Уплотнение асфальтового полотна при помощи тяжёлых катков (асфальт-менеджеры)

Уплотнение асфальтового полотна при помощи тяжёлых катков (асфальт-менеджеры)

Уплотнение асфальтового полотна при помощи тяжёлых катков (асфальт-менеджеры)

На состояние асфальтового (битумизированного) покрытия оказывает влияние значительное количество факторов. Поверхность дорожного покрытия должна обладать хорошей несущей способностью, стойкостью к остаточной деформации, морозоустойчивостью, должна быть однородной (ровной) и иметь соответствующие очертания (продольный профиль). Таким образом, структура дорожного покрытия с различными слоями асфальта, с разной толщиной, из разнотипных смесей, должна составляться в соответствии с предполагаемой осевой нагрузкой (автомобилей), интенсивностью движения и погодными/температур-ными условиями.

Качество уплотнения обусловлено типом уплотнительного оборудования, уплотнительными особенностями самой смеси, и условиями на рабочей площадке. Уплотнительные свойства смеси самой по себе напрямую зависят от природы агрегата, его градации, степени вязкости битума и температуры смешивания.

Каменно-битумная мастика – горячий битумный материал с неоднородным гранулометрическим составом. Такая смесь была изготовлена в Германии в 70-х специально для автомагистралей городских дорог с интенсивным движением. Она включает в себя агрегат с высоким содержанием крупного заполнителя, образующего основу. Основа из такого материала демонстрирует прекрасное сопротивление деформации, высокую плотность, отличную текстуру (рельеф) поверхности и низкую пропускающую способность благодаря малому количеству незаполненных пространств (не пористая структура). По сравнению с обычными асфальтобетонными смесями использование каменно-битумной мастики приводит в результате к сокращению шума и повышению сопротивляемости проскальзыванию.

Основные особенности каменно-битумной мастики:

• Высокое содержание крупнофракционных заполнителей
• Высокое содержание неоднородного гранулометрического состава/распределение агрегата
• Высокое содержание битума
• Высокое содержание наполнителей
• Низкое содержание песка

Рис. 1 Структура и функциональные свойства асфальта/асфальтового покрытия

Одним из наиболее важных ключевых факторов, оказывающих влияние на эксплуатационную способность асфальтового покрытия, особенно, если речь идёт о долговременной эксплуатации, является уплотнение. Существует прямая связь между уплотнением и прочностью асфальтового слоя, износостойкостью и сроком службы дорожного покрытия.

Факторы, влияющие на уплотнение.

Машина						Смесь	Условия применения
Тип катка						Минеральное вещество	Качество основания покрытия
дорожный каток статического действия пневмокаток виброкаток						максимальный размер микрочастиц дроблёного щебня/ природного песка тип наполнителя и его содержание	плотность твёрдость
Конструктивные характеристики						Нижний битуминизированный слой дорожного покрытия	Погодные условия
вес распределение массы конфигурация/						тип количество	температура окружающей среды солнце ветер
Форма и количество цилиндров или шин соответственно
Параметры машины						Степень уплотнения Температура уплотнения	Толщина слоя Предварительное/первичное уплотнение при помощи асфальто-укладчика Количество полос дорожного полотна Уплотнительная техника
частотность амплитуда давление шин скорость укатки

Наилучшее уплотнение, равномерность распределения и хорошая текстура поверхности могут быть достигнуты только при использовании тяжёлых катков (+асфальт-менеджеры) которые способны регулировать и оптимизировать энергию, необходимую для процесса уплотнения. Система асфальт-менеджеров предотвращает нежелательное/неожиданное ослабление и прерывание подачи агрегатов, что очень часто является проблемой при использовании обыкновенных виброкатков с фиксированными амплитудами. Требуемые стандарты (уплотнения) (97 или 98%, метод Маршалла) должны быть достигнуты при температуре укладки минимум 100° C. Пневмоколёсные катки не годятся для достижения хорошего уплотняющего эффекта, что приводит к недостаточному сопротивлению проскальзыванию.

Рис.2 Каменно-битумная мастика: структура в сравнении с обычной асфальтобетонной смесью	Рис.3 Пример хорошего уплотнения каменно-битумной мастики, с прекрасной текстурой поверхности

Укладка и уплотнение каменно-битумной мастики.

Процесс укладки должен осуществляться с предварительным уплотнением при помощи асфальтоукладчика, чтобы достичь ровности основного/базового слоя (при равномерном распределении). Обычно предварительное уплотнение составляет 80-85% (метод Маршалла) от общей массы, общая рабочая скорость в Европе составляет от 4 до
8 м/мин.
Благодаря неоднородной гранулометрической структуре (с пропуском некоторых фракций) каменно-битумной мастики, высокому содержанию связующего компонента, полимерцементного битума и в зависимости от её температуры, от которой напрямую зависит способность данной смеси к уплотнению, процесс уплотнения должен сразу следовать за укладкой. Для уплотнения используются 8-14 т виброкатки. Особое внимание должно уделяться самому процессу уплотнения.

Каток BW 184 AD (+асфальт-менеджер) – наилучшая альтернатива для укладки каменно-битумной мастики

Рис.4 BW 184 AD+ асфальт - менеджер

BW 184 (асфальт-менеджер) – это 14 тонный тандемный каток с рулевым механизмом со встроенной автоматизированной вибросистемой, которая в любое время способна вырабатывать максимальное количество энергии для уплотнения путём подгонки амплитуды/диапазона уплотнения к типу уплотняемой смеси и фактическим условиям эксплуатации.

Оба результата замера отображаются на аналоговых измерительных приборах в кабине оператора. Встроенная измерительная система обеспечивает анализ данных в ходе уплотнения путём измерения вибрационных модулей E VIB [ MN / m ²]. Наблюдения показали, что в рамках определенного температурного лимита (100- 150° C) и при равномерной укладке (асфальтоукладчиком), между E VIB виброрежимами и показателями массы существует хорошая корреляционная связь.

Рулевой механизм катка предусматривает эксплуатационный режим со смещением, покрывающим три метра рабочей ширины.

BW 184 AD оснащён разъёмными барабанами, которые позволяют ему производить уплотнение по кривой на небольших рабочих площадках и профилях дорог.

Рис.5 Эксплуатация со смещением на 3.0 м (рабочей ширины)

Применение.

Уплотнение SMA 0/11 S pmb 45 при реконструкции автомагистрали, проект в Северной Германии

SMA 0/11 S

Толщина слоя - 4 см

Агрегаты 0-11 мм : 92.8% на вес

Полимерцементный битум,
степень/глубина проникновения 45: 6,7% на вес

Аддитивы: полимеры: 0.5% на вес

Метод Маршалла (50 blows / side ):
2.311 t / m ³

Требования по уплотнению : 98% ф

После укладки и предварительного уплотнения асфальтоукладчиком, дальнейшее уплотнение продолжается при помощи BW 184 AD с вибросистемой, при использовании автоматического режима работы (асфальт-менеджер). После четырёх проходов достигается условная плотность (98%). В то же время показатель E VIB увеличивается с 160 MN / m ² до 270 MN / m ². По причине того, что процесс непрерывен повышается ровность укладки и плотность, поэтому не остаётся никаких дефектов поверхности.

Рис.6 BW 184 AD ( асфальт - менеджер ) уплотняющий SMA 0/11 S

Уплотнение SMA 0/8 S pmb 50/70 при реконструкции автомагистрали, проект в Южной Германии

SMA 0/8 S

Толщина слоя - 3,5 см

Агрегаты 0-11 мм: 92.7% на вес

Полимерцементный битум,
степень/глубина проникновения 50/70: 7% на вес

Аддитивы: волокна целлюлозы:
0.3% на вес

Метод Маршалла (50 blows / side ):
2.427 t / m ³

Требования по уплотнению : 98%

Благодаря достаточно медленному процессу предварительного уплотнения асфальтоукладчиком, уплотнение при помощи катка BW 184 AD начинается с двух статических проходов. Статическое уплотнение обеспечивает ровность и предотвращает слишком глубокие поверхностные дефекты, которые могут быть спровоцированы первичной вибрацией. Благодаря фазе статического уплотнения плотность повышается с 78% до 90%, за которой также следует виброуплотнение, повышающее плотность до 99%.

Рис.7 BW 184 AD ( асфальт - менеджер ), уплотняющий SMA 0/8 S

Уплотнение SMA 0/11 S pmb 50/70 на городской дороге с интенсивным движением, Германия

SMA 0/11 S

Толщина слоя - 4 см

Агрегаты 0-11 мм : 93.6% на вес

Полимерцементный битум,
степень/глубина проникновения 50/70: 6.2% на вес

Аддитивы: волокна целлюлозы:
0.2% на вес

Метод Маршалла (50 blows / side ):
2.464 t / m ³

Требования по уплотнению : 97%

Благодаря благоприятным температурным условиям и высокому уровню предварительного уплотнения BW 184 AD (асфальт-менеджер) достигает требуемых стандартов (уплотнения) уже после третьего прохода. BW 184 AD работает в автоматическом режиме, с рабочей скоростью от 3 до 4 км/ч.	Рис.8 BW 184 AD ( асфальт - менеджер ) уплотняющий SMA 0/11 S