Сферы применения

Процесс транспортировки и укладки асфальтобетонных смесей

08.10.2013
При строительстве автомобильных дорог в качестве материала для дорожных покрытий применяются горячие асфальтобетонные смеси. Особенностью применения смесей является необходимость укладывать и уплотнять их при определенных температурах, зависящих от типа смеси и марки битума. Также определенную температуру необходимо выдерживать при приготовлении, обработке и транспортировке асфальтобетонной смеси. Рассмотрим эти процессы подробнее. 
1. Приготовление и обработка асфальтобетонной смеси. 

Качество укладки асфальтобетонной смеси в решающей степени зависит от вязкости битума и, следовательно, от температуры. 
Так, если температура битума слишком высока, он становится жидкотекучим, склонным к смешиванию, а иногда и играет роль смазки (что благоприятно для укладки). При охлаждении смесь становится тверже. Холодная смесь отличается вязкостью, жесткостью, упруго-пластичностью, обеспечивая связь ее наполнителей между собой. 
В соответствии с ГОСТ 9128–97 температура горячих и холодных смесей при отгрузке потребителю и на склад в зависимости от показателей битумов должна соответствовать указанным в таблице:


Вид смеси  
                               
Температурасмеси,0С, в зависимости от показателя битума

Глубиныпроникания иглы
0,1 ммпри +250С, мм

Условнойвязкости по вискозиметру
 с отверстием 5 мм, при +600С                    
40-60 61-90 91-130 131-200 201-300 70-130 131-200
Горячая от 150 до 160 от 145 до 155 от 140 до 150 от 130 до 140 от 120 до 130 от 110до 120
Холодная от 80до 100 от 100до 120

В соответствии с ГОСТ 31015–2002 “Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные” температура смесей в зависимости от применяемого битумного вяжущего при отгрузке потребителю и при укладке должна соответствовать значениям, указанным в таблице:


Глубина проникания иглы, 0,1 мм,при температуре +250С                             
Температура,0С                                                           
При отгрузке                       При укладке, не менее           
от 40 до 60 включительно от 160 до 175 150
от 60 до 90 включительно от 155 до 170 145
от 90 до 130 включительно от 150 до 165 140
от 130 до 200 от 140 до 160 135


2. Процесс транспортировки асфальтобетонной смеси. 
Проблемы обеспечения долговечности и качества дорожного покрытия.

Температурная и фракционная (гранулометрическая) сегрегация горячей асфальтобетонной смеси 

Время на перевозку горячего асфальта от места его производства до места укладки зависит от удаленности асфальтосмесительных установок, а в городских условиях, кроме того, от интенсивности движения потоков автотранспорта, количества дорожных заторов на пути движения самосвала. 

Это приводит к остыванию поверхностного слоя горячего асфальта в местах его контакта с воздухом и кузовом самосвала. При транспортировке тяжелые фракции асфальта осаждаются на дно самосвала, особенно остро проявляется этот дефект смеси при транспортировке щебеночно-мастичного асфальта, характеризующегося избытком битума. 

Т.е. транспортировка асфальта от асфальтосмесительных установок до места укладки приводит к образованию температурной и фракционной сегрегации (расслоению) горячей асфальтобетонной смеси. Фракционная сегрегация в ряде случаев может быть определена визуально — в виде полос разной шероховатости. При укладке щебеночно-мастичного асфальта такая сегрегация проявляется в виде «языков» или полос избытка битума. Излишки битума уносятся на колесах движущегося автотранспорта, в результате вместо ожидаемого высококачественного покрытия образуется неровная дорога с низкой прочностью и долговечностью. 
Температурная сегрегация не выявляется визуально, ее можно обнаружить лишь с помощью тепловизора (инфракрасной камеры), но ее последствия имеют не меньшие, а может быть и большие последствия для долговечности дорожного покрытия. 

Низкая теплопроводность асфальтовой смеси приводит к тому, что охлажденные до 70 — 80 0С куски корки, образовавшейся при транспортировке, попадая из кузова самосвала в бункер асфальтоукладчика и далее – под его плиту, не разогреваются до температуры основной массы асфальта, т. е. до 130–140 0С. Эти сравнительно холодные куски образуют «холодные пятна», имеющие температуру на 15–30 0С меньшую, чем температура основной площади покрытия. 

Уплотняется такое дорожное покрытие неравномерно. «Холодные пятна» оказываются недоуплотненными, склонными к повышенному влагонасыщению и характеризуются пониженной прочностью и сдвигоустойчивостью. 

