Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к снип 3.06.03-85)

На процесс формирования оказывают влияние также и погодно-климатические факторы.

Все сказанное выше обусловливает особенности в технологии работ, необходимые для обеспечения качества и несущей способности слоев из эмульсионно-минеральных смесей.

Таблица 10

Область применения

Вид эмульсии

Дорожно-климатические зоны

Устройство конструктивных слоев дорожных одежд из различных видов эмульси­он­но-минеральных смесей, при­готовляемых в установке:

черный щебень

ЭБК-2, ЭБА-2; ЭО-В, ЭО - совместно с ЭБА-2 или ЭБА-3

I-V

пористые щебеночные сме­­си

ЭБК-2, ЭБА-2

II-V

плотные щебеночные, гра­вий­ные и гравийно-пес­чаные смеси

ЭБК-3, ЭБА-3

II-V

песчаные, обработанные эмульсией и цементом

ЭБА-3

II-V

Устройство конструктивных слоев дорожных одежд из щебня, обработанного эмуль­сией способом про­питки

ЭБА-2, ЭБК-2

II-V

Устройство конструктивных слоев дорожных одежд из минеральных материалов (щеб­ня, гравия, песка), обра­ботанных эмульсией спо­собом смешивания на дороге

ЭБА-3, пасты

II-V

Устройство поверхностной об­работки покрытий с исполь­зованием:

фракционированного щебня

ЭБК-1, ЭБК-2, ЭБА-1,

ЭБА-2, пасты

I-V

II-V

III-V

эмульсионно-минеральных смесей

ЭБК-2, ЭБК-3

I-V

битумных шламов

пасты

III-V

Уход за свежеуложенным цементобетоном и цементо­грунтом

ЭБА-1, ЭБА-2

II-V

Укрепление поверхности от­косов земляного полотна, закрепление песков в верхнем слое земляного полотна, зак­репление подвижных пес­ков

ЭБА-3

II-V

Подгрунтовка

Прямые эмульсии всех классов

I-V

Обеспыливание

ЭБА-3

II-V

Рис. 3. Схемы конструкций дорожных одежд для дорог I-V категорий, устраиваемых с применением эмульсии: 1. Плотный асфальтобетон. 2. Пористый асфальтобетон. 3. Плотная эмульсионно-минеральная смесь. 4. Поверхностная обработка на битумной эмульсии. 5. Подобранные щебеночные смеси, обработанные битумной эмульсией. 6. Подобранные гравийные смеси, обработанные битумной эмульсией с добавлением 30% щебня. 7. Гравийные, гравийно-песчаные смеси, обработанные битумной эмульсией совместно с цементом. 8. Щебень, обработанный эмульсией по способу пропитки. 9. Щебеночные, гравийные, песчаные материалы и грунты, укрепленные неорганическими вяжущими. 10. Песок

Черный щебень

5.4. Щебень, обработанный эмульсией, можно использовать непосредственно после приготовления или заготавливать впрок, т.е. хранить в штабелях. Такой способ не только устраняет зависимость строительных объектов от смесительной установки, но и ускоряет процесс формирования конструктивных слоев благодаря формирова­нию пленки вяжущего на щебне в период хранения.

5.5. Щебень применяют как основных, так и кислых пород, смесь фракций или одну узкую фракцию. Содержание в щебне пылевидных, илистых или глинистых частиц должно соответствовать ГОСТ 8267-82, ГОСТ 10260-82.

5.6. Для обработки щебня применяют эмульсии ЭБК-2 и ЭБА-2, а также обратные эмульсии вязкие ЭО-В и жидкие ЭО в сочетании с прямыми ЭБА-2, ЭБА-3.

5.7. Эмульсии, используемые для обработки щебня, должны выдер­живать испытание на водоустойчивость пленки по ГОСТ 18659-81 для прямых эмульсий и по п. 4.14 - для обратных. Испытания проводят на щебне, предназначенном для обработки. Если прямая анионная эмульсия не выдерживает испытания, в щебень необходимо вводить 0,5% извести от массы щебня. Известь можно вводить в виде известкового молока, содержащего не более 30% извести.

