Разработано в развитие СНиП 3.01.01-85 «Организация строительного производства», СНиП 3 . 06 . 03-85 «Автомобильные дороги» и СНиП 3.06.06-88 «Аэродромы». Изложены основные положения по подготовке и организации строительного производства, организации материально-технического обеспечения, механизации работ, организации работы транспорта, строительного потока и организации труда.
Внедрение технологии устройства цементобетонных покрытий в скользящей (передвижной) опалубке с использованием комплектов высокопроизводительных машин ДС-100 и ДС-110 (типа «Автогрейд») позволило увеличить темпы строительства в 3-4 раза, снизить трудозатраты и повысить производительность труда в 2-2,5 раза, а также значительно улучшить эксплуатационные характеристики бетонного покрытия.
Технические вопросы ведения скоростного строительства автомобильных дорог с использованием комплектов высокопроизводительных машин типа ДС-100 отражены в главе СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88,
В настоящем Пособии более детально рассмотрены основные положения организации строительства и особенности производства работ при скоростном строительстве, изложенные в СНиП 3.01.01-85, СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3 . 06.06-88.
Экспертный взгляд на строительство аэродромов
Пособие направлено на повышение эффективности использования комплектов высокопроизводительных машин и увеличение среднего темпа устройства цементобетонного покрытия до 40-50 км в год при укомплектовании дорожных организаций смесителями (производительностью до 240м 3 /ч), автомобилями-самосвалами (грузоподъемностью до 12т) и другими средствами механизации, используемыми в настоящее время, и не затрагивает вопросов достижения более высоких темпов строительства при оснащении дорожно-строительных организаций более мощными и производительными машинами, работающими совместно с комплектом.
В Пособии обобщен опыт строительства автомобильных дорог и аэродромов с использованием комплектов машин типа ДС-100, накопленный организациями Главдорстроя и Главзапсибдорстроя. С начала внедрения прогрессивной технологии построено около 3500 км цементобетонных (армобетонных) покрытий шириной 7,5м. Наибольший среднегодовой темп укладки покрытий достигнут при строительстве автомобильных дорог Москва-Волгоград и Минск-Брест (67 км в год), а наибольший среднесуточный — при реконструкции взлетно-посадочной полосы аэропорта Домодедово (710 м за 10-часовую смену).
Настоящее Пособие составили канд.техн.наук Б.С.Марышев, инж. М.Б.Левянт, д-р техн.наук И.Е.Евгеньев, кандидаты технических наук Б.Н.Гришаков, М.А.Либерман, Б.Н.Соловьев, канд.экон.наук Е.М.Зейгер, инженеры И.Н.Рогова, Т.Н.Ткаченко.
Замечания и предложения по настоящей работе просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл.,г. Балашиха-6, ш. Энтузиастов, 79.
1. Общие положения
1.1. Термин «скоростное строительство» автомобильных дорог и аэродромов употребляется в данном Пособии применительно к технологии строительства бетонных покрытий в скользящей (передвижной) опалубке с использованием комплектов высокопроизводительных гусеничных машин типа ДС-100. Такая технология позволяет увеличить средние сменные и годовые темпы строительства в 3-4 раза по сравнению с использованием комплектов рельсовых машин и технологии строительства бетонных покрытий в сборной опалубке (рельс-формах).
Проектирование автомобильных дорог и аэродромов
1.2. Комплекты высокопроизводительных машин типа ДС-100 для устройства дорожных (аэродромных) одежд с цементобетонным покрытием стоят на более высоком, по сравнению с рельсовым бетоноукладочным комплектом, уровне дорожно-строительной техники по единичной мощности машин, совершенству приводов и рабочих органов, автоматизации ведения машин по курсу и задания вертикальных отметок рабочих органов, что обеспечивает значительное повышение производительности и качества дорожного строительства.
1.3. Технические данные комплектов машин типа ДС-100 позволяют вести работы по устройству дорожной одежды с цементобетонным покрытием со скоростью до 3,5 м/мин при укладке бетона в скользящей опалубке и до 6 м/мин при укладке бетона в формах (в виде сборной опалубки или бордюра), что соответствует производительности комплектов по укладке покрытия соответственно 210 и 360 м/ч.
1.4. Эксплуатационную производительность комплектов машин определяют следующие группы основных факторов:
организационно-экономические — обоснованность планирования капитальных вложений, своевременность подготовки проектно-сметной документации и производственной базы строительства, создание необходимых заделов земляного полотна, производственных запасов песка и щебня, ритмичность поставки цемента, уровень развития хозрасчетных отношений;
технологические — технологичность конструкции цементобетонного покрытия и всей дорожной одежды, свойства применяемых смесей, дальность и условия их транспортирования, природно-климатические и грунтовые условия района строительства;
технические — соответствие мощности и производительности основных и вспомогательных машин, наличие парка вспомогательных машин, техническое состояние и степень износа основных и вспомогательных машин,
1.5. Исходя из возможностей бесперебойного обеспечения строительства материалами и максимальной производительности выпускаемых Минстройдормашем бетоносмесителей (120м 3 /ч) оптимальным темпом укладки цементобетонных покрытий с применением комплектов машин типа ДС-100 можно считать 1,2 м/мин, что соответствует 400-500 м за 10-часовую рабочую смену.
Применение комплектов машин типа ДС-100 с учетом их высокой стоимости экономически целесообразно при годовых темпах строительства не менее 40 км дорожной одежды с цементобетонным покрытием шириной 7,5 м, что соответствует 25 млн.руб. в год строительно-монтажных работ. Указанный годовой объем работ является нижней экономически целесообразной границей скоростного строительства.
1.6. Высокие качественные показатели строительства бетонного покрытия по новой (в скользящей опалубке) технологии, а именно: равномерная плотность бетона, необходимое количество вовлеченного в бетон воздуха для повышения морозостойкости, однородность состава бетонной смеси по толщине и ровность поверхности покрытия, геометрически правильная боковая грань — достигаются при безостановочной работе бетоноукладчика с оптимальной для данного состава бетонной смеси скоростью.
При нарушении режима работы бетоноукладчика (внутрисменные простои, частые остановки, изменение скорости движения) снижаются качество строительства и величина возможного эффекта, увеличивается объем работ, выполняемых вручную.
При этом следует иметь в виду, что сбои в работе комплектов машин ДС-100, их недостаточная загрузка влияют не только на качество строительно-монтажных работ, но и на технико-экономические показатели деятельности подрядной организации.
1.7. Опыт скоростного строительства показывает, что подрядные организации не испытывают серьезных трудностей в освоении комплектов машин типа ДС-100: они надежны, завод-изготовитель участвует в их обслуживании и ремонте, организована планомерная подготовка операторов.
В ходе внедрения прогрессивной технологии отработаны конструкции дорожных (аэродромных) одежд, усовершенствована технология приготовления цементобетонной смеси. Соответствующие технические решения нашли отражение в ряде нормативных документов.
Осуществление скоростного строительства зачастую сдерживается из-за неготовности объектов производственной базы к приему, хранению и перевозке возрастающих в 3 — 4 раза поступлений основных строительных материалов по железной дороге, нехватки автомобильного транспорта для внутрипостроечных перевозок, отсутствия достаточных заделов земляного полотна.
1.8. В условиях скоростного строительства возрастает значение качества и полноты проекта организации строительства, проекта организации работ, своевременного выполнения подготовительных работ.
1.9. При организации скоростного строительства следует учитывать, что техническое состояние высокопроизводительных машин и смесительного оборудования в значительной степени зависит от природно-климатических факторов; так, работа машин (и прежде всего систем их автоматического управления) нарушается, как правило, в момент перехода температуры наружного воздуха через 0 ° С и при отрицательных температурах.
1.10. Экономически обоснованные темпы скоростного строительства достигаются, прежде всего, за счет полноты и тщательности выполнения подготовительных работ: возведения земляного полотна, строительства искусственных сооружений, производственной базы, жилищно-бытовых и административно-хозяйственных зданий.
1.11. С учетом указанных в п.1.3 темпов работ можно сформулировать следующие основные принципы организации строительства автомобильных дорог и аэродромов с использованием комплектов машин типа ДС-100:
оптимизация схемы размещения прирельсовых баз и притрассовых цементобетонных заводов, определение их параметров;
рационализация технологических схем объектов производственной базы;
выбор наиболее технологичных конструкций дорожных (аэродромных) одежд и разработка технических решений, направленных на снижение влияния сезонности устройства цементобетонных покрытий на поквартальное распределение объемов строительно-монтажных работ;
обеспечение круглогодичного возведения земляного полотна;
планирование начала устройства дорожной одежды, как правило, на второй-третий год строительства с целью обеспечить задел земляного полотна, достаточный для равномерного выполнения годового объема работ по устройству покрытия;
использование комплекта машин типа ДС-100 при температуре наружного воздуха не ниже 5 С.
