МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
СССР
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ )
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПОВЫШЕНИЮ ТРЕЩИНОСТОИКОСТИ ЧЕРНЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В УСЛОВИЯХ РЕЗКО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО КЛИМАТА
Москм— 1972
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПОВЫШЕНИЮ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЧЕРНЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В УСЛОВИЯХ РЕЗКО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО КЛИМАТА
Одобрены Техническим Управлением Минтрансстроя СССР
Москва- 1972
Т аблипа 1
Рекомендуемые составы асфальтобетона в зависимости от расчетной зимней температуры покрытия и категории дороги |
w;kl
S1& |
|
|
Категория дороги |
Марка битума |
1 |
. П |
_ш_ |
_1У |
os к
йги |
Типы |
асфальтобетонной смеси |
|
БН Д-90/130 |
А. Б |
А, Б |
А , А1, Б, Б1 |
а', б' |
|
БНД-130/200 |
А, Б |
А , Б |
А , А', Б , Б^ В. В' |
-30 |
БНД-200/300 |
— |
А. Б, В |
А , А', Б, б;
В, в'. Г |
Б,В,Г |
|
СГ-130/200 |
- |
- |
А, Б, В |
Б', В', Г |
|
БНД-90/130 |
А , Б |
А,Б |
_ |
- |
|
БНД-130/200 |
А, Б |
А, Б |
А , А7, Б , Б* |
|
-35 |
БНД-200/300 |
- |
А , Б,В |
А , А', Б, Б, В,В' |
Б, В , Г
/ / |
|
СГ-130 200 |
“ |
- |
А , Б, В |
Б,В,Г |
|
БНД-90/130 |
А |
А |
— |
- |
|
БНД-130/200 |
А , Б |
А , Б |
А , А*, Б , Б* |
|
-40 |
БНД-200/300 |
_ |
А , Б |
а.а'.б.б |
а', б', в |
|
СГ-130/200 |
— |
“ |
А , Б, В |
А', Б', В,' Г |
|
БНД-130/200 |
А |
А |
- |
|
-45 |
БНД-200/300 |
А |
А , Б |
А , А*, Б, Б |
А , Б' |
|
СГ-130/200 |
- |
- |
А , Б |
А', Б' |
-50 |
БНД-200/300 |
А |
А |
А , А* |
/
А |
СГ-130/200 |
|
- |
А , Б |
А,Б |
|
Примечание. А, Б, В, Г - асфальтобетоны 1 марки; А, Б', В' - асфальтобетоны II марки. |
ся устраивать из теплых асфальтобетонных смесей П марки.
19. Гранулометрические составы минеральной части смесей приведены в табл.2. Состав черных щебеночных (гравийных) смесей назначают по табл.З в зависимое -ти от расчетной зимней температуры покрытия и категории дороги.
20. Покрытия из горячих черных щебеночных смесей 1 марки с битумом БНД-90/130 рекомендуется устраи -вать на дорогах П категории в районах с расчетной температурой покрытия не ниже -40°С. На дорогах Ш категории устройство покрытий из горячих смесей допускается только в районах с расчетной температурой покрытий не ниже -30°С.
21. Покрытия из теплых черных щебеночных (гравийных). смесей рекомендуется устраивать на дорогах Ш-У категорий. При -этом для устройства покрытий дорог Ш категории содержание щебня в минеральной части смесей должно быть не менее 35%.
22. Для устройства покрытий дорог У категории ре -комендуется применять битумы по вязкости не выше марки БНД-200/300 в районах с расчетной температурой до -40°С, а в районах, где температура покрытий ниже -40°С, следует применять только жидкие битумы.
23. Для улучшения деформативных свойств битумоминеральных материалов при отрицательных температурах рекомендуется применять следующие добавки:
а) кубовые остатки производства оС -метилстирола;
б) кубовые остатки производства этилбензола и бу -ти/i бензол а;
в) синтетический каучук СКМС-30.
