Технология укладки холодного и горячего асфальта
Опыт работы в дорожной отрасли, связанный со строительством и обслуживанием транспортной и социальной инфраструктуры, привел к разработке двух эффективных технологий укладки асфальта. Каждая из них применяется для решения конкретных задач: одна идеально подходит для ямочного ремонта во дворе жилого дома, другая — для строительства новой четырехполосной трассы федерального значения. Обе технологии во многом схожи, но ключевое различие заключается в температуре используемой смеси. Таким образом, выделяют:
- технологию укладки холодного асфальта;
- технологию укладки горячего асфальта.
Основное отличие двух методов заключается в температуре материала. В случае холодной укладки используется холодный асфальт, который, согласно ГОСТу, должен иметь температуру не менее 5 °С во время проведения работ. За сохранение физико-механических свойств смеси при такой низкой температуре отвечает вяжущее вещество, добавляемое на этапе производства — это может быть жидкий нефтяной дорожный битум или модифицированное жидкое органическое вяжущее, включая битумно-полимерное или гелеобразное. Разумеется, такие характеристики влияют на прочность готового покрытия: асфальтобетон, уложенный с применением холодной смеси, обладает менее высокими эксплуатационными показателями по сравнению с горячей укладкой. Однако у холодной технологии есть свои преимущества — возможность выполнения работ вдали от асфальтобетонного завода и минимальные затраты на дорожную технику при проведении ямочного ремонта, что делает обслуживание дорог значительно проще.
Технология укладки горячего асфальта применяется преимущественно для строительства новых дорог, а также реконструкции и капитального ремонта старых покрытий. Уплотнение горячей смеси способствует улучшению сцепления компонентов и повышению прочности, что увеличивает устойчивость асфальтобетона к износу после остывания. Согласно требованиям ГОСТа, температура горячей смеси в начале укладки должна составлять не менее 110 °С. Однако в зависимости от типа асфальта эта температура может варьироваться. Например, для асфальта с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ) минимальная температура укладки составляет 100 °С, тогда как для литого асфальта — от 190 °С.
Суть различий между этими двумя технологиями укладки заключается в том, что холодная укладка проводится с использованием холодного материала, а горячая — с использованием горячего.
Свод правил для укладки асфальта на автомобильные дороги точно регламентирует погодные условия для проведения таких работ. Укладка асфальта допускается только в сухую погоду: весной и летом при температуре воздуха не ниже 5 °С, осенью — не ниже 10 °С. При этом укладка горячей смеси возможна даже при более низких температурах, до 0 °С, при условии соблюдения ряда требований: толщина нового слоя должна составлять не менее 4 см, в смесь добавлены ПАВ или активированные минеральные порошки, а верхний слой асфальта укладывается на свежий нижний слой до его остывания.
В особых случаях, для обеспечения безопасности движения и предотвращения разрушений нижних слоев дорожной одежды на дорогах общего пользования (за исключением автомагистралей и скоростных дорог), укладка асфальта может проводиться при неблагоприятных условиях. Температура воздуха при этом может достигать минус 10 °С, а также допускаются осадки в виде моросящего дождя или слабого снегопада. В таких случаях используется холодная, теплая или литая смесь, либо горячая смесь с добавлением ПАВ, вспененного битума или других добавок.
Укладка холодного асфальта
Покрытие, полученное в результате укладки холодного асфальта, обладает меньшей прочностью по сравнению с покрытием, созданным из горячего асфальта. Это объясняет, почему холодные смеси редко используются для устройства основных автомобильных дорог. Однако, согласно предварительным стандартам, холодную асфальтобетонную смесь допускается применять при строительстве дорог III, IV и V категорий. Основное назначение холодного асфальта — создание пешеходных дорожек, отмосток, ремонт покрытий после прокладки инженерных сетей, а также ямочный ремонт существующих дорог и тротуаров.
Обе технологии укладки — холодного и горячего асфальта — можно условно разделить на три основных этапа: подготовка основания, выравнивание и уплотнение смеси, а также последующая обработка поверхности. Перед укладкой холодного асфальта выполняют разметку участка на основании проектно-изыскательских работ, проводят выемку грунта или его укрепление, а также готовят основание. В качестве основания обычно используется слой фракционного щебня или щебеночно-гравийно-песчаной смеси, который при необходимости обрабатывается вяжущим. Для того чтобы минимизировать количество пустот в основании, его расклинивают, применяя фракционный щебень, в том числе черный. Перед укладкой холодной смеси основание тщательно уплотняется и выравнивается, а затем покрывается тонким слоем битумной или полимерно-битумной эмульсии, жидким или вязким битумом.
