирают массовую долю БКВ. Ориентировочно, в качестве отправной точки, массовую долю БКВ следует принимать 8% на 100% минеральной части.
3.2.6 В остальном при подборе состава литых жестких асфальтобетонных смесей следует руководствоваться положениями:
- ТУ 400-24-158-89 Смеси асфальтобетонные литые и литой асфальтобетон;
- ВСН 60-97 Инструкция по ремонту дорожных покрытий с применением литого асфальтобетона.
3.3 Рекомендуемые параметры литых жестких
асфальтобетонных смесей, содержащих каучук
3.3.1 Литые жесткие асфальтобетонные смеси, содержащие каучук, подобранные в соответствии с п. 3.2.1 - 3.2.6 настоящих Методических рекомендаций, должны отвечать требованиям, приведенным в табл. 4. Показатели физико-механических свойств литой жесткой смеси, содержащей каучук.
3.4 Особенности технологии приготовления и укладки литых
жестких асфальтобетонных смесей, содержащих каучук
3.4.1 Работы по приготовлению, укладке, уплотнению литых жестких асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, выполняются в соответствии с ВСН 60-97 «Инструкция по ремонту дорожных покрытий с применением литого асфальтобетона».
3.4.2 Приготовление литых жестких асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, может осуществляться в любых асфальтосмесительных установках, обеспечивающих необходимую точность дозирования компонентов, оборудованных мешалками принудительного действия.
3.4.3 Температура литой смеси, содержащей каучук, при выпуске из смесителя не должна превышать 200 °C. Превышение указанной температуры приведет к термодеструкции синтетического каучука, что ухудшит физико-механические показатели литой смеси.
Температура приготовления литой смеси, содержащей каучук, назначается в зависимости от условной вязкости вяжущего. При применении вяжущего марки БКВ 40/60 рекомендуемая температура приготовления 175 °C, соответственно при использовании БКВ 30/40 — 185 °C.
3.4.4 Время перемешивания минеральных компонентов литой смеси с вяжущим назначается в зависимости от рабочих параметров асфальтосмесительной установки. Следует увеличивать время перемешивания компонентов на 10 — 15% в сравнении с временем перемешивания традиционных асфальтобетонных смесей.
3.4.5 Дорожно-ремонтные работы с применением литой смеси, содержащей каучук, начинают с подготовительных работ, в состав которых входят следующие работы:
- снятие поврежденного участка асфальтобетонного покрытия путем холодного фрезерования;
- обрубка специальными приспособлениями или отбойными молотками мест входа и выхода фрезерного барабана, таким образом, чтобы линия обрезки была прямой;
- очистка от пыли и грязи поверхности карты сжатым воздухом;
- подгрунтовка поверхности карты жидким битумно-каучуковым вяжущим, подогретым до температуры 70 — 80 °C с расходом до 200 г/м2.
При проведении работ по устранению выбоин малыми картами допускается устройство ремонтных карт с вертикальными стенками проводить отбойными молотками.
3.4.6 Транспортирование литой смеси, содержащей каучук, производится в специальных самоходных установках с котлом-термосом или бункером, оборудованных обогревом и мешалкой. При транспортировании необходимо обеспечить непрерывное перемешивание и температуру литой смеси не ниже 170 °C.
Предельная продолжительность хранения литой смеси, содержащей каучук, в котле-термосе при рабочей температуре не более 2-х часов.
Допускается транспортирование литой смеси, содержащей каучук, в автомобилях-самосвалах, оборудованных утепленными кузовами, только при применении для распределения литой смеси самоходных асфальтоукладчиков и при продолжительности транспортирования не более 30 минут.
3.4.7 Доставленную к месту производства работ жесткую литую смесь, содержащую каучук, укладывают при больших ремонтных картах самоходным асфальтоукладчиком, оборудованным вибротрамбующей плитой, или самоходным тротуарным асфальтоукладчиком с помощью которого она укладывается слоем заданной толщины.
При выполнении по ликвидации выбоин малыми ремонтными картами выгрузку литой смеси производят непосредственно в подготовленную карту.
Для повышения приживаемости ремонтного материала к существующему покрытию в местах сопряжения поверхность покрытия, примыкающего к ремонтной карте, прогревается слоем горячей литой смеси.
