Технология укладки асфальта

Технология укладки холодного и горячего асфальта

Опыт решения задач, стоящих перед предприятиями дорожной отрасли в области строительства и обслуживания объектов транспортной и социальной инфраструктур, определил использование двух эффективных технологий укладки асфальта. Каждая из них предназначена для выполнения своих целей: одна хорошо подойдет для ямочного ремонта во дворе жилого дома, другая — для устройства новой четырехполосной дороги федерального значения. Обе технологии во многом похожи, а их основное отличие заключается в температуре используемого при укладке материале. Так, технологии укладки асфальта разделяют на:

технологию укладки холодного асфальта
технологию укладки горячего асфальта

Как следует из названий технологий, в первом случае используют холодный асфальт: в соответствии с ГОСТом его температура во время проведения дорожных работ должна быть не менее 5 °С. Сохранение физико-механических свойств материала при такой низкой температуре — заслуга добавляемого при производстве смеси вяжущего: жидкого нефтяного дорожного битума или модифицированного жидкого органического вяжущего, в том числе битумно-полимерного или гелеобразного. Конечно, такая «способность» смеси влияет на прочность будущего асфальтобетона. Так, покрытие, полученное в результате укладки холодного асфальта, обладает более низкими эксплуатационными характеристиками по сравнению с покрытием, полученным в результате укладки горячего асфальта. Преимущества холодной смеси заключаются в другом — во-первых, в возможности устройства слоев дорожной одежды на большом расстоянии от асфальтобетонного завода, а во-вторых, в необходимости использования минимального количества дорожной техники при ямочном ремонте, что значительно упрощает обслуживание дорог.

Вторая технология — укладка горячего асфальта — наиболее широко применяется при возведении новых дорог, а также при реконструкции и капитальном ремонте старых покрытий. Уплотнение смеси в горячем виде способствует повышению адгезии компонентов материала, увеличению показателей прочности и износостойкости асфальтобетона после остывания. В соответствии с ГОСТом, при использовании этой технологии температура горячей смеси в начале выполнения дорожных работ должна быть не менее 110 °С. При этом, в зависимости от вида асфальтобетона, начальная температура может быть другой. К примеру, асфальт с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ) укладывают при температуре от 100 °С, а литой асфальт — от 190 °С.

Суть двух технологий укладки асфальта сводится к тому, что при холодной укладке, в основном, работают с холодным материалом, а при горячей — с горячим.

Свод правил на автомобильные дороги точно определяет погодные условия, при которых укладывают асфальт — работы должны производиться только в сухую погоду: весной и летом при температуре воздуха не ниже 5 °С, а осенью — не ниже 10 °С. При этом, работа с горячей смесью возможна и при более низкой температуре воздуха — до 0 °С, но это допускается только при соблюдении некоторых требований: толщина нового слоя должна быть не менее 4 см, при производстве в смесь добавлены ПАВ или активированные минеральные порошки, верхний слой будет уложен на свежий нижний слой асфальтобетона до его остывания, и других.

В особых случаях, в целях обеспечения безопасности движения и предотвращения разрушений нижних слоев дорожной одежды на дорогах общего пользования (за исключением автомагистралей и скоростных дорог), укладка асфальтобетонной смеси может быть реализована даже при неблагоприятных условиях, которые характеризуются пониженной температурой — до минус 10 °С, а также могут сопровождаться осадками в виде моросящего дождя или слабого снегопада. В таком случае для укладки асфальта используют холодную, теплую или литую смесь, горячую смесь с добавлением ПАВ, вспененного битума или других добавок.

Укладка холодного асфальта

Покрытие, полученное в результате укладки холодного асфальта, менее прочное, чем покрытие, созданное из горячего асфальта, — это способствует тому, что холодную смесь редко применяют для устройства автомобильных дорог. Хотя в предварительном стандарте на холодную асфальтобетонную смесь точно указано, что ее можно использовать при строительстве дорог III, IV и V категорий. Основное предназначение холодного асфальта — это возведение пешеходных дорожек, создание отмосток, ремонт покрытий после прокладки инженерных сетей, а также ямочный ремонт существующих дорог и тротуаров.

