Научная статья на тему 'Определение возможной продолжительности уплотнения покрытий нежесткого типа при строительстве автомобильных дорог'

Определение возможной продолжительности уплотнения покрытий нежесткого типа при строительстве автомобильных дорог Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
278
72
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ / ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ / ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ УПЛОТНЕНИЯ / ТЕМПЕРАТУРА СЛОЯ / ASPHALT MIXTURE / COMPACTION DURATION / LAYER TEMPERATURE / PAVEMENT

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Зубков А. Ф.

Рассматривается процесс уплотнения горячих асфальтобетонных смесей при строительстве покрытий автомобильных дорог. Установлено влияние климатических и технологических факторов на возможную продолжительность уплотнения покрытий нежесткого типа. Предлагается зависимость для расчета возможной продолжительности уплотнения смесей с учетом влияния технологических и климатических факторов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Зубков А. Ф.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Identification of Possible Duration of Non-Rigid Pavement Compaction in Course of Highways Construction

The process of compacting hot asphalt mixtures in the course of construction of highway pavements is studied. The influence of climatic and production factors on the possible duration of compaction of non-rigid pavement is determined. Dependence for calculation of possible duration of mixture compaction with regard for the effect of climatic and production factors is proposed.

Текст научной работы на тему «Определение возможной продолжительности уплотнения покрытий нежесткого типа при строительстве автомобильных дорог»

УДК 625. 084

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ УПЛОТНЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НЕЖЕСТКОГО ТИПА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

А.Ф. Зубков

Кафедра «Городское строительство и автомобильные дороги», ТГТУ Представлена членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым

Ключевые слова и фразы: асфальтобетонная смесь; дорожное покрытие; продолжительность уплотнения; температура слоя.

Аннотация: Рассматривается процесс уплотнения горячих асфальтобетонных смесей при строительстве покрытий автомобильных дорог. Установлено влияние климатических и технологических факторов на возможную продолжительность уплотнения покрытий нежесткого типа. Предлагается зависимость для расчета возможной продолжительности уплотнения смесей с учетом влияния технологических и климатических факторов.

Заключительной стадией строительства автомобильных дорог является уплотнение дорожных покрытий, от качества выполнения которых зависит прочность, надежность и долговечность дороги. Т ехнологический процесс строительства покрытий из горячих смесей осуществляется во времени, величина которого определяется скоростью охлаждения слоя, и его продолжительность зависит от конструктивных параметров дороги, теплофизических свойств материала и климатических условий.

Достижение требуемого качества уплотнения возможно при определенной температуре покрытия и соответствующих параметрах уплотняющих машин. Температура начала уплотнения регламентирована СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» и для смесей на битумах марок БНД и БН составляет: для горячих смесей - 160__120 °С; с использованием ПАВ и активированных минеральных порошков - 140______100 °С; для высокоплотных смесей на полимернобитумных вяжущих - 180____140 °С. Температура окончания укатки не регламен-

тируется, и существующими рекомендациями, в зависимости от типа смеси, принимается в интервалах 80_55 °С [4, 5, 7, 8]. В тоже время для приготовления смеси заданного типа могут использоваться битумы разных марок. Поэтому при выборе температуры окончания укатки необходимо учитывать не только тип смеси, но и марку битума. Установлено, что для смесей на битумах марок БН и БНД нижняя температура эффективного уплотнения меняется в интервале 94_55 °С [9]. Следовательно, температуру начала укладки и окончания укатки необходимо назначать не только с учетом типа смеси, но и марки битума.

Обеспечения требуемых качеств покрытия возможно при условии, что уплотняющие машины за время нахождения смеси в заданном температурном интервале обеспечат необходимое количество проходов по одному следу при соответствующей рабочей скорости передвижения. Поэтому для обеспечения технологических режимов уплотнения покрытий необходимо знать время работы машины в заданных температурных интервалах с учетом свойств укладываемого материала и производственных условий строительства.

Известно, что продолжительность охлаждения смеси зависит от ее теплофизических свойств, к которым относятся удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности и коэффициент теплоотдачи. Экспериментально установлено, что при укладке горячей асфальтобетонной смеси на нижележащий слой, за счет отдачи тепла слоем, скорость охлаждения может достигать 5_6 °С/мин. В процессе уплотнения скорость охлаждения уменьшается и составляет, в зависимости от плотности слоя, 0,5 1,5 °С/мин.