2. Подготовка строительного производства
2.1. Подготовка строительного производства представляет собой комплекс взаимоувязанных документов и мероприятий, направленных на обеспечение максимально возможной и равномерной в течение года загрузки мощностей строительно-монтажных организаций, что достигается за счет планомерного и согласованного развертывания строительно-монтажных работ на всех участках строящегося объекта. Эффективная подготовка дорожно-строительного производства как система организационных, технических, планово-экономических и технологических мероприятий должна объединять в единый комплекс подготовительные и основные работы всех подрядных и субподрядных организаций.
2.2. В соответствии со СНиП 3.01.01-85 подготовка строительного производства включает:
общую организационно-техническую подготовку строительства;
подготовку к строительству объекта;
подготовку строительной организации к выполнению производственной программы;
подготовку к производству строительно-монтажных работ.
2.3. Общая организационно-техническая подготовка строительства предусматривает такие мероприятия, как обеспечение строительства проектно-сметной документацией) составление титульных списков строительства, заключение договоров подряда и субподряда, оформление финансирования строительства. Кроме того, следует установить необходимость наращивания мощности или передислокации дорожно-строительных организаций или их подразделений и привлечения специализированных субподрядных организаций для выполнения отдельных видов работ.
2.4. Общая подготовка осуществляется генподрядной строительной организацией с участием заказчика, проектных и субподрядных организаций.
2.5. Заказчик должен передать генеральному подрядчику проектно-сметную документацию в объеме, определенном «Инструкцией о составе, порядке разработки, согласовании и утверждении проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений» СНиП 1.02.01-85 не позднее 1 июля года, предшествующего году начала строительства объекта.
2.6. При разработке технической документации необходимо еще до утверждения проекта обеспечить проектом организации строительства (ПОС), рабочими чертежами и сметами на объекты производственной базы строительства (прирельсовые базы, притрассовые цементобетонные заводы, жилые поселки строителей с соответствующими инженерными коммуникациями), а также всем комплексом подготовительных работ по трассе автомобильной дороги. Таким образом, используя возможность получить разрешение на льготное финансирование указанных работ, строительная организация может своевременно подготовиться к началу основных работ.
Объекты производственной базы скоростного строительства могут быть отнесены к сложным нетиповым временным сооружениям, разработка проектов которых должна осуществляться проектными институтами и включаться в стоимость проектно-изыскательских работ по объекту в целом. Время, затрачиваемое на общую подготовку, нормами продолжительности строительства объектов не учитывается, однако от качества их проведения в значительной степени зависит успех развертывания и проведения строительно-монтажных работ.
2.7. Наиболее важными при разработке ПОС являются следующие вопросы:
определение продолжительности строительства объекта, состава пусковых комплексов, очередности и сроков их ввода в эксплуатацию, сметной стоимости;
определение состава , сметной стоимости и продолжительности подготовительных работ;
разработка транспортной схемы доставки основных строительных материалов;
разработка мероприятий по экономии трудозатрат, основных материалов (металлопроката, цемента, лесоматериалов) и топливно-энергетических ресурсов;
принятие мер, обеспечивающих круглогодичное ведение земляных работ и продление сезона устройства дорожной одежды;
определение потребностей в ресурсах.
Генподрядный трест обязан организовать рассмотрение документации отделами инженерной подготовки и субподрядными организациями в сроки, установленные СНиП 1.02.01-85.
2.8. Цель подготовки объекта к строительству — обеспечить наиболее рациональные организацию и технологию производства СМР с учетом особенностей дорожно-строительной организации, данных о сроках и порядке поставок строительных материалов, конструкций деталей и оборудования, о наличии машин и механизмов, находящихся в распоряжении организации, а также рабочих кадров. В процессе подготовки объекта к строительству инженерно-технические работники строительной организации должны изучить проектно-сметную документацию и разработать проекты производства работ (ППР).
2.9. Проекты организации строительства и ППР должны предусматривать комплексные решения по устройству систем энерго- и водоснабжения, при этом сроки таких работ должны быть увязаны со сроками выполнения основных СМР.
Ориентировочные годовые потребности в электроэнергии, воде, тепле на прирельсовых базах и притрассовых ЦБЗ различной производительности приведены в табл. 1.
Производительность, м 3 /ч
Примечание. Расход воды на притрассовых заводах определен в расчете на 131 рабочий день в году, на прирельсовых базах — на 262 дня.
2.10. Ориентировочный удельный расход воды на некоторые производственные и хозяйственные нужды приведен ниже:
Промывка гравия или щебня, л/м 3 1200-2000
Промывка песка, л/м 3 1200-2000
Приготовление цементобетонной смеси, л/м 3 150-200
Приготовление цементогрунтовой (пес-
коцементной) смеси, л/т 120-150
Мойка кузовов и заправка грузовых
машин, л/сут на 1 машину 400-700
Хозяйственно-питьевые нужны, л на
1 рабочего в смену 10-15
Душевые установки, л на 1 рабочего и смену 30-40
2.11. Производительность компрессорных установок для прирельсовых баз и притрассовых ЦБЗ должна составлять в среднем 30 м/мин.
2.12. Подготовка строительной организации к выполнению производственной программы должна обеспечивать непрерывное планирование строительного производства, сбалансированного с производственными возможностями организаций, что достигается разработкой перспективных годовых и оперативно-производственных планов работы подразделений треста. При этом следует соблюдать плановую продолжительность строительства объектов, обеспечивать приведение незавершенного строительного производства к нормативной величине и создание нормативных соотношений объемов строительно-монтажных работ по пусковым, переходящим и задельным объектам.
2.13. В основе реализации комплекса мероприятий по подготовке строительной организации должна лежать система календарного планирования организации работ на годовую (двухлетнюю) программу с учетом имеющихся ресурсов.
2.14. Основным документом, по которому осуществляется увязка плановых показателей и ресурсов строительных подразделений трестов, является проект организации работ (ПОР) на годовую (двухлетнюю) программу.
2.15. Исходными данными для разработки ПОР служат:
план работы генподрядного треста;
объемы работ и сроки ввода объектов согласно годовому плану строительного производства;
титульные списки строек;
данные о производственных возможностях строительных подразделений треста, в том числе перечень бригад с данными о численности работающих и их квалификации, о наличии строительной техники, достигну т о и выработкой рабочих и бригад, мощности производственных предприятий по изготовлению материалов, конструкций и деталей;
ожидаемое выполнение объемов работ на начало планируемого периода;
сведения о выделенных объемах и сроках поставки материалов, конструкций и оборудования;
данные о распределении годовой программы между собственными и субподрядными организациями.
2.16. В состав ПОР включаются:
сводный график поточного строительства всех объектов в планируемом периоде;
график работы основных машин;
график поставки материалов, конструкций и оборудования.
2.17. Подготовка к производству строительно-монтажных работ, наряду с разработкой индивидуальных и привязкой типовых технологических карт и схем на отдельные виды работ, включает разработку и выполнение мероприятий по организации труда, в том числе по внедрению методов сквозного поточного бригадного и коллективного подрядов. Кроме того, осуществляются перебазирование машин и механизмов к местам производства работ, оснащение бригад необходимыми инвентарем, инструментом и средствами малой механизации. Важное значение при подготовке к строительно-монтажным работам имеет наличие необходимых запасов строительных материалов и конструкций.
2.18. Подготовка строительного производства, как правило, осуществляется отделами инженерной подготовки трестов с участием отделов строительных подразделений. К ней могут привлекаться оргтехстрой и СКТБ.
2.19. Работы, выполняемые в отделах подготовки производства, целесообразно проводить по трем направлениям: составление проектно-сметной документации (ПСД); разработка ППР и документации по организации строительства на год по тресту и его производственным единицам; обеспечение материально-техническими ресурсами.
2.20. По первому направлению следует проводить такие мероприятия: организацию подготовки и выдачу исходных данных для проектирования объектов; разработку графиков поступления проектно-сметной документации, ее приемку; учет поступления; проверку полноты представленных материалов; организацию обсуждения ПСД отделами треста и ее согласование с субподрядными организациями; подготовку сводного заключения и его согласование с проектировщиками и заказчиками; контроль за внесением исправлений в ПСД; разработку графиков обеспечения проектно-сметной документацией подразделений треста и субподрядчиков и организацию ее изучения работниками строительных управлений и исполнителями; проверку наличия проектно-сметной документации на объектах и в подразделениях; подготовку протокол-заказов и заключение договоров подряда; согласование протокол-заказов с субподрядчиками.
