|
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
СССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ Одобрены
Техническим управлением Москва
1974 МЕТОДИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БИТУМОМИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В
РАЙОНАХ СУРОВОГО КЛИМАТА И ВЫСОКОЙ ВЛАЖНОСТИ (В ТОМ ЧИСЛЕ В НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ
РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ). Союздорнии. М., 1974. Разработаны
в развитие действующих нормативно-технических документов применительно к
региональным условиям II
дорожно-климатической зоны в пределах Западной Сибири. По
условиям строительства и эксплуатации дорожных покрытий из битумоминеральных
материалов район разделен на две подзоны. Для каждой из подзон рекомендованы
конкретные типы асфальтобетонных и битумоминеральных смесей. Даны рекомендации
по использованию в составе асфальтобетонных и битумоминеральных смесей щебня из
отходов горнорудных предприятий Урала и Кузбасса, а также местных гравийных
материалов и керамдора. Табл.
- 3, рис. - 1, приложений - 6. ПРЕДИСЛОВИЕ
В
ряде районов нашей страны, в частности в Западной Сибири, включая развивающиеся
районы добычи нефти и газа в Тюменской и Томской областях, до настоящего
времени не накоплено достаточного положительного опыта строительства, ремонта и
содержания дорожных покрытий из битумоминеральных материалов. В
связи с этим Омским филиалом Союздорнии проведены исследования службы
битумоминеральных покрытий в районах с суровым климатом II дорожно-климатической зоны (в пределах
Западной Сибири). Настоящие
«Методические рекомендации по применению битумоминеральных материалов для
дорожных покрытий в районах сурового климата и высокой влажности (в том числе в
нефтегазоносных районах Западной Сибири)» разработаны в развитие действующих
нормативно-технических документов (СНиП 1-Д.2-70, ГОСТ
9128-67, ГОСТ 17060-71). В
них рассмотрены вопросы выбора рациональных типов асфальтобетонных и
битумоминеральных смесей применительно к конкретным климатическим условиям, а
также использования некоторых местных материалов и отходов горнорудной
промышленности в составе битумоминеральных смесей. В
«Методических рекомендациях» не освещаются вопросы выбора конструкций дорожных
одежд и типа покрытий (жесткие или нежесткие). Эти вопросы должны решаться на
основе технико-экономического сравнения вариантов. «Методические рекомендации» предназначены
для широкой опытной проверки при строительстве битумоминеральных покрытий во II дорожно-климатической зоне (в пределах
Западной Сибири). «Методические рекомендации» составили
кандидаты технических наук Н.В. Матлаков, Ю.Е. Никольский и инженеры А.С.
Барановский и А.Г. Широков. Замечания
и пожелания по данной работе просьба направлять по адресу: 143900 Московская
обл., Балашиха-6, Союздорнии, или Омск-80, проспект Мира, 3, Омский филиал
Союздорнии. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Настоящие «Методические рекомендации»
предназначены для руководства при проектировании асфальтобетонных и
битумоминеральных смесей и строительстве из них дорожных покрытий в районах с
суровым климатом и высокой влажностью. 2. Показатели физико-механических свойств и
структуры асфальтобетонных и битумоминеральных смесей должны
соответствовать требованиям ГОСТ
9128-67 «Смеси асфальтобетонные (горячие и теплые) дорожные и аэродромные.