Согласно ГОСТ 9128-97 «Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и асфальтобетон», в зависимости от процентного содержания щебня (гравия), смесь подразделяется на типы [11]. Установлено, что удельная теплоемкость каменных материалов в два раза ниже удельной теплоемкости битума [9]. Следовательно, с изменением содержания щебня меняется и теплоемкость асфальтобетонной смеси. Известно, что удельная теплоемкость битума зависит от температуры [2]. Используя данные, представленные в указанной работе, получена зависимость удельной теплоемкости битума от температуры, которая имеет вид

Сб = 1,1386е0’355(г/100), кДж/(кг-°С), (1)

где / - температура битума, °С.

Удельная теплоемкость смеси, в зависимости от процентного содержания минерального материала, может быть определена по формуле [6]

Ссм = 0,01[(100 - г) Сб + гСаг ] , кДж/(кг°С), (2)

где г - процентное содержание минерального материала; Саг - удельная теплоемкость минерального материала (агрегата), кДж/(кг-°С).

С учетом данной зависимости получено значение коэффициента, учитывающего влияние удельной теплоемкости смеси с учетом температуры на продолжительность охлаждения, который имеет вид

Кудс =(0,758Ссм -0,263)[0,885(//100)-0,41], (3)

где Кудс - коэффициент, безразмерная величина; / - температура смеси, °С.

Результаты измерения температуры по толщине слоя показали, что распределение температуры имеет неравномерный характер. За счет разницы температур основания и слоя смеси происходит передача тепла основанию, благодаря которому происходит его нагрев. Часть тепла передается через поверхность слоя в окружающую среду, что способствует снижению температуры слоя в верхней части слоя.

Потери тепла на границе слоя восполняются за счет передачи теплового потока из средней части слоя, что способствует снижению средней температуры слоя. Величиной, характеризующей передачу тепла из средней части слоя к основанию является коэффициент теплопроводности смеси, который зависит от температуры смеси и плотности материала. Используя данные, опубликованные в работе [2], получена зависимость коэффициента теплопроводности X от плотности материала, которая имеет вид:

1 = 0,649у-0,229, Вт/(м-°С), (4)

где у - плотность материала, т/м3.

Установлено, что коэффициент теплопроводности зависит от температуры смеси, и с понижением температуры время охлаждения слоя уменьшается. На

основании полученных результатов выявлена зависимость, учитывающая влияние

температуры на коэффициент теплопроводности смеси, которая имеет вид

КХ{ = 0,89(//100) - 0,418, (5)

где / - температура смеси, °С.

В общем виде, величина относительного коэффициента К^, влияющая на продолжительность уплотнения в зависимости от коэффициента теплопроводности с учетом влияния температуры смеси, имеет вид

Кя = 2,337е"°,6031[0,89(//100) - 0,418] (6)

где К^ - коэффициент, учитывающий влияние коэффициента теплопроводности смеси с учетом влияния температуры, безразмерная величина.

В результате моделирования тепловых процессов, основанных на экспериментальных данных по укладке и уплотнению асфальтобетонных смесей, установлено, что коэффициент теплоотдачи от слоя в окружающую среду зависит от скорости ветра и при нулевой скорости равняется 20...20,5, что подтверждается результатами других авторов [3].

Продолжительность процесса уплотнения зависит от разных факторов, каждый из которых влияет на время укатки. Получить зависимость влияния различных факторов на продолжительность уплотнения в производственных условиях представляет значительные сложности, так как они меняют свои значения в процессе экспериментальных исследований. Поэтому для выяснения влияния разных факторов на продолжительность уплотнения покрытий из горячих асфальтобетонных смесей была составлена модель «основание - покрытие» дороги и разработана программа на ЭВМ для расчета температуры по толщине дорожных «одежд» в процессе охлаждения смеси во времени.

Минимальная температура окружающего воздуха регламентирована СниП 3.06.03-85 и влияет на продолжительность процесса охлаждения покрытий. Результаты расчетов возможного времени уплотнения горячих асфальтобетонных смесей от температуры окружающего воздуха, при разной толщине укладываемых слоев, представлены на рис. 1.

Представленные зависимости определяются по следующим формулам:

0,03 м - х = 14,08е0,03Шв, мин;

0,05 м - х = 35,25е0,02йв, мин;

0,08 м - х = 80,47е0,0252?в, мин;

0,10 м - х = 119,05е0,0234в, мин, (7)

где /в - температура окружающего воздуха, °С. Коэффициент корреляции 0,97.0,99.