2.21. По второму направлению выполняются: подготовка заданий на разработку проектов производства работ, организация их разработки совместно с подразделениями; доведение проектов производства работ до исполнителей, организация изучения ППР; составление набора подготовительных работ по объектам, разработка совместно с отделами мероприятий и календарных графиков по их проведению, в том числе в зимних и других особых условиях строительства; контроль за выполнением внутри- и внеплощадочных подготовительных работ; проверка готовности объектов к ведению основных работ; участие в решении вопросов об использовании для нужд строительства существующих транспортных и инженерных коммуникаций, местных материалов и предприятий стройиндустрии, источников энерго, водо- и теплоснабжения, канализации; проведение экспертизы проектов организации работ и защита их в тресте; участие в составлении и согласовании титульных списков.
2.22. По третьему направлению отделы участвуют в расчете потребности в материальных ресурсах; в составлении совместно со службами материально-технического снабжения сводных и специфицированных заявок на материалы, конструкции, оборудование, поставочные комплекты, инвентарное жилье, в том числе по поставкам заказчика; планировании поставок материалов в год, квартал, месяц, контроле заявок производственных подразделений; в проверке проектно-сметной документации заказных спецификаций на оборудование, кабель и т.д.
3. Организация производственных предприятий
3.1. Производственные предприятия по приготовлению бетонных смесей для цементобетонных покрытий подразделяются на три типа: прирельсовые базы приема, хранения и выдачи каменных материалов и цемента; притрассовые ЦБЗ; прирельсовые ЦБЗ.
При скоростном строительстве целесообразно использовать первые два типа предприятий.
8 . 2. Отказ от прирельсовых ЦБЗ в условиях скоростного строительства обусловлен следующими соображениями.
Вместимость складов открытого хранения должна возрасти в 3-4 раза, что вызовет необходимость дополнительного землеотвода, осложнит организацию горизонтального и вертикального перемещений материалов (заполнителей) в пределах базы (разгрузочное устройство — штабель — расходный бункер ЦБЗ) ; следовательно, возникнет необходимость в строительстве подземных галерей, узлов перегрузки, монтажа транспортеров.
Высокий темп работ приведет к быстрому удалению строительного потока от ЦБЗ, в то время как продолжительность транспортировки бетонной смеси н е должна превышать 30 мин при температуре воздуха от 20 до 30°С и 60 мин — ниже 20 ° С .
Поскольку строительство прирельсового ЦБЗ достаточно дорого (около 2-2,5 млн.руб. строительно-монтажных работ) в сопряжено с выполнением сложного комплекса работ по развитию железнодорожных станций и узлов, объектов энерго-, водоснабжения, число его передислокаций должно быть минимальным.
3 . 3. Использование притрассового ЦБЗ позволяет:
сократить количество передислокаций прирельсовой базы;
снизить среднюю дальность транспортировки бетонной смеси и тем самым сократить потребность в автомобилях-самосвалах грузоподъемностью 12т и создать предпосылку для обеспечения качества работ;
рассредоточить создаваемый в осенне-зимний период производственный запас заполнителей, благодаря чему может быть исключена потребность в дополнительном землеотводе под прирельсовую базу (притрассовый ЦБЗ можно расположить в пределах транспортной развязки, а при строительстве аэродромов — на местах стоянок самолетов или предстартовых площадках);
упростить технологическую схему прирельсовой базы (исключаются подштабельные галереи, транспортеры, линии подачи цемента от прирельсового склада к ЦБЗ и т.п.).
3.4. Дополнительные затраты на обустройство притрассовых ЦБЗ, неизбежные при скоростном строительстве, компенсируются за счет увеличения в смете средств на временные здания в сооружения.
3.5. Передислокация прирельсовых баз, как правило, должна предусматриваться лишь в осенне-зимний период, притрассовых ЦБЗ — в течение всего строительного сезона.
3.6 . Важнейшим условием функционирования прирельсовой базы является наличие железнодорожных тупиков общей протяженностью около 2 км, где производят подачу, разгрузку железнодорожных вагонов.
Рекомендуется установка электронных вагонных весов.
3.7. При темпе укладки цементобетонного покрытия 50 км в год объем поставки материалов по железной дороге составляет около 300 тыс.т. Чтобы обеспечить прием и разгрузку такого количества материалов, приходится, как правило, выполнять работы по развитию станций и узлов, к которым примыкают железнодорожные тупики, построенные для нужд строительства. Объем и характер этих работ определяются техническими условиями МПС, и их своевременное выполнение является важным этапом инженерной подготовки.
3.8. Подрядные организации, осуществляющие скоростное строительство, должны иметь собственный железнодорожный подвижной состав из расчета обеспечения поставок 50% привозных материалов. Важным моментом при железнодорожных перевозках является организация диспетчерской службы.
3.9. Прирельсовые базы включают ряд отделений основного и вспомогательного назначения:
склады открытого хранения песка и щебня (фракций 5-20 и 20-40 мм), заполнителей, оборудованные приемными устройствами для разгрузки железнодорожных вагонов и укладки заполнителей в штабели;
склады цемента с приемными устройствами, разгрузчиками вагонов, оборудованием для транспортировки цемента на склады и погрузки со склада в автоцементовозы;
вспомогательные отделения — электростанции или трансформаторные подстанции, котельные и компрессорные станции, устройства водоснабжения и канализации, служебные и жилые помещения.
3.10. Притрассовые ЦБЗ, организуемые вблизи мест укладки бетонной смеси, состоят из дозировочного и смесительного отделений, узла приготовления комплексных добавок поверхностно-активных веществ, расходных складов заполнителей и цемента, передвижных компрессорных установок, источников энерго- и водоснабжения.
Притрассовый ЦБЗ, размещенный в пределах транспортной развязки, при средней дальности транспортировки бетонной смеси до 25 км может обеспечивать эффективное использование комплектов машин типа ДС-100 на строительстве автомобильной дороги 1 категории в течение не менее четырех лет, а аэродромов — не менее двух лет.
3.11. Притрассовые ЦБЗ организуются на базе бетоносмесительных установок мобильного типа. При этом наиболее целесообразно использовать автоматизированные установки портерного типа в блочной компоновке со смесителями цикличного и непрерывного действия производительностью 120 (два смесителя) и 240 м 3 /ч.
3.12. При устройстве оснований из грунтов, укрепленных цементом, организуются притрассовые предприятия для приготовления цементогрунтовых смесей н а базе смесительных установок типа ДС-50.
3.13. Размещение производственной базы дорожного строительства является сложной многовариантной задачей, решать которую следует на стадии составления проекта организации строительства; при этом целесообразно использовать экономико-математические методы и ЭВМ.
Постановка задачи размещения производственной базы должна обеспечивать:
полное удовлетворение потребности во всех видах строительных материалов на период строительства;
размещение прирельсовых баз вблизи железнодорожных станций и узлов с использованием по возможности существующего путевого хозяйства для разгрузки и складирования поступающих дорожно-строительных материалов;
размещение притрассовых ЦБЗ в пунктах, обеспеченных источниками воды и электроэнергии;
дальность возки цементо- и асфальтобетонной смеси в пределах технологически допустимой;
равномерность распределения объемов автомобильных перевозок в течение года.
Критерием оптимальности размещения производственной базы служит минимум суммарных удельных приведенных затрат на передислокацию заводов и транспортировку дорожно-строительных материалов при устройстве цементобетонных покрытий и укрепленных оснований.
Цемент для приготовления цементогрунтовых и цементобетонных смесей поступает с прирельсовой базы, поэтому целесообразно решать комплексно задачу размещения предприятий по производству всех видов материалов для устройства дорожной одежды (ГСУ, ЦБЗ, прирельсовых баз).
Следует учитывать, что при ограниченном количестве автотранспортных средств суммарный грузооборот можно уменьшить за счет увеличения числа передислокаций прирельсовых баз и притрассовых ЦБЗ.
3.14. Время перебазировки завода можно максимально сократить, если заблаговременно подготовить площадки для него: заложить фундамент под оборудование, провести коммуникации энерго-, водо и теплоснабжения и т.д. В период перебазировки весь автомобильный транспорт следует использовать для создания запасов материалов в новом пункте дислокации. Кроме того , необходимо обеспечить задел по устройству основания.
3.15. Прирельсовые базы проектируют с учетом:
получения по железной дороге щебня (фракций 5-20 и 20-40 мм) и чистого песка и резервирования в отдельных случаях на территории базы площадки для сортировочно-моечного отделения;
обеспечения минимальных объемов работ на строительство базы и монтаж оборудования минимальных объемов бросовых работ на демонтаж оборудования и перебазирование базы, что достигается за счет использования сборно-разборных строительных конструкций и блочного (крупноагрегатного) оборудования и замены стационарных транспортных погрузочных средств (галерей, приямков и транспортеров) одноковшовыми фронтальными погрузчиками;
обеспечения нормативных сроков разгрузки поступающих по железной дороге каменных материалов и цемента, что достигается применением приемных устройств производительностью до 600 т/ч для каменных материалов и до 100 т/ч — для цемента;
использования для хранения каменных материалов открытых площадок и для хранения цемента — складов силосного типа, снабженных пневмотранспортом.