При переходе температуры окружающего воздуха через 0 0С такие участки разрушаются значительно быстрее, чем основная часть покрытия, т. к. влага, находящаяся в слое асфальта, переходит в твердое состояние – лед. Переход из жидкого состояния в твердое сопровождается увеличением занимаемого объема, и разрушает покрытие изнутри. При интенсивном движении автотранспорта, под воздействием нагрузок от его колес, быстрее разрушаются именно эти участки. Отсюда выбоины и локальные трещины покрытия, существенно понижающие его общую долговечность и проявляющиеся зачастую через 1–2 года эксплуатации. 
Далее приведены съемки инфракрасной камерой, выполненные на одном из объектов, на котором проводились работы по замене верхнего слоя асфальтобетонного покрытия. 


Максимальное остывание смеси происходит в верхней части кузова и по его периметру — в местах максимального теплообмена 


При выгрузке в бункер асфальтоукладчика видно, что в него попадает сильно сегрегированная по температуре смесь (перепад до 50 0° C) 


В бункере укладчика перепад температур смеси местами достигает 70 0° C 


На термограмме обозначены области пониженной температуры, на обычных снимках они ничем не выделяются, но эти участки являются местами образования выбоин, которые проявят себя уже через год. 

Остановки асфальтоукладчика в ожидание смеси 

В случае перебоев с поставкой асфальтовой смеси к месту ее укладки, которые вызваны ошибками в организации грузопотока асфальта или в условиях мегаполиса — плотным транспортным потоком, укладчик вынужден останавливаться в ожидание смеси. 6–8 тонн смеси в бункере укладчика смогут обеспечить лишь несколько минут работы даже при снижении скорости его движения до минимума. В месте его остановки и последующего начала движения образуется поперечный валик. Он возникает из-за перераспределения сил, действующих на плиту при загрузке опустевшего бункера укладчика и из-за толчка укладчика самосвалом. Этот участок, кроме того, является местом контакта охлажденного за время простоя асфальта и свежего, подвезенного. Этот участок с нарушенной геометрией приобретает, к тому же, и температурную сегрегацию. 

Защитный тент 

Тент защищает смесь от ветра и дождя, предотвращая ее твердение и большие потери тепла. Особенно действенен в этом смысле двойной брезент. Снимать его следует только непосредственно перед сбросом смеси в бункер укладчика. Закрытый теплоизолированный кузов сохраняет готовность смеси к укладке в течение нескольких часов, тем самым облегчая выполнение мелких ремонтных работ. 

Закрытый кузов 

Наилучшую теплозащиту обеспечивает двухстеночный термоизолированный кузов. Его применяют в особых случаях, например, для поддержания температуры небольших количеств смеси в течение нескольких часов при ямочном ремонте дорог. 

 3. Температурные условия укладки дорожного полотна. Швы сжатия. 

В процессе укладки дорожного полотна помимо температуры асфальтобетонной смеси огромное значение также имеют температурные климатические условия в зоне проведения работ. 

Российское дорожное строительство выполняет устройство дорог, руководствуясь нормативными документами (СНиП 2.05.02–85, а также СНиП 3.06.03–85 и т. д.), предписывающими укладку асфальтобетона в четко регламентированных температурных условиях (не менее +10°С осенью и +5°С весной). Это обусловлено тем, что быстрое остывание слоя асфальта при более низких температурах резко ограничивает время на его качественное уплотнение, что ведет к преждевременному разрушению дорожных покрытий и вызывает необходимость проведения дорожных работ по ремонту автомагистралей. 

Однако на практике, особенно в северных районах Российской Федерации дорожные работы зачастую ограничены временем непродолжительных «теплых» периодов года, да и в средней полосе России довольно часто проявляются «капризы» природы в виде резких похолоданий в осенний и ранневесенний сезоны. Это вызывает весьма неприятную для подрядчика дилемму: прекращать ли асфальтирование, или продолжать строительство дорог вне зависимости от сложившихся климатических условий, противоречащих нормам СНиПа. 

В случае когда объемы дорожных покрытий невелики, подрядчики в основном стремятся придерживаться требований нормирующих документов. Но если производится масштабное дорожное строительство и асфальтобетон уже отгружен с асфальтовых заводов и машины с ним уже «в пути», то часто ухудшение погодных условий игнорируется из-за возможности больших экономических потерь. Отдельно стоит рассматривать ситуации, в которых состояние дорожных покрытий по ряду объективных причин обуславливает необходимость срочных дорожных работ в зимний период, когда соблюдение норм СНиП просто не реально. 
Строительство дорог в целом имеет две «проблемные» операции, особенно чувствительные к низкой температуре и ветру, усиливающему ее влияние – укладка асфальта в покрытие и его уплотнение. Чрезвычайно сильно влияет на скорость остывания асфальтовой смеси толщина укладываемого слоя дорожного покрытия. При довольно тонких слоях отрицательные температуры от −5 до −10°С уменьшают время укатки до 10 минут, что не дает возможности выполнить уплотнение даже с минимально требуемым качеством. 