Температура воздуха, °С

Рис. 1 Зависимость продолжительности работ от температуры окружающего воздуха при разной толщине укладываемых слоев

(температура смеси при укладке 160 °С, скорость ветра 0 м/с; температура окончания уплотнения 60 °С):

1 - 0,03 м; 2 - 0,05 м; 3 - 0,08 м; 4 - 0,10 м

Из данных зависимостей видно, что возможная продолжительность процесса уплотнения слоя, независимо от его толщины, увеличивается с повышением температуры окружающего воздуха. Следует отметить, что повышение температуры окружающего воздуха влияет в большей степени на укладку тонких слоев покрытия, чем толстых. Так, повышение температуры воздуха с 5 до 40 °С при укладке слоя смеси толщиной 0,03 м приводит к увеличению продолжительности времени в 2,94 раза, а при этих же условиях увеличение толщины слоя до 0,1 м приводит к увеличению продолжительности времени в 2,2 раза. Аналогичная закономерность характерна и для остальных слоев.

Анализ полученных зависимостей показывает, что они имеют одинаковый характер влияния температуры воздуха на возможную продолжительность уплотнения слоя и в общем виде можно представить уравнением

хуп = КьеШв, мин, (8)

где Хул - время уплотнения, мин; а - коэффициент, зависящий от свойств материала; е - основание натурального логарифма; /в - температура воздуха, °С; К^ -

коэффициент, зависящий от толщины укладываемого слоя, безразмерная величина.

Численное значение коэффициентов Кй и а определяется по формулам:

Кь = 7072А1,7723; а = -76,Ш3 + 16,257й2 -1,15726 + 0,05. (9)

Коэффициент корреляции равен единице.

Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, что температура основания в летний период может превышать, при определенных условиях, температуру окружающего воздуха на 10. 20 °С за счет потока солнечной радиации. Это влияет на интенсивность охлаждения слоя асфальтобетонной смеси, а, следовательно, на время нахождения слоя в температурных интервалах, когда могут выполняться процессы уплотнения покрытий. Установлено, что продолжительность процесса уплотнения покрытия увеличивается пропорционально росту температуры окружающего воздуха до 15.20 °С. При дальнейшем увеличении температуры воздуха рост продолжительности работ происходит более интенсивно, что характерно для солнечных дней и температуры окружающей среды свыше 20°С. Экспериментально установлено, что в зависимости от климатических условий температура поверхности покрытия за счет солнечной радиации может превышать температуру окружающего воздуха на 10.30 °С, особенно при отсутствии ветра, что подтверждается работами других авторов [1, 9]. Для учета этого фактора в расчет продолжительности строительства покрытий было предложено учитывать влияние температуры основания путем введения коэффициента Кос, зависящим от температуры основания [10]. Значение коэффициента было рекомендовано принимать при температуре основания, равной температуре воздуха, равным 1, а при температуре основания 40.45 °С - равным 1,25. С целью уточнения влияния температуры основания на возможное время уплотнения были проведены расчеты, результаты которых представлены на рис. 2 (толщина слоя 0,05 м, скорость ветра 0 м/с, температура смеси при укладке 140 °С).

Из данных видно, что повышение температуры основания дороги по отношению к температуре воздуха на 1°С при температуре воздуха 20.30 °С приводит к увеличению продолжительности работ на 0,6 мин, при температуре воздуха 30.40 °С это увеличение в среднем составляет 1,5 мин на 1 °С, а при дальнейшем увеличении температуры воздуха рост времени достигает 2,4 мин на 1 °С. Этим обстоятельством можно объяснить тот факт, что с повышением температу-

Температура основания, °С

Рис. 2 Влияние температуры основания на время уплотнения:

1 - 20 °С; 2 - 30 °С; 3 - 40 °С

ры воздуха свыше 20 °С интенсивность продолжительности работ по уплотнению покрытия увеличивается. На основании этого можно сделать вывод, что температура основания влияет на продолжительность работ по уплотнению покрытий, и зависимость носит нелинейный характер. Принимая продолжительность уплотнения покрытия при температуре основания, равной температуре воздуха, за единицу, получено численное значение коэффициента влияния температуры основания в относительных величинах на продолжительность уплотнения в зависимости от температуры основания, который обозначим через Кос . Из представленных данных видно, что возможная продолжительность уплотнения при превышении температуры основания по отношению к температуре воздуха носит общий характер, и численное значение коэффициента зависит от температуры основания.