3.4.8 С целью формирования поверхности покрытия при устранении выбоин большими ремонтными картами рекомендуется для уплотнения литой смеси применять самоходные моторные катки до 10 т 2 — 3 проходами по одному месту. Допускается применение легких самоходных виброкатков до 2 т или самоходных моторных катков до 5 т.
При ликвидации выбоин малыми ремонтными картами рекомендуется применение для уплотнения литой смеси легких уплотняющих средств — виброплит и двухвальцевых ручных катков.
3.4.9 Возникающие во время укладки дефекты покрытия обрабатываются вручную с помощью ручных трамбовок или ручных катков, при необходимости с подсыпкой литой смеси, взятой из приемной бункера асфальтоукладчика, или поданной из котла (бункера) самоходной установки.
3.4.8 Готовое покрытие из литой жесткой смеси, содержащее каучук, по ровности и шероховатости должно отвечать требованиям предъявленным к покрытиям из традиционных горячих асфальтобетонный смесей.
4.1 Область применения и подбор состава
холодного асфальтобетона, содержащего каучук
4.1.1 Холодные асфальтобетонные, содержащие синтетический каучук, укладываемые и уплотняемые при температуре до -10 °C, является перспективным материалом для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимнее время.
4.1.2 Холодный асфальтобетон, содержащий каучук, обладает повышенной прочностью и теплостойкостью, более высокой устойчивостью к старению в сравнении с традиционными холодными смесями.
4.1.3 Холодный асфальтобетон, содержащий каучук, применяется для устранения выбоин в асфальтобетонных покрытиях при температуре окружающего воздуха не ниже -10 °C.
4.1.4 Для приготовления холодных асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, применяют жидкое вяжущее марки ЖБКВ 130/200. В случае применения для приготовления ЖБКВ битумов нефтяных дорожных с недостаточным показателем сцепления с минеральной частью, рекомендуется применять поверхностно-активные вещества (ПАВ). При выборе ПАВ следует руководствоваться положениями «Руководства по применению поверхностно-активных веществ при устройстве асфальтобетонных покрытий» (М., Росавтодор, 2003 г., взамен ВСН 59-68). При приготовлении ЖБКВ следует применять поверхностно-активную добавку, подаваемую в битум непосредственно перед его смешением с раствором каучука.
4.1.5 Подбор состава холодных асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, заключающийся в определении гранулометрического состава минеральной части смеси и оптимального содержания вяжущего, проводится по традиционной методике.
4.2 Рекомендуемые параметры холодного асфальтобетона
на основе жидкого битумно-каучукового вяжущего
4.2.1 Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов из холодных смесей различных марок, приготовленных с применением ЖБКВ, должны соответствовать указанным в табл. 5.
4.2.2 Водонасыщение холодного асфальтобетона, содержащего каучук, должно быть от 5 до 9% по объему.
4.2.3 Пористость минеральной части асфальтобетонов из холодных смесей должна быть, %, не более, для типов: Бх — 18; Вх — 20; Гх и Дх — 21.
4.2.4 Слеживаемость холодных асфальтобетонных смесей, содержащих каучук, характеризуемая числом ударов по ГОСТ 12801-84 должна быть не более 10.
4.2.5 Холодные асфальтобетонные смеси должны выдерживать испытание на сцепление вяжущего с поверхностью минеральной части.
4.2.6 Смеси должны быть однородными. Однородность холодных смесей, содержащих каучук, оценивают коэффициентом вариации водонасыщения. Коэффициент вариации должен соответствовать величине 0,15.
4.3 Проведение работ по ликвидации
выбоин в асфальтобетонных покрытиях холодными асфальтобетонными смесями, содержащими каучук
4.3.1 Проведение работ по устранению выбоин в асфальтобетонных покрытиях холодной асфальтобетонной смесью, содержащей каучук, возможно ранней весной, зимой, поздней осенью при температуре окружающего воздуха не ниже -10 °C. На разрушенных участках асфальтобетонного покрытия устраиваются карты с вертикальными стенками методом холодного фрезерования или с помощью отбойных молотков. Поверхность карты очищается от грязи, пыли сжатым воздухом. В зависимости от температуры воздуха и влажности покрытия рекомендуется устройство подгрунтовки.