3.16. Территория, на которой располагается прирельсовый ЦБЗ (база), должна иметь подъездные пути, водоотвод, ограждение и освещаться в темное время суток.
Покрытие открытых площадок для хранения каменных материалов рекомендуется устраивать из сборных железобетонных плит или цементобетона; допускается применение цементогрунта или каменного отсева (фракций 0-5 мм), укладываемого слоем толщиной 12 см, а на основных проездах — сборные железобетонные плиты или цементобетон марки 400 слоем толщиной 22 см на щебеночном основании толщиной 15 см и песчаном подстилающем слое толщиной 10 см. Радиусы кривых должны быть не менее 15 м. Движение автомобилей на территории ЦБЗ (базы) следует организовывать по кольцевой схеме.
3.17. Вместимость складов в зависимости от производительности ЦБЗ и ритмичности поставки каменных материалов и цемента железнодорожным транспортом приведена в табл.2.
Источник: www.rmnt.ru
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ
1.1. Асфальтобетоном называется материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонной смеси, приготовленной путем смешения в смесительных установках в нагретом состоянии щебня (гравия) различной крупности, природного или дробленого песка, минерального порошка и нефтяного дорожного битума в рационально подобранных соотношениях.
1.2. В зависимости от вида каменного материала асфальтобетонные смеси подразделяют на щебеночные, гравийные и песчаные.
1.3. В зависимости от вязкости применяемого битума и температуры укладки в конструктивный слой асфальтобетонные смеси подразделяют на горячие, теплые и холодные.
Горячие смеси готовят на вязких битумах и используют для укладки непосредственно после приготовления при температуре не ниже 120°С.
Теплые смеси готовят как на вязких, так и на жидких битумах и укладывают сразу же после приготовления при температуре не ниже 70°С.
Холодные смеси готовят с использованием жидких битумов и применяют для укладки при температуре не ниже 5°С. Такие смеси можно хранить на складе в течение 4-8 мес (в зависимости от класса применяемого битума).
1.4. Горячие и теплые смеси в зависимости от наибольшего размера зерен минеральных материалов подразделяют на крупнозернистые с размером зерен до 40 мм, мелкозернистые — до 20 мм и песчаные — до 5 мм; холодные — на мелкозернистые и песчаные.
1.5. Асфальтобетоны из горячих и теплых смесей по величине остаточной пористости делятся на плотные с остаточной пористостью от 2 до 7%, пористые — от 7 до 12% и высокопористые — от 12 до 18%.
1.6. Щебеночные и гравийные асфальтобетонные смеси в зависимости от массовой доли щебня или гравия подразделяют на следующие типы; А — от 50 до 65% (только щебня), Б и Б x от 85 до 50%, В и В x — от 20 до 35%.
Тип песчаных асфальтобетонных смесей определяется видом песка: Г и Г x содержат дробленый песок или отсевы дробления, Д и Д x — природный песок. В состав горячих и теплых смесей типа Г для улучшения удобоукладываемости допускается вводить природный песок в количестве до 30% массы.
1.7. Асфальтобетонные смеси, применяемые для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог аэродромов, покрытий городских улиц и площадей, а дорог промышленных предприятий, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-84.
2. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Битумы
2.1. Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют вязкие и жидкие нефтяные дорожные битумы, отвечающие требованиям ГОСТ 22248-90 и ГОСТ 11955.82 (с изменением № 1).
Для горячих смесей применяют вязкие битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130; для теплых — вязкие битумы марок: БНД 130/200, БНД 200/300, БН 130/200, БН 200/300 и жидкие битумы марок СГ 130/200, МГ 130/200, МГО 130/200; для холодных — жидкие битумы марок СГ 70/130, МГ 70/130, МГО 70/130.
Битумы марок БНД характеризуются более широким температурным интервалом пластичности и более высокой теплостойкостью по сравнению с битумами марок БН, обладают лучшими низкотемпературными свойствами и сцеплением с поверхностью минеральных материалов, но менее устойчивы к старению.
Жидкие битумы марок МГ и СГ, получаемые разжижением вязких битумов жидкими нефтепродуктами определенного фракционного состава, по сравнению с битумами марок МГО, представляющими собой остаточные или частично окисленные нефтепродукты или их смеси, характеризуются более высокой скоростью формирования структуры, постоянством состава и, как правило, достаточно надежным сцеплением с поверхностью минеральных материалов.
2.2. Для обеспечения требуемой долговечности дорожных одежд марку битума необходимо выбирать в зависимости от климатических условий района строительства и категории дороги. Рекомендуемая область применения битумов разных марок при устройстве дорожных одежд приведена в табл. 1 .
Экстремальная среднемесячная температура года, ° C
Категория автомобильной дороги
Тип асфальтобетонной смеси
Тип асфальтобетонной смеси
Тип асфальтобетонной смеси
Минус 20 — минус 10
Минус 10 — минус 5
*) Битумы, приготовленные на собственные окислительных установках, при наличии ТУ на указанную марку.
Примечание. Над чертой приведены значения минимальной температуры, под чертой — максимальной.
2.3. При строительстве покрытий на взлетно-посадочных полосах и магистральных рулежных дорожках аэродромов применяют битумы с глубиной проникания иглы при 25°С менее 1300,1 мм. Рекомендуемая область их применения в зависимости от дорожно-климатической зоны и категории нормативной нагрузки приведена в табл.2 .
2.4. Вязкие дорожные битумы выпускают нефтеперерабатывающие заводы и локальные (например, бескомпрессорные типа Т-309) установки, имеющиеся в дорожно-строительных организациях.
Марка смеси, применяемая в зависимости от категории нормативной нагрузки
2.5. В основу бес компрессорного способа производства битума положен принцип самовсасывания воздуха и его распыления в окисляемой среде с помощью диспертаторов специальной конструкции. Качество битумов в значительной степени определяется свойствами битумного сырья по ТУ 38 101582-75 (с изменениями № 1 и 2). Требования к сырью для производства вязких дорожных битумов приведены в табл. 3 .
При использовании сырья марок СБ высшей категории возможно получение битумов марок БНД, сырья марок СБ — как правило, БН.
Температурный режим окисления, составляет 180-240°С и подбирается в каждом конкретном случае. Снижение температуры окисления ниже минимального предела приводит к уменьшению производительности, а превышение максимального предела — к ухудшению качества битумов и повышению пожаро- и взрывоопасности.
Увеличение скорости подачи воздуха повышает производительность установки, практически не оказывая влияния на качество битума.
В процессе окисления необходимо контролировать температуру размягчения полупродукта, В конечной пробе перед подачей битума в приемные емкости определяют глубину проникания иглы при 25°С.
Качество всей партии готового битума контролируют по ГОСТ 22245-90.
Значение показателя для сырья марок
СБ высшей категории
Вязкость условная при 80°С (диаметр отверстия 5 мм), с
Температура вспышки, °С, не ниже
Плотность, кг/м 3
В исключительных случаях при отсутствии битумов промышленного производства жидкие битумы классов СГ и МГ могут быть приготовлены разжижением вязких битумов марок БНД 40/60 или БНД 60/90 жидкими нефтепродуктами определенного фракционного состава, регламентируемого ГОСТ 11955-82, и добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), обеспечивающих сцепление с поверхностью минеральных материалов. Для получения битумов класса СГ в качестве разжижителя может быть использован керосин технический по ОСТ 38.01408-86, битумов класса МГ — топливо дизельное летнее (Л) и зимнее (3), а также топливо дизельное арктическое (А) по ГОСТ 305-82. Необходимым условием для использования указанных продуктов является соответствие их фракционного состава требованиям ГОСТ 11955-82.
Соотношение битума и разжижителя, а также оптимальное количество ПАВ устанавливают предварительно в лаборатории. Ориентировочное количество разжижителя для получения жидких битумов разных марок приведено в табл.4 .
Марка исходного битума
Количество разжижителя, % массы исходного битума
керосина для технических целей
дизельного топлива З, Л и А
Жидкие битумы готовят в отдельном битумном котле, оборудованном пароподогревом. Котел заполняют на 0,7 объема обезвоженным вязким битумом, нагретым до температуры 90-110°С; затем в вязкий битум при постоянном перемешивании вводят небольшими порциями холодный разжижитель и подогрев котла отключают. Перемешивание осуществляют циркуляцией смеси с помощью битумного насоса или другим способом до получения однородного материала.
