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

Установка по приготовлению эмульсионно-минеральных смесей может быть смонтирована также на базе одной из бетоносмесительных установок. Она должна включать в себя (рис.5): смеситель двухвальный непрерывного действия, дозаторы минеральных материалов, транспортер, подающий минеральный материал в мешал­ку, накопительный бункер, расходные емкости для эмульсии и воды и трубо­проводы, подающие эмульсию и воду в смеситель. Накопительный бункер должен быть такой емкости, чтобы не останавливать работу смесителя при смене машин под загрузкой. Хранить смесь в бункере в течение нескольких часов не рекоменду­ется. Высота падения смеси в кузов автомашин при загрузке должна быть как можно меньше.

Рис. 5. Схема установки для приготовления эмульсионно-минеральных смесей: 1. Дозаторы минеральных материалов. 2. Транспортер. 3. Емкость для воды. 4. Емкость для эмульсии. 5. Смеситель двухвальный непрерывного действия. 6. Накопительный бункер. 7. Автомобиль-самосвал

Смеситель должен обеспечивать интенсивное и равномерное перемешивание смеси. Одним из основных условий при этом является достаточная скорость враще­ния валов. Окружная скорость лопастей должна быть около 2,5 м/с.

5.25. Минеральные материалы дозируют и подают в смеситель естественной влажности и температуры. При дозировании материалов следует учитывать их влажность. Если минеральные материалы требуют увлажнения, что определяют в лаборатории или пробными замесами на смесителе, то воду в необходимом коли­честве подают на минеральный материал в самом начале смесителя, т.е. в месте поступления материала с ленты транспортера в смеситель. Затем на увлажненный минеральный материал в смеситель подается эмульсия. Необходимо предусмотреть возможность подачи эмульсии в различных местах смесителя в зависимости от скорости ее распада при смешении с данным материалом. Для этого нужно иметь возможность перемещать сопло, через которое подается эмульсия, вдоль оси мешалки. Место подачи эмульсии в мешалку определяется пробными замесами, Необходимо обеспечить также введение эмульсии в данном сечении по всей ширине мешалки и независимость (стабильность) дозировки ее от уровня эмульсии в расходной емкости.

5.26. Точность дозирования минеральных материалов ±5%, эмульсии ±3% массы материала.

5.27. Если щебеночные смеси приготовляют с применением обратных эмульсий, то при температуре воздуха ниже 15 °С минеральный материал должен быть нагрет до температуры 40-60 °С, а эмульсия - до 60-70 °С.

5.28. При применении смесителей периодического действия время перемешива­ния минеральных материалов с эмульсией определяется пробными замесами на конкретных материалах.

5.29. Работы по устройству слоя из щебеночных смесей, обработанных анион­ными эмульсиями, следует проводить при температуре воздуха не ниже 10 °С, катионными эмульсиями - до 5 °С, обратными в сочетании с прямыми - до -5 °С. Не разрешается укладывать смеси в дождливую погоду во избежание вымывания вяжущего из смеси.

Щебеночные смеси укладывают асфальтоукладчиком или автогрейдером. Слои основания толщиной 10 -12 см удобнее укладывать автогрейдером, который позволяет выравнивать при необходимости поверхность слоя в процессе уплот­нения. При необходимости готовую смесь, вывезенную на дорогу, можно хранить в валике, не разравнивая в течение нескольких дней. Смеси, не содержащие цемен­та, не теряют при этом удобоукладываемости, а процесс формирования материала в конструктивном слое после его устройства ускоряется за счет уменьшения влажности смеси во время хранения.

5.30. Пористые щебеночные смеси уплотняют самоходными катками на пневма­тических шинах или средними и тяжелыми катками с гладкими вальцами. Если при уплотнении щебень прилипает к катку, поверхность уплотняемого слоя присы­пают небольшим количеством песка, или отсевов дробления.