Рассмотрим теперь пример укладки дорожных плит со швами сжатия. 
Расстояние между швами сжатия — длину плиты — следует назначать по расчету в зависимости от толщины плиты и климата. Длину неармированных плит необходимо назначать в пределах, указанных в таблице:



Толщина покрытия, см
Климат 18                                      20                                 22                    24                                     
                        Длина покрытия, м                  
Умеренный 4,5-5 5-6 5-6 5,5-7
 Континентальный                        3,5-4 4-5 4-5 4,5-6


Континентальный климат характеризуется разницей между максимальной и минимальной температурой воздуха за сутки более 12°С при повторяемости более 50 дней в году. 

Большая длина плиты соответствует надежности покрытия около 50%, меньшая — около 85% (надежность выражена через число плит без трещин в процентах от всех плит за расчетный срок эксплуатации покрытия до капитального ремонта). В процессе строительства изменять длину плит может только проектная организация при технико-экономическом обосновании. Длину армированных плит допускается назначать без расчета в пределах от наибольшей длины, указанной в таблице выше, до 20 м в зависимости от расхода продольной арматуры. 

Расстояние между швами расширения в районах умеренного и континентального климата следует назначать, как правило, по таблице, приведенной ниже, в которой показаны интервалы изменения температуры воздуха в течение рабочей смены в период строительства покрытия. Расстояния между швами расширения должны быть кратными длине плит, что указано диапазонами расстояний. Например, интервал температур от +5 до +15°С характеризует преимущественно осенне-весенние месяцы, от +10 до +25°С — летние, более +25°С — жаркие дни.


Климат Покрытие  Толщина покрытия, см   Температура воздуха во время бетонирования,0С
менее +5       от +5 до +15 от +10 до +25 более +25
Расстояние между швами расширения, м
Умеренный  Неармированное   22-24 25-28 50-56 80-90 90-110
20 24-25 35-42 50-54 80-90
18 18-20 25-30 30-35 40-45
Континентальный Неармированное 22-24 20-24 40-48 80-90 90-110
20 18-20 32-36 40-45 60-66
18 16-18 22-25 25-28 36-40
Любой Армированное, при длине плит более 7 м 22-24 28-40 76-80
18 21-40 35-40 40-60 60-80



4. Влияние низких температур воздуха на качество асфальтобетонного покрытия дорог. Морозное пучение. 

Наша страна имеет крупную сеть автомобильных и железных дорог, играющих важную роль в организации грузового потока. Во всем мире сталкиваются с проблемой защиты дорожного полотна от постоянного воздействия внешней среды. Промерзание и вспучивание грунта – одна из самых существенных причин повреждения дорожного покрытия. Повреждения покрытия под действием низких температур могут произойти при одновременном воздействии следующих факторов: 
грунт земляного полотна чувствителен к воздействиям низких температур; 
дополнительное поступление воды; 
температура ниже значения, при котором возможно промерзание земляного полотна; 
воздействие нагрузок на земляное полотно. 

Защита дорожного полотна от воздействия сил морозного пучения – одна из самых серьезных проблем, с которыми сталкиваются специалисты, работающие в области дорожного строительства. 

О механизме морозного пучения 

В общих чертах механизм пучения сводится к тому, что неблагоприятные грунты за теплое время года набирают влагу, которая в зимнее время замерзает, превращаясь в лед, и увеличивается в объеме в среднем на 9%. При этом происходит расширение грунта по пути наименьшего сопротивления – в сторону дорожного покрытия. В зависимости от глубины промерзания для конкретных регионов пучение грунта может составлять от 3 до 15 см. При пучении грунта на покрытии образуются трещины, которые, постепенно увеличиваясь, приводят к разрушению дороги. 

В условиях городских магистралей проблема неблагоприятных грунтов усугубляется наличием разветвленной сети инженерных коммуникаций, которая оказывает негативное влияние на водно-тепловые процессы в грунтовых основаниях дорог. 

5. Укладка асфальта в условиях повышенной влажности и сырости. 