Холодный асфальт может выгружаться на основание дорожной одежды штабелями либо сразу направляться в асфальтоукладчик. С помощью асфальтоукладчика, грейдера или вручную смесь равномерно распределяют по поверхности. Для достижения проектной толщины асфальтобетона толщина неуплотненной смеси должна превышать заданную на 60-70%. Уплотнение выполняется катками на пневматических шинах и гладковальцовыми катками, а в труднодоступных для техники местах — виброплитами или ручными трамбовками. Окончательное уплотнение покрытия происходит в процессе его эксплуатации.
Укладку холодных смесей, за исключением смесей с добавлением активированных минеральных веществ, рекомендуется завершать за 15 дней до начала периода осенних дождей, чтобы избежать ухудшения характеристик покрытия.
Для придания поверхности покрытия необходимой шероховатости ее равномерно посыпают тонким слоем песка или мелкого щебня, включая черный.
При небольших объемах ямочного ремонта используется холодная смесь в мешках. Перед укладкой материала асфальтобетон вокруг выбоины обрезают фрезеровальной машиной, придавая участку форму квадрата или прямоугольника, называемого «картой». При этом стенки карт после фрезерования должны быть строго вертикальными по всему периметру. Выбоину очищают от воды, снега, грязи и пыли, используя специальные щетки, воздуходувы или инфракрасный нагреватель в условиях отрицательной температуры. Затем дно, стенки и края карты обрабатывают тонким слоем жидкого битума или битумной эмульсии. Перед укладкой мешки с холодной смесью встряхивают, после чего вскрывают и выгружают материал в выбоину. Смесь раскатывают граблями, обеспечивая равномерное распределение. Толщина холодного асфальта должна превышать глубину выбоины на 30-50%, чтобы после уплотнения новый слой находился на одном уровне со старым покрытием. При глубине выбоины в 5 см смесь укладывают в один слой, при глубине в 10 см — в два слоя, а при большей глубине на дно дополнительно укладывают щебень. Уплотнение выполняется виброплитой или ручной трамбовкой, начиная от краев к центру. При необходимости придания шероховатости, отремонтированную часть посыпают мелким щебнем или песком. Движение транспорта открывается сразу после завершения работ.
Одной из технологий укладки холодного асфальта является создание покрытия из асфальтовой крошки. В этом случае на предварительно уплотненное основание, состоящее из песка, щебня, песчано-гравийной смеси, боя бетона или других материалов, укладывают слой асфальтогранулята. После уплотнения гладковальцовыми катками поверхность обрабатывается битумной эмульсией с использованием специальной машины — гудронатора. Движение по такому покрытию открывается сразу после окончания работ.
Технология укладки горячего асфальта
Для устройства слоев дорожного покрытия с применением технологии горячей укладки асфальта проводятся предварительные проектно-изыскательские работы, осуществляется разметка участка, а также выполняется выемка или укрепление грунта. Затем подготавливается основание, в качестве нижних слоев которого могут использоваться фракционный щебень или щебеночно-гравийно-песчаная смесь, при необходимости укрепленная вяжущим веществом. Перед укладкой горячей смеси нижележащий слой расклинивают, уплотняют, выравнивают и обрабатывают битумной эмульсией, жидким или вязким битумом. Если в качестве нижележащего слоя используется асфальтобетон, уложенный не более двух дней назад, то обработку подгрунтовкой не выполняют.
Горячий асфальт доставляют на строительную площадку в кузове грузового автомобиля, а литой асфальт транспортируется в специальных машинах — кохерах, оснащенных системами подогрева и перемешивания смеси. Чтобы минимизировать температурную и фракционную сегрегацию, возникающую при транспортировке горячего материала, асфальт выгружают не сразу в асфальтоукладчик, а сначала в перегружатель, а затем подают его в асфальтоукладчик через конвейер.
В некоторых случаях, исключительно при укладке нижнего слоя покрытия или верхнего слоя основания, допускается использование грейдера для укладки смеси. Как правило, горячий асфальт укладывается асфальтоукладчиком, который распределяет материал по всей ширине дороги, что позволяет избежать появления продольных швов. В случаях, когда укладка по всей ширине дороги невозможна, используются несколько асфальтоукладчиков, работающих уступом с опережением друг друга на 10-20 метров. Асфальтоукладчик может быть оснащен трамбующим брусом, который предварительно уплотняет новый слой перед прохождением катков. При этом толщина укладываемого слоя должна быть на 15-20% больше проектной. При укладке смеси с содержанием щебня более 40%, скорость движения техники составляет 2-3 км/ч, а при содержании щебня менее 40% — 4-5 км/ч. Если в конце рабочего дня участок не был полностью заасфальтирован, устраивают поперечный шов, стенки которого делают вертикальными и обрабатывают битумной эмульсией. В начале следующей рабочей смены перед продолжением работ стенки шва нагревают, и асфальтоукладчик продолжает укладку.
