Державна служба автомобільних доріг України „Укравтодор” Міністерство освіти та науки України Національний транспортний університет
Рекомендовано Науково-технічною Радою Державної служби автомобільних доріг України (Укравтодор) Протокол від “__”______ №____ Рекомендації
по регенерації та повторному використанню фрезерованого асфальтобетону Р В.3.2 - 218 - 02070915 - 204 - 2003 УЗГОДЖЕНО: РОЗРОБНИКИ: Начальник Управління Проректор Національного науково-технічної політики транспортного університету ___________Є.Д.Прусенко _____________ М. М. Дмитрієв “____”____________2003р „____”_____________2003 р. Начальник Управління Доцент кафедри ДБМ і хімії автомобільних доріг ______________І.П. Гамеляк ___________О. В. Сухоносов “____”______________2003р. „____”____________2003 р. УЗГОДЖЕНО: Головний метролог Державної служби автомобільних доріг України _____________ Т. В. Хрипушина “____”_____________2003 р. Київ 2003 1. Область застосування. Дані рекомендації включають вимоги і порядок проведення робіт по регенерації та повторному використанню фрезерованого асфальтобетону; розроблені для використання при ремонті та будівництві автомобільних доріг І - V категорій підрядними організаціями, які входять у сферу управління Державної служби автомобільних доріг (Укравтодор).
2. Нормативні посилання. У цьому документі використані посилання на наступні нормативні документи: ГОСТ 1770-74
Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия
ГОСТ 23932-90
Посуда и оборудование лабораторные, стеклянные. Общие технические условия
ГОСТ 24104-88
Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия
ГОСТ 29329-92
Весы для статического взвешивания. Общие технические требования
ДБН В.2.3-4-2000
Автомобільні дороги
ДБН В.2.3-5-2001
Вулиці та дороги населених пунктів
ДНАОП-5.1.14-1.01-96
Правила охорони праці при будівництві, ремонті та утриманні автомобільних доріг і на інших об’єктах дорожнього господарства.
ДСП 201-97
Державні санітарні правила охорони атмосферного повітря населених місць (від забруднення хімічними і біологічними речовинами)
ДСТУ 4044-2001
Бітуми нафтові дорожні в’язкі. Технічні умови
ДСТУ Б В.2.7-30-95
Матеріали нерудні для щебеневих і гравійних основ та покриттів автомобільних доріг. Технічні умови
ДСТУ Б В.2.7-76-98
Пісок для будівельних робіт із відсівів подрібнення скельних гірських порід гірничо-збагачувальних комбінатів України. Технічні умови
ДСТУ Б В.2.7-89-99 (ГОСТ 12801-98)
Матеріали на основі органічних в’яжучих для дорожнього і аеродромного будівництва. Методи випробувань
ДСТУ Б.В.2.7-75-98
Щебінь та гравій щільні природні для будівельних матеріалів, виробів, конструкцій та робіт. Технічні умови
ТУ 16 681.051-90
Шкаф электрический сушильный
ТУ У В.2.7.-24.103450778-092-2002
Емульсії бітумні дорожні. Технічні умови
ДСТУ Б.В. 2.7.-119-2003
Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови
3. Терміни і визначення. У даному документі використовуються такі терміни та їх визначення: Холодна регенерація - відновлення властивостей матеріалу, який знаходився в експлуатації, з використанням бітумних емульсій та інших в’яжучих речовин. Відновлення (покриття доріг) - повернення йому експлуатаційних властивостей. Фрезування - подрібнення і зняття певної кількості асфальтобетонного покриття з використанням спеціального навісного барабану, оснащеного ножами. Фрезування може виконуватися як на холодному, так і на розігрітому покритті. Фрезерований асфальтобетон або асфальтовий гранулят - гранули які отримані в результаті холодного фрезерування покриття. Переробка холодним способом - переробка матеріалу покриття на місці або видалення матеріалу і переробка на заводі. Матеріали при цьому змішуються з рідким бітумом,
бітумною емульсією, цементом, вапном та іншими в’яжучими, і можуть бути використані при влаштуванні основи дорожнього одягу.
4. Передумови регенерації асфальтобетону. 4.1. В процесі експлуатації дорожніх покриттів відбувається старіння органічного в’яжучого, внаслідок складних структурних та хімічних перетворень під впливом на конструкцію погодно-кліматичних факторів та навантаження. На тонкий шар бітуму впливає кисень та температура повітря, вода, стан поверхні мінерального матеріалу. Відбуваються також вибіркова адсорбція на поверхні поділу бітум - кам’яний матеріал. Все це приводить до необхідності відновлення властивостей органічного в’яжучого за рахунок введення розрахункової кількості нового бітуму. При проїзді транспортних засобів, зерна мінеральної частини асфальтобетону піддаються динамічному навантаженню, при якому контактне напруження може значно перевищити межу міцності цього матеріалу і викликати руйнування. Під впливом транспортного навантаження, мінеральні частки можуть переміщуватися. В зоні контакту часток, виникають сили тертя, що викликають поверхневе руйнування часток і появу мілких фракцій. Крім того при фрезеруванні відбувається інтенсивне руйнування найбільш крупних щебеневих фракцій. Тому для відновлення несучої здатності покриття необхідно введення мінеральних матеріалів крупних фракцій для забезпечення каркасності асфальтобетону. 4.2. При холодній регенерації використовують такі технологічні операції: - видалення пошкоджених шарів асфальтобетонних покриттів у холодному і гарячому станах; - транспортування видаленого матеріалу до місця проміжного зберігання або повторного використання без додаткової обробки; - додаткове дроблення фрезерованого асфальтобетону та інша підготовка його до переробки; - приготування асфальтобетонних сумішей із фрезерованого асфальтобетону або з додаванням його до нового матеріалу; - повторне використання фрезерованого матеріалу в конструктивних шарах дорожнього одягу без додаткової обробки; - повторне використання асфальтобетону після переробки у стаціонарних змішувальних установках; - повторне використання асфальтобетону безпосередньо на місці робіт при застосуванні розігріву. 4.2. Вибір способу ремонту дорожнього одягу залежить від виявлених пошкоджень, встановлення вирогідних причин цих пошкоджень після обстеження і лабораторних випробовувань зразків.
