При размерах щебенки 15-20 мм возникает высокий уровень шумов в салоне и вне машины, поэтому такой щебень не применяют на улично—дорожной сети городов.

Существует четыре основных варианта укладки ШПО, каждый из них используется для конкретной сферы применения (рисунок 5) [41].

Рис. 5. Варианты  ШПО (данные )

Однослойная ШПО с однократным распределением щебня и вяжущего применяется для устройства шероховатого слоя и/или слоя износа покрытия с достаточной прочностью. Этот распространенный вид ШПО, рекомендуемый для всех видов дорожного движения. Такой вид ШПО устраивается из щебня фракции 5-10 или 10-15 мм. Конструкцию можно отнести к макрошероховатой [30, 40].

Двойное распределение щебня при однослойной ШПО применяется на автомобильных дорогах, где интенсивное движение и высокая скорость. Это приводит к улучшению герметичности покрытия, улучшает распределение усилий от колес транспортных средств и устраняет мелкие деформации и неровности. Устройство производится следующим образом: на нанесенный слой вяжущего распределяют фракцию крупного 10-15 мм или 15-20 мм щебня и прикатывают, далее рассыпается более мел­кая фракция щебня 5-10 мм и её уплотняют [30].

Устройство двухслойной  ШПО состоит из следующих этапов. Первый этап – устройство первого слоя - разлитый вяжущий и распределенный на него щебень  крупной фракции, который сразу же уплотняется. На втором этапе укладывают второй слой битума с мелкой фракцией щебня и все окончательно укатывают.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Двухслойная ШПО используется на дорожных одеждах с малой прочностью, с наличием ямочности, колейности, сетки трещин и при большой интенсивности автомобильного движения, т. е. тогда когда нужно создать не только макрошероховатый и защитный слой, но и повысить прочность, ровность и улучшить сдвигоустойчивость [32].

«Сэндвичую» ШПО или типа «бутерброд» делают на дорожном покрытии путем рассыпа щебня более крупных фракций, а затем распределяют битум и рассыпают сверху щебень мелких фракций и всё это уплотняют. Получается слой со структурой, которая сравнима с однослойной ШПО и двойной просыпкой щебня [42].

На практике реализуют два метода устройства ШПО: с раздельным и с синхронным распределением материалов. Для последнего характерно синхронное, практически одновременное распределение вяжущего и щебня [32].

Для увеличения срока службы в  ряде случаев применяется прикатка щебня легкими прицепными катками. Однако она уменьшает разновысотность и, соответственно, коэффициент сцепления между колесом и дорожным покрытием.

При устройстве ШПО традиционным методом время между распределением битума и посыпкой щебня лимитируется временем остывания горячего вяжущего и достигает одного часа. Во время синхронного распределения щебня и вяжущего  перерыв между рабочими операциями не превышает секунды. Это сильно и положительно влияет на улучшение качества ШПО при применении в качестве вяжущего битумной эмульсии, горячего или вспененного битума [18, 43].

Это объясняется, например, тем, что  битум не может быстро остыть и поэтому долго сохраняет клеящую способность и нахождение в жидкой фазе. Битум  просачивается в поры дорожного покрытия и щебня, обволакивая каждое зерно и прочно склеивая их между собой и с покрытием. Синхронное распределение положительно сказывается на сцеплении между щебнем и вяжущим - это гарантированно обеспечивает качество изготовления и высокие эксплуатационные параметры. Кроме этого уменьшается риск невыполнения работ с требуемым качеством при больших разницах температур вяжущего и основания, а также при наличии сухих тонкодисперсных фракций щебня при работах с использованием эмульсий [4, 8].

Высокий уровень качества устраиваемого ШПО с синхронным распределением материалов позволяет добиться срока службы макрошероховатого дорожного покрытия до десяти лет.

Выпускаемые битумощебнераспределители (БЩР) работают передним и задним ходом движения (рисунок 6) [17, 41, 44, 45, 46].

   

а  б

Рис. 6. Принципы работы битумощебнераспределителей передним (а) и задним ходом (б)

Также известно новое дорожное противогололедное покрытие с макрошероховатой поверхностью SafeLane™ СА-48 и SafeLane™ HDX разработанное в Мичиганском технологическом университете. Реализация этих технологий в России проводится компанией Cargill (CША) и [47]. Данные покрытия обладают способностью аккумулировать и в нужный момент (при снегопаде и образовании гололеда) выделять компоненты противогололедного материала на дорожное покрытие. Одновременно такое покрытие обеспечивает гидроизоляцию конструкции от воды и противогололедного материала. При этом гарантированно выполняются  требования по коэффициенту сцепления. Покрытие также работает как слой износа и препятствует прилипанию снега и формированию гололеда (снежно-ледяного образования). Такие покрытия находят своё применение на автомобильных магистралях, транспортных сооружениях, мостах и тоннелях, особенно, на опасных участках дорог: места с большой концентрацией ДТП, на перекрестках, при подъездах к шлагбаумам и пешеходным переходам, на пешеходных мостах, открытых автопаркингах, пешеходных переходах и тротуарах, в местах посадки в общественный транспорт, на велосипедных дорожках и примыканиях к различным объектам транспортной инфраструктуры.

