Профессиональные подрядчики знают, как обеспечить успешное выполнение работ в холодную погоду. Они следят за качеством. В контексте этой статьи под качеством понимается оптимальная степень уплотнения, достигаемая с помощью катка. Общепризнано, что эффективное уплотнение является важнейшим фактором при укладке качественного асфальтового покрытия, которое прослужит много лет. Опыт работы на местах подтверждает, что укладка асфальта может выполняться в неблагоприятных погодных условиях; однако ключом к успеху является понимание того, какие методы укладки лучше использовать в тёплые летние месяцы, а какие — с октября по апрель.
Используйте инфракрасные установки для нагрева дорожного полотна перед укладкой асфальта
Температура асфальтобетонной смеси (АБС) во время предварительного, промежуточного и окончательного уплотнения будет определять, насколько успешной будет операция уплотнения. Важно понимать, как температура смеси влияет на уплотнение АБС.
Возвращайтесь к основам
Мы знаем, что HMA состоит из заполнителя и жидкого асфальтобетонного вяжущего (AC). Для понимания концепций, описанных в этой статье, важно помнить, что вязкость AC при разных температурах отличается. При низких температурах AC будет очень вязким. Это означает, что он «густой» или медленно движется. При высоких температурах AC будет менее вязким. Это означает, что при более высоких температурах он легче течёт.
При укладке дорожного покрытия очень важно, чтобы бригада поддерживала оптимальную температуру смеси от завода до катков. Это особенно сложно в холодную погоду.
Пока связующее вещество в смеси достаточно вязкое, чтобы «течь», усилие, с которым катки уплотняют смесь, может привести к уплотнению смеси и формированию стабильной конфигурации с хорошей сцепкой между компонентами. По мере снижения температуры смеси связующее вещество в ней становится более вязким и похожим на клей. Когда связующее вещество затвердевает, катки не могут уплотнить смесь до плотной конфигурации.
Время, доступное для уплотнения, определяется общим временем, за которое мат теряет столько тепла, что становится слишком жёстким для уплотнения. В следующем списке перечислены основные факторы, влияющие на скорость потери тепла в HMA.
Основные факторы, влияющие на потерю температуры в слоях HMA
-
Толщина подъема
-
Базовая температура
-
Температура подачи смеси
-
Температура окружающего воздуха
-
Скорость ветра
-
Поток солнечного излучения
Более толстые слои сохраняют температуру дольше, чем более тонкие. Тепло, сохраняемое в слоях асфальта, зависит не от линейной, а от экспоненциальной зависимости. Например, 3-дюймовый (75-миллиметровый) слой будет сохранять тепло примерно в четыре раза дольше, чем 1,5-дюймовый (40-миллиметровый) слой из той же смеси, уложенный при тех же условиях.
Температура основания также играет важную роль в том, сколько времени потребуется для уплотнения. Это особенно актуально для тонких слоёв в прохладную погоду. Теплопередача обычно происходит быстрее через более плотные среды. Например, стакан воды замёрзнет гораздо быстрее, если поставить его в контакт со льдом в ведре, чем если поставить его на среднюю полку морозильной камеры, где вокруг него будет только холодный воздух. Материал основания, на который укладывается асфальт, по сути, представляет собой бесконечную массу по сравнению с тонким слоем HMA сверху. Основа очень быстро впитает большое количество тепла.
Законы теплопередачи гласят, что при контакте двух поверхностей с разной температурой результирующая система будет стремиться к достижению состояния теплового равновесия. Это когда оба контактирующих материала в конечном итоге достигают одинаковой температуры. Это явление наблюдается, когда горячий асфальт кладут на холодное основание. Тепло или тепловая энергия, накопленная в горячем асфальте, быстро передаётся холодному основанию, поскольку система стремится к тепловому равновесию. Чем больше разница температур между двумя материалами, тем быстрее происходит теплопередача. При использовании тонких покрытий, поскольку масса HMA относительно невелика, теплопередача от асфальтового покрытия к основанию происходит быстро. Теплопередача в первую очередь зависит от массы, разницы температур и теплопроводности.
Температура подачи смеси имеет решающее значение, так как она определяет начальную точку процесса охлаждения после того, как HMA вступит в контакт с основанием. Чем ниже температура подачи смеси, тем меньше времени потребуется для её охлаждения.
Температура окружающего воздуха оказывает относительно незначительное влияние на скорость охлаждения HMA. Однако если температура окружающего воздуха сочетается с ветром, возникает как кондуктивная, так и конвективная теплопередача. Теперь тепло отводится к основанию за счёт теплопроводности и к воздуху за счёт конвекции. Чем выше скорость ветра, тем быстрее он отводит тепло от HMA.
Наконец, поток солнечного излучения — это воздействие солнца на температуру HMA. В большинстве случаев это воздействие незначительно. Поток солнечного излучения — это суммарные теплопотери дорожного покрытия, то есть разница между теплом, поглощаемым дорожным покрытием от солнечных лучей, и теплом, которое излучается покрытием в воздух. Проще говоря, это означает, что солнечный свет поможет снизить скорость охлаждения уложенного HMA.