5.31. По окончании уплотнения щебеночных смесей, обработанных катионной эмульсией, сразу открывают движение транспортных средств; при обработке анионной эмульсией в сухую теплую погоду движение разрешают в тот же день, ограничивая скорость до 30 - 40 км/ч и регулируя это по ширине проезжей части; во влажную прохладную погоду движение закрывают на несколько суток для формирования слоя.

5.32. На слоях из пористых щебеночных смесей, обработанных эмульсией, устройство других конструктивных слоев или поверхностной обработки допуска­ется не ранее чем через 3-5 дней в зависимости от погодных условий.

Плотные щебеночные смеси

5.33. Плотные щебеночные смеси, обработанные эмульсиями, применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах III-V категорий.

Свойства плотных щебеночных смесей, обработанных эмульсиями, должны соответствовать требованиям, указанным в п. 6.6.

5.34. Особенностью плотных смесей является длительный период формирования, обусловленный, с одной стороны, применением медленнораспадающейся эмульсии, взаимодействие которой с минеральным материалом, а следовательно, и распад происходят в течение длительного времени, а с другой стороны, высокой плотнос­тью материала, препятствующей испарению воды и формированию слоя.

Эти особенности требуют соблюдения следующих условий для обеспечения качества работ:

покрытия из плотных эмульсионно-минеральных смесей следует устраивать толщиной не более 3-4 см только в теплую сухую погоду (при температуре не ниже 10 °С) и с таким расчетом, чтобы покрытие сформировалось до наступления устойчивой ненастной осенней погоды и заморозков;

влажность минеральных материалов должна быть ограничена 3-5%;

обязательно введение 1,5-2% (от массы минеральной части) извести-пушонки при использовании анионных эмульсий.

Рис. 6. Кривые зернового состава плотных щебеночных смесей

5.35. Зерновой состав плотных эмульсионно-минеральных смесей подбирают в соответствии с кривыми зернового состава (рис. 6).

5.36. Эмульсии класса ЭБА-3 и ЭБК-3 50-55% концентрации приготовляют на битумах вязких марок (п. 3.1) .

Возможность смешения минеральных материалов с эмульсией предварительно устанавливается лабораторией. При этом следует иметь в виду, что летом в южных районах в связи с сильным нагревом минеральных материалов может наблюдаться ухудшение качества перемешивания, что требует увеличения влажности смеси.

5.37. Плотные эмульсионно-минеральные смеси приготовляют в смесителях, предназначенных для приготовления холодных смесей с принудительным переме­шиванием периодического или непрерывного действия, оборудованных дозирую­щими устройствами для всех компонентов смеси (см. п. 5.24),

Порядок дозирования компонентов в смесителях периодического действия обычный, т.е. сначала взвешивают и подают минеральные материалы и известь, перемешивают их, а затем вводят эмульсию. Длительность перемешивания зависит от состава смеси, свойств эмульсии, влажности минеральных материалов, типа смесителя и определяется по пробным замесам.

5.38. Плотные эмульсионно-минеральные смеси после приготовле­ния целесо­образно хранить в штабеле или валике, так как это способствует уменьшению влажности смеси и ускоряет формирование слоя покрытия. Возможное время хранения смеси зависит от температуры воздуха, вязкости битума, из которого приготовлена эмульсия, и других факторов, и должно быть установлено в каждом конкретном случае.

Ориентировочно оно составляет 2-7 сут. Применение эмульсий на битумах с пенетрацией (200-300) 0,1 мм значительно уменьшает слеживаемость смесей во время хранения. Смеси распределяют автогрейдером.

5.39. Для уплотнения эмульсионно-минеральных смесей применяют катки на пневматических шинах. Последние 2-3 прохода делают катками с металлическими вальцами для выравнивания поверхности покрытия.

5.40. Движение транспортных средств, регулируемое по ширине покрытия, открывают сразу после уплотнения, ограничивая скорость и запрещая длительные остановки на свежеуложенном покрытии в течение первых двух суток.