При введении в разжиженный битум ПАВ следует руководствоваться положениями пп.2.22-2.25 .
Свойства приготовленных разжиженных битумов должны соответствовать требованиям ГОСТ 11955-82.
Оборудование для приготовления разжиженных вяжущих с использованием разжижителей с температурой вспышки ниже температур приготовления вяжущих и смесей должно быть освидетельствовано и принято органами Госпожнадзора, а на проведение работ должно быть получено разрешение.
Разжиженные битумы, приготовленные на АБЗ, рекомендуется использовать в течение 1-2 смен.
2.7. В некоторых случаях путем разжижения могут быть получены битумы марок БНД 130/200 и БНД 200/300. Для этого в вязкие битумы БНД 40/60, БНД 60/90 или БНД 90/130 вводят разжижители, рекомендуемые для битумов класса СГ и МГ (см. табл. 4 ), а также масла: каменноугольное в количестве 5-12% и сланцевое — 4-10%. Полученные битумы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 22245-90 на соответствующую марку.
щ ебень и гравий
2.8. Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют щебень, получаемый дроблением массивных горных пород, гравия и шлаков, отвечающий требованиям ГОСТ 8267-82, ГОСТ 10260-82, ГОСТ 3344-83, и гравий, соответствующий ГОСТ 8288-82. Кроме того, в асфальтобетонной смеси используют различные нестандартные местные каменные материалы, отвечающие требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Такими материалами могут быть отходы горнорудного производства, щебень из битумосодержащих пород и т.п.
2.9. Основным качественным показателем щебня или гравия является прочность при раздавливании в цилиндре. Прочность применяемого щебня в соответствии с ГОСТ 9128-84 регламентируется в зависимости от марки, типа и вида асфальтобетонной смеси.
Помимо высокопрочных горных пород, можно использовать для асфальтобетонной смеси малопрочный, как правило известняковый, щебень (марки 300-400), предварительно обработанный смесью битума с ПАВ анионного типа. Соотношение битума и ПАВ подбирается в каждом конкретном случае из условий достижения показателей свойств асфальтобетона, соответствующих требованиям стандарта, и колеблется в пределах 2:1 — 6:1. Общее количество смеси составляет 2-3% массы минерального материала в зависимости от его крупности и пористости.
Форма зерен оказывает значительное влияние на сдвигоустойчивость асфальтобетона: чем меньше окатаны зерна щебня, тем выше сдвигоустойчивость. В связи с этим в асфальтобетонных смесях 1 марки, предназначенных для устройства покрытий на дорогах высоких категорий, не допускается применение недробленого гравия.
2.11. Важным свойством щебня, определяющим износостойкость асфальтобетона, является его структура. Так, щебень из горных пород мелкозернистой кристаллической структуры обладает более высокой износостойкостью, что позволяет дольше сохранить шероховатость асфальтобетонных покрытий.
2.12. Водо- и морозостойкость асфальтобетона во многом определяется сцеплением битума с поверхностью минерального материала, в том числе и щебня; лучшее сцепление наблюдается со щебнем из основных и ультраосновных изверженных горных пород и со щебнем из карбонатных осадочных пород.
Однако щебень из карбонатных горных пород отличается высокой степенью шлифуемости, поэтому при использовании его для верхних слоев покрытия необходимо предусмотреть специальные мероприятия по повышению сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги (поверхностную обработку, втапливание черного щебня из трудно шлифуемых горных пород и т.п.).
Песок
2.13. При приготовлении асфальтобетонных смесей применяют пески природные и дробленые, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-85, а также шлаковые по ГОСТ 3344-83.
В качестве песка применяют также материалы из отсевов дробления изверженных горных пород (ГОСТ 26193-84), осадочных горных пород (ГОСТ 26873-86), гравия и битумосодержащих пород, отвечающие требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
2.14. Качество песка оказывает значительное влияние на свойства асфальтобетона. Так, применение дробленого песка или материалов из отсевов дробления существенно повышает сдвигоустойчивость покрытий.
Кроме того, асфальтобетонные покрытия, устроенные с использованием дробленых песков или материалов из отсевов дробления изверженных горных пород, отличаются высокой и длительно сохраняющейся шероховатостью. В связи с этим в асфальтобетонных смесях типа Г, применяемых на дорогах высоких категорий, следует использовать только пески из изверженных горных пород.
Вместе с тем применение дробленых песков или отсевов дробления изверженных горных пород (особенно в асфальтобетонных смесях типа Г) может привести к ухудшению удобоукладываемости и уплотняемости смесей, снижению коэффициента водостойкости асфальтобетонов. Для улучшения технологических свойств таких смесей рекомендуется вводить в их состав до 30% природного песка, для повышения водостойкости асфальтобетонов — применять ПАВ, активированные минеральные порошки, гидратную известь, добавки дегтя и другие активаторы.
Минеральный порошок
2.15. Для приготовления асфальтобетонных смесей используют активированные и неактивированные мине ральные порошки (ГОСТ 16557-78), получаемые путем измельчения карбонатных горных пород — известняков, доломитов, доломитизированных известняков, известняков-ракушечников и др.
Кроме того, в качестве минеральных порошков используют порошковые отходы промышленности: пыль уноса цементных заводов, золу уноса и золошлаковые смеси ТЭС, отходы асбошиферного производства, ферро пыль, флотохвосты и пр.
Порошковые отходы промышленности не должны содержать загрязняющих примесей (строительный мусор, грунт и пр.). Показатели свойств измельченных основных металлургических шлаков, зол уноса и золошлаковых смесей, а также пыли уноса цементных заводов должны отвечать требованиям ГОСТ 9128-84, показатели свойств других порошковых отходов — требованиям технических условий, утвержденных в установленном порядке.
Необходимо учитывать, что для многих порошковых отходов промышленности характерна чрезмерно высокая степень измельчения (удельная поверхность до 6-8 тыс. см на 1 г), что обусловливает повышенную пористость таких порошков и увеличение содержания битума в асфальтобетонных смесях.
Горячие и теплые смеси
Холодные смеси марок
пористые и высоко пористые марок
Активированные и неактивированные минеральные порошки из карбонатных горных пород
Измельченные основные металлургические и фосфорные шлаки
Порошковые отходы промышленности
2.16. Испытывают минеральные порошки и порошковые отходы по ГОСТ 12784-78.
Выбор минеральных порошков и их заменителей в зависимости от вида и марки смесей осуществляют в соответствии с ГОСТ 9128-84 и табл.5 .
Физико-химическая активация минеральных материалов
2.17. Один из способов улучшения свойств минеральных материалов, входящих в состав асфальтобетонных смесей — их физико-химическая активация.
Сущность активации заключается в том, что процесс измельчения, дробления или обдира зерен минерального материала сопровождается обработкой смесью ПАВ с битумом или другим активатором. Между ПАВ (или активатором) и свежеобразованной минеральной поверхностью возникают прочные связи. В результате минеральная гидрофильная поверхность превращается в гидрофобную и условия взаимодействия ее с битумом улучшаются. Наибольший эффект достигается при физико-химической активации минеральных порошков, так как этот компонент асфальтобетонной смеси имеет наиболее развитую удельную поверхность (около 4000 см 2 /г) и является более однородным по химическому и минералогическому составам.
Благодаря такому изменению свойств поверхности зерен активированные минеральные порошки лучше сма чиваются битумом и не смачиваются водой, не агрегируются при хранении и транспортировании, обладают пониженной пористостью и битумоемкостью.
2.18. Высокое качество активированных, минеральных порошков обеспечивает возможность приготовления асфальтобетонов с повышенной плотностью, прочностью, водо- и морозостойкостью, а в некоторых случаях — с повышенной сдвигоустойчивостью и трещиностойкостью.
Холодные асфальтобетонные смеси на активированном минеральном порошке не слеживаются при хранении; покрытия из таких смесей формируются быстрее под движением автомобилей.
Расход битума для приготовления таких смесей на 10-20% меньше, чем смесей на неактивированном порошке.
Применение активированных минеральных порошков позволяет получить асфальтобетоны с наибольшим количеством замкнутых пор, что обусловливает более низкие водонасыщение при заданной остаточной пористость и водопроницаемость покрытия.
Приготовление, укладку и уплотнение асфальтобетонных смесей на активированном минеральном порошке осуществляют при сниженной (по сравнению со СНиПом) на 20°С температуре.
Сырьем для приготовления активированных минеральных порошков могут служить отсевы, получаемые после первичного или последующих стадий дробления карбонатных горных пород при производстве щебня, или щебень, отвечающие требованиям ГОСТ 16557-78.