Характеристика указанных добавок приведена в таблЛ.
Применение указанных добавок в составе битумоми -неральных материалов понижает значения их критичес -ких температур (рис.2).
24. Добавки выбирают с учетом наличия материалов
Гранулометрический состав минеральной части ства верхнего слоя
Тип
смеси |
Виды гранулометрии |
Процентное |
25 |
20 |
15 |
1 |
Среднеэернистый |
95-100 |
|
55-65 |
п |
я |
- |
95-100 |
85-91 |
ш |
М елкозернистый |
- |
- |
95-100 |
1У |
ш |
— |
- |
95-100 |
У |
» |
- |
— |
- |
У1 |
ш |
- |
- |
95-100 |
УП |
т |
- |
|
|
Рекомендуемые составы черных щебеночных зимней температуры покрытий и
Расчетная
температура
покрытия, |
Марка битума |
|
11 |
°с |
|
Типы |
-30 |
БНД-90/130 БНД-130/200 БНД-200/300 СГ-130/200 |
1, II, Ш |
|
МГ-130/200 |
- |
-35 |
БНД-90/130 БНД-130/200 БНД-200/300 СГ-130/200 МГ-130/200 |
I. II, Ш |
|
12 |
Таблица 2
черных щебеночных (гравийных) смесей для устрой-покрытия
содержание зерен минерального материала мельче, мм |
10 |
5 |
3 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,14 |
0,071 |
_ |
32-45 |
27-37 |
19-27 |
13-20 |
9-15 |
7-12 |
4-7 |
70-80 |
50-65 |
40-55 |
28-39 |
20-29 |
14-22 |
9-15 |
6-10 |
W |
35-60 |
30-43 |
22-28 |
19-24 |
14-18 |
9-12 |
4-7 |
75-85 |
50-65 |
40-55 |
28-39 |
20-29 |
14-22 |
9-15 |
8-10 |
95-100 |
50-65 |
40-55 |
28-39 |
20-29 |
14-22 |
9-15 |
6-10 |
85-93 |
65-80 |
57-70 |
39-53 |
29-40 |
20-28 |
12-19 |
8-12 |
95-400 |
65-80 |
57-70 |
39-53 |
29-40 |
20-28 |
12-19 |
8-12 |
|
Таблица 3
(гравийных) смесей в зависимости от расчетной категории дороги
Категория дороги |
га |
1У |
У |
черной щебеночной |
(гравийной) смеси |
|
1, II, Ш |
_ |
_ |
1, И. Ш, 1У |
1, П, III, 1У |
- |
1, И, Ш, 1У, У |
И, 1У, У, У1, УП |
И, 1У, У |
1. II |
И, 1У, У, У1, УН |
И, 1У, У, У1, УП |
- |
- |
II, 1У, У |
— |
|
_ |
1, II, III, 1У |
— |
- |
1, п, in, iy, у |
II, 1У, У1 |
II. 1У. у |
1, н, га, 1У |
П,1У,У, У1 |
П,1У,У,У1.УН |
- |
- |
II, 1У.У |
|
13 |
Расчетная температура ПОКРЫТИЯ 1р4СЯ 9
°с г ' |
Марка битума |
|
II |
Типы |
|
БНД-90/130 |
1 , III |
|
БНД-130/200 |
|
-40 |
БНД-200/300 |
|
|
СГ-130/200 |
|
|
МВ-130/200 |
- |
|
БНД-130/200 |
_ |
|
БНД-200/ 300 |
_ |
-45 |
СГ-130/200 |
— |
|
МГ-130/200 |
- |
|
БНД-200/300 |
|
-50 |
СГ-130/200 |
_ |
|
МГ-130/200 |
- |
для приготовления битумоминеральных смесей и расчетной зимней температуры покрытия в данном районе.