При укладке HMA убедитесь, что температура смеси составляет не менее 145 C на средней глубине слоя под стяжкой, когда начинается процесс уплотнения. Идеальная температура смеси зависит от типа связующего вещества, используемого в смеси, толщины слоя и времени, доступного для уплотнения при заданных условиях окружающей среды. Существует множество бесплатных таблиц и компьютерных программ, которые позволяют приблизительно оценить скорость охлаждения HMA.
Наиболее эффективное раскатывание HMA следует начинать при температуре выше 145 C. Если раскатывание начинается при более низких температурах, риск недостаточного уплотнения значительно возрастает. Практически невозможно добиться максимального уплотнения, если раскатывание не начато до того, как смесь остынет до 140 C под стяжкой.
Поскольку уплотнение напрямую зависит от температуры смеси, необходимо поддерживать оптимальную температуру смеси во время производства, транспортировки и укладки горячего асфальта.
Как обеспечить уплотнение при прохладных температурах
Используйте инфракрасные установки для нагрева дорожного полотна перед укладкой асфальта
Температуру при производстве смеси можно повышать в определенных пределах. Если смесь слишком горячая, кондиционер может выйти из строя. При укладке в холодную погоду обычно требуется, чтобы заводы загружали в грузовики смесь с температурой до 165 C максимум, в зависимости от расстояния перевозки и других факторов, влияющих на температуру смеси на месте укладки.
При необходимости накрывайте груз брезентом. При коротких перевозках образовавшаяся корка сохраняет внутреннее тепло и легко перемешивается с горячим асфальтом при разгрузке и перемещении к асфальтоукладчику и через него.
Если у вас налажена связь с заводом и впереди у вас день с высокой производительностью, сначала разгружайте третий и четвёртый грузовики, а затем первый и второй. Первые пару грузовиков иногда могут быть холоднее из-за запуска завода и/или более холодного конуса в силосах. Более горячая смесь быстрее нагреет стяжку и позволит избежать разрывов покрытия в начале укладки.
Не используйте погрузочно-разгрузочную технику. При доставке и загрузке бункера теряется от 3 до 5 ° тепла. При выгрузке в бункер теряется около 3 ° тепла. Еще от 3 до 5 ° тепла теряется при выгрузке из бункера. Если необходимо использовать погрузочно-разгрузочную технику, избегайте длинных штабелей. Не выстраивайте штабели до тех пор, пока они не будут готовы к выгрузке.
Если вы ожидаете прибытия грузовиков в течение 15 минут или меньше, держите бункер для асфальтоукладчика почти полным. Смесь будет лучше сохранять тепло в большой массе и поддерживать температуру в бункере.
Свяжитесь с заводом, чтобы обеспечить достаточное расстояние между грузовиками и минимальные периоды ожидания.
Удалите холодные комки, которые образуются из-за холодных коробок для перевозки, что обычно является проблемой только при первой загрузке. Если не удалить холодные комки или не раздробить и не перемешать их, они не уплотнятся и преждевременно выпадут из коврика.
Сведите к минимуму ручную работу и разравнивание. Каждый раз, когда смесь «взбивают», она теряет много тепла.
Продольные швы требуют особого внимания в холодную погоду. Как можно скорее раскатайте их с горячей стороны.
Катки из резиновых шин более эффективно разминают остывшую поверхность смеси, чтобы уменьшить проницаемость.
Краткие сведения
Главное, что нужно помнить при укладке дорожного покрытия в холодную погоду, — это то, что время, доступное для уплотнения, значительно сокращается. При планировании вашего проекта учитывайте все факторы, которые будут способствовать охлаждению смеси. Учитывайте имеющееся у вас оборудование. Вот несколько вопросов, которые вы можете задать при планировании работ:
- Можем ли мы рассчитывать на то, что раскатаем эту смесь до того, как она слишком сильно остынет? Нужно ли нам больше валиков или валик шире, чтобы быстрее раскатать смесь?
- Исходя из условий работы, толщины слоя и ожидаемых температур воздуха и основания, сколько времени у нас будет на уплотнение? Используйте графики, прошлый опыт или программы для оценки начальной точки. Всегда проверяйте результаты на месте, измеряя температуру.
- Какую температуру смеси мы должны задать производственному предприятию для загрузки грузовиков?
- Нужно ли нам закрывать грузовики брезентом?
- Как нам следует изменить схему прокатки с учётом ожидаемой скорости охлаждения? Насколько нам нужно сократить количество проходов валков, чтобы покрыть мат до того, как он остынет?
- С какой скоростью асфальтоукладчик должен укладывать покрытие, чтобы каток успевал за ним, не переуплотняя покрытие?
Чтобы добиться успеха при укладке дорожного покрытия в холодную погоду, нужно задать много вопросов и учесть множество переменных. Помните, что температура смеси имеет решающее значение для уплотнения. Помните, что в холодную погоду у вас будет меньше времени на уплотнение смеси, так как она будет быстрее остывать. Подумайте о факторах, влияющих на скорость остывания смеси. Решите, какие переменные вы готовы и можете контролировать, например, тип используемого оборудования и требуемую температуру доставки смеси. Потратьте время на разработку и обсуждение плана укладки дорожного покрытия в холодную погоду со своей бригадой и наслаждайтесь успехом, который приходит, когда вы работаете в команде и гордитесь своей работой.
Это явление наблюдается, когда горячий асфальт укладывают на холодное основание. Тепло или тепловая энергия, накопленная в HMA, быстро передаётся