дорожная одежда

Формула изобретения

Дорожная одежда, включающая основание - дренирующий слой, слой щебня из слабопрочного известняка, гравия и слой крупнозернистого асфальтобетона, на котором размещено покрытие из асфальтобетона с расположенным на нем слоем поверхностной обработки из черного щебня-клинца крупностью до 10 мм, отличающаяся тем, что в качестве асфальтобетонной смеси покрытия используют битумоминеральную композицию толщиной 50 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

дорожный нефтяной битум	10,0-11,0
керамзитовый гравий фракции	20-5 мм - 12,0-14,0
дробленый керамзитовый песок фракции	5-0,16 мм - 64,5-66,5
известняковый минеральный порошок фракции менее 0,16 мм	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может приниматься при строительстве дорожных одежд автомобильных дорог, автостоянок, аэродромов, мостовых переходов, тротуаров.

Известна конструкция дорожной одежды, состоящая из дренирующего песчаного слоя толщиной 30 см, слоя из гравийной смеси толщиной 12 см, слоя щебня, обработанного вяжущими материалами, толщиной 8 см, слоя крупнозернистого пористого асфальтобетона толщиной 6 см и покрытия из мелкозернистого плотного асфальтобетона толщиной 5 см (Типовые строительные конструкции, изделия, узлы. Серия 3.503-71. Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования. Материалы проектирования. - М.: ГПИ «Союздорпроект», 1988. - С.53).

Конструкция обладает следующими недостатками: повышенными теплопроводностью, плотностью и массой и значительной толщиной слоя покрытия.

Наиболее близким по технической сущности аналогом к предлагаемому изобретению является конструкция дорожной одежды, состоящая из основания, включающего дренирующий слой, щебень из слабопрочного известняка, гравия и крупнозернистый асфальтобетон, и слоя покрытия, состоящего из битумокерамзитовой композиции толщиной 60 мм и слоя поверхностной обработки из черного щебня-клинца крупностью до 10 мм (Патент РФ 2332535, МПК Е01С 7/18. Опубл. 27.08.2008 Бюл. № 24).

Часть недостатков предыдущего аналога присущи и прототипу. Кроме того прототип обладает невысокой морозостойкостью, повышенными битумоемкостью и толщиной слоя покрытия.

Технический резальтат изобретения - повышение морозостойкости, сдвигоустойчивости, снижение плотности, теплопроводности и битумоемкости дорожного покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в дорожной одежде, включающей основание - дренирующий слой, слой щебня из слабопрочного известняка, гравия и слой крупнозернистого асфальтобетона, на котором размещено покрытие из асфальтобетона с расположенным на нем слоем поверхностной обработки из черного щебня-клинца крупностью до 10 мм, согласно изобретению в качестве асфальтобетонной смеси покрытия используется битумоминеральная композиция толщиной 50 мм, в состав которой входят, масс.%: дорожный битум - 10,0-11,0; керамзитовый гравий фракции 20-5 мм - 12,0-14,0; дробленый керамзитовый песок фракции 5-0,16 мм - 64,5-66,5; минеральный порошок фракции менее 0,16 мм - остальное. На фиг.1 изображены слои дорожной одежды.

Дорожная одежда состоит из слоев основания I и покрытия II. Основание включает дренирующий слой 1, щебень из слабопрочного известняка или гравия 2 и крупнозернистый асфальтобетон 3. Покрытие состоит из битумокерамзитовой композиции 4 и слоя поверхностной обработки из черного щебня-клинца 5 крупностью до 10 мм.

Новым является то, что в качестве материала покрытия выступает битумоминеральная смесь приведенного состава, что позволяет уменьшить толщину покрытия за счет высоких прочностных показателей, теплостойкости, морозостойкости, трещиностойкости, сдвигоустойчивости, высокой демпфирующей способности, а так же снижения температурных напряжений, теплопроводности и веса предлагаемого материала.

Известны дорожные битумокерамзитовые смеси, содержащие тяжелый керамзитовый гравий с насыпной плотностью 800-1200 кг/м³ , природный песок, известняковый минеральный порошок и нефтяной дорожный битум (ТУ 218 РСФСР-564-86 Смеси битумокерамзитовые дорожные (опытно-промышленная партия). - Новосибирск, СибАвтоДор, 1986. - С.14-15).

Указанные смеси обладают невысокими прочностью, теплостойкостью, морозостойкостью, высокими плотностью и весом.

Пример. Были приготовлены составы битумоминеральных композиций (табл.1). Битумоминеральная композиция приготавливалась следующим образом: заполнитель, наполнитель и битум нагревались до температуры 160±2⁰С, смешивались и уплотнялись под прессом при давлении 40 МПа в течении 3 минут в цилиндрических металлических формах (размеры образцов-цилиндров 71,4×71,4 мм). Определение показателей физико-механических свойств и сдвигоустойчивости проводили согласно ГОСТ 9128-97. Морозостойкость определяли согласно ГОСТ 10060.0-95-10060.5-95. Оценку теплопроводности производили на измерителе теплопроводности ИТ-1.