Технические требования» и ГОСТ 17060-71 «Смеси битумоминеральные (горячие,
теплые, холодные) дорожные и аэродромные. Технические условия». Исходные
материалы: щебень, песок, минеральный порошок и битум - должны соответствовать
требованиям действующих ГОСТов (ГОСТ
8267-64, ГОСТ 10260-62, ГОСТ 8736-67, ГОСТ
9128-67, ГОСТ 17060-71, ГОСТ 11954-66, ГОСТ 11955-66,
ГОСТ 1544-52, ГОСТ 1972-52). 3. Строительство дорожных покрытий из
асфальтобетонных и битумоминеральных смесей должно осуществляться в
соответствии с указаниями «Инструкции по строительству дорожных
асфальтобетонных покрытий» ВСН 93-73 и «Инструкции по устройству покрытий и
оснований из щебня (гравия), обработанного органическими вяжущими» ВСН
123-65. 4. К
районам с суровым климатом и высокой влажностью относятся территории, для
которых характерны значения средней температуры самого холодного месяца
(января) ниже -17 °С и комплексного показателя влажности -
индекса сухости - менее 1,0. В Западной Сибири - это вся
территория II
дорожно-климатической зоны (см. рисунок). 5. Условия работы дорожных покрытий из битумоминеральных
материалов следует характеризовать расчетными температурами (летней и зимней)
покрытия и количеством переходов температуры покрытия через 0 °С в течение
года. В рассматриваемом районе расчетные зимние температуры покрытия составляют
от -32 до -38 °С; летние температуры
покрытия - от +42 до +48°; количество переходов температуры покрытия через 0 °С
в течение года составляет от 58 до 64. По
условиям работы дорожных покрытий в этом районе выделено две подзоны: 1-я
(северная) - с расчетными температурами покрытия ниже -35 °С зимой и до +45 °С
летом; 2-я (южная) - с расчетными температурами покрытия до -35 °С зимой и выше
+45 °С летом (приложение 1). Продолжительность
сезона строительства покрытий из битумоминеральных материалов составляет: в
первой подзоне - 70 - 90 дней (из горячих смесей) и 100 - 150 дней (из теплых
смесей); во второй подзоне 80 - 110 дней (из горячих смесей) и 140 - 170 дней
(из теплых смесей). РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТИПЫ СМЕСЕЙ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ6. Тип асфальтобетонной или
битумоминеральной смеси по зерновому составу и марку вяжущего выбирают с учетом
назначения слоя покрытия, интенсивности движения автомобилей и условий работы
дорожного покрытия в конкретном районе. 7. Для дорожных покрытий в рассматриваемом
районе рекомендуются теплые и горячие асфальтобетонные и битумоминеральные
смеси, тип которых назначается исходя из необходимости обеспечения устойчивости
покрытия в различные периоды года (трещиностойкость - зимой,
водо- и морозостойкость - весной и осенью, сдвигоустойчивость - летом). 8. Асфальтобетонные смеси I марки наиболее приемлемы для устройства
покрытий на дорогах I и II категорий, а II марки - на дорогах II и III категорий. Применение асфальтобетонных
смесей I марки на
дорогах III
категории и асфальтобетонных смесей II марки на дорогах IV категории возможно при условии экономической целесообразности. Битумоминеральные
смеси (I
марки) следует применять на дорогах III и IV категорий. 9. Для верхнего
слоя двухслойных покрытий, а также для однослойных покрытий в рассматриваемом
районе рекомендуются (табл. 1) горячие и теплые смеси плотных составов:
асфальтобетонные - типов Б, В и Г (ГОСТ
9128-67) и
битумоминеральные (ГОСТ 17060-71). В качестве вяжущего следует применять вязкие
нефтяные дорожные битумы марок БНД-90/130 (для горячих смесей), БНД-130/200 и
БНД-200/300, а также жидкие битумы, густеющие со средней скоростью, марки
СГ-130/200. Таблица 1
10.
Для устройства нижнего слоя двухслойных покрытий на порогах I и II категорий следует применять горячие крупно-
или среднезернистые пористые асфальтобетонные смеси с использованием битума
марки БНД-90/130; на дорогах III и IV
категорий возможно применение теплых крупно- или среднезернистых смесей
(асфальтобетонных и битумоминеральных) с использованием битума марки
БНД-130/200. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ И БИТУМОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ11. Щебень
для приготовления асфальтобетонных и битумоминеральных смесей должен отвечать
требованиям табл. 2. 12. В составе асфальтобетонных и
битумоминеральных смесей рекомендуется применять щебень из отходов горнорудных
предприятий Урала (Первоуральского и Высокогорского) и Кузбасса (рудники
Шерегеш, Шалым, Таштагол, Темир-Тау, Каз, Абаканский железный рудник (приложение
2
и 3)). Щебень
из отходов дробильно-обогатительных фабрик Гороблагодатского рудоуправления и
Качканарского горно-обогатительного комбината разрешается использовать для
строительства покрытий на дорогах II - IV категорий в составе асфальтобетонных смесей II марки (тип В), а также битумоминеральных
смесей I
марки. 13. Щебень из гравия местных месторождений