5. Загальні положення. 5.1. Холодний регенерований асфальтобетон отримується в результаті ущільнення при температурі навколишнього середовища раціонально підібраної суміші фрезерованого асфальтобетону, щебеню відповідних фракцій, бітумної емульсії та добавок. 5.2. Холодні регенеровані асфальтобетонні суміші - це суміш асфальтового грануляту, води, спеціальної катіонної бітумної емульсії та, при необхідності, нових кам’яних матеріалів (щебінь, пісок, мінеральний порошок) узятих у визначених раціональних співвідношеннях. Для регулювання швидкості розпаду емульсії рекомендується введення цементу (М 400) у кількості до 1 % від маси мінерального матеріалу.
Холодні регенеровані асфальтобетонні суміші виготовляються в стаціонарних або мобільних установках, спеціальних змішувачах-укладальниках і укладаються в конструктивні шари дорожнього одягу в холодному стані. 5.3. Зняття старого асфальтобетону проводиться методами гарячого і холодного фрезерування. При холодному фрезеруванні матеріал знімається за допомогою спеціального барабана обладнаного різцями. Роботи проводяться при температурі оточуючого середовища без розігріву матеріалу. 5.4. Гарячу відфрезеровану суміш можна застосовувати для влаштування основ тротуарів і доріг з незначною інтенсивністю руху. Однак можливості безпосереднього застосування цього матеріалу, як правило, обмежені через організаційні і технічні причини. У першому випадку це пов’язано з тим, що важко знайти місце для укладки матеріалу, в другому - поки суміш досягне місця повторної укладки, її температура може знизитися настільки, що виключить умови нормального ущільнення. Матеріал, отриманий в результаті холодного фрезерування, відправляється, як правило, на заводи для подальшої регенерації. Позитивним, при холодному фрезеруванні, є те, що на продуктивність не впливає волога, що є на поверхні дорожнього покриття.
6. Холодні регенеровані асфальтобетонні суміші. 6.1 Холодні регенеровані асфальтобетонні суміші застосовуються для влаштування конструктивних шарів дорожніх одягів (таблиця 6.1). Таблиця 6.1 Конструктивний шар
Категорія дороги
Верхній шар основи Нижній шар основи
I-III I-III
Нижній шар покриття Верхній шар покриття
II-III IV-V
6.2. Як добавки для покращення фізико-механічних характеристик у холодну регенеровану асфальтобетонну суміш при її приготуванні можуть добавлятися: цемент, щебінь, пісок з відсівів дроблення, мінеральний порошок. 6.3. Оцінка придатності старого асфальтобетону до холодної регенерації, аналіз і проектування складу холодного регенерованого асфальтобетону повинні виконуватися спеціалізованою дорожньою лабораторією відповідно до діаграми, приведеної на рисунку 2. 6.4. У випадку, коли проектні характеристики міцності холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей не досягаються способами, викладеними в діаграмі, варто використовувати спільну обробку фрезерованого асфальтобетону катіонною бітумною емульсією і малою дозою цементу, або використовувати модифіковані полімерними добавками емульсії. 6.5. Технічні вимоги 6.5.1 Зерновий склад мінеральної частини холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей повинні відповідати вимогам таблиці 4 ДСТУ Б В.2.7-119-2003В.2.7-119-2003 для пористих гарячих асфальтобетонів.