Результаты испытаний битумоминеральной композиции представлены в табл.2.

Как видно из табл.1 и 2, расход битума в битумокерамзитовой композиции принят в пределах 10,0-11,0 мас.%. При расходе битума менее 10,0 мас.%, например 9,5 мас.% (состав 1), снижаются прочностные показатели и морозостойкость, повышаются водонасыщение W (табл.2). При содержании битума в смеси более 11,0 мас.%, например, 11,5 мас.% (состав 5), снижаются прочностные показатели, сдвигоустойчивость.

Расход керамзитового гравия принят в пределах 12-14 мас.%. При увеличении содержания керамзитового гравия, например 16 мас.% (состав 9), снижаются коэффициент морозостойкости и показатели сдвигоустойчивости. При снижении содержания керамзитового гравия в смеси, например 10% масс, (состав 6), снижается теплостойкость и морозостойкость, повышается водонасыщение.

Из сравнения качества предлагаемых композиций (составы 2-4, 7, 8) с прототипом (состав 10) (табл.2) выявлены следующие преимущества перед ним: при сопоставимых значениях коэффициентов морозостойкости K_мрз количество циклов замораживания-оттаивания предложенных композиций на 25 выше прототипа, несколько ниже водонасыщение (W), в среднем на 0,8% ниже плотность ( ), на 22,5-27,5% ниже теплопроводность (коэффициент теплопроводности ), прочность и теплостойкость удовлетворяют требованиям ГОСТ. Кроме того, за счет достаточно значительного снижения теплопроводности и высоких показателей сдвигоустойчивости толщина слоя покрытия из предложенной битумоминеральной композиции уменьшена на 10 мм по сравнению с прототипом.

Устройство дорожной одежды осуществляют следующим образом: сверху, по плотно укатанным дренирующему слоя и слою из слабопрочного известняка или гравия, укладывают слой крупнозернистого асфальтобетона. Битумоминеральная композиция с температурой 150-160°С укладывается по сформированному слою крупнозернистого асфальтобетона, разравнивается и уплотняется легкими виброкатками (прикатка), после чего доуплотняется средним катком с гладкими вальцами. По покрытию из битумоминеральной композиции устраивается поверхностная обработка из черного щебня-клинца крупностью до 10 мм.

Таблица 1
Компоненты	Содержание, мас.%									Прототип
	Предлагаемые композиции
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Битум марки БНД 60/90	9,5	10,0	10,5	11,0	11,5	10,5	10,5	10,5	10,5	12,0-13,0
Керамзитовый гравий фракции 20,0-5,0 мм	13	13	13	13	13	10	12	14	16	-
Дробленый керамзитовый песок фракции 5,0-0,16 мм	65,5	65,5	65,5	65,5	65,5	68,5	66,5	64,5	62,5	-
Керамзитовый песок фракции 5,0-0,14 мм	-									66,0-70,0
Известняковый минеральный порошок фракции менее 0,16 мм	остальное
Керамзитовая пыль фракции менее 0,14 мм	-									остальное

Таблица 2
Показатель	Физико-механические свойства композиций
	Результаты испытаний предлагаемых композиций									Прототип
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Количество циклов замораживания-оттаивания	150	175	175	175	175	150	175	175	175	150
Коэффициент морозостойкости, k мрз	0,98	0,99	1,02	1,03	1,05	1,04	1,02	0,99	0,96	1,00-1,02
Прочность на сжатие при 20°С, R20, МПа	5,2	6,4	6,5	6,0	5,5	6,2	6,3	6,5	6,6	7,8-9,0
Прочность на сжатие при 50°С, R 50, МПа	2,1	3,1	2,9	2,6	2,2	2,1	2,4	3,0	3,2	5,3-6,2
Водонасыщение, W, %	7,2	3,8	3,0	2,3	2,2	4,6	4,0	2,9	2,7	4,5-2,30
Плотность, , г/см3	1,49	1,51	1,53	1,54	1,55	1,56	1,54	1,52	1,49	1,52-1,55
Коэффициент теплопроводности, , Вт/м·°С	0,072	0,074	0,074	0,075	0,078	0,078	0,076	0,071	0,067	0,098
Коэффициент внутреннего трения, tg	0,97	0,96	0,96	0,95	0,93	0,98	0,98	0,94	0,91	-
Показатель сцепления, С , МПа	0,39	0,41	0,43	0,42	0,40	0,46	0,44	0,41	0,40	-