Для получения общей закономерности влияния температуры основания на возможную продолжительность процесса уплотнения представим данные на рис. 3 в относительных величинах. Принимая за начало отсчета равенство температуры основания и окружающего воздуха, совместим полученные численные значения коэффициентов Косн при разных температурах воздуха и основания. По оси Х отложим разницу температур основания и окружающего воздуха с интервалом 5 °С. По оси У отложим относительное время уплотнения покрытия за счет увеличения температуры основания. Полученные значения коэффициента влияния основания в зависимости от разницы температуры основания и окружающего воздуха представлены в табл. 1.

Из представленных данных видно, что при повышении температуры основания по отношению к температуре воздуха закономерность носит общий характер и может определяться по формуле

Косн = 0,99е0,013А, (10)

Ье

ь

X

ш

■а

■а

о

о

5 10 15 20 25

Разница температур основания, °С

Рис. 3 Зависимость Косн от разницы температур основания и воздуха

0

Значения коэффициентов влияния температуры основания на продолжительность процесса уплотнения при разных температурах воздуха

Разница температур основания и воздуха 0 5 10 15 20

20 1,0 1,04 1,10 1,18 1,23

30 1,0 1,04 1,10 1,18 1,31

40 1,0 1,09 1,12 1,20 1,45

Среднее значение Косн 1,0 1,06 1,11 1,19 1,33

Относительная погрешность, % 0 2,75 0,8 0,8 8,3

где А - разница температур основания и окружающего воздуха, °С; Косн - коэффициент влияния температуры основания на возможную продолжительность уплотнения. Коэффициент корреляции 0,97.

При выполнении работ по уплотнению покрытий на темп охлаждения слоя смеси влияет скорость перемещения воздушных масс, способствующая интенсивной отдаче тепла от поверхности слоя в окружающую среду. Влияние скорости ветра на продолжительность работ при разной толщине слоя представлено на рис. 4.

Численные значения продолжительности процесса уплотнения при различной толщине слоя покрытия в зависимости от скорости ветра могут быть определены по формулам:

г\ г\'у /т 1 о оол—0,0287^.

0,03 м - Туп = 18,88е ’ ;

ллг _ с л—0,0332^.

0,05 м - Туп = 5,46е ;

0,08 м - Туп = 10,38е—0,°31^; (11)

0,10 м - Туп = 149,78е—1°,003Ь.

где V - скорость ветра, м/с. Коэффициент корреляции для данных уравнений составляет 0,96.0,9.

4

I 200

150

| 100

о.

т 50 0

0 3 5 7 10 15

Скорость ветра, м/с

Рис. 4 Продолжительность процесса уплотнения в зависимости от скорости ветра при толщине слоя:

1 - 0,03 м; 2 - 0,05 м; 3 - 0,08 м; 4 - 0,10 м (температура воздуха 20 °С, температура смеси при распределении 160 °С)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3

Для выяснения влияния фактора скорости ветра на допустимую продолжительность работ по уплотнению дорожных покрытий представим данные на рис. 4 в относительных величинах, приняв за единицу продолжительность работ при скорости ветра, равной нулю. Влияние скорости ветра на допустимое время уплотнения в относительных единицах показано в табл. 2.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что скорость ветра влияет на возможное время уплотнения дорожных покрытий нежесткого типа независимо от толщины укладываемого слоя. В тоже время увеличение скорости ветра приводит к значительному сокращению продолжительности работ при укладке тонких слоев. Так, при укладке слоя толщиной 0,03 м и скорости ветра 3.5 м/с продолжительность работ уменьшается на 20.25 %, а при дальнейшем увеличении скорости ветра время сокращается на 30.50 %. Зависимость возможной продолжительности работ от скорости ветра носит экспоненциальный характер. Для слоя толщиной 0,03 м зависимость имеет вид

К = 0,98е-0,049^ (12)

где Кю - коэффициент, зависящий от скорости ветра, безразмерная величина; V -скорость ветра, м/с. Коэффициент корреляции 0,92.