4.3.2 При температуре воздуха от 0 до +10 °C при сухом покрытии целесообразно устраивать подгрунтовку жидким битумно-каучуковым вяжущим с расходом 100 — 200 г/м. Температура при этом ЖБКВ должна быть в пределах 70 — 80 °C. При температуре воздуха 0 — 10 °C подгрунтовку производить нецелесообразно.
4.3.3 Укладка холодной смеси в карты проводится с учетом запаса на уплотнение. По границе карты подбивается смесь, чтобы она не попадала на существующее покрытие. При ремонте большими картами уплотнение производится самоходными катками.
4.3.4 Подкатка производится легкими катками, а уплотнение тяжелыми. Количество проходов определяется перед началом работ опытным путем. Определяется объемная масса образца, уплотненного в лаборатории, и объемная масса образцов кернов, взятых из покрытия карты при различных проходах тяжелого катка. Строится зависимость объемной массы образцов, взятых из покрытия карты, от количества проходов тяжелого катка. Максимальная объемная масса образца, взятого из покрытия карты, будет соответствовать оптимальному количеству проходов тяжелого катка при уплотнении.
4.3.5 При ликвидации выбоин малой площади для уплотнения применяют виброплиты, трамбовки, двухвальцевые ручные катки. Продолжительность уплотняющих воздействий определяется опытным путем, изложенным в п. 4.3.4.
4.3.6 Обнаруженные на поверхности покрытия дефекты обрабатываются вручную, с помощью трамбовок и при необходимости с подсыпкой холодной асфальтобетонной смеси.
5. Влажные органоминеральные смеси
5.1 Классификация и область применения
5.1.1 Влажные органоминеральные смеси на основе битумно-каучукового вяжущего представляют собой многокомпонентный строительный материал, состоящий из минеральных материалов, подобранного гранулометрического состава, жидкого битумно-каучукового вяжущего с ПАВ или без них, воды.
5.1.2 Влажные органоминеральные смеси, содержащие добавки синтетического каучука, являются разновидностью холодных смесей, приготавливаемых в горячем состоянии и укладываемых в холодном. В отличие от холодного асфальтобетона, наряду с обычными компонентами, они содержат воду, наличие которой способствует равномерному распределению компонентов, хорошей удобоукладываемости и высокой уплотняемости.
5.1.3 В зависимости от наибольшего размера зерен влажные органоминеральные смеси подразделяют на:
5.1.4 По величине остаточной пористости органоминеральные смеси подразделяются на:
плотные — остаточная пористость от 2 до 5% включительно;
пористые — от 5 до 12% включительно.
5.1.5 Влажные органоминеральные смеси на основе ЖБКВ рекомендуется для проведения ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий в весенне-осеннее время при глубине выбоин до 5 см. При этом неглубокие выбоины до 3-х см следует ремонтировать песчаными смесями, до 5 см мелкозернистыми.
Влажные органоминеральные смеси на жидких битумно-каучуковых вяжущих допускается применять при любой относительной влажности и температуре воздуха не ниже 0 °C на автомобильных дорогах всех дорожно-климатических зон с соответствующим подбором состава. Допускается укладывать ВОМС на основе ЖБКВ во влажную (но не мокрую) ремонтную нишу.
5.2 Рекомендуемые параметры ВОМС, содержащих каучук
5.2.1 Показатели свойств ВОМС должны отвечать требованиям табл. 6.
| Показатели свойств | Величина показателя | Методы испытаний |
| Остаточная пористость, % по объему для смесей | Рекомендации по применению ВОМС для устройства дорожных смесей М. ГипродорНИИ, 1986 г. | |
| Плотных | 2,0 — 4,9 | |
| Пористых | 5,0 — 12,0 | |
| Водонасыщение под вакуумом, % по объему, не более для смесей | ГОСТ 12801-84 (для холодного асфальтобетона) | |
| Плотных | 5,0 | |
| Пористых | 9,0 | |
| Предел прочности при сжатии, МПа, не менее при температуре | ГОСТ 12801-84 | |
| 20 °C | 1,5 | |
| 50 °C | 0,75 | |
| Коэффициент водостойкости, не менее | 0,85 | ГОСТ 12801-84 |
| Морозостойкость | Не менее 100 циклов | ГОСТ 30491-97* (приложение Г) |
| Слеживаемость, не более, ударов | 5 | ГОСТ 12801-84 (для холодного асфальтобетона) |
5.2.2 Требования к ЖБКВ, применяемого для приготовления ВОМС, следует принимать по табл. 2 настоящих Методических рекомендаций.