При укладке асфальтобетонной смеси с температурой выше 100°С вода испаряется, что требует определенных затрат тепла, которое отнимается у смеси. Вода на основании может отнять у уложенной асфальтобетонной смеси столько тепла на ее испарение, что это может повредить нормальному уплотнению, по меньшей мере в нижней части асфальтного слоя. Риск недостаточного уплотнения толстых слоев, например, слоев асфальтобетонного основания из-за большей теплоемкости меньше, чем при тонких слоях, например, замыкающих. 

Как видно из приведенного выше, влияние температуры на качество асфальтобетонных покрытий дорог на всех этапах строительства огромно. Многих проблем как при укладке смеси, так и при ее транспортировке можно было бы избежать, контролируя температуру высокоточной и надежной измерительной аппаратурой. Причем необходим контроль как в режиме реального времени на протяжении длительного периода (например, температуры воздуха), так и оперативный экспресс-метод измерения температуры асфальтобетонного покрытия. 

Помимо этого, не стоит сбрасывать со счетов необходимость контролировать относительную влажность воздуха в месте проведения работ, поскольку этот параметр напрямую связан с качеством получаемого асфальтобетонного покрытия. А также оказывает влияние на качество дорожного полотна в процессе его эксплуатации при разных температурных колебаниях в течение года. 

В данной статье мы предлагаем Вам ознакомиться с модельным рядом контрольно-измерительных приборов, которые предназначены для использования строительно-эксплуатационными дорожными службами. Стоит отметить, что в настоящее время большое количество предприятий и организаций, занимающихся производством и укладкой асфальтобетонных смесей, а также поставкой специализированного оборудования для контроля качества бетона и асфальта, эксплуатируют приборы нашего производства. 

Среди наших Заказчиков: 

ОАО СНПЦ “РОСДОРТЕХ”, ОАО “Дорприбор” Федеральное дорожное агентство, ООО “Доринжприбор”, ОАО “Новомосковскавтодор”, ОАО “Кинешемское ДРСУ” и другие.

Измерительное оборудование 

1. Портативные измерители температуры ИТ-17 предназначены для измерений температуры различных, в том числе агрессивных (при специальном исполнении зонда), сред посредством погружения термопреобразователей в среду (погружные измерения) или для контактных измерений температуры поверхностей (поверхностные измерения), а также для измерения температуры воздуха. 

Приборы серии ИТ-17 являются усовершенствованной версией приборов серии ИТ-16, ИТ-15 и ИТ-6, ИТ-5, ИТ-8° C, которые производились нашим предприятием на протяжении многих лет.


 Серия портативных термометров ИТ-17 представлена следующими модификациями: 

 ИТ-17 К с жидкокристаллическим индикатором.


 ИТ-17° C со светодиодным индикатором.


Наличие светодиодного индикатора позволяет проводить измерения температуры в слабоосвещенных местах и при пониженных температурах воздуха. 

Конструктивно приборы состоят из измерительного блока и измерительного зонда. Измерительный зонд может быть выполнен любой длины – от 200 мм до 1000 мм, из нержавеющей стали с заостренным наконечником. 

Достоинства модификаций ИТ-17К и ИТ-17° C: 

·класс точности – 0,1; 
·широкий диапазон рабочих температур; 
·различное конструктивное исполнение зондов; 
·автоматический пересчет в различные единицы температуры (0° C, К, 0F); 
·возможность комплектования прибора несколькими зондами; 
·длительное время работы от двух гальванических элементов типа ААА напряжением 1,2 В – не менее 500 часов; в последних модификациях используются элементы типа АА; 
·возможность подключения прибора к компьютеру и объединения в сеть; 
прибор позволяет запоминать не менее 10 000 измерений с задаваемым интервалом и привязкой к реальному времени, что обеспечивает протоколирование результатов измерений 

ИТ-17 К-02 и ИТ-17 К-03 с жидкокристаллическими индикаторами. 


Для дорожных служб специально разработаны приборы с жестко закрепленными измерительными зондами – ИТ-17К-02 и ИТ-17К-03. Длина соединительного кабеля 1 м (возможно удаление до 3 м). Эта модификация отличается от аналогов других фирм-производителей высокой точностью измерений – класс точности составляет 0,1 - в сочетании с невысокой стоимостью.

Приборы серии ИТ-17 также могут быть использованы для измерения температуры различных строительных смесей. 