6.5.2. Фізико-механічні характеристики холодного регенерованого асфальтобетону на наступний день після формовки в залежності від області застосування (покриття, основа) приведені в таблиці 6.2. Таблиця 6.2. № п/п
Найменування показника
Конструктивний шар покриття
основа
1
Межа міцності на стиск, МПа, не менше, при температурі плюс 200С плюс 500С
1,5 0,8
1,2 0,5
2
Коефіцієнт водостійкості, не менше
0,70
0,60
3
Коефіцієнт водостійкості при тривалому водонасиченні, не менше
0,60
0,50
4
Водонасичення, % по об’єму
від 2,0 до 6,0
Від 2,0 до 10,0
Після укладки та ущільнення суміші протягом 30 діб відбувається формування структури шару покриття під впливом кліматичних факторів та навантаження, внаслідок чого матеріал набуває властивостей, характерних для гарячого пористого асфальтобетону за ДСТУ Б В.2.7.119-2003. 6.5.3 Вимоги до мінеральних матеріалів, які додатково вводять у суміш: - щебінь, що входить до складу мінеральної частини повинен відповідати вимогам ДСТУ Б.В. 2.7-75-98; - пісок природний і пісок з відсівів дроблення повинен відповідати вимогам ДСТУ Б.В. 2.776-98. 6.5.4 Вимоги до в'яжучих матеріалів: - у якості в'яжучого для холодних регенерованих асфальтобетонів використовуються катіонні емульсії за ТУ У В.2.7.03450778.092-2002, виготовлені на основі дорожніх бітумів за ДСТУ 4044-2001; - фактична величина діапазону швидкості розпаду емульсії повинна цілком перекривати технологічний діапазон часу від моменту об'єднання емульсії в змішувальному вузлі до моменту вивантаження суміші, що регенерується, в транспортний засіб, на склад або укладання в конструктивний елемент покриття, при використанні змішувачів-укладальників. - при спільній обробці суміші, що регенерується, емульсією і цементом повинні використовуватися цементи і шлакопортландцементи. 6.6. Оцінка якості фрезерованого асфальтобетону. 6.6.1. При оцінці якості фрезерованого асфальтобетону визначають (рисунок 2): - насипну щільність; - гранулометричний склад фрезерованого матеріалу із бітумом; - вміст бітуму та його стандартні властивості; - гранулометричний склад суміші без бітуму; - вміст щебеню та його стандартні властивості (тип гірської породи за петрографічними ознаками, марка щебеню за дробильністю, вміст слабких зерен, вміст пластинчатих (лещадних) та голкоподібних зерен, істинна щільність зерен матеріалу).
6.6.2. Насипна щільність фрезерованого асфальтобетону орієнтовно знаходитися в межах (1,35 ±0,05) г/см3 для щебенистих сумішей, та (1,2±0,05) г/см3 для піщаних сумішей. 6.6.3. Гранулометричний склад фрезерованого матеріалу із бітумом повинен відповідати вимогам таблиці 6.3. Таблиця 6.3. Розміри отворів сит, мм
40
20
15
10
5
3
1,25
0,63
0,315
0,14
0,071
d(в)
100
100
98
83
60
37
20
10
6
4
4
d(н)
100
100
80
60
35
17
6
4
3
1
1
Рисунок 1. Діаграма оцінки придатності та проектування складу холодної регенерованої асфальтобетонної суміші. I - проектування виду ремонту; II - оцінка якості фрезерованого асфальтобетону; III - підбір складу регенерованого асфальтобетону; IV - технологія приготування регенерованого асфальтобетону та влаштування шару асфальтобетонного покриття; V - контроль якості.
6.6.4. Гранулометричний склад фрезерованого матеріалу без бітуму повинен відповідати вимогам, наведеним у таблиці 6.4. та на рисунку 4. Таблиця 6.4. Розміри отворів сит, мм
40
20
15
10
5
3
1,25
0,63
0,315
0,14
0,071
d(в)
100
100
100
82
72
55
40
29
20
14
11
d(н)
100
70
60
43
30
18
11
5
2
1
0
6.6.5. Вміст бітуму у фрезерованому матеріалі повинен становити 4-7 % зверх 100 % маси матеріалу. Основні властивості бітуму визначаються згідно ДСТУ 4044, ДСТУ Б В.2.7.-81. 6.6.6. Характеристики бітуму у фрезерованому матеріалі повинні відповідати вимогам, наведеним в таблиці 6.5. Таблиця 6.5. Властивості бітуму
Значення параметру
Пенетрація, дмм
Не менше 35
Температура розмякшення, град
Не більше 60
Груповий склад бітуму*
Масла - більше 40; Смоли - більше 30; Асфальтени - менше 30.
Примітка: *- груповий склад бітуму у фрезерованому асфальтобетоні визначається спеціалізованою лабораторією при терміні служби старого асфальтобетонного покриття більше 20 років. 6.6.7. Визначається вміст щебеню та його стандартні властивості (тип гірської породи за петрографічними ознаками, марка щебеню за дробимістю, вміст слабких зерен, вміст пластинчатих (лещадних) та голкоподібних зерен, істинна щільність зерен матеріалу). Основні властивості щебеню повинні відповідати вимогам наведеним у таблиці 6.6 та ДСТУ Б В.2.7-75. Таблиця 6.6. Марка за дробимістю в циліндрі
Вміст зерен пластинчатої та голкоподібної форми, %
Вміст слабких зерен, %
>800
<25
<15
6.6.8. Розрахунок марки та оптимального вмісту бітуму в складі емульсії в регенерованому асфальтобетоні визначається за додатком А. 6.6.9. Розрахунок складу регенерованого асфальтобетону виконується за додатком Б.
7. Раціональна область застосування регенерованого асфальтобетону 7.1. Розрахунок конструкції дорожнього одягу виконується за розрахунковими схемами, приведеними в ВСН 46-83. 7.2. Розрахункові характеристики регенерованого асфальтобетону приведені в додатку Г. Раціональні конструкції дорожнього одягу для доріг різних категорій наведені у таблиці 7.1. Таблиця 7.1.