5.2.3 Для приготовления ВОМС, содержащей каучук, применяют питьевую воду любой жесткости. Не допускается применение сточных, засоленных и минерализованных вод.
5.3 Подбор состава ВОМС, содержащих каучук
5.3.1 Подбор состава ВОМС, содержащих каучук, включает следующие операции:
- выбор материалов для приготовления смеси;
- определение гранулометрического состава минеральной части смеси;
- определение количества ЖБКВ и воды в смеси.
5.3.2 Зерновой состав минеральной части мелкозернистых ВОМС, содержащих каучук, должен соответствовать требованиям ГОСТ 9128-97* для холодных асфальтобетонных смесей типа Вх, соответственно, песчаных — типа Гх.
5.3.3 Количество ЖБКВ и воды определяют путем лабораторного подбора состава смесей и последующего определения физико-механических свойств образцов.
5.3.4 Количество ЖБКВ, как определяющего компонента, назначают исходя из наиболее высоких физико-механических показателей смеси. Ориентировочно при подборе принимают 5 \div 7\% по массе.
5.3.5 Количество воды должно быть минимальным, обеспечивающим необходимую подвижность и удобоукладываемость смеси. Ориентировочно при подборе состава следует принимать 3 — 4% по массе.
5.4 Приготовление и хранение влажной
органоминеральной смеси, содержащей каучук
5.4.1 Влажные органоминеральные смеси готовят в асфальтосмесительных установках при температуре 70 — 90 °C.
5.4.2 Температура минеральных материалов на выходе из сушильного барабана находится в пределах 110 — 120 °C.
5.4.3 Влажные органоминеральные смеси готовят следующим образом: в смеситель подают высушенные минеральные материалы (песок и щебень), а затем расчетное количество ЖБКВ и перемешивают. После чего подают холодный минеральный порошок и вновь перемешивают. Затем вводят расчетное количество воды и окончательно перемешивают.
5.4.4 С целью обеспечения необходимой однородности влажной органоминеральной смеси время перемешивания ее компонентов в асфальтосмесительной установке рекомендуется увеличивать на 20% в сравнении с временем перемешивания при приготовлении горячих смесей. Ориентировочное время перемешивания смеси с расчетным количеством воды составляет 10 — 15% от общей продолжительности перемешивания.
5.4.5 Для подачи воды производят дооборудование асфальтосмесительной установки трубопроводом и дозатором, через который при открытом кране вода самотеком поступает в смесительное отделение.
5.4.6 Точность дозировки песка щебня +/- 3%; минерального порошка, вяжущего и воды +/- 1%.
5.4.7 Приготовленная ВОМС, содержащая каучук, подается на охлаждение и расфасовку. Хранение осуществляется в полиэтиленовых мешках весом до 30 кг.
5.4.8 В качестве временного варианта, на срок не более 30 суток допускается хранить ВОМС, содержащую каучук, в штабелях высотой до 1,5 м на подготовленных площадках с твердым покрытием.
5.5 Правила производства работ ликвидации выбоин
в асфальтобетонных покрытий влажными органоминеральными смесями, содержащими каучук
5.5.1 Готовую ВОМС, содержащую каучук, доставляют к месту укладки автомобильным транспортом.
5.5.2 Проведение работ по устранению выбоин в асфальтобетонных покрытиях ВОМС, содержащими каучук, производится в весенне-осенний периоды года при температуре от 0 до +20 °C.
5.5.3 ВОМС, содержащую каучук, укладывают в подготовленную ремонтную карту с вертикальными стенками. Дно и стенки ремонтной карты должны быть очищены от грязи и пыли.
5.5.4 Допускается производить дорожно-ремонтные работы с применением ВОМС во влажную погоду при сыром (но не мокром) покрытии.