С увеличением толщины слоя (более 0,05 м) влияние скорости ветра проявляется в меньшей степени. При толщине слоя 0,05 м это влияние проявляется при скорости ветра 7 м/с. Для таких слоев коэффициент влияния скорости ветра на допустимую продолжительность процесса уплотнения может быть определен по формуле

К = 0,99е-0,04^, (13)

где К - коэффициент, зависящий от скорости ветра, безразмерная величина; V -скорость ветра, м/с. Коэффициент корреляции 0,93.

Уплотнение покрытий начинается после укладки смеси асфальтоукладчиком и достижением смеси температуры, соответствующей началу уплотнения. На практике время ее доставки к месту производства работ будет зависеть от продолжительности транспортировки и погодных условий, и поэтому температура смеси в момент укладки может быть различной, что влияет на продолжительность работ. С целью определения возможной продолжительности работы по уплотнению покрытий от температуры укладки смеси при разной толщине слоя

проведены расчеты, результаты которых представлены на рис. 5.

Таблица 2

Влияние скорости ветра на допустимое время уплотнения

Скорость ветра, м/с Толщина слоя, м 0 3 5 7 10 15

0,03 1 0,80 0,76 0,68 0,60 0,48

0,05 1 0,86 0,79 0,74 0,66 0,58

0,08 1 0,85 0,79 0,75 0,68 0,62

0,10 1 0,85 0,79 0,75 0,68 0,62

Средняя величина 1 0,86 0,795 0,75 0,67 0,53

Температура смеси, °С

Рис. 5 Влияние температуры смеси при укладке на продолжительность работ по уплотнению покрытий при толщине слоя:

1 - 0,03 м; 2 - 0,05 м; 3 - 0,08 м; 4 - 0,10 м (скорость ветра 0 м/с, температура воздуха 20 °С)

Из представленных данных видно, что температура смеси в момент укладки влияет на допустимое время уплотнения покрытия. Поэтому в процессе транспортировки смесей необходимо принимать меры для уменьшения потерь тепла в окружающую среду, особенно при производстве работ в условиях пониженных температур окружающего воздуха и укладке тонких слоев покрытия. Возможная продолжительность работ по уплотнению слоя при разной толщине слоя с учетом влияния температуры смеси при укладке определяется по формулам:

0,03 м - х = 26,241и(/см) -109,1;

0,05 м - х = 59,661и(/см) - 247,54;

0,08 м - х = 128,11и(/см) - 516,74;

0,10 м - х = 174,981и(/см) - 707,4. (14)

Коэффициент корреляции 0,96.0,99.

Из представленных данных видно, что с увеличением толщины слоя возможная продолжительность уплотнения также увеличивается. На рис. 6 даны зависимости возможной продолжительности уплотнения от толщины слоя при разных температурах укладываемых смесей.

Толщина слоя, м

Рис. 6 Зависимость продолжительности охлаждения слоя от толщины при различных температурах укладываемых смесей:

1 - 80 °С; 2 - 100 °С; 3 - 120 °С; 4 - 140 °С; 5 - 160 °С

Из рисунка видно, что независимо от толщины слоя покрытия характер зависимостей сохраняется. Для уточнения влияния температуры укладываемой смеси на допустимое время уплотнения при разной толщине покрытия представим данные на рис. 5 в относительных величинах, принимая температуру смеси 160 °С при укладке слоя покрытия за единицу. Обозначим влияние температуры смеси при укладке на возможную продолжительность уплотнения через Ктс . Влияние температуры смеси на продолжительность уплотнения в относительных величинах представлено в табл. 3.

Из таблицы видно, что с понижением температуры смеси при укладке допустимое время уплотнения уменьшается, и такая закономерность характерна для покрытий с различной толщиной слоя. В большей степени этот фактор влияет при укладке слоев толщиной 0,03 м. Это объясняется тем, что поверхность покрытия имеет значительные размеры при небольшой толщине укладываемого слоя. Для покрытий с толщиной 0,05 м и более закономерность носит общий характер, подчиняется логарифмической зависимости и имеет вид

Ктс = 1,0051п(/см) - 4,0791, (15)

где Ктс - коэффициент влияния температуры смеси, безразмерная величина; /см -

температура смеси при укладке, °С. Коэффициент корреляции 0,99.

Для слоя покрытия толщиной 0,03 м зависимость имеет вид

Ктс = 0,009/См - 0,44. (16)

Коэффициент корреляции 0,98.