Пример. Для строительства покрытия в пос.Нагорный Якутской АССР, где расчетная температура покрытия составляет -36°С, запроектирован состав малощебенистого асфальтобетона типа В с битумом БНД-90/130 (П25-85). Необходимо выбрать добавку таким образом , чтобы Т#р была равна -36° или была ниже Трасу.
По номограмме (см.рис.1) определяем критическую температуру материала без добавки (-34°С). Затем на номограмме (см.рис.2) находим точку пересечения линии с ординатой -36°С и абсциссой -34°С, удовлетворяю-
14
Продолжение табл. 3
Категория дороги |
ш |
1У 1 У |
черной щебеночной |
(гравийной) смеси |
1, II, III lf II, Ш, 1У 1,'И, Ш, 1У |
1, И, III, 1У П, 1У, У, У1 |
II, 1У, У, У1 II, 1У,У, У1,УН И,1У, У |
1, II, III 1,- II, III, 1У |
1, И, III 1, 11,111, 1У, У1 1, II, lit, 1У |
П, Ш, 1У И, Ш, 1У, У1 |
1, III I, И, III |
1, ш
1, II, III, 1У 1, II, III |
П, 1У. У II, 1У |
|
щую поставленному требованию. В данном случае может быть применена любая из рекомендуемых добавок. Аналогичным образом выбирают добавки для битумоминеральных смесей и других составов с различными битумами.
25. Введение 2-4% добавки кубовых остатков произ -водства сК. -метилстирола в битум наряду с улучше -нием низкотемпературных свойств битумоминерально г о материала улучшает сцепление битума с поверхностью минеральных материалов основных и карбонатных пород. Добавку вводят в битум при его температуре от 70 до 110°С (в зависимости от марки битума) при постоян -ном перемешивании. Температура добавки должна быть 20ч40°С.
15
УДК 625.855/571.5/
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТРЕШИНОСТОЙКОСТИ ЧЕРНЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В УСЛОВИЯХ РЕЗКО КОНТИНЕН ТАЛЬНОГО КЛИМАТА. Союэдорнии, М.. 1972.
Указаны пути повышения трешиностойкости по -крытий за счет снижения вязкости битума, повы -шения содержания щебня, уменьшения концентрации минерального порошка в асфальтовяжущем и при -менения добавок.
Рекомендованы типы битумоминеральных сме -сей по гранулометрическим составам минеральной части и марки битумов для их приготовления для устройства дорожных покрытий в районах с резко континентальным климатом в зависимости от рас -четной зимней температуры покрытий и категории дорог.
Рис.-2, табл.-4.
УДК 625.855(571.5)
Предисловие
Дорожные покрытия из битумоминеральных материа -лов в районах с суровым климатом в течение длитель -ного времени работают в условиях низких отрицатель -ных температур. Это вызывает образование трещин на покрытиях, что ухудшает транспортно-эксплуатационн ы е показатели и снижает несущую способность дорожно й одежды.
В Омском филиале Союздорнии проведены лабораторные и опытно-экспериментальные исследования по воп -росам повышения трешиностойкости дорожных покрытий . Опытные работы проведены на объектах строительст в а УС-19 Главдорстроя Дорожного управления при СМ Якутской АССР и Дорожного управления при СМ Бурятской АССР.
На основании результатов этих исследований и опьп>-ных работ составлены настоящие 'Методические ре -комендации по повышению трешиностойкости черных дорожных покрытий в условиях резко Континенталь ного климата'. В них даны рекомендации по выбору соста -вов битумоминеральных смесей и марки битумов для их приготовления в зависимости от климатических факторов и категории дороги из условий трешиностойкости покрытий.
'Методические рекомендации' содержат также основ-ные положения по применению некоторых добавок с целью улучшить деформативную способность битумоми -неральных материалов при отрицательных температурах.