5.5.5 Устройство подгрунтовки при сыром покрытии не рекомендуется. При сухом покрытии, при температурах от 0 до +10 °C целесообразно устраивать подгрунтовку ЖБКВ, нагретым до 60 — 80 °C, с расходом 100 — 200 г/м2.
5.5.6 Укладка ВОМС в ремонтную карту проводится с учетом запаса материала на уплотнение. При проведении работ большими картами уплотнение производится гладковальцевым катком. Рекомендуется предварительная подкатка легкими катками и уплотнение тяжелыми.
5.5.7 Количество проходов определяется перед началом работ опытным путем. Определяется объемная масса образца ВОМС, уплотненного в лаборатории и объемная масса образцов кернов ВОМС, взятых из покрытия карты, при различных проходах тяжелого катка. Строится зависимость объемной массы образцов, взятых из покрытия карты, от количества проходов тяжелого катка. Максимальная объемная масса образца ВОМС, взятого из покрытия карты, будет соответствовать оптимальному количеству проходов тяжелого катка при уплотнении.
5.5.8 При ликвидации выбоин малой площади для уплотнения применяют виброплиты, трамбовки, двухвальцевые ручные катки.
Продолжительность уплотняющих воздействий определяется опытным путем, изложенным в п. 5.5.7.
5.5.9 Обнаруженные на поверхности покрытия дефекты обрабатываются вручную, с помощью трамбовок и при необходимости с подсыпкой органоминеральной смеси.
5.5.10 Движение автомобилей, с ограничением в первые 7 суток после окончания дорожно-ремонтных работ скорости движения до 40 км/ч, открывают непосредственно после окончания укатки.
6. Правила приемки, транспортировки и хранения битумоминеральных материалов, содержащих каучук
6.1 Качество БКВ и ЖБКВ проверяют каждый раз при приготовлении новой партии битумоминерального материала.
6.2 При приготовлении БКВ и ЖБКВ необходимо контролировать:
- качество каучуков, растворителей и разжижителей (по паспортным данным производителей);
- качество приготовления растворов каучуков;
- качество приготовления БКВ (ЖБКВ).
6.3 Качество вязких битумов марок БНД, применяемых для приготовления БКВ и ЖБКВ, проверяют в соответствии с ГОСТ 22245-90*.
6.4 Качество растворов каучуков в керосине оценивается по показателям, приведенным в таблице 3. Для оценки качества раствора каучука отбирается проба в объеме не менее 1 дм3.
6.5 Внешний вид раствора каучука определяется визуально. Проба раствора наносится тонким слоем на стекло и рассматривается в проходящем свете. Раствор должен быть однородным, без видимых включений нерастворившегося каучука.
6.6 Определение массовой доли сухого вещества в растворе каучука проводится путем высушивания при температуре 140 — 145 °C до постоянной массы полимера, выделенного из раствора изопропиловым спиртом.
6.6.1 Средства измерения, реактивы и материалы: весы лабораторные общего назначения 2 кл. точности, шкаф сушильный, стаканчики для взвешивания СВ-34/12(24/10), толуол по ГОСТ 5789-78*, изопропиловый спирт по ГОСТ 9805-84*.
6.6.2 Подготовка к выполнению измерений. Стаканчики для взвешивания должны быть высушены в сушильном шкафу. Исследуемый раствор каучука разогревается до температуры 60 °C и хорошо перемешивается.
6.6.3 Выполнение измерений. В стаканчик для взвешивания вносят навеску пробы раствора полимера массой 0,3 — 0,5 г., добавляют 2 — 3 см3 толуола при перемешивании стеклянной палочкой и высаживают каучук изопропиловым спиртом в объеме 40 — 50 см3, также энергично перемешивая стеклянной палочкой. Затем раствор отделяют от каучука декантированием, а стаканчик с полимером сушат при температуре 140 °C в течение 1 часа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Операции нагревания, охлаждения и взвешивания повторяют через каждые 15 минут до получения постоянной массы.
6.6.4 Вычисление результатов измерений. Массовую долю каучука в растворе X (в %) вычисляют по формуле (1):
Где, M2 — масса стаканчика с каучуком после высушивания, г.;
M1 — масса пустого стаканчика, г.;
За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допустимое расхождение между которыми при доверительной вероятности 0,95 не должно превышать 2%.