Активирующая смесь должна состоять из битума и ПАВ анионного типа в соотношении, указанном в ГОСТ 16557-78. Общее количество активирующей смеси должно составлять 1,5-2,5% массы минерального материала.
2.19. Производство активированного порошка включает следующие процессы:
сушку минерального материала (сырья) в сушильных барабанах;
подогрев до рабочих температур битума и ПАВ;
приготовление активирующей смеси;
дозирование просушенного минерального материала и активирующей смеси;
перемешивание минерального материала с активирующей смесью в мешалках любого типа (предпочтительно в лопастных);
подачу минерального материала, объединенного с активирующей смесью, в помольную установку;
измельчение минерального материала до требуемой тонкости помола;
подачу готового активированного минерального порошка в накопительные бункеры или на склад (силосного или бункерного типа).
Технологическая схема установки для приготовления активированного минерального порошка приведена на рис.1 .
В комплект установок для производства активированного минерального порошка могут также входить молотковые или валковые дробилки для предварительного дробления известнякового щебня перед просушиванием. Необходимость в них возникает, если измельчаемый материал обладает высокой прочностью.
2.20. Для получения активированного дробленого гравия процесс дробления совмещают с обработкой активирующей смесью. В результате избирательного дробления (в большей степени измельчаются слабые зерна) и обработки свежеобразующихся минеральных поверхностей активирующей смесью получается качественно новый материал, в котором изменены зерновой состав, форма зерен и свойства их поверхности. АБЗ необходимо дооборудовать специальными агрегатами для приготовления активирующей смеси и молотковой дробилкой, включаемой в общую технологическую схему приготовления ас фальтобетонной смеси между сушильным барабаном и горячим элеватором.
Для физико-химической активации продуктов дробления гравия применяют смесь битума с катионными ПАВ в соотношении 1:5 — 1:10; общее количество активирующей смеси составляет 1,5-2,5% массы гравия.
Рис. 1. Технологическая схема установки для приготовления активированного минерального порошка:
1 — транспортер для подачи отсева или щебня в накопительный бункер; 2 — накопительный бункер; 3 — транспортёр для питания сушильного барабана; 4 — емкость для объемного дозирования; 5 — сушильно-смесительный агрегат; 6 — дозировочный бачок для активирующей смеси; 7 — транспортер для подачи материала в накопительный бункер; 8 — накопительный бункер; 9 — питатель; 10 — шаровая мельница; 11 — элеватор для готового минерального порошка; 12 — раздаточный бункер; 13 — шнек для загрузки транспортных средств.
Асфальтобетон, приготовленный с применением активированного дробленого гравия, обладает более высокой тепло-, водо- и морозостойкостью.
2.21. Активация природного песка достигается обработкой его известью-пушонкой (активатором) в процессе механического воздействия в виброшаровых мельницах. Благодаря изменению формы зерен и активации вновь образующихся поверхностей взаимодействие активированных песков с битумом улучшается, и асфальтобетон на их основе отличается более высокой сдвигоустойчивостью и коррозионной стойкостью.
Установку для активации песка комплектуют из выпускаемых серийно агрегатов и машин и включают в общую технологическую линию для приготовления асфальтобетонных смесей.
Поверхностно-активные вещества
2.23. Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют ПАВ двух классов — катионные и анионные.
Из катионных ПАВ используют соли высших первичных, вторичных и третичных алифатических аминов, амидоамины, четырехзамещенные аммониевые основания; из анионных — высшие карбоновые кислоты, соли (мыла) тяжелых и щелочно-земельных металлов высших карбоновых кислот и т.п.
В качестве ПАВ используют также некоторые смолы твердых топлив.
Класс ПАВ выбирают с учетом природы и свойств, применяемых минеральных материалов и битума.
Для улучшения сцепления неактивных битумов (кислотное число менее 0,7 мг × КОН/г) с минеральными материалами кислых пород (граниты, пески и т.п.) используют преимущественно катионные ПАВ. Возможно применение и анионных ПАВ типа высших карбоновых кислот, но при этом для подготовки поверхности зерен минерального материала к взаимодействию с анионными соединениями, содержащимися в битуме и введенными в него, применяют активаторы — известь или цемент.
В случае применения активных битумов (кислотное число более 0,7 мг × КОН/г), как правило, нет необходимости вводить ПАВ; достаточно обработать кислые минеральные материалы активаторами. Если такая обработка невозможна, то допускается использовать катионные ПАВ, однако при этом следует учитывать, что расход их будет выше.
2.24. Для улучшения сцепления неактивных битумов с минеральными материалами карбонатных горных пород (известняки, доломиты), а также основных и ультраосновных изверженных горных пород (габбро, диабаз, дуниты и др.) используют анионные ПАВ типа высших карбоновых кислот или катионные ПАВ типа аминов либо амидоаминов; для улучшения сцепления активных битумов применение ПАВ, как правило, не требуется.
Если минеральная часть асфальтобетона полиминеральная, а битум малоактивен, то предпочтение следует отдавать катионным ПАВ типа аминов и амидоаминов, улучшающих сцепление битумов с разными по природе минеральными материалами.
Перечень ЛАБ и активаторов, а также рекомендаций по их использованию приведены в табл.6 .
2.25. Положительный эффект от использования ПАВ достигается лишь при их оптимальной концентрации (см. табл. 6 ), которую уточняют в каждом конкретном случае с учетом природы и свойств применяемых материалов.
Критерием назначения оптимального содержания ПАВ служат показатели свойств асфальтобетонов, в первую очередь коэффициент водостойкости после длительного водонасыщения (15 сут), а для горячего и теплого асфальтобетонов — также прочность при 50°С.
Перед введением ПАВ вязкий битум следует нагревать до 110-130°С, жидкий — до 80-100°С.
Отдозированное весовым или объемным способом ПАВ вводят в рабочий битумный котел, предварительно заполненный битумом на 0,7 объема. Перемешивание осуществляют путем циркуляции.
Смесь битума и ПАВ можно выдерживать при рабочей температуре не более одной рабочей смены.
Расход ПАВ при введении
Температура введения ПАВ, ° С
на минеральный материал, % массы
БП-3 — продукт на основе полиэтиленполиамина и синтетических жирных кислот C21-С25
ТУ 38 УССР 201/170-78
ПАБ-1 — смесь полиаминамидов и имидазолинов
Амины алифатические С17-С21 (технические) — продукт гидрирующего аминирования жирных кислот C17-C21
Флотамин (октадецил-амин стеариновый технический)
Кубовые остатки аминов C17-C21
Кубовые остатки, получаемые на стадии дистилляции дифениламина при производстве диафена «ФП» (продукт КОДА)
Этаноламиды синтетических жирных кислот С21-С25
ТУ 38 302-30-34-89
Смола госсиполовая (хлопковый гудрон) — продукт, получаемый в виде кубового остатка при дистилляции жирных кислот, выделяемых из хлопкового соапстока
Гудрон жировой — продукт, получаемый при дистилляции жирных кислот, выделенных после расщепления натуральных жиров
ТУ 10.18 УССР 184-89
Синтетические жирные кислоты C17-C20
Кубовый остаток синтетических жирных кислот
ТУ 38 1071231-89
Продукты переработки твердых топлив:
На минеральный материал ПАВ вводят непосредственно в асфальтосмеситель до подачи битума. Ввиду их небольшого количества и в целях лучшего распределения по поверхности минеральных материалов ПАВ предварительно смешивают с пластификатором в соотношении 1:1. В качестве пластификатора лучше всего использовать битум, количество которого учитывают при общей дозировке.
3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА АСФАЛЬТОБЕТОНА ДЛЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ПОДБОР СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Выбор асфальтобетона для дорожных одежд
3.1. На стадии разработки проекта автомобильной дороги выбирают асфальтобетон определенной разновидности конкретно для каждого конструктивного слоя дорож ной одежды.
В верхних слоях покрытий на дорогах всех категорий используют только плотный асфальтобетон.
Нижние слои покрытий на дорогах I — II категории устраивают из пористого асфальтобетона, а на дорогах III — IV категорий — и из высокопористого асфальтобетона.
В верхних слоях оснований можно использовать как пористый, так и высокопористый асфальтобетоны.
При стадийном строительстве нижний слой покрытий устраивают, как правило, из плотного крупнозернистого асфальтобетона.
3.2. Вид и тип плотного асфальтобетона для верхних слоев покрытий назначают в зависимости от категории дороги и климатических условий района строительства руководствуясь рекомендациями табл.1 .