Таблица 11

Материал слоя

Модуль Е, МПа

Щебень и пористые щебеночные смеси, обработанные эмульсией:

щебень 1-го и 2-го классов

600-800

щебень 3-го класса

500-600

Щебеночные смеси плотные, обработанные эмульсией

600-900

Гравийные смеси оптимального зернового состава, с 25-40% дробленых зерен, обработанные эмульсией

400-500

Гравийные и гравийно-песчаные смеси, обработанные двумя вяжущими - битумной эмульсией и цементом

500-700

Песчаные эмульсии, обработанные двумя вяжущими - битумной эмульсией и цементом

400-600

Щебень 1-го и 2-го классов, обработанный эмульсией по способу пропитки

400-600

Примечание. Модули упругости позиций 1-5 даны для материалов, обработанных вяжущим в установке; для соответствующих материалов, обработанных вяжущим на дороге, значения модулей упругости должны быть снижены на 20%.

5.8. При обработке щебня, предназначенного для укладки сразу после приготовления, используют эмульсии, содержащие битум марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БН 60/90, БН 90/130.

Для щебня, заготавливаемого впрок, применяют прямые эмульсии, приготовленные на битумах пониженной вязкости с глубиной проникания иглы (200-250) 0,1 мм, обратные ЭО-В и ЭО в сочетании с прямыми ЭБА-2, ЭБА-3, приготавливаемыми на битумах марок БНД 40/60 и БНД 60/90.

Битумы с глубиной проникания (200-250) 0,1 мм могут быть получены на нефтеперерабатывающем заводе либо на эмульсионной базе путем разжижения более вязкого битума. В качестве разжижителя рекомендуется дизельное топливо (ТУ 305-82), моторное топливо (ГОСТ 1667-68*), мазут (ГОСТ 10585-75*), сланцевое масло (ГОСТ 4806-79*). В зависимости от вязкости исходного битума количество разжижителя может быть в пределах 5-12 % и подбирается в лаборатории.

5.9. Количество эмульсии, необходимое для обработки щебня, зависит от его крупности, природы материала и характера его поверхности и составляет 1,5 - 4,5% в пересчете на битум (см. табл. 12). В конкретном случае необходимое количество эмульсии для обработки щебня определяется пробными замесами.

При обработке щебня обратной эмульсией совместно с прямой 40% вяжущего вводят в виде обратной эмульсии и 60% в виде прямой.

Таблица 12

Щебень фракций,

Количество битума (дегтя), % массы щебня

мм

Обработка прямой или обратной эмуль­сией

Обработка прямой эмульсией совместно с обратной

Количество сланце­во­го битума или камен­но­угольного дегтя, вво­димого в виде обрат­ной эмульсии

Количество биту­ма, вводимого в виде прямой эмуль­сии

Щебень:

25 - 40

1,5 - 3

1,2

1,8

15 - 25

2 - 3,5

1,4

2,1

5 - 15

2,5 - 4,5

1,6

2,4

5 - 10

3 - 4,5

1,8

2,7

Щебеночные сме­си, содержащие око­ло 5% частиц раз­мером 0,071 мм:

0 - 35

3,5 - 4,5

-

-

0 - 20

4,5 - 5,5

-

-

Примечание: Количество эмульсии рассчитывают по формуле : , где Б - количество битума (дегтя); К - концентрация эмульсии.

5.10. Щебень обрабатывают в смесителях принудительного действия, обеспечивающих дозирование всех компонентов. При обработке прямой эмульсией сначала в смеситель подают щебень и известь (известковое молоко), если это требуется для улучшения водостойкости пленки вяжущего, затем вводят эмульсию. При обработке обратной вязкой эмульсией щебень сначала обязательно перемешивают с известью, затем с обратной эмульсией. Если обрабатывают щебень двумя эмульсиями, сначала его перемешивают с известью, затем с обратной эмульсией и наконец с прямой. При работе с прямыми или с обратными жидкими эмульсиями ЭО в сочетании с прямыми, как правило, не требуется подогрева минеральных материалов и эмульсии. Обратную эмульсию вязкую ЭО-В нагревают до 60-70 °С, а обрабатываемый ею щебень до 20 - 60 °С.

5.11. Готовый черный щебень выгружают в автомобили - самосвалы и отвозят к месту складирования или на строительный объект. Местом складирования черного щебня может служить открытая, тщательно спланированная бульдозером площадка. Во избежания загрязнения щебня грунтом и для обеспечения дренажа воды, вытекающей из смеси в процессе ее формирования, и дождевой воды, площадку засыпают слоем песка толщиной в несколько сантиметров. Щебень укладывают в штабель, высоту и объем которого устанавливают исходя из производительности смесительной установки, размеров площадки, предполагаемых сроков хранения.

5.12. Щебень, обработанный эмульсией, может храниться в штабеле не слежи­ваясь несколько месяцев. Образующаяся со временем корка плотного материала не препятствует разработке штабеля. В процессе разработки и погрузки она раз­рыхляется. Черный шебень погружают экскаватором или погрузчиком, транспор­тируют к месту работ автомобилями - самосвалами.