Обе технологии — укладка холодного асфальта и укладка горячего асфальта — условно состоят из трех этапов: подготовки нижележащего слоя, выравнивания и уплотнения смеси, обработки поверхности. Перед укладкой холодного асфальта, на основании проектно-изыскательских работ, осуществляют разметку участка, реализуют выемку грунта или его укрепление, готовят основание. В качестве нижележащего слоя обычно выступает слой фракционного щебня или щебеночно-гравийно-песчаная смесь, при необходимости обработанная вяжущим. Чтобы поверхность основания содержала минимальное количество пустот, — производят расклинцовку, используя для этого щебень, в том числе черный. Перед укладкой смеси основание уплотняют, выравнивают, дополнительно покрывают тонким слоем битумной или полимерно-битумной эмульсии, жидким или вязким битумом.

Холодный асфальт выгружают на основание дорожной одежды штабелями или сразу отправляют в асфальтоукладчик. С помощью него, грейдера или ручного труда, смесь выравнивают. Чтобы толщина будущего асфальтобетона соответствовала требованиям проектной документации, толщина неуплотненной смеси должна быть на 60—70% больше запланированной. Уплотнение производят катками на пневматических шинах и гладковальцовыми катками, а в труднодоступных для техники местах — виброплитами или трамбовками. Окончательное уплотнение покрытия происходит уже в процессе эксплуатации.

Укладку холодных смесей, за исключением смесей с добавлением активированных минеральных материалов, рекомендуется заканчивать за 15 дней до момента наступления периода осенних дождей.

При необходимости придания поверхности шероховатости, ее равномерно покрывают тонким слоем песка или мелкого щебня, в том числе черного.

При небольшом ямочном ремонте применяют холодную смесь в мешках. Перед тем как уложить материал, асфальтобетон вокруг выбоины обрезают фрезеровальной машиной так, чтобы получился квадрат или прямоугольник, — их называют «картами». При этом стенки таких карт после фрезерования должны быть строго вертикальными по всему периметру. Выбоину очищают от воды, снега, грязи и пыли, используя для этого специальные щетки, воздуходув, а при отрицательных температурах — инфракрасный нагреватель. После этого дно, стенки и края карты обрабатывают тонким слоем жидкого битума или битумной эмульсией. Перед процессом укладки мешки встряхивают, а уже после вскрывают и выгружают материал в выбоину. Смесь равномерно раскатывают граблями. При этом толщина холодного асфальта должна быть на 30—50% больше глубины выбоины, чтобы при уплотнении уровень покрытия нового слоя совпадал с уровнем покрытия старого асфальтобетона. Если глубина выбоины составляет 5 см, то смесь укладывают в один слой, если 10 см — в 2 слоя, а если больше 10 см, то на дно выбоины подсыпают щебень. Уплотнение производят от края карты к центру, используя виброплиту, либо ручную трамбовку. При необходимости создания шероховатости, отремонтированную часть асфальта посыпают мелким щебнем или песком. Движение транспорта открывают сразу после окончания ремонта.

К технологии укладки холодного асфальта можно отнести создание покрытия из асфальтовой крошки. В этом случае на предварительно уплотненное основание, которое может состоять из песка и щебня, песчано-гравийной смеси, боя бетона или других материалов, укладывают слой асфальтогранулята. После уплотнения гладковальцовыми катками, поверхность обрабатывается битумной эмульсией с помощью специальной машины — гудронатора. Движение по такому покрытию также открывают сразу после завершения работ.

Технология укладки горячего асфальта

Для устройства слоев дорожного полотна с помощью технологии укладки горячего асфальта также проводят предварительные проектно-изыскательские работы, осуществляют разметку участка, реализуют выемку или укрепление грунта, готовят основание, в качестве нижних слоев которого может выступать фракционный щебень и щебеночно-гравийно-песчаная смесь, при необходимости укрепленная вяжущим. Перед укладкой горячей смеси нижележащий слой расклинцовывают, уплотняют, выравнивают, обрабатывают битумной эмульсией, жидким или вязким битумом. Если нижележащий слой — асфальтобетон, который был уложен не более 2-х дней назад, то подгрунтовку не осуществляют.