8. Технологія проведення робіт 8.1. Асфальтобетонний гранулят для виробництва холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей отримують шляхом прямого фрезерування існуючого покриття «холодними» фрезами з наступним відсіюванням фракції крупніше 40 мм або переробкою асфальтобетонного брухту на стаціонарних або мобільних базах, оснащених дробарносортувальним устаткуванням із дробарками ударної або відцентрово-ударної дії. В останньому випадку максимальна крупність асфальтобетонного грануляту приймається рівною 20 мм. 8.2. При прямому фрезеруванні покриття «холодними» фрезами рекомендується використовувати фрези, ротор яких має напрямок обертання «зверху вниз» до покриття, що фрезерується. При фрезеруванні такими типами фрез асфальтобетонний гранулят має однорідний гранулометричний склад, малий вміст пилуватих часток, повна відсутність гранул розміром більш 40 мм, і може бути використаний у виробництві холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей безпосередньо без просіювання. 8.3. Для виробництва холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей використовуються чисті і модифіковані катіонні емульсії за ТУ У В.2.7.03450778.092-2002 марок ЕБК-Ш, ЕБКП, ЕБК-С і вода попереднього зволоження.
8.4. Орієнтований вміст емульсії в складі холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей повинен складати 2-4% за масою мінерального матеріалу, води для попереднього зволоження - 1,5-4% за масою мінерального матеріалу. Остаточний склад холодної регенерованої асфальтобетонної суміші видається спеціалізованою дорожньою лабораторією на основі проведених випробувань. 8.5. Для виробництва холодної регенерованої асфальтобетонної суміші застосовуються стандартні, мобільні та стаціонарні установки з інтенсивними двохвальними змішувачами безперервної і періодичної дії, оснащені двух-трьохсекційними дозаторами для асфальтового грануляту і мінеральних матеріалів. У необхідних випадках установки повинні оснащуватися дозаторами цементу. При використанні для приготування регенерованого асфальтобетону існуючих змішувальних установок типу ДС необхідно попередньо демонтувати сита грохотів для попередження їх забивання сит фрезерованим гранулятом. Рекомендується використання установки, обов’язково оснащеної дозуючими системами для дозування емульсії, води та добавок мінеральних матеріалів різних фракцій. Змішувач повинен бути неперервної дії для полегшення відпрацювання технології випуску суміші. Бажано використання пересувних притрасових заводів продуктивністю 50 т/год. 8.6. Покриття і основу з холодного регенерованого асфальтобетону варто укладати при температурі повітря не нижче плюс 5ОС. Припустимо робити укладання при дощі, що мрячить. Восени варто закінчувати укладання холодної регенерованої суміші не пізніше 2-3 тижнів до настання стійких негативних температур. 8.7. Для укладання холодної регенерованої асфальтобетонної суміші варто використовувати асфальтоукладальники, самохідні автогрейдери. Товщина шару укладання холодної регенерованої асфальтобетонної суміші в щільному тілі може коливатися від 50 до 120 мм і призначається проектом проведення робіт. 8.8. Холодна регенерована асфальтобетонна суміш може ущільнюватися негайно або з перенесенням періоду початку ущільнення при перезволоженні суміші до 4 годин, якщо є можливість дозволити надлишковій воді випаруватися з укладеної суміші. 8.9. Технічні засоби ущільнення і схема їхньої роботи вибираються в залежності від товщини укладеного матеріалу в розрахунку на щільне тіло. Група котків для ущільнення холодного регенерованого асфальтобетону повинна складатися з віброкотка із збуджуючою силою 30-50 кН, частотою 40-50 Гц, амплітудою 0,4-0,8 мм або комбінованого котка масою 7,0-12,0 т із регульованим тиском у шинах у межах 0,02 - 0,8 МПа та пневмоколісного котка. 8.10 При ущільненні шарів холодної регенерованої асфальтобетонної суміші товщиною до 80 мм схема роботи ущільнюючих засобів повинна бути наступною: - пневмоколісний коток попереду - 8-12 проходів; - віброкаток або комбінований каток позаду - 4-6 проходів. При ущільненні шарів холодного регенерованого асфальтобетону товщиною до 120 мм в один шар схема ущільнення змінюється на зворотну: - віброкаток або комбінований каток попереду - 4-6 проходів; - пневмоколісний каток позаду - 8-12 проходів. Кількість проходів котків по одному сліду встановлюється пробним ущільненням і повинна бути не нижче зазначених значень. 8.11. По завершенні ущільнення холодного регенерованого асфальтобетону рух транзитного і будівельного транспорту по ньому відкривається негайно. 8.12. Влаштування наступних шарів по ущільненому холодному регенерованому асфальтобетоні здійснюється не раніше 2-3 тижнів з метою випаровування води і формування структури матеріалу.