(Калиновореченского, Салехардского, Томского и Кулаковского), удовлетворяющий
требованиям ГОСТ 10260-62, и щебень из гравия (с содержанием дробленых зерен 50
- 70 %), полученный в дробилках ударного действия, рекомендуется использовать в
составе асфальтобетонных смесей II марки и битумоминеральных смесей для строительства
покрытий на дорогах III
- IV
категорий с интенсивностью движения до 2000 авт/сутки. Для
получения качественного материала необходима предварительная переработка
гравийно-песчаных смесей перечисленных месторождений, включающая отделение от
исходной смеси мелких фракций (мельче 5 - 10 мм), содержащих, как правило,
значительное количество пылеватых и глинистых частиц. 14. Для приготовления битумоминеральных
смесей, а также асфальтобетонных смесей II марки (тип В) вместо привозного щебня
можно применять искусственный каменный материал - керамдор полученный из
природного глинистого сырья Локосовского, Воронинского, Каменномысовского
месторождений Тюменской области и Большеуковского, Знаменского,
Седельниковского месторождений Омской обл. При
проектировании состава минеральной части смесей с использованием керамдора
следует ограничивать его содержание 45 % по объему; содержание минерального
порошка (частиц мельче 0,071 мм) в смеси должно быть не менее 12 %. Кроме того,
необходимо учитывать значительную разницу объемного веса керамдора и остальных
компонентов минеральной части смеси (песка и минерального порошка), для чего
его весовое содержание следует уменьшить на величину K (приложение 4): где gк
- объемный вес керамдора; gп.м.п - объемный вес песка, минерального
порошка. Таблица 2
Примечания: 1. Количество лещадных и игольчатых
зерен в щебне допускается для асфальтобетонных смесей типа Б - до 25, типа В -
до 35 % по весу. 2. Содержание
зерен слабых и выветрелых пород в щебне не должно превышать 15 %. 15. Модуль крупности (mк) песка для асфальтобетонных и битумоминеральных смесей должен
быть более 2,0. Этот модуль крупности характерен для
среднезернистых песков Омск-Иртышского и Обского месторождений, а также для
классификационного песка, полученного в процессе переработки гравийно-песчаной
смеси Калиновореченского месторождения. Применение
песков с модулем крупности менее 2,0 (Полысаевское месторождение Кемеровской области,
Томское месторождение Томской области, Сургутское месторождение Тюменской
области и др.) в смесях непрерывной гранулометрии допускается при условии
обогащения этих песков добавкой крупного песка или высевок. При
отсутствии крупно- или среднезернистых песков и невозможности обогащения мелких
и тонких песков отходами камнедробления проектирование смесей необходимо вести
по принципу прерывистой гранулометрии. 16. Минеральный
порошок может быть приготовлен на базах дорожно-строительных организаций
путем помола в шаровых или вибрационных мельницах известняков Сухоложского
щебзавода (Свердловская обл.), Мозжухинского и Яшкинского карьеров (Кемеровская
обл.), высевок Искитимского карьера (Новосибирская обл.), а также отходов
асбестообогатительных фабрик. В
качестве минерального порошка для асфальтобетонных смесей II марки и битумоминеральных смесей в
рассматриваемом районе могут быть применены отходы асбестообогатительных фабрик
(г. Асбест, Свердловская обл.), ферро-хромовая пыль (отходы металлургического производства,
г. Челябинск), инертная пыль (Калзагайская фабрика инертной пыли, Кемеровская
обл.), а также золы уноса ТЭС (приложение 5) и отходы цементной
промышленности. Для
повышения водо- и морозостойкости битумоминеральных материалов, а также
улучшения технологии приготовления и укладки смесей в покрытие минеральные
порошки рекомендуется активировать в процессе их размола 1,5 -
2,5 % активирующей смеси, состоящей из вязкого битума и поверхностно-активного
вещества, взятых в соотношении 1 : 1. 17. Битумы,
рекомендуемые для приготовления асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в
рассматриваемом районе, перечислены в п. 9. При
отсутствии битумов указанных марок для приготовления теплых смесей допускается
применять разжиженные битумы, получаемые путем смешения битума марки БНД-60/90
или БНД-90/130 с разжижителями (керосин, моторное топливо, топочный мазут,
каменноугольный деготь и т.п.). Количество разжижителя зависит от типа
разжижителя, марки исходного битума и требуемой вязкости разжиженного битума
(табл. 3). 18. Разжижители должны отвечать требованиям
ГОСТ: керосин - ГОСТ 1842-52*; топливо моторное для тихоходных дизелей ГОСТ
1667-68; мазут (жидкое котельное топливо) - ГОСТ 10585-63;
каменноугольный деготь - ГОСТ
4641-49*. Разжиженные
битумы с глубиной проникания (П25) 130 - 200 и 200 - 300 могут не
соответствовать ГОСТ 11954-66 по глубине проникания при 0 °С, температуре
размягчения, растяжимости, температуре хрупкости, по свойствам остатка после