Научная новизна этой новой технологии заключается обеспечение заданных физико-химических свойств и размерных параметров применяемого щебня.  Интересны методы нормирования параметров шероховатой поверхности (впадин), особенностью свойств которых является случайный характер образования пятен во время гололеда на выступах щебня (активные зерна), которые не позволяют равномерно и одновременно образовываться пленке гололеда и могут быть просто удалены проходящими транспортными средствами.

Использование технологии SafeLane сводиться к подготовке поверхности исходного дорожного покрытия и в нанесении щебня (заполнитель) и полимерного состава. Антигололедное (противогололедное) покрытие SafeLane™ HDX  отличается от предыдущего тем, что это модифицированная полимерная двухкомпонентная система типа III, отвечающая нормативным требованиям (документ AASHTOC-881, сорт 1, класс B&C). Пример антигололедного дорожного покрытий с достигнутой максимальной макрошероховатостью типа SafeLane™ приведен на рисунке 7 [48].

Рис. 7. Антигололедное дорожное покрытие

Технология не требует прикатки материала катками. Неприжившийся щебень удаляется сметом или промышленными пылесосами. Технологические этапы распределения эпоксидного вяжущего и каменного материала в местах концентрации ДТП показаны на рисунке 8. Такое покрытие отличается максимальной макрошероховатостью.

 

Рис. 8. Технологические этапы производства работ

Для устройства макрошероховатых дорожных покрытий применяют современные битумощебнераспределители (БЩР). БЩР - самоходные или прицепные машины, имеющие устройство для равномерного распределения органического вяжущего (битум или битумная эмульсия) по дорожной поверхности покрытия и щебня в один слой. Устройство предназначено для розлива вяжущего и равномерной укладки мелкого щебня на поверхность покрытия дороги [17, 40, 45, 49].

Типовые примеры современных распределителей битума и щебня представлены на рисунках 9 и 10) [50]. Одной из современных моделей распределителей битума и щебня является TBS3500B (Китай, рисунок 9).

 

  Рис. 9. Битумощебне -         Рис. 10. Битумощебне-

  распределитель XCMG RF100  распределитель TBS3500B

Он имеет следующие технические характеристики: размер ширины распределения 3,5 м, величина щебня 5-30 мм, дозировка битума 0,5-3 кг/м3, скорость устройства покрытия 60-70 м/мин. Дозирование щебня 2-22 м3/1000 м3, объем битумной цистерны 6 м3, емкости под щебень 10 м3.

Если рассматривать технологическую компоновку битумощебне-распределителей для синхронного распределения щебня и вяжущего, то конкурентоспособна компоновка, выполненная по раздельной схеме - распределителей битума и щебня или с прицепным щебнераспределителем (например, с навесным прицепом БЦМ-70).

Прицепной распределитель щебня БЦМ-70 (, рисунок 11) предназначен для дискретной укладки щебня на покрытие дороги [49]. БЦМ-70 работает в комплекте с гудронатором и распределяет щебень сразу после пролива эмульсии на дорожное покрытие.

Рис. 11. Прицепная машина БЦМ-70 (щебнераспределитель)

БЦМ-70 необходим для нанесения на дорожное покрытие каменного материала (дробленый щебень фракций от 5 до 25 мм), а также сухого песка, мелкого гравия, шлака, черненого щебня. Выполненный как навесное оборудование к тракторам Т-150К и К-700 БЦМ-70 соединяется с трактором посредством трехточечной навесной системы. Щебень распределяется прутковым питателем барабанного типа. Распределительным шнеком производится равномерная загрузка бункера. Технические параметры: вместимость бункера 6 м3, ширина полосы распределения 3,5 м, размеры: длина 2420, высота 1400 мм, ширина 3750, масса 2300 кг [49].

Главное преимущество распределителя щебня Super Vega (ФРГ, ВРЕННУНГ) заключается в следующем - поток материала подается через канал, при этом заслонка играет в качестве буфера, поэтому равнодействующая давления всегда находится за пределами зон потока. Super Vega реализует принцип работы самотечного дозатора, аналогично предшественнику – Viasealer (рисунок 12) [51, 52].

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4