9. Правила приймання. 9.1. Приймання холодної регенерованої асфальтобетонної суміші проводиться партіями. 9.2. Партією вважають кількість суміші одного складу, що випускається заводом протягом однієї зміни, але не більше 200 т. Після приймання суміш може бути розміщена на складі, де допускається перемішування її з іншою холодною регенерованою асфальтобетонною сумішшю того ж складу. 9.3. При прийманні і відвантаженні сумішей, що зберігаються на складі, партією вважають кількість суміші одного складу, що відвантажується одному споживачеві протягом доби. 9.4. При контролі якості суміші на АБЗ визначають показники приведені в табл. 6.2. даних рекомендацій. При контролі якості покриття відбирають зразки на площі 7000 м2 через 14 діб з визначенням наступних показників: - межа міцності на стиск при температурі плюс 200С; - межа міцності на стиск при температурі плюс 500С; - коефіцієнт водостійкості; - водонасичення; - набрякання; - зерновий склад. При випробуваннях значення показників властивостей повинні відповідати вимогам ДСТУ Б В.2.7-119 для пористого асфальтобетону. 9.5. При періодичних випробуваннях визначають коефіцієнт водостійкості при тривалому водонасиченні і вміст бітуму в регенерованому асфальтобетоні один раз на місяць. 9.6. Радіаційно-гігієнічна оцінка матеріалів, які застосовуються для приготування холодної регенерованої асфальтобетонної суміші, здійснюється за сертифікатом радіаційної якості, який видається спеціалізованими підприємствами. У випадку відсутності даних про вміст природних радіонуклідів виготовлювач один раз у рік, а також при кожній зміні постачальника складових регенерованої суміші визначає ефективну питому активність природних радіонуклідів. 9.7. При одержанні незадовільних результатів випробувань хоча б по одному з показників, по цьому показнику роблять повторні випробування знову відібраної проби, узятої з тієї ж партії. Результати повторних випробувань поширюються на всю партію. У випадку незадовільних повторних випробувань партію бракують. 9.8. При проектуванні складу суміші, у процесі налагодження технологічного режиму випуску суміші і при кожній зміні вихідних матеріалів холодні регенеровані асфальтобетонні суміші контролюють за всіма показниками якості. 9.9. Споживач має право проводити контрольну перевірку відповідності холодних регенерованих асфальтобетонних сумішей вимогам данних рекомендацій, дотримуючи при цьому порядок добору проб, і застосовуючи методи випробувань зазначені в рекомендаціях.
10. Методи контролю. 10.1. Контроль якості вихідних матеріалів здійснюється відповідно до вимог нормативних документів на конкретний матеріал. 10.2. На базах по виробництву регенерованих сумішей необхідно контролювати дозування мінеральних матеріалів, бітумної емульсії, води, вологість мінеральних матеріалів.
10.3. При контролі дозування необхідно визначати точність дозування мінеральної частини, асфальтового грануляту, емульсії і води попереднього зволоження (один раз на місяць). 10.4. Перед початком проведення робіт по укладанню сумішей необхідно забезпечити рівність основи. 10.5. Покриття (основа) вважається досить ущільненим у тому випадку, якщо після останнього проходу котка не утворюються хвилі перед вальцем котка і не залишається сліду. 10.6. Коефіцієнт ущільнення регенерованого асфальтобетону визначається через 14 діб після улаштування покриття. 10.7. Контроль рівності улаштованого покриття виконується за ДСТУ Б В.2.3.-3-2000 та ДБН В.2.3-4-2000.
11. Транспортування, зберігання. 11.1. Фрезерований асфальтобетон поставляється автомобільним транспортом на асфальтовані площадки із забезпеченим водовідведенням. Для підвищення однорідності рекомендується проводити складування і послідуючу переробку фрезерованого асфальтобетону по видах (властивості бітуму) та типу (крупно-, мілко зернистий та піщаний). 11.2. При відвантаженні споживачеві підприємство-виробник зобов’язане супроводжувати кожен транспортний засіб з холодною регенерованою асфальтобетонною сумішшю паспортом. 11.3. Холодні регенеровані асфальтобетонні суміші транспортують до місця укладання автомобілями. 11.4. При неможливості негайного відправлення холодної регенерованої асфальтобетонної суміші до місця укладання, допускається зберігати суміш у літній період на відкритих площадках, за умови використання її протягом зміни.
12. Охорона праці. 12.1. Під час роботи з органічними в'яжучими та бітумними емульсіями слід керуватися вказівками СНиП 3.4-80 "Техніка безпеки в будівництві", "Правилами по техніці безпеки і виробничій санітарії при будівництві і ремонті міських доріг і роботі на асфальтобетонних заводах і виробничих базах дорожніх організацій" (1981 р.). 12.2. Під час роботи на бітумоплавильних та емульсійних установках необхідно дотримуватися таких правил безпеки. Усі органічні в'яжучі - горючі матеріали. Температура спалаху 200-220°С, температура появи полум'я - 300°С. 12.3. Біля місця зберігання бітуму, розчинників, палива і масел, біля бітумоплавильних агрегатів установлюють щити з протипожежним обладнанням, ящики з сухим, чистим піском, обладнані кришками; пінні вогнегасники. 12.4. В разі попадання емульсій на одяг, обличчя, руки слід швидко промити їх холодною водою. 12.5. Емульгатори, і його розчини зберігають в металевих ємностях з щільними кришками. Соляну кислоту зберігають в скляній тарі. Емульгатор та кислота зберігається в закритих приміщеннях. 12.6. Обслуговуючий персонал на АБЗ допускається до роботи тільки після відповідного інструктажу і навчання правилам техніки безпеки, виробничій санітарії і протипожежним заходам. 12.7. Особи, зайняті на виробництві регенерованих сумішей, повинні бути забезпечені засобами індивідуального захисту відповідно до вимог відповідних галузевих норм.