Согласно ГОСТу 9128-97 «Смеси асфальтобетонные, аэродромные и асфальтобетон» рекомендуемые области применения асфальтобетонов при устройстве верхних слоев покрытий зависят от дорожно-климатических зон строительства дорог. Если для 1 -2-3 зон рекомендуется применять смеси с битумом марок 60/90, 90/130, 130/200 в зависимости от нормативной нагрузки, то для зон 4-5 рекомендуются смеси с битумами марок 40/60 и 60/90. Применение различных марок битумов влияет на температурные границы окончания процессов уплотнения дорожных покрытий, что сказывается на продолжительности работ. Согласно проведенным исследованиям предельные температурные границы эффективного уплотнения горячих асфальтобетонных смесей зависят от марки битума и представлены в табл. 4 [9].

Таблица 3

Влияние температуры смеси на продолжительность уплотнения

Температура ^\смеси, °С Толщина слоя, м 160 140 120 100 80

0,03 1,0 0,80 0,63 0,44 0,25

0,05 1,0 0,90 0,74 0,53 0,29

0,08 1,0 0,91 0,77 0,55 0,32

0,10 1,0 0,92 0,76 0,55 0,31

Средняя величина 1,0 0,91 0,76 0,54 0,31

Предельная температура эффективного уплотнения горячих асфальтобетонных смесей

Марка битума Верхняя предельная температура смеси, °С Нижняя предельная температура смеси, °С

БНД 200/300 65 55

БНД 130/200 75 62

БНД 90/130 80 69

БНД 60/90 93 81

БНД 40/60 105 94

Рассматривая процесс охлаждения покрытия из горячих асфальтобетонных смесей во времени с применением различных марок битумов, уложенных при одинаковых условиях строительства, получены данные по продолжительности охлаждения слоя в зависимости от температуры окончания процесса уплотнения (табл. 5).

Таблица 5

Продолжительность процесса охлаждения смесей типа А, Б, В, Г, Д на битумах марок БН и БНД 40/60, 60/90 , 90/130 в зависимости от температуры окончания уплотнения при различной толщине слоя, мин

Температура ^\емеси, °С Толщина смеси, м 120 110 100 90 80 70 60

0,03 1,0 3,0 5,0 6,0 10,0 15,0 25

0,05 5,0 9,0 14,0 21,0 29,0 41,0 58

0,08 10,0 21,0 33,0 48,0 66,0 91,0 129

0,10 13,0 28,0 45,0 66,0 92,0 125,0 179

Представим данные таблицы в относительных величинах, условно принимая за единицу время окончания процесса уплотнения, для данных смесей 60 °С. Принимаем полученную относительную величину за коэффициент, учитывающий нижнюю температурную границу укладки смеси и обозначим его Км . Тогда данные табл. 5 будут иметь вид:

Продолжительность охлаждения смесей типа А, Б, В, Г, Д на битумах марок БНД 40/60, 60/90, 90/130 в зависимости от температуры окончания уплотнения в относительных величинах

Температура смеси Толщина смеси 120 110 100 90 80 70 60

0,03 0,04 0,11 0,19 0,23 0,38 0,58 1,0

0,05 0,09 0,16 0,25 0,37 0,51 0,72 1,0

0,08 0,08 0,16 0,26 0,38 0,52 0,72 1,0

0,10 0,08 0,16 0,26 0,38 0,53 0,72 1,0

Средняя величина 0,08 0,16 0,26 0,38 0,52 0,72 1,0

Из данных таблицы видно, что при укладке слоев толщиной 0,03 м температура укладываемой смеси значительно влияет на процесс охлаждения слоя и численное значение Км для данных марок битума определяется по формуле

Км = -4,788(/ор /100)3 + 15,85(/ор/100)2 -17,979(/ор/100) + 7,09. (17)

Коэффициент корреляции 0,998.

Для покрытий с толщиной > 0,05 м численное значение Км определяется по формуле

Км = -2,6202(/ор /100)3 + 9,096(/ор /100)2 - 11,293(/ор /100) + 5,061, (18)

где /ор - температура окончания уплотнения данным типом катка, °С. Коэффициент корреляции 0,998.

В общем виде допустимое время уплотнения дорожных покрытий из горячих асфальтобетонных смесей имеет вид

Туп = КтсKvКслКмКоКудсК1 еШв , мин, (19)

где Ктс, Кю, Ксл, Км, К^, К удс, Ко - коэффициенты, определяемые по формулам, данным в этой работе.