В районах I — III дорожно-климатических зон верхние слои покрытий устраивают как из горячего, так и из теплого асфальтобетонов, при этом применение последнего в I дорожно-климатической зоне предпочтительнее из-за его более высокой трещиностойкости при низких зимних температурах. В IV — V дорожно-климатических зонах не рекомендуется устраивать покрытия из теплого асфальтобетона, так как он, не обеспечивает требуемой сдвигоустойчивости при высоких летних температурах, характерных для этих регионов. Верхние слои покрытия из холодного асфальтобетона рекомендуется устраивать в районах с сухим и теплым климатом, благоприятным для быстрого формирования этого материала.
В IV — V дорожно-климатических зонах особое внимание следует уделять сдвигоустойчивости покрытий в летний период. Этим условиям удовлетворяют асфальтобетоны из смесей типов А и Б, содержащие 45 — 65% щебня, зерна которого создают жесткий каркас, обеспечивающий высокую сдвигоустойчивость. Кроме того, применяются и асфальтобетоны из смесей типа Г, в которых жесткий каркас образуют зерна дробленого песка. Можно создать жесткий каркас и в асфальтобетонах из смесей типов Б и В, если в их составе вместо природного песка использовать дробленый песок или отсевы дробления изверженных горных пород.
3.3. Шероховатость поверхности покрытий из асфальтобетонов из смесей типа А создается за счет высокого содержания щебня марки по дробимости не ниже 1000 из труднополируемых горных пород, из щебеночных асфальтобетонов из смесей типов Б, Б, Б X , В и В X , а также песчаных типов Г и Г X — за счет применения дробленого песка или отсевов дробления из тех же горных пород.
На покрытиях, построенных из смесей типов Б, Б X , В, В X на природных песках, а также из смесей типов Д и Д X , необходимо предусмотреть устройство поверхностной обработки или втапливание черного щебня в процессе уплотнения покрытия.
Подбор составов асфальтобетонных смесей
3.4. Состав асфальтобетонной смеси подбирают по заданию, составленному на основании проекта автомобильной дороги. В задании указываются тип, вид и марка асфальтобетонной смеси, а также конструктивный слой дорожной одежды, для которого она предназначена.
Подбор состава асфальтобетонной смеси включает испытание и по его результатам выбор составляющих материалов, а затем установление рационального соотношения между ними, обеспечивающего получение асфальтобетона со свойствами, отвечающими требованиям стандарта.
Минеральные материалы и битум испытывают в соответствии с действующими стандартами, а после проведения всего комплекса испытаний устанавливают пригодность материалов для асфальтобетонной смеси заданного типа и марки, руководствуясь положениями ГОСТ 9128-84 и рекомендациями разд. 2 настоящего Пособия.
Выбор рационального соотношения между составляющими материалами начинают с расчета зернового состава.
Минеральную часть крупно- и мелкозернистых асфальтобетонных смесей при наличии крупного или среднего песка, а также отсевов дробления рекомендуется подбирать по непрерывным зерновым составам, при наличии мелкого природного песка — по прерывистым составам, где остов из щебня или гравия заполняется смесью, практически не содержащей зерен размером 5-0,63 мм.
Минеральную часть горячих и теплых песчаных и всех видов холодных асфальтобетонных смесей подбирают только по непрерывным зерновым составам.
Для удобства проведения расчетов целесообразно пользоваться кривыми предельных значений зерновых составов, построенными в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84 ( рис. 2-7 ).
Смесь щебня (гравия), песка и минерального порошка подбирают таким образом, чтобы кривая зернового состава располагалась в зоне, ограниченной предельными кривыми, и была по возможности плавной.
При использовании материалов из отсевов дробления изверженных горных пород полная замена минерального порошка их тонкодисперсной частью допускается в смесях для плотных горячих асфальтобетонов марки III , a также в смесях для пористых и высокопористых асфальтобетонов марок I и II . В смесях для горячих, теплых и холодных асфальтобетонов марок I и I I допускается только частичная замена минерального порошка; при этом в массе зерен мельче 0,071 мм, входящих в состав смеси, должно содержаться не менее 50% известнякового минерального порошка, отвечающего требованиям ГОСТ 16557-78.
Рис. 2. Непрерывные зерновые составы минеральной части горячих и теплых мелкозернистых (а) и песчаных (б) смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытий.
Рис. 3. Прерывистые зерновые составы минеральной части горячих и теплых мелкозернистых асфальтобетонных смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в верхних слоях покрытий
Рис. 4. Непрерывные (а) и прерывистые (б) зерновые составы минеральной части горячих и теплых крупнозернистых смесей для плотных асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытия и слоях оснований.
При использовании в асфальтобетоне продуктов дробления полиминерального гравия в IV — V дорожно-климатических зонах также допускается не вводить в асфальтобетонные смеси марки II минеральный порошок, если в массе зерен мельче 0,071 мм содержится не менее 40% карбонатов кальция и магния (СаСО3+М g СО3).
В результате подбора зернового состава устанавливается процентное соотношение по массе между минеральными составляющими асфальтобетона: щебнем (гравием), песком и минеральным порошком.
Рис. 5. Непрерывные (а) и прерывистые (б) зерновые составы минеральной части горячих и теплых крупно- и мелкозернистых смесей для пористых и высокопористых асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытий и слоях оснований.
Рис. 6. Зерновые составы минеральной части песчаных асфальтобетонных смесей для высокопористых асфальтобетонов, применяемых в нижних слоях покрытий и основаниях.
Рис. 7. Зерновые составы минеральной части холодных асфальтобетонных смесей, применяемых в верхних слоях покрытий.
где V ° п op — пористость минеральной части, % объема;
V пор — выбранная остаточная пористость, % объема, принимается в соответствии с ГОСТ 9128-84 для данной дорожно-климатической зоны;
r б — истинная плотность битума, г/см 3 ; r б = 1 г/см 3 ;
r ° m — средняя плотность минеральной части, г/см 3 .
Рассчитав требуемое количество битума, вновь готовят смесь, формуют из нее три образца и определяют остаточную пористость асфальтобетона.
Если остаточная пористость совпадает с выбранной, то рассчитанное количество битума принимается.
3.6. Асфальтобетонную смесь подобранного состава готовят в лаборатории: крупнозернистую — 24-30 кг, мелкозернистую — 8-10 кг и песчаную смесь — 3-4 кг. Из смеси изготавливают образцы и определяют соответствие их физико-механических свойств ГОСТ 9128-84.
Для повышения водостойкости наиболее эффективны поверхностно-активные вещества и активированные минеральные порошки.
3.7. После корректировки состава асфальтобетонной смеси следует вновь испытать подобранную смесь.
Подбор состава асфальтобетонной смеси можно считать законченным, если все показатели свойств асфальтобетонных образцов отвечают требованиям вышеупомянутого ГОСТа.
Пример подбора состава асфальтобетонной смеси
3.8. Необходимо подобрать состав мелкозернистой горячей асфальтобетонной смеси типа Б марки II для плотного асфальтобетона, предназначенного для устройства верхнего слоя покрытия в III дорожно-климатической зоне.
Имеются следующие материалы:
щебень гранитный фракции 5-20 мм;
щебень известняковый фракции 5-20 мм;
материал из отсевов дробления гранита;
материал из отсевов дробления известняка;
минеральный порошок неактивированный;
битум нефтяной марки БНД 90/130 (по паспорту).
Характеристика испытываемых материалов приведена ниже.
Щебень гранитный: марка по прочности при раздавливании в цилиндре — 1000, марка по износу — И- I , марка по морозостойкости — Мрз25, истинная плотность — 2,70 г/см 3 ;
щебень известняковый: марка по прочности при раздавливании в цилиндре — 400, марка по износу — И-I V , марка по морозостойкости — Мрз15, истинная плотность — 2,76 г/см 3 ;
материал из отсевов дробления гранита марки 1000:
минеральный порошок неактивированный: пористость — 33% объема, набухание образцов из смеси порошка с битумом — 2% объема, истинная плотность — 2,74 г/см 3 , показатель битумоемкости — 59 г, влажность — 0,3% массы;
битум: глубина проникания иглы при 25°С — 94 × 0,1 мм, при 0°С — 31 × 0,1 мм, температура размягчения — 45°С, растяжимость при 25°С — 80 см, при 0°С — 6 см, температура хрупкости по Фраасу — минус 18°С, температура вспышки — 240°С, сцепление с минеральной частью асфальтобетонной смеси выдерживает, индекс пенетрации — минус 1.
По результатам испытаний пригодными для приготовления смесей типа Б марки II можно считать щебень гранитный, песок речной, материал из отсевов дробления гранита, минеральный порошок и битум марки БНД 90/130.
Массовая доля, %, зерен мельче данного размера, мм
Материалы из отсевов дробления гранита
Щебень гранитный (50%)
Песок речной (22%)
Материалы из отсевов дробления гранита (20%)
Минеральный порошок (8%)
Требования ГОСТ 9128-84 для смесей типа Б
Щебень известняковый и материал из отсевов дробления известняка не отвечают требованиям табл. 10 и 11 ГОСТ 9128-84 по показателям прочности.