6.7 Качество жидкого битумно-каучукового вяжущего оценивается по показателям, приведенным в таблице 2 и по его однородности.
Однородность битумно-каучукового вяжущего проверяют каждый раз при приготовлении новой партии. Вяжущее считается однородным если в нем нет осадка, комков и сгустков. Определение однородности производят при помощи стеклянной палочки, которую погружают в битумно-каучуковое вяжущее. После извлечения палочки вяжущее должно стекать равномерно. Комочки и сгустки на поверхности палочки указывают на недостаточную однородность вяжущего.
6.8 Приемку, отгрузку и хранение битумоминеральных смесей, содержащих каучук, проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-97*.
7. Охрана труда и техника безопасности
7.1 При приготовлении и применении смесей, содержащих каучук, следует соблюдать требования безопасности, предусмотренные «Правилами охраны труда при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог» (М. СоюздорНИИ, РосдорНИИ, 1992 г.).
7.2 Растворы каучуков являются горючим пожароопасным веществом. Пожароопасные характеристики приведены ниже.
Температура вспышки, °C.........................................49
Температура воспламенения, °C...................................57
Температура самовоспламенения, °C..............................236
Температурный предел распространения огня (ТПРП),
нижний, °C...............................................37
верхний, °C..............................................75
Нижний концентрационный предел распространения пламени составляет 0,9% от объема воздуха рабочей зоны.
7.3 Предельно допустимая температура нагрева растворов каучуков — 85 — 90 °C. При разжижении вязких битумов растворами каучуков температура битума поступающего на смешение не должна превышать 120 °C. При возникновении пожара необходимо пользоваться пожарной пеной, углекислым газом, распыленной водой.
7.4 По токсикологическим свойствам растворы каучуков являются малотоксичными веществами 4-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76*.
7.5 Раствор каучука может вызывать повреждение кожи. При попадании раствора на кожу его следует удалить сухим тампоном, а затем промыть теплой водой.
7.6 Все лица, приступающие к работе, должны пройти соответствующий инструктаж.
7.7 Лица, работающие с раствором каучука, БКВ, ЖБКВ, должны быть обеспечены индивидуальными средствами защиты.
7.8 Применение открытого огня при работе с растворами каучуков категорически запрещается.
8.1 При приготовлении и применении горячих и холодных смесей на основе битумно-каучуковых вяжущих необходимо соблюдать требования ГОСТ 17.2.3.02-78 по охране природы и атмосферы. При решении проблем охраны окружающей среды, возникающих при приготовлении растворов каучуков, БКВ, ЖБКВ и ремонтных материалов на их основе следует руководствоваться рекомендациями «Пособия по охране окружающей среды при производстве дорожно-строительных материалов» (утвержденных распоряжением Минтранса России № ОС-1182-р от 31.12.2002 г.).
8.2 Предприятие, производящее горячие и холодные смеси с добавками каучуков должно разрабатывать том ПДВ в соответствие с требованиями природоохранного законодательства.
8.3 Образующиеся отходы при приготовлении и применении горячих и холодных смесей, содержащих каучуки, должны либо возвращаться в технологический процесс, либо утилизироваться в соответствии с санитарными правилами СП № 3184-84 «Порядок накопления, транспортировки, обезвоживания и захоронения токсичных промышленных отходов», СП № 3209-85 Предельным количеством накопления токсичных промышленных отходов на территории предприятия (организации).
ГОСТ 12.1.005-88* ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
ГОСТ 3344-83**. Щебень и песок, шлаковые для дорожного строительства. Технические условия.
ГОСТ 8267-93*. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 8269.1-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний.
ГОСТ 8735-88*. Песок для строительных работ. Методы испытаний.
ГОСТ 8736-93*. Песок для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 11501-78*. Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы.
ГОСТ 11503-74*. Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости.
ГОСТ 11505-75*. Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости.
ГОСТ 11506-73*. Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару.
ГОСТ 11507-78. Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу.
ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний.
ГОСТ 16557-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия.
ГОСТ 22245-90*. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.
ГОСТ 11955-82*. Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия.