Технология строительства дороги из щебня: практические советы. Устройство щебеночного покрытия (основания) автомобильных дорог по способу пропитки битумом Инструменты и вещества, которые пригодятся с целью осуществления данной деятельности

При устройстве основания дорожного полотна особое значение придается двум главным вещам — материалам и уплотнительной технике. Если вспомнить основы ТОС (технология организации строительства дорог), который преподают для всех дорожно-строительных специальностей, то там говорится о ряде требований и рекомендаций, которые со временем либо игнорируются, либо просто забываются. Тем же, кто ищет пути строительства прочного и долговечного щебеночного покрытия, мы бы хотели дать пару заметок по этой теме.

Вся процедура уплотнения фракционного щебня на практике занимает 4 этапа.

На первом этапе работ осуществляют подготовку основания путем выравнивания и уплотнения грунта.

Для уплотнения земляного полотна используют следующую технику:

— если уплотняемая толщина слоя грунта составляет от 8 до 16 см, то рекомендуется использование гладковальцовых катков (без вибпроплиты);

— катки на пневмошинах применяют при любых типах грунтов, но рекомендуемая толщина слоя уплотнения должна составлять в данном случае от 30 до 40 см;

— в случае уплотнения скальных пород грунта используют решетчатые катки. Толщина уплотнения от 25 до 30 см;

— вибрационные катки чаще всего используются на песчаных дренирующих грунтах. Толщина уплотняемого слоя составляет от 40 до 60 см;

— когда речь заходит об уплотнении грунтов в стесненных условиях, а так же на болотах, рекомендуется использовать трамбующие машины. Эффективная толщина уплотняемого ими слоя составляет от 50 до 60 см.

На втором этапе устраивается прослойка щебня фракции 40-70мм из расчета 70% от общего объема слоя. Данный слой щебня разравнивается автогрейдером, или бульдозером в зависимости от длины захватки и уплотняется гладковальцовыми катками массой 6 – 8 тонн (от 8 до 10 проходов по следу).

На третьем этапе осуществляется вывозка и распределение мм из расчета 20% от общего объема. Далее происходит разравнивания слоя и уплотнение катками 8 – 10 т. (10 проходов по следу) с поливкой водой (расход – 5% от объема щебня).

На четвертом этапе завозится каменная мелочь фр 3/5-10 мм из расчет около 10 % от общего объема. Данный щебень разравнивается и уплотняется тяжелыми катками массой 10-15 тонн (15-20 проходов по следу) с поливкой водой (расход см. выше).

Подобная схема уплотнения обеспечивает высокую прочность конструкции. Качество уплотненного слоя оценивают по следующим признакам:

— отсутствие следа после прохода катка;

— щебенка брошенная под задний валец раздавливается;

— при выдергивании щебенки ломом «по типу рычага» должно подниматься покрытие в радиусе полуметра.

В ходе устройства щебеночного покрытия из фракционного щебня возможны следующие дефекты:

— образование волны (причины – слабое основание, большой вес катка, высокая скорость движения катка);

— перекат (образуется из-за лишнего количества проходов по следу);

— «мертвые поля» (образуются из-за проникания песка в слой щебня).

Во избежание загрязнения щебеночное основание должно быть уплотнено в течение суток. Щебень уплотняют катками ДУ-49А, ДУ-65 и ДУ-52. Уплотнение начинают с обочин и постепенно перемещаются к оси дороги с перекрытием предыдущей укатанной полосы на 1/3 ширины катка, не менее чем за 30 проходов по одному следу. Первые проходы каток делает со скоростью 1.5-2 км/ч, в конце уплотнения скорость может быть повышена до максимальной. Количество проходов 3-4 на каждой полосе по мере приближения к середине автодороги уменьшается до одного. Достигнув середины каток возвращается к обочине и уплотнение повторяют в том же порядке. Поливку щебня начинают после трех проходов катка и ведут ее перед катком. Норма разлива 15-20 л/м 2 . Признаком достаточного увлажнения служит влажное состояние нижней грани щебня, лежащей на поверхности основания. При трудноуплотняющемся щебне слой перед расклинцовкой обрабатывают органическим вяжущим (2.5 л/м 2). Уплотнение закончено, если перед вальцем нет волны и не остается следа, а щебень не вдавливается в уплотняемый слой. При устройстве верхнего слоя основания распределение и уплотнение щебня ведут в том же порядке, что и при нижнем слое. При первых 3-4 проходах задний валец катка на 1/2 своей ширины должен покрывать обочину. Длина сменной захватки определятся производительностью катков.

Устройство асфальтобетонного покрытия

Асфальтобетонная сместь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 9128-97, температура смеси при укладке должна быть для зернистых смесей 120-160 0 С, для песчаных 100-130 0 С, укладку ведут приt о.с. > 5 0 С весной и > 10 0 С осенью. Перед укладкой смеси (1-6 ч) необходимо обработать поверхность битумом. Укладка асфальтобетонной смеси производится асфальтоукладчиком ДС-1 с трамбующим брусом и виброплитой. Скорость укладки 2-3 м/мин. Уплотнение смеси начинают сразу же после ее укладки с начала гладковальцевым катком массой 10-13 т, катком на пневмошинах массой 16 т или вибрационным ДУ-50 массой 6-8 т за 3 прохода по одному следу. Затем гладковальцевым катком ДУ-49А, ДУ-65 массой 11-18 т за 18 проходов по одному следу. Скорость катков вначале укатки не должна превышать: гладковальцевых – 5 км/ч; вибрационных –3 км/ч; на пневмошинах – 10 км/ч.

При первом проходе гладковальцевого катка ведущие вальцы должны быть впереди. При укладке асфальтобетонной смеси разогрев кромок уплотненной полосы производят с помощью инфракрасных излучателей, а при их отсутствии разогревают кромки путем укладки на полосу горячей смеси шириной 10-12 см. После разогрева кромки смесь сдвигают на укладываемую полосу до ее уплотнения. При укладке сопряженными полосами в процессе уплотнения одной полосы вальцы катка не должны приближаться более, чем на 10 см к кромке сопряжения. Уплотнение следующей полосы надо начинать по продольному сопряжению. Поперечные сопряжения полос должны быть перпендикулярны оси дороги. Длина одиночной полосы укладки должна соответствовать табл. 5 с учетом погодных условий. Коэффициенты уплотнения слоев дорожной одежды должны быть не ниже: 0.99 – для плотного асфальтобетона из горячих смесей типов А и Б; 0.98 – для плотного асфальтобетона из горячих смесей типов В, Г, Д, пористого и высокопористого асфальтобетона; 0.96 – для асфальтобетона из холодных смесей.

Таблица 11

Устройство дополнительных слоев из песка.

Допускаемые отклонения

Таблица 12

Устройство щебеночных оснований.

Допускаемые отклонения

Таблица 13

Устройство асфальтобетонных покрытий.

Допускаемые отклонения

Таблица 14

Операционный контроль ППС

Операции

Состав

контроля

Кто контролирует

Способ

контроля

Время

контроля

Скрытые

работы

Подготовительные работы

Высотные отметки дна корыта, его уклоны, ровность и плотность

геодезист,

лаборатория

Нивелир, шаблон, мерная лента, лаборатория

До вывоза материалов слоя

лаборатория

Нивелир, шаблон, мерная лента, шпилька, лаборатория

До уплотнения

Уплотнение слоя

Послойность уплотнения, поперечный профиль, ровность поверхности, плотность, схема укатки, влажность, толщина уплотняемого слоя

лаборатория

Нивелир, рейка, шаблон, мерная лента, лаборатория

При уплотнении

Трубчатый дренаж

Положение в плане, вертикальные отметки, уклоны, чистота выхода дренажа

геодезист

Теодолит, нивелир, шаблон, визуально

В процессе работы

Таблица 15

Операционный контроль щебеночного основания

Операции

Состав

контроля

Кто контролирует

Способ

контроля

Время

контроля

Скрытые

работы

Подготовительные работы

Высотные отметки нижележащего слоя, поперечные уклоны, ровность, плотность и ширина

геодезист,

лаборатория

Нивелир, шаблон, мерная лента, плотномер

До вывоза материалов слоя

Вывоз и распределение материалов

Качество материалов, правильность планировки, поперечные уклоны, толщина слоя до уплотнения, ширина, влажность

лаборатория

Нивелир, шаблон, мерная лента, линейка, лаборатория

До уплотнения

Уплотнение слоя

Послойность упл. поперечных уклонов, ровность поверхности, плотность, влажность, толщина после уплотнения, схема укатки

лаборатория

Нивелир, шаблон, линейка, лаборатория

При укатке

Таблица 16

Операционный контроль асфальтобетонного покрытия

Операции

Состав

контроля

Кто контролирует

Способ

контроля

Время

контроля

Скрытые

работы

Подготовка основания

Очистка от пыли и грязи, заделка выбоин, разравнивание, подгрунтовка, разбивочные работы, установка упорных брусьев, влажность основания

Визуально

Перед укладкой слоя

Доставка смеси, выгрузка, распределение

Температура смеси, ровность, равномерность распределения толщины с учетом коэффициента уплотнения

Термометр, рейка, мерный щуп

В процессе укладки

Уплотнение материала

Режим укатки, уклоны, ровность, тщательность устройства сопряжений, шероховатость

Визуально, шаблон, рейка, контрольный проход катка

В процессе укатки

ыпи земляного полотна высотой 1,5 м при разработке грунта II группы экскаваторами типа ЭО-4225 и перевозке грунта автомобилями-самосвалами устраиваем щебеночное основание из щебня фракции 40-70 мм, обработанного в верхней части пескоцементной смесью по способу пропитки, с использованием для уплотнения самоходного катка на пневмошинах ДУ-100.В технологической карте принята толщина основания в плотном теле 18 см (см.рис.1.5) при глубине обработки пескоцементной смесью 6 см, толщина поверхностного слоя из чистого пескоцемента 2 см, ширина основания 9 м. Пескоцементную смесь из песка и цемента М 400 готовят в грунтосмесительной установке (при расходе цемента 8-12% от массы смеси и расходе воды 6-10%) .

При устройстве щебеночного основания, обработанного в верхней части пескоцементной смесью, выполняют следующие операции:

Подвозку и распределение щебня;

Подготовку щебня к обработке пескоцементной смесью;

Обработку щебня пескоцементной смесью по способу пропитки;

Уплотнение основания;

Уход за основанием;

Рисунок 1.5 Схема щебеночного основания, обработанного в верхней части пескоцементной смесью по способу пропитки

Перед устройством основания из щебня, обработанного пескоцементной смесью, необходимо выполнит

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
190629.КР.1544.ПЗ.
ь следующие технологические операции:

Обеспечить готовность земляного полотна (нижележащего слоя дорожной одежды) в соответствии с требованиями действующих строительных норм и правил;

Подготовить временные подъездные пути для подачи материалов к месту производства работ;

Произвести плановую и высотную разбивку основания, обеспечивающую соблюдение его проектной толщины, ширины и поперечных уклонов;

Обеспечить водоотвод;

Работы по устройству щебеночного основания, обработанного в верхней части пескоцементной смесью, ведутся в разработанной технологической последовательности на трех захватках длиной по 200 м каждая.

На первой захватке выполняются следующие операции:

Доставка щебня фракции 40-70 мм для устройства основания;

Распределение и разравнивание щебня автогрейдером;

Профилирование слоя щебня автогрейдером;

В данной технологической карте щебень доставляют на участок автомобилями-самосвалами КамАЗ-55118 в объеме, необходимом для устройства конструктивного слоя заданной толщины с учетом коэффициента запаса на уплотнение 1,25-1,3, и выгружают на подготовленный нижележащий подстилающий или морозозащитный слой. Щебень выгружают двумя рядами параллельно продольной оси основания. Разравнивание и планировку щебня производят автогрейдером ДЗ-122 за 4 прохода по одному следу, выполняя проходы по челночной схеме с рабочим ходом в одном направлении.

При первом и втором проходах по одному следу выполняют распределение и грубое разравнивание щебня, при третьем проходе - окончательное разравнивание. Во время четвертого прохода производят окончательное профилирование и планировку щебеночного слоя по проектным отметкам с учетом осадки слоя при уплотнении. Первый, второй и третий проход автогрейдера по одному следу начинают от краев основания, двигаясь вдоль обочин и ориентируясь по высотникам разбивки, с постепенным перемещ

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
190629.КР.1544.ПЗ.
ением к середине основания, перекрывая предыдущий след на 0,7-1,3 м. Образовавшиеся излишки щебня используют для заполнения пространства на поверхности основания. Четвертый проход по одному следу начинают с середины основания, двигаясь вдоль оси с постепенным перемещением к обочинам. Излишки щебня также используют для заполнения углублений и пустот. Каждый последующий проход по одному следу начинают после завершения проходов по всей ширине основания. На каждом проходе устанавливаются следующие положения отвала:

При первом и втором проходах по одному следу: угол захвата 40-50°, угол резания до 40°, угол наклона 3-5°;

При третьем проходе: угол захвата 55-60°, угол резания 45-60°, угол наклона по проектному поперечному уклону основания;