5.41. Поверхностную обработку на покрытии из плотных эмульси­он­но-минеральных смесей допускается устраивать после его формирования, но не ранее чем через 5-7 сут при сухой теплой погоде.

Гравийные и гравийно-песчаные смеси

5.42. Гравийные смеси как карьерные, так и составленные из песка и гравия, содержащие от 50 до 80% зерен крупнее 5 мм, должны иметь непрерывный зерно­вой состав (рис. 7).

Рис. 7. Кривые зернового состава плотных гравийных смесей

Карьерные смеси, зерновой состав которых не соответствует требованиям к плотным смесям, обогащают гранулометрическими добавками.

5.43. Для обеспечения лучшей удобоукладываемости смеси и большей несущей способности слоя рекомендуется обогащать гравийную смесь 25-45% дробленых частиц (от общего количества гравийных частиц) .

5.44. Для оснований рекомендуются смеси с максимальным размером зерен 30-35 мм и содержанием частиц менее 0,071 мм до 4%, для покрытий - с макси­мальным размером зерен до 20 мм и содержанием частиц менее 0,071 мм до 10—12%. При этом глинистых частиц не должно быть больше 2% по массе. Макси­мальный размер зерен ограничивают для того, чтобы получить более однородную смесь, которая лучше перемешивается и меньше расслаивается при транспортирова­нии и укладке.

5.45. Если нельзя обогатить гравийную смесь дробленым гравием, следует при­менить способ обработки одновременно двумя вяжущими - анионной битумной эмульсией и цементом; этот способ позволяет повысить несущую способность конструктивного слоя, водо- и морозостойкость материала. Двумя вяжущими (эмульсией и цементом) целесообразно обрабатывать также гравийно-песчаные смеси, содержащие менее 50% гравийных частиц (крупнее 5 мм) .

5.46. Для обработки гравийных и гравийно-песчаных смесей применяют эмуль­сии ЭБА-3 или ЭБК-3 50-55%-й концентрации, приготовленные из дорожных вязких битумов.

5.47. Ориентировочное количество вяжущего (в пересчете на битум) составляет для крупнозернистых смесей 3,5-5%, среднезернистых - 4,5-5%, мелкозер­нистых - 4,5-6%. Для слоев оснований целесообразно придерживаться нижнего предела содержания вяжущего.

5.48. При обработке смесей анионной эмульсией для обеспечения сцепления пленки вяжущего с поверхностью каменного материала добавляют 1,5-2% извести от массы минерального материала.

5.49. При обработке гравийных и гравийно-песчаных смесей эмульсией и цемен­том известь не применяют. Количество цемента в таких смесях принимают 4—6% массы минерального материала. Верхний предел назначают для смесей с большей пористостью минерального остова, т.е. менее плотных.

5.50. Свойства смесей должны соответствовать требованиям табл. 15 и 16.

5.51. Эмульсиоино-гравийные смеси приготовляют в смесителях принудительно­го действия (см. п. 5.24), обеспечивающих дозирование всех компонентов смеси. Длительность перемешивания устанавливают по пробным замесам.

5.52. Оптимальная влажность минеральных материалов при обработке их эмуль­сией или эмульсией совместно с цементом составляет 3—5%. Когда возникает необходимость обработать минеральные материалы повышенной влажности, сле­дует использовать эмульсию большей концентрации.

Если готовая смесь переувлажнена, ее следует оставить на некоторое время на промежуточном складе или в валике на дороге для подсушивания. Длительность выдерживания в валике зависит от погоды и влажности смеси. В теплую сухую погоду переувлажненную смесь достаточно выдержать в течение нескольких часов. В дожд­ливую погоду смесь, не содержащая цемента, может храниться несколько суток.

5.53. При перевозке смесей, содержащих цемент, кузов автосамосвала следует слегка увлажнить.

5.54. Смесь укладывают асфальтоукладчиком или разравнивают автогрейдером.