Процесс укатки горячих асфальтобетонных смесей производится в заданных температурных интервалах, которым соответствует время работы катка. Время работы катка (легкого, среднего и тяжелого) в заданном температурном интервале определяется по формуле (13), где численное значение Км зависит от температуры начала и окончания процесса уплотнения. В этом случае величина Км определяется

Км = Км1 - Км2, (20)

где Км1 и Км2 - коэффициенты, соответствующие заданным значениям температуры окончания и начала работы катка.

Таким образом, полученная зависимость позволяет определить возможную продолжительность уплотнения дорожных покрытий из горячих асфальтобетонных смесей с учетом температурных интервалов работы уплотняющих машин в зависимости от условий производства работ, что дает возможность выбора технологических параметров применяемых машин.

Список литературы

1 Алиев, А. М. Асфальтобетон в условиях жаркого климата / А.М. Алиев. -Баку : 1980. - 112 с.

2 Артемьев, К. А. Дорожные машины / К. А. Артемьев и др. // Машины для устройства дорожных покрытий. - М. : Машиностроение, 1982. - Ч. 2. - 396 с.

3 Иноземцев, А. А. Битумо-минеральные материалы/ А. А. Иноземцев. - Л. : Изд-во Транспорт, 1976. - 161 с.

4 Ищенко, И.С. Технология устройства и ремонта асфальтобетонных покрытий / И.С. Ищенко, Т. Н. Калашникова, Д.А. Семенов. - М. : Изд- во АИР-АРТ, 2001. - 166 с.

5 Истомин, В.С. Практическое руководство по текущему ремонту асфальтобетонных покрытий городской дорожной сети / В.С. Истомин. - М. : Изд-во Прима-пресс, 2001. - 73 с.

6 Локшин, Е.С. Исследование и выбор рациональных режимов работы самоходных катков при строительстве покрытий из горячих асфальтобетонных смесей : дис. ... канд. техн. наук / Е.С. Локошин. - М., 1981. - 187 с.

7 Пермяков, В.Б. Математическая модель остывания асфальтобетонной смеси / В.Б. Пермяков, Ю.С. Сидельникова // Известия вузов. Строительство. -2004. - № 4. - 86-91 с.

8 Справочная энциклопедия дорожника / под ред. А.П. Васильева. - М. : ФГПУ, Информавтодор, 2005. - Т.1. - 206 с.

9 Дорожный асфальтобетон / под ред. Л.Б. Гезенцвея. - М. : Транспорт, 1985. - 239 с.

10 Прочность и долговечность асфальтобетона / под ред. Б.И. Ладыгина. -Минск : Изд-во Наука и техника, 1972. - 187 с.

11 ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромы и асфальтобетон. Технические условия. - М. : МНТКС, 1998. - 33 с.

Identification of Possible Duration of Non-Rigid Pavement Compaction in Course of Highways Construction

A.F. Zubkov

Department “Civil Engineering and Highways ”, TSTU

Key words and phrases: asphalt mixture; compaction duration; layer temperature; pavement.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Abstract: The process of compacting hot asphalt mixtures in the course of construction of highway pavements is studied. The influence of climatic and production factors on the possible duration of compaction of non-rigid pavement is determined. Dependence for calculation of possible duration of mixture compaction with regard for the effect of climatic and production factors is proposed.

Bestimmung der möglichen Dauer der Verdichtung der Deckungen des nichtharten Typs bei dem Bau der Autostraßen

Zusammenfassung: Es wird der Prozess der Verdichtung der heißen Asphaltbetonmischungen bei dem Bau der Deckungen der Autostraßen betrachtet. Es ist der Einfluss der klimatischen und technologischen Faktoren auf die mögliche Dauer der Verdichtung der Deckungen des nichtharten Typs eingerichtet. Es wird die Abhängigkeit für die Berechnung der möglichen Dauer der Verdichtung der Mischungen unter Berücksichtigung des Einflusses der technologischen und klimatischen Faktoren vorgeschlagen.

Définition de la longévité possible du compactage du revêtement du type non-rigide lors de la construction des routes d’automobiles

Résumé: Est examiné le processus du compactage des mélanges chauds en béton asphaltique. Est établie l’influence des facteurs climatiques et technologiques sur la longévité possible du revêtement du type non-rigide. Est proposée la dépendance pour le calcul des possibilités du compactage des mélanges compte tenu des facteurs climatiques et technologiques.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.