'Методические рекомендации' разработаны в разви — тие действующих нормативно-технических документов (СНиП Ш-Д.5-62, ГОСТ 9128-67, ВСН 93-63,ВСН 1586а ВСН 123-65) и в дополнение 'Предложений по рацио -нальным материалам, типам дорожных одежд и технологии их сооружения в зоне вечной мерзлоты'.
^Методические рекомендации' составили кандидаты технических наук Ю.Е.Никольский, Н.В.Матлаков и инж . А.Г.Широков.
Все замечания просьба направлять по адресу :143900 Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии или Омск-80, проспект Мира, 3, Омский филиал Союздорнии.
ДИРЕКТОР СОЮЗДОРНИИ доктор технических наук профессор
В.В.Михайлов
Общие положения
1. Настоящие 'Методические рекомендации' предназначены для руководства при проектировании битумоминеральных смесей при строительстве дорожных покрытий в районах с резко континентальным климатом, где основным видом деформаций покрытий являются температурные трещины, образующиеся в зимний период в пер -вые годы эксплуатации дороги.
Наряду с этим положения настоящих 'Методическ и х рекомендаций" могут быть распространены и на другие районы, в которых деформации покрытия в виде темпе -ратурных трещин являются характерными.
2. Под битумоминеральными материалами следует понимать асфальтобетон, а также материалы из черных щебеночных (гравийных) смесей, приготовленных в установке. Свойства битумоминеральных материалов и технология устройства покрытия из них должны отве -чать требованиям нормативно-технических документов (СНиП Ш-Д.0-62, ГОСТ 9128-67, ВСН 93-63, ВСН 15S68, ВСН 123-65). Свойства битумов, применяемых для приготовления битумоминеральных смесей, должны соответствовать требованиям ГОСТ 11954-66 и ГОСТ 11955-66.
В рассматриваемых районах не рекомендуется устраивать черные дорожные покрытия методом смешения на дороге.
3. К районам с резко континентальным климатом относятся Горно-Алтайская автономная область, Тувинс -кая АССР, Эвенкийский национальный округ Красноярского края, Иркутская область, Бурятская АССР, Читинская и Амурская области, Якутская АССР (исключая прибрежные районы), Магаданская область и Хабаровский край (исключая прибрежные районы).
4. Условия работы дорожных покрытий в зимн ий период года характеризуются расчетной зимней темпе -
ратурой покрытия Гр0сч • (приложение 1), Значения расчетных зимних температур покрытия в районах с резко континентальным климатом определяют по приложе -нию 1 или по формуле
Траси - °’82 , »>
где i f - расчетная зимняя температура воздуха , и равная средней температуре наиболее холодных суток, °С.
Для некоторых крупных населенных пунктов, не входящих в район с резко континентальным климатом, рас -четные зимние температуры покрытий приведены в приложении 2.
5. Повышение трешиностойкости покрытий из битумоминеральных материалов может быть достигнуто:
а) улучшением деформативных свойств материала покрытия при низких отрицательных температурах;
б) рациональным конструированием дорожной одежды в целом.
В настоящих 'Методических рекомендациях'рассматриваются только вопросы повышения деформативной способности материала покрытия.
6. ТрешиностоЙкость битумоминеральных покрытий характеризуется условием
Трасч 5s TKf) j (2)
где Тdqcu ~ расчетная зимняя температура битумо-
г минеральных покрытий в конкретно м
районе, °С;
Т#р - критическая температура битумомине -' рального материала покрытия, обуслов
ленная свойствами этого матер нала при отрицательных температурах; определяющими показателями в этом слу -
6
чае являются: динамическая вязкость ненарушенной структуры битумоминерально г о материала; коэффициент линейного темпера -турного расширения; коэффициент поперечно -го расширения и предел прочности на растя -жение, определенный при скорости деформи -рования, соответствующей максимально воз -можной скорости охлаждения покрытия в данном районе.