12.8. Робітники, зайняті при проведенні робіт по приготуванню та укладанню регенерованих сумішей, повинні бути забезпечені сигнальними жилетами відповідно до вимог; повинні дотримуватись основних правил особистої гігієни: приймати їжу лише в спеціально відведених для цього приміщеннях, по закінченню зміни прийняти душ і переодягнутись в чистий одяг. Всі робітники, які зайняті на таких роботах, обов'язково повинні проходити попередній і періодичні медичні огляди у відповідності з наказом МОЗ України №45 від 31.03.94р. 12.9. При проведенні робіт по приготуванню регенерованних асфальтобетонних сумішей та влаштуванню шарів із регенерованого асфальтобетону необхідно виконувати вимоги з охороні праці і техніку безпеки, приведені у відповідних розділах "Правил техніки безпеки при будівництві, ремонті і експлуатації доріг". (ДНАОП 5.1.14.1.01.-96).
13. Вимоги охорони навколишнього середовища 13.1. Ефективними заходами захисту навколишнього середовища є герметизація ємкостей для збереження і перевезення бітумної емульсії для запобігання розливу. 13.2. При виробництві і застосуванні регенерованих сумішей вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони не повинне перевищувати гранично припустимих концентрацій. Гранично допустима концентрація шкідливих речовин при виготовленні та влаштуванні шарів дорожнього одягу із регенерованого асфальтобетону не повинна перевищувати концентрацій відповідно ГОСТ 12.1.005. 13.3. Збереження регенерованих сумішей повинно виконуватися на обвалованих площадках із твердим покриттям.
Додаток А. (рекомендований)
1. Проектування гранулометричного складу суміші Гранулометричний склад суміші проектується комбінуванням фрезерованого матеріалу, щебеню відповідних фракцій, відсіву і мінерального порошку у відповідних раціональних співвідношеннях. Приклад розрахунку зернового складу наведено нижче. Приклад. Потрібно підібрати та розрахувати гранулометричний склад регенерованої асфальтобетонної суміші з використанням наступних матеріалів: - фрезерований асфальтобетон; - щебінь фракції 5-10 мм; - щебінь фракції 10-20 мм. Гранулометричний склад фрезерованого асфальтобетону визначений після екстрагування бітуму та склади вихідних матеріалів наведено в таблиці А.1. Таблиця А.1
Вміст зерен менше даного розміру, % Розміри отворів сит, мм
10-20 мм
5-10 мм
Фрезерований а/б
40
100
100
100
20
79,51
100
97,59
15
35,37
99,7
98,9
10 5
3,07
91,57
87,12
5
10,4
76,47
3
5,07
61,01
1,25
50,72
0,63
39,06
0,315
25,27
0,14
17,35
0,071
8,69
Комбінування регенерованої асфальтобетонної суміші. Приймаємо приблизний склад регенерованого асфальтобетону: - фрезерований асфальтобетон - 60 %; - щебінь фракції 5-10 мм - 12 %; - щебінь фракції 10-20 мм - 28 %. Розрахунок: Для визначення вмісту часток регенерованої асфальтобетонної суміші менше якогось відповідного сита (наприклад 40), необхідно виконати такий розрахунок. Вміст часток менше даного сита відповідного матеріалу (наприклад 10-20) необхідно перемножити на вміст матеріалу в суміші та поділити на 100. для 10-20 -
(1)
для 5-10 -
=12
(2)
для фрезерованого асфальтобетону =60 (3) Складаючи отримані величини 28+12+60=100 отримаємо вміст зерен регенерованої асфальтобетонної суміші менше сита із розміром отворів 40 мм. Подібні розрахунки проводимо на всіх інших ситах і в результаті отримуємо гранулометричний склад комбінованої суміші (таблиці А.2). Таблиця А.2. Розміри отворів сит, мм Вміст матеріалу, %
10-20 мм
5-10 мм
Фрезерований а/б
28
12
60
Грансклад комбінованої суміші
40
100×0,28=28
20
+ 100×0,12=12
+ 100×0,6=60
=
100
79,51×0,28=22,2 + 100×0,12=12
+ 97,59×0,6=58,55 =
92,8
15
35,37×0,28=9,9
+ 99,7×0,12=11,9
+ 98,9×0,6=59,34 =
78,2
10 5
3,07×0,28=0,8
+ 91,57×0,12=10,9 + 87,12×0,6=52,27 =
64,1
5
10,4×0,12=1,24
+ 76,47×0,6=45,88 =
47,3
3
5,07×0,12=0,6
+ 61,01×0,6=36,6 =
37,2
1,25
50,72×0,6=30,43 =
30,4
0,63
39,06×0,6=23,43 =
23,4
0,315
25,27×0,6=15,16 =
15,2
0,14
17,35×0,6=10,4 =
10,4
0,071
8,69×0,6=5,21
5,2
=
Отриманий гранулометричний склад порівнюємо із нормативними вимогами наведеними в таблиці 4. ДСТУ Б.В. 2.7.-119-2003 для матеріалів основи (таблиця А.3) на відповідність вимогам. Таблиця А.3 Розміри отворів сит, Грансклад Вимоги до гранскладу мм комбінованої суміші регенерованої суміші 40
100
95-100
20
92,8
70-100
15
78,2
57-100
10 5
64,1
45-76
5
47,3
27-65
3
37,2
18-50
1,25
30,4
10-38
0,63
23,4
7-28
0,315
15,2
4-22
0,14
10,4
3-15
0,071
5,2
2-8
У випадку невідповідності гранскладу регенерованої суміші нормативним вимогам необхідно змінити процентний вміст матеріалів у суміші і провести новий розрахунок. Зміну процентного вмісту матеріалів здійснюють до отримання гранулометричного складу який відповідає вимогам ДСТУ Б.В. 2.7.-119-2003.