При четвертом проходе: начинают планировку с углом захвата отвала 90°, затем угол захвата устанавливают на 60-65°, а угол резания до 40°, угол наклона соответствующим поперечному уклону основания;

На второй захватке выполняются следующие технологические операции:

Увлажнение слоя щебня поливомоечной машиной;

Подкатку щебеночного слоя легким катком;

Для выявления неровностей щебеночного слоя и для обеспечения проезда построечного транспорта щебень подкатывают легким вальцовым катком за 2-4 прохода по одному следу. В карте принята прикатка самоходным гладковальцовым катком ДУ-96. Первый проход катка осуществляют с захватом обочин для обеспечения упора основания. После уплотнения производится увлажнение основания поливомоечной машиной из расчета 3-10 л/ . В качестве поливомоечной машины принята МД 433-03.

На третьей захватке выполняются следующие технологические операции:

Доставка пескоцементной смеси на участок автомобилями-самосвалами;

Распределение пескоцементной смеси автогрейдером;

Вдавливание пескоцементной смеси в щебеночный слой пневмокатками;

Уплотнение основания катком на пневмошинах;

Окончательное уплотнение

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
190629.КР.1544.ПЗ.
основания гладковальцовым катком;

Нанесение пленкообразующего материала на поверхность слоя основания;

Уход за готовым слоем основания;

Пескоцементную смесь доставляют в необходимом количестве автомобилями-самосвалами (принят КамАЗ 55118) и выгружают на щебеночный слой двумя рядами. После выгрузки на поверхность основания пескоцементную смесь разравнивают автогрейдером ДЗ-122 за 3-4 прохода по одному следу. Пескоцементную смесь, распределенную ровным слоем по поверхности щебня, вдавливают в пустоты верхней части щебеночного слоя за 2-3 прохода пневмокатка по одному следу по челночной схеме.

Вдавливание смеси осуществляют немедленно после ее распределения во избежание высыхания тонкого слоя смеси. Эту операцию выполняют самоходным катком на пневматических шинах ДУ-100.Вдавливание пескоцементной смеси начинают от краев основания с постепенным смещением проходов катка к середине основания и перекрытием предыдущего следа на 0,25-0,40 м. При этом скорость катка должна быть 1,5-2 км/ч и движение должно происходить плавно, без рывков.

Для достижения стандартной плотности основания его уплотняют катком ДУ-100 (на пневматических шинах) за 12-16 проходов по одному следу и доуплотняют легким гладковальцовым катком ДУ-96. Для создания упорной части по краям основания делают на 2 прохода больше по одному следу. Укатку щебня начинают также от краев основания с постепенным смещением к середине по челночной схеме, перекрывая предыдущий след на 0,25-0,4 м.

При первых 4-5 проходах каток двигается со скоростью 2-4 км/ч. Последующие проходы выполняют со скоростью 8-10 км/ч. Давление воздуха в шинах при этом должно быть постоянным (0,6-0,8 МПа).Окончательное количество проходов уточняют путем пробной укатки. Отсутствие следа от катка и волны на основании перед ним свидетельствует о необходимой плотности слоя.

Для доуплотнения верхней части основания и ликвидации неровностей от колес пневмокатка производят окончательное уплотнение самоходным гладковальцовым катком за 3-5 проходов по одному следу по челночной схеме. Необходимо учитывать,

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
190629.КР.1544.ПЗ.
что уплотнение основания, включая доставку, разравнивание и вдавливание пескоцементной смеси, ограничено сроками схватывания цемента и не должно превышать 3 ч, а при температуре менее 10°С - не более 5 ч после введения в смесь воды. Для увеличения сроков схватывания в пескоцементную смесь вводят добавки ПАВ.

Сразу после уплотнения основания на поверхность наносят пленкообразующие материалы - помароль, лак-этиноль или битумную эмульсию при норме розлива 0,6-0,8 л/

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

Устройство щебеночного основания и покрытий

Общие положения

Общие положения

1. Контроль качества и приемку работ по устройству щебеночных, гравийных, шлаковых оснований и покрытий автомобильных дорог и мостовых необходимо производить в соответствии с требованиями СНиП 3.06.03-85 .

2. До начала устройства указанных оснований и покрытий должно быть подготовлено земляное полотно и дренаж.

3. В ходе устройства оснований и покрытий в состав контролируемых операций входят:

- завоз и послойное распределение применяемых материалов;

- предварительное уплотнение, профилирование и окончательное уплотнение.

4. При завозе и распределении материалов следует учитывать запас на усадку при уплотнении:

- для песчано-гравийных (щебеночных) смесей оптимального зернового состава и щебня фракций 40-70 и 70-120 мм марки по прочности 800 и более - 25-30%;

- для щебня марок по прочности 300-600 и шлака - 30-50%.

5. Наименьшая толщина распределяемого слоя должна в 1,5 раза превышать размер наиболее крупных частиц и быть не менее 10 см - при укладке на прочное основание и не менее 15 см - при укладке на песок. Максимальная толщина слоя не должна превышать значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1
(СНиП 3.06.03-85 , таблица 5)

Вид материала

Максимальная толщина уплотняемого слоя, см, при применении катков

с гладкими вальцами массой 10 т и более

решетчатых и на пневматических шинах массой 15 т и более

вибрационных и комбинированных массой, т

16 и более

1. Трудноуплотняемый (из изверженных и метаморфических пород марки по прочности 1000 и более, гравий прочный, хорошо окатанный, шлаки остеклованной структуры)

2. Легкоуплотняемый (из изверженных и метаморфических пород марки по прочности менее 1000, осадочные, гравий неокатанный, шлаки с пористой структурой)

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на устройство щебеночных оснований и покрытий.

СТРОИТЕЛЬСТВО ПОКРЫТИЙ ПЕРЕХОДНОГО ТИПА

Покрытия названы переходными потому, что по мере роста интенсивности движения они служат основанием для покрытий усовершенствованных типов. Последние являются экономичными уже при интенсивности движения более 200 авт./сут.

К недостаткам покрытий переходного типа относят сильную пылимость в сухое время года, отсутствие ровности, особенно у булыжных мостовых, и быструю потерю первоначальной ровности.

Неэкономичность покрытий переходного типа объясняется их сравнительно быстрым износом, требующим частых и дорогостоящих ремонтных работ, а также высокой стоимостью автомобильных перевозок.

При строительстве переходных покрытий применяют в основном минеральные материалы с грунтовыми вяжущими: минеральные зерна удерживаются между собой пылевато-глинистыми частицами, при увлажнении приобретающими вяжущие свойства. К переходному типу относят также покрытия из грунтов и малопрочных минеральных материалов, обработанных органическими вяжущими. Такие покрытия меньше пылят, но обладают меньшей прочностью и общими для всех покрытий данной группы недостатками. К покрытиям переходного типа относят также гравийные и щебеночные покрытия, булыжные мостовые.

Особенности подготовки земляного полотна для дорожных одежд с покрытиями переходного типа

Для дорожных одежд с покрытиями переходного типа земляное полотно отсыпают за год до строительства дорожной одежды, чтобы оно доуплотнялось под воздействием автомобилей и атмосферных осадков. Земляное полотно устраивают главным образом корытного профиля.

Корытный профиль создают двумя способами. В первом (рис.1) земляное полотно отсыпают до уровня, соответствующего низу дорожной одежды, т.е. до поверхности, на которой будет расположено основание.

Рис.1. Земляное полотно, подготовленное для дорожной одежды с дополнительным слоем основания на всю ширину земляного полотна:

B - ширина дорожного полотна, B - ширина земляного полотна, L - ширина проезжей части, а - ширина обочины, i - уклоны

При втором способе земляное полотно возводят до отметки H, показанной на рис.2. При первом способе земляное полотно будет с присыпными обочинами. Одновременно с отсыпкой земляного полотна в этот же год отсыпают обочины из грунта привозного или надвигаемого из дорожных резервов бульдозерами. Грунт отсыпают и уплотняют послойно, чтобы образовать корыто требуемой глубины для размещения дорожной одежды (рис.3).

Рис.2. Земляное полотно при полукорытном профиле:

B - ширина дорожного полотна, B - ширина земляного полотна, L - ширина проезжей части, а - ширина обочины, i - уклоны

Рис.3. Земляное полотно с присыпными обочинами

При возведении земляного полотна с присыпными обочинами за год до строительства дорожной одежды в корыте может скапливаться вода, переувлажняющая земляное полотно. Во избежание этого в обочинах и в пониженных местах продольного профиля устраивают прорези для выпуска воды из корыта. Чтобы избежать переувлажнения земляного полотна водой из корыта, обочины присыпают непосредственно перед строительством дорожной одежды. В этом случае подсыпку производят из привозного грунта или грейдер-элеваторами из придорожных резервов. При втором способе земляное полотно называют полукорытного профиля.

Корыто в земляном полотне вырезают преимущественно автогрейдерами, которые двигаются по круговой схеме, срезая и перемещая грунт в стороны обочин.

После образования корыта перед устройством основания дно корыта уплотняют 6-8-тонным катком за два-три прохода по одному следу.

Покрытия гравийные и другие из аналогичных мелкозернистых материалов (шлак, ракушка и т.д.) на дорогах V категории строят серповидного типа на земляном полотне (рис.4, а ), возведенном с двускатным профилем с уклонами 40-60+ , а иногда полукорытного профиля при необходимости утолщения покрытия по ширине проезжей части (рис.4, б ).

Рис.4. Поперечный профиль дороги V категории с покрытием серповидного типа

При необходимости иметь корыто глубже 0,3-0,4 м в несвязном грунте, стенки его делают с откосами крутизной 1:1, а грунт для последующей засыпки пазухи хранят на обочине вдоль корыта или сдвигают за бровку на откос.

Указания по устройству работ по уплотнению грунта

Степень уплотнения грунта зависит от способа возведения насыпи. При отсыпке грунта грейдер-элеватором или экскаватором драглайном первоначальное уплотнение достигает 0,65-0,7 от оптимальной плотности (1,0). Бульдозеры дают 0,7-0,8, автомобили и скреперы 0,8-0,85. При влажности грунта, близкой к оптимальной, уплотнение может достигать 0,85-0,9. Таким образом, для достижения плотности грунта 0,95-1,0 требуется его искусственное уплотнение.

Основные факторы, влияющие на условия и качество уплотнения - влажность грунта (сухой материал уплотняется слоями меньшей толщины) и тип уплотняющей машины (механизма). Соответственно, выбор уплотняющих машин зависит от вида и влажности грунта, потребного уплотнения, необходимой толщины уплотняемого слоя, производительности и маневренности машин. Чем больше величина уплотнения, тяжелее грунт и ниже его влажность по сравнению с оптимальной, тем мощнее и тяжелее требуются машины и число их проходов по одному следу. Имеет значение продолжительность нахождения грунта в соприкосновении с уплотняющей машиной. Ряд весьма эффективных уплотняющих машин (тяжелые самоходные катки и механические трамбовки) требуют предварительного уплотнения легкими машинами.

Для оперативного контроля можно на месте работы установить "предел прочности" грунта при уплотнении его укаткой, характеризующий условия перехода грунта из стадии уплотнения в стадию выпирания из-под рабочего органа машины.

Для уплотнения грунтов при возведении насыпей применяют тяжелые катки (прицепные или самоходные), кулачковые, решетчатые и ребристые катки, катки на пневматических шинах, механические трамбовки (электрические или пневматические), трамбующие плиты, трамбовочные и виброуплотняющие машины, машины виброударного действия.

Уплотнение грунта на насыпи ведут в той же последовательности, что и его отсыпку. Грунт уплотняют путем последовательных круговых проходок катка по всей площади насыпи, причем каждая последующая проходка должна перекрывать предыдущую на 0,2...0,3 м. После завершения цикла укатки грунта на всей насыпи, в такой же последовательности выполняют укатку и в последующих циклах.

Катки гладкие и с ребристыми вальцами уплотняют грунт на глубину до 10 см. Кулачковые катки применяют для уплотнения суглинистых и глинистых грунтов на глубину до 30 см, в песчаных грунтах уплотнение захватывает грунт на глубину 35...50 см. Масса таких катков различна - от 5 до 30 т.

На рис.5 показана схема катка статического действия с пневматическими шинами и рабочим органом с гладкими (рис.5, а ) и кулачковыми (рис.5, б ) вальцами.

Рис.5. Катки для уплотнения грунта:

а - гладкий каток; б - кулачковый каток; в - тандемный шарнирно-сочлененный каток

Главный параметр грунтоуплотняющих машин - масса вместе с балластом. Основные технологические параметры: ширина полосы уплотнения, толщина уплотняемого слоя. Катки на пневматических шинах выпускают массой вместе с балластом от 10 до 100 т. Самоходные вибрационные катки имеют массу до 8 т. Катками с гладкими вальцами на пневмоколесном ходу можно уплотнять грунты слоями по 0,4 м. Число проходов катков по одному месту при уплотнении связных грунтов колеблется от 8 до 12.

При наличии воды для песчаных грунтов иногда применяют уплотнение избыточным увлажнением. Вода при этом подводится снизу уплотняемых слоев (путем подтапливания).

Гладкие катки, хотя и малопроизводительны, наиболее пригодны для связных и малосвязных грунтов. Недостатки их в том, что они могут уплотнять тонкие слои (не более 0,2 м), требуют сравнительно большого числа проходов на малых скоростях и большого фронта работ. Все это создает значительные затруднения при организации скоростного строительства земляного полотна и препятствует полноценному уплотнению насыпей.

Кулачковые катки предназначают в основном для связных и мало связных грунтов. Обладая одинаковой с гладкими катками массой, они дают почти вдвое большую глубину уплотнения и требуют меньшего числа проходов. Кулачковые катки эффективнее работают в рыхлых и комковатых грунтах и совершенно непригодны в переувлажненных. Прицепные катки обычно работают по несколько штук с одним тягачом. Особенность работы кулачковых катков в том, что они уплотняют грунт ниже уровня заглубления кулачков. Барабаны катков - полые, для загрузки их балластом. Эффективность укатки кулачковыми катками увеличивается при использовании их совместно с катками на пневматических шинах. Сначала укатку проводят кулачковые катки, а придание требуемой плотности верхнего слоя достигают укаткой катками на пневматических шинах.

Катки на пневматических шинах могут уплотнять связные и несвязные грунты (рис.6). Данные катки значительно эффективнее гладких жестких катков за счет снижения числа проходов. Самоходные катки на пневматических шинах применяют в основном для уплотнения оснований и покрытий.

Рис.6. Схема работы прицепного катка на пневматических шинах при уплотнении насыпи:

L - длина захватки, 1-10 - последовательность проходок

Трамбующие плиты применяют в качестве навесного оборудования на кранах или экскаваторах (рис.7). Они являются одним из наиболее эффективных средств уплотнения насыпей на глубину 0,6-1,5 м, пригодны для работы в связных и несвязных грунтах. Площадь плит 0,6-1,5 м, масса 1,5-2,5 т. Высота падения плиты - 1-2 м.

Рис.7. Схема работы тяжелой трамбовки при уплотнении грунтов

Для уплотнения слабо водостойких мелкозернистых или гравелистых грунтов, в том числе, суглинистых и глинистых гравийно-песчаных смесей, смесей с органическими примесями, содержание воды очень важно, особенно при виброуплотнении. Такие грунты могут уплотнять машины любых типов. Если содержание воды меньше оптимального, предпочтительнее использовать пневмо- и виброкатки.

Скальные и обломочные грунты уплотняют как пневмо-, так и виброкатками при толщине слоя от 30 до 80 см. Если размер камней превышает 80 мм, толщина слоя для виброкатков снижается до 30-40 см.

Чистые гравийно-песчаные смеси с зернами менее 50 мм, уплотняемые виброкатками и катками на пневматических шинах водоустойчивы, в связи с чем степень уплотнения этих смесей может быть меньше, чем у других материалов. Кулачковые катки не применяют для уплотнения чистых песков. Для уплотнения сыпучих грунтов (пески, супесь) можно применять вибрационные машины. При вибрировании возникают перемещения частиц грунта вследствие колебательных движений, сообщаемых вибратором. Повышение плотности грунта достигается тем, что частицы грунта перемещаются, занимая более устойчивое положение.

Пневматические и электрические трамбовки могут быть легкие 0,1-0,2 т и тяжелые - 0,5-1,5 т и уплотняющие на глубину соответственно 20-30 см и 40-90 см.

Самоходные трамбующие машины снабжены рядом молотков массой от 0,3 до 1,5 т, падающих с высоты 50-250 см. Ширина уплотняемой полосы 1,8-3 м, скорость 200-400 м/ч, глубина уплотнения 60-100 см, производительность 200-500 м/ч.

Таблица 1.1

Основные данные по производству работ различными машинами

Щебеночные покрытия строят двумя способами: заклинки и плотных смесей. Способ заклинки заключается в создании прочного каркаса из однородного по крупности щебня и придания ему устойчивости путем заполнения на поверхности пустот между крупными остроугольными и мелкими щебенками. Способ плотных смесей заключается в создании покрытия из плотных смесей разнозернистых материалов, для чего применяют рядовой щебень.
Щебеночному покрытию на прямых участках придают поперечный уклон 30%o (обочинам 50%o). Наибольшая толщина слоя щебня (в плотном теле), который можно уплотнять катками, колеблется в пределах 0,16...0,2 м, виброкатками и виброплитами можно уплотнять слой до 0,25...0,3 м.
Перед устройством щебеночного покрытия должны быть построены и приняты основания и сооружения, отводящие воду из корыта. Затем производят высотную разбивку с учетом коэффициента уплотнения щебеночного материала.
Рекомендуется следующая технологическая последовательность работ по устройству щебеночного покрытия : подвозка песка для подстилающего слоя; разравнивание песка по ширине земляного полотна; уплотнение песчаного слоя катками; вывозка щебня на насыпной слой; разравнивание щебня; уплотнение щебня нижнего слоя; вывозка щебня на верхний слой для устройства покрытия; разравнивание щебня при устройстве верхнего слоя; нывозка добавок (высевок); разравнивание и профилирование покрытия под шаблон; уплотнение покрытия до требуемой плотности.
В настоящее время распределение щебня , как правило, выполняют навесными, прицепными пли самоходными распределителями. Самоходные распределители обычно имеют оборудование для предварительного уплотнения, что уменьшает затраты труда на уплотнение катками. Прицепные требуют значительного тягового усилии, а навесные применяются для распределения мелкого щебня (щебенки размером не больше 40 мм). При отсутствии распределителя разравнивание щебня можно производить автогрейдером за У...11 проходов, или бульдозером «от себя». Нижний слой покрытия уплотняют в два периода, верхний - в три.
Первый период - первоначальная обжимка щебня легкими катками массой 5...6 т, при которой происходит перемещение отдельных щебенок. Число проходов катка по одному следу 7... 15. Поливка водой проводится через три-четыре прохода. Конец первого периода характеризуется тем, что прекращается перемещение щебенок, перед катком не образуется волны и на глаз не заметно следа от прохода легкого катка.
Во втором периоде происходит основное уплотнение щебеночного слоя. При этом щебенки сближаются, а зазоры между ними частично заполняются обломочным материалом. Для уменьшения трения между щебенками уплотняемый слой поливают водой из поливочно-моечных машин. Масса катков в этом периоде - 10 ... 12 т, число проходов по одному следу - 25...35. Конец второго периода определяется по отсутствию следа и прекращению волны от прохода катка, а также тем, что щебенка размером не менее 4 см, брошенная под валец катка, раздавливается, а не вдавливается в покрытие.
В третьем периоде укатки происходит формирование верхней корки покрытия. Для этого по покрытию рассыпают клинец крупностью 10...20 мм из расчета 1,5...2 м 3 на 100 м 2 покрытия, затем каменную мелочь крупностью 5...10 мм из расчета 0,5... 1 мв на 100 м 2 покрытия.
Для распределения мелких фракций применяют самоходный или навесной распределитель, а для вметания их в поры - механические щетки, в некоторых случаях метлы. После вметания па поверхности покрытия мелких фракций не должно быть. После каждой россыпи покрытие уплотняют тяжелым катком массой 10...15 т с усиленной поливкой. Число проходов катка в третьем периоде 10...15.
При укатке нижнего слоя при первых проходах палец катка должен находиться в 5...7 см от кромки проезжем части, чтобы не задеть и не обрушить земляные стенки обочин, а при укатке верхнего слоя каток но время первых проходов должен захватывать обочину на 1/3 ширины вальца.
Конец третьего периода укатки характеризуется ровностью и однообразием поверхности покрытии; тяжелый каток не оставляет на поверхности покрытия заметного на глаз следа, а щебенка, брошенная под каток, прокалывается в отдельных местах, но не разрывается.
Во всех трех периодах укатку следует вести от краев к середине, общий расход воды составляет 20...50 л/м 2 . При рыхлом грунте обочин, чтобы щебень при укатке не раскатывался по ширине, по кромкам проезжей части устанавливают упоры из досок.
После устройства щебеночного покрытия и его приемки покрытие засыпают сухими высевками (размер частиц до 5 мм) или крупнозернистым песком и укатывают несколькими проходами катка, чтобы мелкие поры не забивались грязью, а были заполнены мелким каменным материалом.
В первые 2...3 недели необходимо регулировать движение автомобилей по ширине покрытия, поливать его водой или раствором хлористого кальция.
Как и при устройстве гравийных покрытий, технологический процесс устройства щебеночных покрытий разбивается им две захватки: первая - для вывозки и распределения щебня, вторая - для его уплотнения.