Уплотнение горячей асфальтобетонной смеси выполняется катками на пневмошинах и гладковальцовыми катками сразу после распределения смеси асфальтоукладчиком. Такой подход позволяет избежать образования на поверхности волн, колей и трещин. Чтобы предотвратить прилипание смеси к вальцам катков, их смачивают водой или однопроцентным раствором отходов мыловаренной промышленности.
Для придания поверхности покрытия шероховатости, ее посыпают мелким щебнем или песком, включая черный щебень. Катки вдавливают каменный материал в свежеуложенный слой, обеспечивая надежное сцепление колес автомобилей с дорогой в условиях повышенной влажности.
Открытие движения транспорта рекомендуется не ранее чем через сутки после завершения работ. В первые 2-3 дня желательно ограничить скорость движения автомобилей до 40 км/ч. В отдельных случаях, например, при укладке литой смеси, движение открывается при снижении температуры асфальтобетона до уровня температуры воздуха, но не ранее чем через три часа после окончания работ.
При ремонте дорожных покрытий используется асфальтобетонная смесь того же типа, что и уже применяемая в дорожном полотне. Ямочный ремонт, как и при использовании холодных смесей, выполняется методом карт. При необходимости реконструкции старый слой асфальта срезается специальной техникой — самоходной фрезой, после чего на подготовленный нижний слой укладывается горячий асфальт согласно описанной технологии. В некоторых случаях, когда основание предварительно уплотнено и состоит из песка, щебня, песчано-гравийной смеси, боя бетона или других материалов, укладывают слой асфальтогранулята, который затем уплотняется гладковальцовыми катками. Поверхность обрабатывается битумной эмульсией с использованием специальной машины — гудронатора, а движение по такому покрытию открывается сразу после завершения работ.
Технология укладки асфальта: ГОСТы, СНиПы, ОДМ
Обе технологии укладки асфальта подробно рассматриваются в различных нормативных документах: государственных стандартах, строительных нормах и правилах, технических рекомендациях, а также отраслевых дорожных методических указаниях. Для получения подробной информации по теме укладки холодного и горячего асфальта можно обратиться к следующим документам:
- СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85»;
- ТР 103-07 «Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона»;
- ГОСТ Р 58831-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Покрытия асфальтобетонные. Общие правила устройства при неблагоприятных погодных условиях»;
- ОДМ 218.3.102-2017 «Методические рекомендации по устройству асфальтобетонных покрытий при неблагоприятных погодных условиях»;
- ОДМ 218.6.1.003-2021 «Методические рекомендации по технологиям устранения деформаций и повреждений с использованием различных типов специальных асфальтобетонных смесей при выполнении неотложных работ».
Эти документы содержат рекомендации и обязательные требования к технологиям укладки асфальта в различных условиях, включая рекомендации по температурным режимам, используемым материалам и требованиям к подготовке оснований. Соблюдение этих нормативов позволяет обеспечить качество и долговечность дорожного покрытия, что особенно важно при строительстве и ремонте автомобильных дорог общего пользования.
ГОСТы и предварительные стандарты на асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны
Кроме нормативных документов, описывающих технологии укладки асфальта, также существуют ГОСТы и предварительные стандарты, которые регулируют требования к самим асфальтобетонным смесям и асфальтобетонам. Среди них можно выделить:
- ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия»;
- ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия»;
- ГОСТ Р 58401.1-2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования»;
- ГОСТ Р 58401.2-2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования»;
- ГОСТ Р 58406.2-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси горячие асфальтобетонные и асфальтобетон. Технические условия»;
- ГОСТ Р 58406.1-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-мастичные асфальтобетонные и асфальтобетон. Технические условия»;
- ГОСТ Р 54401-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси литые асфальтобетонные дорожные горячие и асфальтобетон литой дорожный. Технические условия»;
- ПНСТ 362-2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные холодные и асфальтобетон. Технические условия»;
- ПНСТ 358-2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон теплые. Технические условия».
Применение технологий укладки асфальта требует высокого уровня профессионализма от исполнителей. Подбор подходящего типа и марки асфальтобетона, использование соответствующей дорожной техники, правильный выбор битума, соблюдение температурных режимов на различных стадиях укладки, а также подбор материала для поверхностной обработки зависят от множества факторов, таких как категория дороги, интенсивность движения, климатические условия и многое другое. В каждом конкретном случае могут применяться собственные стандарты организации, однако главная цель остается неизменной — достижение соответствия готовой дорожной одежды национальным требованиям и обеспечение движения к созданию единой, качественной транспортной инфраструктуры.
Таким образом, выполнение технологических операций согласно стандартам и нормативам позволяет обеспечивать высокое качество дорожных покрытий, что способствует безопасности и комфорту участников дорожного движения. Соблюдение технологической дисциплины и использование качественных материалов, в свою очередь, гарантируют долгий срок службы покрытия и минимальные затраты на его обслуживание в процессе эксплуатации.