5.13. Черный щебень укладывают асфальтоукладчиком или автогрейдером в соответствии с "Инструкцией по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных органическими вяжущими" (ВСН 123-77). Работы по укладке черного шебня из штабеля в конструктивный слой можно выполнять при температуре воздуха до - 5 °С. Свежеприготовленный щебень, обработанный анионной эмульсией, укладывают в конструктивный спой при температуре воздуха не ниже 10, катионной - не ниже 5, обратной совместно с прямой или одной обратной - до - 5 °С.

5.14. Для уплотнения, которое начинают сразу после распределения черного щебня, применяют средние и тяжелые катки как с металлическими вальцами, так и на пневматических шинах. Если при уплотнении щебень прилипает к катку, поверхность укладываемого слоя нужно присыпать небольшим количеством песка.

5.15. Если по устроенному конструктивному слою сразу открывают движение транспортных средств, поверхностъ слоя из черного щебня в процессе уплотнения необходимо присыпать песком из расчета 3 — 5 кг/м².

5.16. При стадийном строительстве слои из щебня, обработанного эмульсией, могут служить покрытиями при условии устройства на них поверхностной обработки.

Пористые щебеночные смеси

5.17. Рекомендуемый зерновой состав пористых щебеночных смесей, получен­ных дроблением горной породы без последующего разделения на фракции или составленных из щебня различных фракций и отсева продуктов дробления или природного песка, приведен на рис. 4.

Рис. 4. Кривые зернового состава пористых щебеночных смесей

5.18. Свойства смесей, обработанных эмульсаями, должны соответ­ст­вовать тре­бованиям п 6.6.

5.19. Для обработки щебеночных смесей из кислых пород целесообразно исполь­зовать катионные эмульсии классов ЭБК-2, ЭВК-3, обеспечивающие хорошее сцепление эмульгированного битума со щебнем и быстрое формирование смеси, а также обратные вязкие ЭО-В и жидкие ЭО в сочетании с прямыми эмульсиями ЭБА-2 и ЭБА-3. В случае применения обратных эмульсий минеральный материал необходимо предварительно обработать известью.

Для обработки щебеночных смесей из основных пород рекомендуются как катионные,так и анионные эмульсии классов ЭБК-2, ЭБК-3, ЭБА-2, ЭБА-3.

5.20. Для обработки щебеночных смесей, содержащих до 15% частиц мельче 1,35 мм (в том числе не более 2% пыли и глины), целесообразно применять эмуль­сии ЭБА-2, ЭБК-2.

При большем содержании вышеуказанных фракций необходимо применять эмульсии ЭБК-3, ЭБА-3.

5.21. Если эмульсии, используемые для обработки щебеночных смесей, не обес­печивают необходимого коэффициента водостойкости образцов (табл. 15), в щебеночную смесь необходимо добавить 1-2% извести (от массы смеси) или 2-3% цемента.

5.22. Количество вводимого в смесь вяжущего определяется требованиями, предъявляемыми к конструктивному слою. Ориентиро­вочно эмульсии (в пере­счете на битум) должно быть 3,5-5,5% (см. табл. 12). Меньшее количество вяжу­щего - для крупнозернистых смесей, предназначаемых в нижние слои.

При одинаковом зерновом составе, как правило, для менее прочного и менее плотного щебня вяжущего требуется больше, чем для плотного и прочного.

5.23. Концентрация битума в прямой эмульсии может изменяться от 60 до 45% в зависимости от влажности и чистоты минерального материала. Концентрацию уточняют по пробному замесу. При изменении концентрации эмульсии количество вводимого в смесь битума должно быть постоянным. Обратную эмульсию приме­няют 70 — 80%-й концентрации.

Если смеси после приготовления сразу укладывают в конструктивный слой, то их приготовляют на эмульсии с глубиной проникания битума (80—100) 0,1 мм; если смеси предполагается складировать, т.е. хранить какое-то время на складе в штабелях, то глубина проникания битума, использованного для приготовления эмульсии, должна быть (200—250) 0,1 мм.

5.24. Пористые щебеночные смеси приготавливают в смесителях, предназначен­ных для перемешивания минеральных материалов с вяжущим холодным способом. Из серийно выпускаемых для этих целей пригоден смеситель ДС-50 А (Б) . Исполь­зование смесителей, предназначенных для приготовления асфальтобетонных смесей, нецелесообразно.