Висновок: підібраний склад суміші з вмістом щебеню фр. 5-10 - 12%, фр. 10-20 - 28%, фрезерованого асфальтобетону - 60% відповідає вимогам ДСТУ Б.В. 2.7.-119-2003 на пористі суміші для влаштування основ та нижніх шарів дорожнього одягу.
Додаток Б. (рекомендований)
1. Розрахунок марки та оптимального вмісту бітуму в регенерованому асфальтобетоні в залежності від умов експлуатації. Марка бітуму визначається для заданої дорожньо-кліматичної зони виходячи із максимальної температури нагріву покриття та наявності мінерального порошку. При виборі типу бітуму для конкретних умов експлуатації необхідно щоб виконувалася умова теплостійкості. Умова теплостійкості: ,
(Б.1)
о
де Δ - запас теплостійкості, 5 С; Троз - температура розм’якшення бітуму у регенерованому асфальтобетоні. Тнагр - максимальна температура нагріву покриття в літній період. Температура розм’якшення асфальтов’яжучого у фрезерованому матеріалі визначається за формулою. , (Б.2) де Sмп - вміст мінерального порошку, % за масою зверх маси бітуму; Тб - температура розм’якшення бітуму у фрезерованому матеріалі. Бітум у складі регенерованого асфальтобетону Троз отримується при змішуванні бітуму із фрезерованого асфальтобетону і добавки нового бітуму. При розрахунку складу компаундованого бітуму використовують правило сумішей, яке для випадку використання температури розм'якшення має вид: ,
(Б.3)
де Tб - температура розм'якшення суміші компонентів, Тф, Tн - відповідно температури розм'якшення бітуму із фрезерованого асфальтобетону і добавки нового бітуму; Vф, Vн - їх об'єми. Якщо необхідно підібрати бітум з заданою температурою розм'ягшення, то для визначення співвідношення між окремими компонентами використовують формулу, ;
.
(Б.4)
Для пенетрації правило сумішей має вид ,
(Б.5)
звідки співвідношення між окремими компонентами ;
.
(Б.6)
Додаток В. (рекомендований)
Приклад розрахунку складу асфальтобетонної суміші. 1. Розрахунок вмісту в’яжучого. 1.1. Визначення загального вмісту в'яжучого в суміші в залежності від зернового складу суміші за емпіричною формулою: , (В.1) де - Щ, П, МП - масові долі зерен відповідно крупніше 2,5 мм; дрібніше 2,5 мм та більше 0,071 мм; дрібніше 0,071 мм; % К- коефіцієнт, який залежить від вмісту зерен дрібніше 0,071 мм та приймається: 0,15 при МП= 11-15%; 0,18 при МП = 6-10%; 0,20 при МП = менше 5%; F1- коефіцієнт, який залежить від адсорбційних властивостей матеріалу, приймається 0 - 2 %, в середньому в розрахунках береться 0,7-1,0 %; R1- коефіцієнт, який залежить від виду в'яжучого: R1 = 1,0 для бітуму, R1= (0,6-0,65) для емульсії (концентрація бітуму в емульсії). 1.2. Кількість доданого в’яжучого визначається за формулою: , (В.2) де - Pr - масова доля доданого в'яжучого ( в 100% суміші), % PA - масова доля бітуму в старому асфальтобетоні, % Pp - вміст старого асфальтобетону в суміші, в долях одиниці Кількість добавленого в'яжучого визначають за формулою (процент від маси укріпленої суміші) . (В.3) Процент добавленого в'яжучого відносно старого бітуму визначається за формулою: ,
(В.4)
1.3. Температура розм'якшення нового доданого бітуму визначається за формулою В.5, яка слідує із формули Б.3. , (В.5) де Тб - температура розм’якшення асфальтов’яжучого в регенерованому асфальтобетоні; Тф - температура розм’якшення асфальтов’яжучого у фрезерованому асфальтобетоні; Vф, Vн - вміст у долях одиниці старого та нового доданого бітуму;
2. Приклад розрахунку. Вихідні дані: масові долі зерен щебеню піску та мінерального порошку взято із зернового складу регенерованого асфальтобетону із додатку А наведеного у таблиці А.3 (в сумі 100%), % Щ=62,8; П=32; МП=5,2. Значення інших параметрів: К=0,18; F1=1; R1=0,6. Масова доля в'яжучого у суміші
%. Визначаємо кількість доданого в’яжучого ;
,
, %. За формулою Б.3. визначається кількість добавленого в’яжучого в процентах від маси суміші. , %. Таким чином, за формулою Б.4. знаходимо процент добавленого в’яжучого відносно старого бітуму. , %. Тоді при таких вихідних даних за формулою В.5. розраховуємо необхідну температуру розм’якшення нового доданого бітуму. ;
;
;
,
. Температура розм'якшення добавленого бітуму повинна становити- 30,6 оС.