Условие трешиностойкости битумоминеральных покрытий основывается на соответствии свойств материала покрытия климатическим факторам района строительства . При этом имеется в виду, что основание, на котором устраивают покрытие, устойчиво и выполнено из несвязных материалов (шебень или гравий) или из материалов с применением органических вяжущих.
7. Из биту мо минеральных материалов, рассматриваемых в настоящих 'Методических рекомендациях',устраивают верхние слои усовершенствованных капитальных покрытий на дорогах 1-Ш категорий и однослойные или верхние слои двухслойных усовершенствованных облег -ченных покрытий на дорогах П-У категорий.
Способы повышения трещиностойкости битумоминеральных покрытий
8. Деформативные свойства битумоминерального материала, обусловливающие трешиностойкость покрытий , можно регулировать:
- применением битумов различной вязкости;
- изменением содержания щебня в составе битумоминеральных материалов;
- соотношением минерального порошка и битума в асфальтовяжущем;
- применением добавок.
Б зависимости от климатических условий и наличия материалов трешиностойкость покрытия может быть
7
обеспечена или одним из этих способов , или их совокупностью.
9. Деформативные свойства битумоминеральных материалов находятся в обратной зависимости от вязкости применяемого для их приготовления битума, т.е. с по -нижением вязкости битума повышается деформат и вн а я способность битумоминерального материала. Исходя из этого для устройства покрытий в рассматриваемых районах следует отдавать предпочтение теплым битумоминеральным смесям.
10. Лучшими деформативными свойствами характеризуются битумоминеральные материалы с повышенным содержанием щебня. Для строительства покрытий в рассматриваемых районах, как правило, следует применять составы битумоминеральных материалов с содержани -ем шебня не менее 35%.
11. При увеличении содержания минерального порошка в составе битумоминеральных материалов деформа -тивная способность их уменьшается. Вследствие этого объемное наполнение асфальтовяжущего минеральн ы м порошком должно быть не более 0,45, т.е. применение песчаных битумсминеральных материалов следует ограничивать.
12. Значения критических температур битумомине -ральных материалов Тщ определяют по номограмме (рис.1) с учетом вязкости битума и типа грануломет -рии минеральной части смеси.
П ри м ер. Необходимо определить значение ас
фальтобетона типа В, приготовленного на битуме БНД-60/90 с глубиной проникания иглы при 25°С, равной 85. Для этого из соответствующего значения глу -бины проникания иглы восстанавливаем перпендикул я р до пересечения с кривой типа В. Координата точки пересечения по оси ординат и будет соответство в а т ь значению критической температуры. В данном случае ТКр =-34°С.
8
13. Состав асфальтобетонных смесей в зависимости от расчетной зимней температуры покрытия и категории дороги назначают
|
Рис.1. Номограмма для определения значений критической температуры битумо -минерального материала: |
по табл.1.
А, Б, ВР- тип асфальтобетона по ГОСТ 9128-87; 1-УП- тип грануломет -
рического состава черных шебеноч н ы х (гравийных) смесей по табл. 3
14. В районах с расчетной зим -ней температу рой покрытий до -35°С горячий асфальто -бетон 1 марки типов А и Б с биту -мом БНД-90/130 рекомендуется применять на дорогах 1 и П категорий.В районах с расчет -ной температурой покрытий до -30°С допускается уст -ройство покрытий из горячих смесей 1 и П марок на дорогах Ш категории.
15. В районах с расчетной температурой покрытий ниже -40°С горячие асфальтобетонные смеси применять не рекомендуется.
18. На дорогах 1-Ш категорий покрытия из теплых асфальтобетонных смесей 1 марки рекомендуется устраивать во всех рассматриваемых районах. При этом содержание шебня в районах с расчетными температурами ниже -40°С должно быть не менее 35%.
17. Применение жидких битумов для устройства покрытий дорог 1-П категорий не допускается.
18. На дорогах 1У категории при соответствующем технико-экономическом обосновании покрытия допускает-
9