Зерновые составы отобранных минеральных материалов приведены в табл. 7 .
Расчет состава минеральной части асфальтобетонной смеси начинают с определения такого соотношения масс щебня, песка и минерального порошка, при котором зерновой состав смеси этих материалов удовлетворяет требованиям табл. 6 ГОСТ 9128-84.
Расчет количества щебня
Расчет количества минерального порошка
Расчет количества песка
3.11. Количество песка П в смеси составит:
П =100 — (Щ + МП) = 100 — (50 + 8) = 42%.
Так как в данном примере использованы два вида песка (речной и материалы из отсевов дробления гранита), необходимо определить количество каждого из них в отдельности.
Соотношение между речным песком Пр и материалом из отсева дробления гранита можно установить по содержанию в них зерен мельче 1,25 мм, которых согласно ГОСТ 9128-84 и рис. 2 ,а в асфальтобетонной смеси типа Б должно быть 28-39%. Мы принимаем 34%; из них 8%, как рассчитано выше, приходится на долю минерального порошка. Тогда на долю песка остается 34-8=26% зерен мельче 1,25 мм. Учитывая, что массовая доля таких зерен в речном песке — 73%, а в материале из отсевов дробления гранита — 49%, составля ем пропорцию для определения массовой доля речного песка в минеральной части асфальтобетонной смеси:
Для расчета принимаем Пр = 22%; тогда количество материала из отсева дробления гранита составит 42 — 22 = 20%. Рассчитав аналогично щебню и минеральному порошку количество каждой фракции в песке и материале, из отсевов дробления гранита, записываем полученные данные в табл. 7 . Суммируя в каждой вертикальной графе количество частиц мельче данного размера, получаем общий зерновой состав смеси минеральных материалов. Сравнение полученного состава с требованиями ГОСТ 9128-84 показывает, что он удовлетворяет им.
Аналогично рассчитываем минеральную часть асфальтобетонной смеси прерывистого зернового состава.
Определение содержания битума
3.12. Щебень, песок, материал из отсевов дробления гранита и минеральный порошок смешивают с 6% битума. Такое количество битума является средним значением из рекомендуемых в прил. 1. ГОСТ 9128-84 для всех дорожно-климатических зон.
Из полученной смеси приготавливают три образца диаметром и высотой 71,4 мм. Поскольку щебня в асфальтобетонной смеси содержится 50%, смесь уплотняют комбинированным методом: вибрированием на виброплощадке в течение 3 мин под нагрузкой 0,03 МПа (0,3 кгс/см 2 ) и доуплотнением на прессе в течение 3 мин под нагрузкой 20 МПа (200 кгс/см 2 ). Через 12 — 48 ч определяют среднюю плотность (объемную массу) асфальтобетона (образцов) , истинную плотность минеральной части асфальтобетона r ° и на основании этих данных вычисляют среднюю плотность и пористость минеральной части образцов.
Зная истинную плотность всех материалов и выбрав по ГОСТ 9128-84 остаточную пористость асфальтобетона V пор = 4%, рассчитывают ориентировочное количество битума. Средняя плотность пробных асфальтобетонных образцов при содержании битума 6,0% (сверх 100% минеральной части) равна 2,35 г/см 3 . В этом случае
Из контрольной смеси с 6,2% битума изготавливают три образца и определяют остаточную пористость. Если она будет в пределах 4,0 ± 0,5% (как было принято для мелкозернистого асфальтобетона из смесей типа Б), то готовят новую смесь с таким же количеством битума, формуют 15 образцов и испытывают их в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84 (по три образца на каждый вид испытания).
Если показатели свойств образцов, приготовленных из подобранной смеси, имеют отклонения от требований ГОСТа, то необходимо провести корректировку состава смеси (см. п. 3.5 ) и вновь ее испытать.
4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Размещение и организация АБЗ
4.1. По возможности передислокации АБЗ делят на передвижные, полустационарные и стационарные. Передвижные АБЗ работают на одном месте менее одного сезона, полустационарные — один-два сезона и стационарные — более двух.
В зависимости от схемы размещения АБЗ подразделяют на прирельсовые (припирсовые), расположенные вблизи железнодорожных станций (пристаней), и притрассовые, дислоцирующиеся на значительном удалении от них. Прирельсовые АБЗ обычно совмещают с базой снабжения материалами; притрассовые снабжаются материалами с прирельсовых (припирсовых) баз.
Место размещения АБЗ устанавливают после технико-экономического обоснования, предусматривая доставку смеси к месту укладки с температурой не ниже требуемой.
Уровень основных технических решений строящихся АБЗ должен соответствовать действующим типовым проектам. Производительность оборудования выбирают в зависимости от объемов и сроков строительства. Экономически целесообразно использовать высокопроизводительное передвижное оборудование на притрассовом АБЗ, рационально выбирая место его расположения и количество передислокаций за сезон.
4.2. Способ приема компонентов смесей, складирование и внутризаводское транспортирование должны исключать снижение их качества и загрязнение окружающей среды.
На прирельсовых базах снабжения для приемки щебня, гравия и песка применяют, как правило, подрельсовые приемные устройства. Складирование осуществляют на подготовленных площадках, оснащенных специальными ограждениями, препятствующими смешению различных фракций.
Минеральный порошок из вагонов или цементовозов подают пневмотранспортом на склады силосного типа прирельсовой базы или в расходные емкости притрассового завода.
Склады щебня, песка и минерального порошка рекомендуется устраивать по типовым проектам, разрабатываемым Промтрансниипроектом. Вместимость проектных складов щебня и песка — 50, 25 и 12,5 тыс. м 3 в вариантах с повышенным путем, подрельсовыми бункерами (на один и два вагона) и радиально-штабелирующим конвейером или эстакадой; вместимость складов минерального порошка — 1000, 2000 и 4000 т.
Способы выгрузки битума из бункерных полувагонов и цистерн и конструкции битумохранилищ должны исключать его обводнение и загрязнение. Для приема битума по железной дороге и его хранения рекомендуется использовать типовой проект №708-12.84 «Битумохранилище для строительства автомобильных дорог вместимостью 500т», разработанный Киевским филиалом института «Союздорпроект». Для увеличения вместимости битумохранилище следует соединить блоками (2 ´ 500, 3 ´ 500 и 4 ´ 500 т).
Оборудование для введения поверхностно-активных веществ рекомендуется изготавливать по проекту, разработанному ПКБ Главстроймеханизация».
4.3. Теплоснабжение асфальтобетонных заводов целесообразно осуществлять от внешних источников, однако иногда необходимо сооружать котельные установки. В этих случаях рекомендуется использовать типовые проекты № 903-1-164, 903-1-165 и 402-22-1, разработанные институтом СибНИПИгазстрой». Такие котельные рассчитаны на 3, 4 и 6 котлов, работающих на различных видах топлива (мазут и природный газ).
4.4. Для обеспечения комплексной автоматизации технологических процессов на АБЗ наиболее целесообразно использовать блочный (модульный) принцип компоновки электрооборудования. Блоки управления, составленные по унифицированным схемам из однотипных приборов и аппаратов, позволяют добиться максимально необходимого уровня автоматизации и диспетчеризации. Основой может служить разработанная Киевским филиалом Союздорпроекта блочная система автоматизации передвижных поточно-транспортных систем.
4.5. На территории АБЗ располагают бытовые помещения, контору, лабораторию, склад, весовую. В целях рационального использования территории завода большинство зданий блокируют. Для притрассовых и передвижных АБЗ рекомендуется использовать проекты зданий контейнерного типа из каталога проектов инвентарных зданий для строительно-монтажных организаций. Для стационарных заводов существуют типовые проекты служебно-бытовых зданий.
Все проезды и площадки на территории должны иметь твердое покрытие (например, асфальтобетонное).
При работе на асфальтобетонном заводе необходимо предусматривать мероприятия по защите окружающей среды, для чего в состав завода включают очистные сооружения и рассчитывают предельно допустимые выбросы в атмосферу для усредненных условий.
В зависимости от размещения АБЗ и его производительности используют различные варианты генерального плана по соответствующим типовым проектам.
Технологическое оборудование АБЗ
4.6. В состав современных комплектов оборудования для приготовления асфальтобетонных смесей ( табл. 8 ) входят: агрегат питания, сушильный агрегат, топливный бак, системы пылеулавливания, агрегат минерального порошка, нагревательно-перекачивающий агрегат битумохранилища, емкость для битума, нагреватель битума, смесительный агрегат с сортировочно-дозировочным устройством, бункер для хранения готовой смеси и кабина управления.
Источник: files.stroyinf.ru