5.55. Смесь уплотняют непосредственно после укладки или через несколько часов (если она переувлажнена и ее необходимо подсушить), но обязательно до конца рабочей смены. Для смесей, содержащих цемент, нельзя допускать высыха­ния поверхности слоя до начала уплотнения.

5.56. Отяосительно токие слои (3-5 см) следует уплотнять легкими или сред­ними катками. Слои большой толщины уплотняют средними и тяжелыми катками. Наиболее целесообразны катки на пневматических шинах. При уплотнении смеси катками на пневматических шинах последние 2-3 прохода следует делать катками с металлическими вальцами для выравнивания поверхности слоя.

5.57. По слою гравийных и гравийно-песчаных смесей движение транспортных средств открывают сразу после уплотнения, регулируя его по ширине проезжей часта и ограничивая скорость до 30—40 км/ч в течение 5 - 7 сут.

5.58. Работы по устройству конструктивных слоев из гравийных и гравийно-песчаных смесей с катионными эмульсиями следует проводить при температуре воздуха не ниже 5, а с анионными - не ниже 10 °С.

5.59. На слое из гравийных и гравийно-песчаных смесей, обработан­ных эмуль­сией, устройство других конструктивных слоев или поверхностной обработки допускается после формирования его, но не ранее чем через 5—7 сут при сухой теплой погоде.

Песчаные смеси

5.60. Песчаные смеси следует обрабатывать битумной эмульсией совместно с цементом. Песчаные смеси могут быть составлены из природного песка и минераль­ного порошка или из природного песка и отсевов дробления гранитных или извест­няковых пород. В качестве минеральных порошков можно использовать матери­алы, предусмот­рен­ные ГОСТ 9128-84*.

Слои из смесей, обработанных двумя вяжущими, обладают меньшей жесткостью, большей водо- и морозостойкостью, чем из песчаных смесей, укрепленных одним цементом. Наличие в этом материале битума увеличивает его устойчивость против усадочных и температурных напряжений. По сравнению с битумоминеральными песчаными смесями смеси, обработанные двумя вяжущими, отличаются большей прочностью и модулем упругости.

Введение в смесь цемента позволяет не только получить материал с более высо­кими прочностными показателями, но и в значительной мере ускоряет формирова­ние эмульсионно-минеральных смесей и делает формирование в меньшей степени зависимым от погодных условий.

5.61. Песчаные смеси, полученные способом обработки двумя вяжущими-битумной эмульсией и цементом, рекомендуются для устройства оснований на дорогах II-V категорий и покрытий на дорогах IV категории.

5.62. Для устройства оснований пригодны песчаные смеси, содержащие пески любой крупности.

5.63. Для устройства покрытий рекомендуются песчаные смеси, зерновой состав которых соответствует требованиям ГОСТ 9128-84*.

5.64. Эмульсии применяют прямого типа, анионные или катионные классов ЭБА-3, ЭБК-3, приготовляемые из битумов БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200. Количество эмульсии зависит от состава смеси, назначения слоя в дорожной одежде и ориентировочно составляет (в пересчете на битум) для оснований 5-6%, для покрытий 6-7%.

5.65. Цемент применяют марки 400, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 10178-85. Содержание свободной извести в цементе не ограничивается. Количество цемента зависит от зернового состава смесей и подбирается в соответ­ствии с требованиями пп. 6.7-6.15.

Приготовление смеси производится согласно пп. 5.24-5.26.

Производство работ по устройству конструктивных слоев из песчаных смесей производится в соответствии с пп. 5.53-5.59.

При производстве работ в жаркую сухую погоду свежеуложенный и уплотнен­ный слой смеси, содержащий цемент, необходимо предохранить от быстрого испарения воды, разлив по поверхности битумную эмульсию из расчета 0,8—1 л/м² и присыпав песком. Движение по свежеуложенному и уплотненному слою откры­вают сразу, запрещая длительные остановки транспортных средств в течение первых двух суток.