Горячий асфальт доставляют на объект в кузове грузового автомобиля, а при транспортировке литого асфальта — в кохере — специальной машине, оборудованной системами подогрева и перемешивания смеси. Для того, чтобы снизить температурную и фракционную сегрегацию, которые неизбежно образуются при транспортировке горячего материала в кузове автомобиля, асфальт выгружают не в асфальтоукладчик, а сначала в специальную технику — перегружатель, а уже оттуда по конвейеру подают в асфальтоукладчик.

В редких случаях, и только при устройстве нижнего слоя покрытия и верхнего слоя основания, допускается укладка смеси грейдером. Как правило, укладку горячего асфальта осуществляют асфальтоукладчиком, который способен распределить материал по всей ширине дороги, — это исключает появление продольных швов. При невозможности укладки смеси на всю ширину дороги, используют несколько асфальтоукладчиков, которые двигаются уступом с опережением друг друга на 10—20 метров. Асфальтоукладчик может быть оборудован специальным трамбующим брусом, который предварительно укрепляет поверхность нового слоя перед проездом катков. В этом случае толщина укладываемого слоя должна быть на 15—20% больше проектной. При укладке смеси с содержанием щебня более 40%, техника движется со скоростью 2—3 км/ч, а с содержанием щебня менее 40% — со скоростью 4—5 км/ч. Если в конце рабочего дня участок не заасфальтирован полностью, то устраивают поперечный шов, стенки которого делают вертикальными и обрабатывают битумной эмульсией. В начале следующей рабочей смены перед продолжением работы по укладке, эмульсию на стенках нагревают и асфальтоукладчик продолжает работу.

Уплотнение горячей асфальтобетонной смеси производят с помощью катков на пневмошинах и гладковальцовых катков, — сразу после распределения горячего материала асфальтоукладчиком. Такой подход позволяет избежать появление на поверхности волн, колей и трещин. Чтобы материал не прилипал к вальцам катков, их смачивают водой или однопроцентным раствором отходов мыловаренной промышленности.

Для придания поверхности шероховатости, ее посыпают песком или мелким щебнем, в том числе черным. Катки вдавливают каменный материал в свежеуложенный слой, тем самым обеспечивая будущее надежное сцепление колес автомобилей с дорогой в условиях повышенной влажности.

Движение транспорта рекомендуют открывать не ранее, чем через сутки после окончания работ, при этом в первые 2—3 дня — желательно ограничить скорость движения автомобилей до 40 км/час. В отдельных случаях, например, при укладке литой смеси, движение транспорта открывают в момент снижения температуры асфальтобетона до температуры воздуха, но не ранее, чем через 3 часа после завершения работ.

При ремонте покрытий применяют асфальтобетонную смесь того же типа, что и асфальтобетон, который уже используется в качестве слоя дорожной одежды. Ямочный ремонт, также как и при использовании холодных смесей, производят картами, а при необходимости реконструкции дорог — слой асфальта срезают специальной техникой — самоходной фрезой, а уже на старый нижележащий слой асфальта укладывают горячий асфальт по технологии, описанной выше.

Технология укладки асфальта: ГОСТы, СНиПы, ОДМ

Обе технологии укладки асфальта подробно представлены в нескольких документах: государственных стандартах, строительных нормах и правилах, технических рекомендациях и отраслевых дорожных методических документах. Так, в получении информации по тематике укладки холодного и горячего асфальта, будут полезны:

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»

А также ГОСТы и предварительные стандарты на сами асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны:

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 двух технологий укладки асфальта на практике потребует от исполнителя высокого уровня знаний и профессионализма. Подходящие тип и марка асфальтобетона, соответствующая дорожная техника, использование определенного битума, температура смеси на разных этапах укладки, необходимый материал для поверхностной обработки, — все это зависит от конкретной категории дороги, интенсивности движения, климатической зоны, и много другого. В каждом конкретном случае стандартами организации могут быть установлены свои подходы к выполнению процесса укладки асфальта. Главное, чтобы готовая дорожная одежда соответствовала национальным требованиям, а результат работы — способствовал движению отрасли к выполнению одной из наиболее важных целей — созданию единой качественной транспортной инфраструктуры в нашей стране.