Додаток Г. (обов’язковий)
Методи випробування регенерованого асфальтобетону. Методи випробування матеріалів призначені для оцінки їхніх конструкційних властивостей на стадіях підбору складу, розрахунку дорожнього одягу і контролю якості готової продукції. 1. При підборі в лабораторних умовах складу суміші й оцінки властивостей матеріалу виходять із припущення, що структура лабораторних зразків моделює структуру матеріалу, отриманого в результаті холодної регенерації шарів дорожнього одягу. Якщо для асфальтобетону з гарячих сумішей прийнята методика виготовлення лабораторних зразків дозволяє досягати бажаного результату (щільність покриття досягає 98-99% щільності лабораторних зразків), то для матеріалів, що містять асфальтобетонний гранулят і, що зміцнюються по холодній технології в присутності вологи, процес ущільнення проходить складніше. Показники властивостей кернів, відібраних із регенерованого шару, залежать від
режиму ущільнення і таких випадкових факторів, як температура навколишнього повітря (або суміші) під час ущільнення й умови формування шару, що регенерується. При формуванні зразків регенерованого асфальтобетону необхідно забезпечувати відвід надлишку вологи. Щільність та міцність на стиск визначають шляхом формування лабораторних зразків циліндрів (d = 50,5 мм для піщаних та дрібнозернистих сумішей та 71,4 мм для крупнозернистих сумішей). У якості стандартного при формуванні зразків прийнятий тиск 40 МПа і час витримування зразка при заданому тиску -3 хв. При підборі складу регенерованого асфальтобетону необхідно готувати, дві серії зразків, що ущільнюються під тиском, наприклад, 30 та 40 МПа. Це дозволить, після пробної регенерації шару і зіставлення досягнутої щільності з щільністю лабораторних зразків, оцінювати розрахункові параметри укріпленого матеріалу і, при необхідності, коректувати вміст у ньому в'яжучого. 2. Визначення міцності регенерованого асфальтобетону на стиск. Технічні вимоги до регенерованого асфальтобетону базуються на традиційних методах випробування асфальтобетону. Оскільки регенерований шар розглядається в якості шару покриття або основи, що підстилає покриття, і є монолітним несучим у шарі дорожнього одягу, за аналог прийнято метод випробування пористого асфальтобетону. Міцність зразків у сухому стані визначають через 1 і 7 діб збереження їх у приміщенні при вологості повітря 6080%. Через добу значення повинні відповідати вимогам даних рекомендацій таблиці 6.2, а через 7 діб таблиці 11 ДСТУ Б В.2.7-119 для пористого асфальтобетону. 3. Визначення міцності на розтяг при згині. Міцність при динамічному згині регенерованого асфальтобетону визначається за методикою ВСН 46-83 при випробування зразків - балочок на розтяг при згині при температурі 0°С. При порівняльних розрахунках дорожнього одягу на витривалість використовується формула: , де N - кількість циклів завантаження зразка до руйнування, Rц - опір матеріалу розтягу при динамічному згині, МПа,
(Г.1)
- заданий рівень розтягуючих напружень, МПа, b - показник витривалості, який показує на чутливість матеріалу до заданого рівня завантаження. Параметри Rц і b, поряд з динамічним модулем пружності, є константами матеріалу і повинні визначатися в лабораторних умовах. Показники і b звичайно визначають при випробуванні зразків-балочок на втому (циклічне навантаження) при різних рівнях завантаження. Для визначення показника витривалості можна використовувати прилад НТУ, який дозволяє реалізувати метод прикладання осьового навантаження до зразка-балочки при прикладанні навантаження, що зростає з постійною швидкістю на 3-4 рівнях (довготривала міцність при повзучості). 4. Визначення модуля пружності. Модуль пружності визначається при випробуванні лабораторних зразків-балочок на маятниковому приладі згідно з методикою ВСН 46-83. 5. Розрахункові значення параметрів регенерованого асфальтобетону для виконання розрахунку дорожніх одягів приведено в таблиці Г.1. Таблиця Г.1. Регенерований
Динамічний модуль пружності, МПа, при Міцність на розтяг
Показник
асфальтобетон для шару
розрахунку на Розтяг при згині, Е0
Пружний прогин, Е10
при згині, MПa, Rц,
втоми, b
Зсув, Е20
Покриття
3000
2000
1200
6,0
4,5
Основи
2400
1400
800
4,0
4,0
Примітки: 1. Коефіцієнт варіації модуля пружності регенерованого асфальтобетону приймається в 1,31,5 рази більшим від звичайного, і рівним 20% для покриття та 25% для шарів основи. 2. Коефіцієнт варіації міцності на розтяг при згині регенерованого асфальтобетону приймається в рівним 10% для покриття та 12% для шарів основи
Дані рекомендації розроблені на кафедрі ДБМ і хімії Національного транспортного університету на замовлення Служби автомобільних доріг (договір № 56-03/96 від 27 лютого 2003 р.). Рекомендації складені колективом авторів: Гамеляк І.П. - керівник роботи; к.т.н. доцент кафедри ДБМ і хімії; Журавський Д.Л. - інженер; відповідальний виконавець; Райковський В.Ф. - інженер.