Особенности модификаций ИТ-17 К-02 и ИТ-17 К-03: 

· широкий диапазон рабочих температур (ИТ-17К-02 – от −50 до +1500С; ИТ-17К-03 – от −40 до +250/+450 0С); 
· реализована функция пересчета 0С в К,0F; 
· реализован режим фиксации максимального и минимального значений измеряемой температуры. 
· зонды к прибору ИТ-17 К-02 могут быть изготовлены длиной 200 мм, диаметром 4 мм (ИТ-17 К-02-4-200), длиной 300 мм, диаметром 4 мм (ИТ-17 К-02-4-300) или длиной 250 мм, диаметром 6 мм (ИТ-17 К-02-6-250); 
· зонды к прибору ИТ-17 К-03 также могут быть изготовлены длиной 200 мм, диаметром 4 мм (ИТ-17 К-03-4-200), длиной 300 мм, диаметром 4 мм (ИТ-17К-03-4-300), длиной 400 мм, диаметром 4 мм (ИТ-17К-03-4-400) или длиной 500 мм, диаметром 6 мм (ИТ-17 К-03-6-500). 


 2. Стационарные измерители-регуляторы температуры серии ИРТ-4 предназначены для построения автоматических систем контроля и управления температурой производственных технологических процессов в различных отраслях промышленности, в частности при производстве и обработке асфальтобетонных смесей. По согласованию с потребителем, приборы могут быть адаптированы для контроля и управления другими параметрами технологического процесса. 

Серия измерителей-регуляторов ИРТ-4 представлена следующими модификациями: 


Стационарный многоканальный (от 1 до 16 каналов) измеритель-регулятор температуры (и других физических величин) ИРТ-4.


Стационарный двухканальный измеритель-регулятор температуры (и других физических величин – расхода, уровня, давления и т. п.) ИРТ-4/2. 

 Приборы серий ИТ-17 и ИРТ-4 могут комплектоваться термопреобразователями различного конструктивного исполнения с диапазоном измеряемых температур от −200 до +1350 0С. 

3. Пирометры – приборы для бесконтактного измерения температуры. 

Пирометры обеспечивают точное измерение температуры асфальта с безопасного расстояния, позволяя избегать приближения и прикосновений к горячему материалу. 
Пирометр инфракрасный С-20.2 


Прибор предназначен для бесконтактного измерения температуры поверхностей твердых (сыпучих) и жидких сред по их собственному тепловому излучению. 

Достоинства: 

- высокая чувствительность (0,1°С); 
- широкий диапазон измеряемых температур: -18 ….+1050 0C; 
- изменяемый коэффициент излучательной способности: 0,1...1,0. 

 4. Измерители относительной влажности и температуры (термогигрометры) серии ИВТМ-7 


Портативные термогигрометры ИВТМ-7 М предназначены для измерения температуры и относительной влажности воздуха. Они широко применяются для контроля параметров микроклимата. 

К достоинствам приборов ИВТМ-7 М относятся: 

· широкий диапазон измерения относительной влажности и температуры воздуха; 
· ЖК- или светодиодная индикация показаний (светодиодная индикация позволяет работать с приборами в условиях слабой освещенности или низкой температуры воздуха); 
· возможна как попеременная, так и одновременная индикация 2-х измеряемых величин на дисплее — температуры и относительной влажности; 
· возможность настройки порогов сигнализации; 
· ручная запись в память измеренных значений; 
· прибор может производить периодическую автоматическую запись измеренных значений (до 10000 результатов измерений) в энергонезависимую память в режиме реального времени. Настройка записи, просмотр, сохранение данных производится с помощью программы MSingle-7A. Программа и ее описание поставляются по специальному заказу; 
· в приборах серии ИВТМ-7 М реализован пересчет результатов измерения влажности в различные единицы: % отн. вл., г/м3; 
· приборы серии ИВТМ-7 М характеризует малое энергопотребление и длительное время работы от автономных элементов питания. 

Приборы, представленные в данной статье, отвечают следующим требованиям: 

внесены в Госреестр РФ и поставляются со свидетельством о Государственной поверке; 
предприятие проводит как гарантийное (от 12 до 24 месяцев), так и послегарантийное (сервисное) обслуживание поставляемой техники. 

Нормативные ссылки: 

ГОСТ 9128–97 “Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон” 
ГОСТ 31015–2002 “Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные” 

При подготовке данной статьи была использована информация с сайтов:
 

В Зеленограде
Температура, °C: 8.4
Влажность, %: 96.8
Давление, мм.рт.ст.: 745
В офисе «ЭКСИС»
Температура, °C: 23.3
Влажность, %: 36.8
очистить список
 
Чтобы добавить товар к сравнению, нажмите на ссылку "Сравнить"
Биржевые курсы
00.00
00.00
 

25 лет на рынке контрольно-измерительных приборов

российское производство КИП

собственный научно-исследовательский центр

выгодные цены от производителя

изготовление приборов под ваши уникальные задачи