прогрева и температуре вспышки. 19. Поверхностно-активные
вещества (ПАВ) применяют в составе асфальтобетонных и битумоминеральных
смесей для повышения водо- и морозостойкости покрытий за счет улучшения
сцепления битума с минеральной поверхностью, для замедления процессов старения
и повышения деформативной способности покрытия при отрицательных температурах. В
битумоминеральные и асфальтобетонные смеси с использованием керамдора,
гравийных материалов и отходов горнорудных предприятий необходимо вводить
поверхностно-активные вещества, улучшающие сцепление битума с минеральной
поверхностью. Таблица 3
Примечание. Количество разжижителя уточняется
лабораторными испытаниями. В
качестве ПАВ рекомендуются анионактивные вещества, продукты органического синтеза,
смолы твердых топлив и полимеры, выпускаемые промышленностью Сибири. К числу
этих добавок относятся окисленный рисайкл, каменноугольная тяжелая смола
полукоксования, кубовые остатки производства a-метилстирола,
кубовые остатки производства этилбензола и бутилбензола, синтетический каучук
СКМС-30. Краткая характеристика этих веществ приведена в приложении 6. 20. Выбор поверхностно-активных веществ и технология
их введения в битум должны соответствовать требованиям «Инструкции по
использованию поверхностно-активных веществ при строительстве дорожных покрытий
с применением битумов» ВСН 59-68. 21. Синтетический каучук перед введением в
битум необходимо растворить в смоле группы «М» (кубовые остатки производства a-метилстирола) в соотношении 1:20. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Показатели условий работы конструкции и
строительства черных дорожных покрытий
Приложение 2
Поставщики привозных каменных материалов
Приложение 3
Физико-механические свойства щебня
Приложение 4
Пример проектирования минеральной части
битумоминеральной смеси с использованием керамдора
Наибольшее
распространение в настоящее время получило проектирование минеральной части
асфальтобетонных и битумоминеральных смесей по принципу подбора
гранулометрического состава, обеспечивающего его оптимальную плотность. Этот
метод положен в основу проектирования гранулометрического состава смеси
действующими нормативными документами. В этих документах (ГОСТ
9128-67, ГОСТ 17060-71) содержание зерен минерального материала указано в
процентах по весу материала. При таком проектировании в случае незначительных
расхождений в объемном весе используемых материалов (щебень, песок, минеральный
порошок) сохраняется принцип создания оптимальной плотности минеральной части
смеси. В
случае использования в составе битумоминеральной смеси керамдора, имеющего по
сравнению с другими материалами значительно меньший объемный вес,
проектирование минеральной части осуществляется указанным выше методом. Однако,
если не учесть разницу в объемном весе составляющих материалов, то
запроектированная минеральная часть смеси не будет обладать оптимальной
плотностью. Поэтому при назначении компонентного состава смеси в целях
сохранения оптимальной плотности смеси и необходимо ввести корректировку на
весовое содержание керамдора. Так, например, в результате подбора был
запроектирован следующий компонентный состав смеси: % Керамдор фракции 5 - 15 мм................. 30 Керамдор фракции 0 - 5 мм................... 10 Песок........................................................ 45 Минеральный порошок.......................... 15 Объемный
вес керамдора - 2,10 г/см3; песка - 2,60 г/см3;
минерального порошка - 2,62 г/см3. При
весовой дозировке разница в объемном весе песка и минерального порошка не
окажет существенного влияния на запроектированную плотность минеральной части
смеси. Весовое
содержание керамдора должно быть скорректировано следующим образом: Керамдор фракции 5 - 15 мм - %; Керамдор фракции 0 - 5 мм - %; Следовательно,
окончательный компонентный состав смеси будет: % Керамдор фракции 5 - 15 мм................. 24,3 Керамдор фракции 0 - 5 мм................... 8,1 Песок........................................................ 45 Минеральный порошок.......................... 15 Именно
такой состав обеспечит оптимальную (запроектированную) плотность минеральной
части смеси. Приложение 5
Общие технические требования к золам уноса тепловых
электростанций, применяемым для приготовления битумоминеральных смесейх)
Примечание. Пористость, коэффициент водостойкости и
битумоемкости золошлаковых смесей определяются для той их части, которая
проходит сито с отверстиями размером 0,315 мм. х) Требования разработаны Союздорнии и
утверждены Техническим управлением Минтрансстроя. Приложение 6
Рекомендуемые поверхностно-активные добавки
Примечание. Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94
используется в качестве одной из составляющих активирующей смеси для активации
минеральных порошков. СОДЕРЖАНИЕ |
|