Сущность термической обработки и ее виды

Густая сеть автомобильных дорог, соответствующая требованиям транспортных потоков, дает возможность рационально перевозить грузы и пассажиров, вовлекает в хозяйственный оборот ресурсы отдельных районов, создает условия для экономии общественного времени.

Рост грузоподъемности и скоростей движения автомобилей требует непрерывного развития дорожной сети, совершенствования конструкций дорожных одежд. Несоответствие состояния дороги требованиям транспортного потока снижает скорость движения, увеличивает изнашивание автомобилей и затраты на их ремонт, повышает расход топлива и изнашивание шин, способствует росту количества дорожно-транспортных происшествий. 

Строительство автомобильной дороги состоит из технологических процессов, выполняемых  в определенной последовательности и требующих больших затрат материальных и трудовых ресурсов. Снижение этих затрат может быть достигнуто широким внедрением комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.

В области комплексной  механизации и автоматизации  произошли значительные перемены. Так, на строительстве дорог с цементобетонным покрытием была внедрена новая технология устройства покрытия в скользящей опалубке, которая почти полностью заменила технологию устройства покрытия в стационарной опалубке, что позволило в несколько раз увеличить темпы строительства, снизить трудозатраты и значительно повысить эксплуатационные качества дорог. Внедрение этой технологии стало возможным благодаря созданию нового комплекта машин  со скользящей опалубкой. Все машины этого комплекта оснащены системами автоматики. Для обеспечения комплекта машин дорожно-строительными  материалами созданы новые высокопроизводительные цементобетонные заводы и грунтомесительные установки.

Значительные  перемены произошли и в технологии строительства дорог с асфальтобетонными покрытиями. Новые асфальтоукладчики позволяют обеспечивать более высокую степень предварительного уплотнения асфальтобетонных смесей, что не только снижает затраты на их дальнейшее уплотнение, но и улучшения качества покрытия. Асфальтоукладчики оснащены автоматическими системами обеспечения продольного и поперечного профиля и блокировки привода хода и рабочих органов. 

 

 

   2.1 Устройство дорожного покрытия 

 

Автомобильные дороги состоят из земляного полотна  с искусственными сооружениями, проезжей части и обочин. Устойчивость земляного полотна достигается укладкой его из прочных грунтов и устройствами для отвода поверхностных и грунтовых вод.

Ширина земляного  полотна складывается из ширины проезжей части и ее двух обочин.

Проезжая часть  дороги покрывается дорожной одеждой. Дорожная одежда выполняется в один или несколько конструктивных слоев. Многослойная дорожная одежда устраивается, как правило, на постоянных дорогах и имеет следующие основные конструктивные слои:

Покрытие –  верхний слой дорожной одежды, который в свою очередь состоит из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия.

Основание –  несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на подстилающий слой или непосредственно на грунт земляного полотна.

Дополнительный  слой основания – нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий  наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозо-защитного, дренирующего, выравнивающего и других слоев.

Материалами для  основания служат щебень, грунтощебень, гравий, грунт, обработанный вяжущими веществами, а для дополнительного  слоя – крупнозернистый песок, гравелистые  грунты, раздробленная горная порода и другие местные материалы. 

 

2.2 Эксплуатация дорожного покрытия. 

 

 

      Прочность дорожной одежды достигается восстановлением слоя износа, ровность – ликвидацией  неровностей, сцепление колес с  покрытием – удалением снега  и грязи, посыпка песком, мелким щебнем и т.д. Обеспыливание производится обработкой покрытий черными вяжущими веществами (битум, дорожный деготь) и пылесвязывающими материалами. Ровность покрытия определяет скорость движения автомобилей.

В весеннее-осенний  период важным является поддержание поперечного профиля земляного полотна, обеспечивающего сток воды по водоотливным сооружения Переменные нагрузки от колес с различной интенсивностью движения вызывают волны и сдвиги на покрытии. В летний период важное значение имеет предотвращение пыли на дорогах, т.к. пыль ухудшает условия работы водителей и повышает износ автомобилей.

В целях обеспыливания  рекомендуется обработка разливом пылесвязывающего вещества, на предварительно выровненную сухую поверхность  покрытия поливочными машинами. Расход пылесвязывающих веществ составляет 0,5-1,5 л на 1 м² покрытия, а продолжительность обеспыливания 15-100 суток в зависимости от типа материала.

В зимний период особое значение имеют работы по очистке  дорог от снега и борьба с гололедицей. Причем необходимо обеспечить коэффициент сцепления колес с дорогой не менее 0,3. Уборка выпавшего снега осуществляется бульдозерами, грейдерами, снегоочистителями, из которых роторные и фрезерно-роторные наиболее эффективны, т.к. способны разрабатывать слежавшиеся массы снега. Борьба с оледенением осуществляется рассыпкой сыпучих материалов (песка, золы, котельного шлака, гравия и т.д.) с примерным расходом материалов – 0,1-0,4 м³ на 1000 м² покрытия или обработкой химическими веществами, разрушающими кристаллическую структуру льда (поваренная соль, хлористый кальций и т.д. в составе 50 г/л) с расходом раствора – 120-200 л/м² (для предупреждения коррозии машин и механизмов в растворы вводятся до 7% антикоррозийных добавок).

К текущему ремонту  относятся работы по предупреждению и устранению мелких повреждений дороги и дорожных сооружений: заделка трещин и выбоин, исправления просадок, засыпка выбоин, профилирование дороги, исправление повреждений земляного полотна,  

очистка дорог  от грязи и т.д.

Средний ремонт проводится 1-2 раза в год и включает в себя работы по ликвидации износа дороги: поверхностная обработка асфальтобетонных, черных, щебеночных и гравийных покрытий, замена отдельных плит, выравнивание покрытий с добавлением щебня или гравия, поверхностная обработка дороги. 

 

2.3 Классификация дорожного покрытия

2.3.1.Покрытия, построенные с применением органических вяжущих материалов        

С применением органических вяжущих материалов устраивают усовершенствованные покрытия как облегченного, так и капитального типов. Усовершенствованные покрытия облегченного типа устраивают на дорогах, имеющих интенсивность движения от 500 до 3000 авт./сут. Наибольшее распространение получили усовершенствованные покрытия облегченного типа, устроенные по способу поверхностной обработки, пропитки или смешения. Они имеют ровную   нескользкую   и   беспыльную поверхность, допускающую движение автомобилей с повышенными скоростями. Конструкция их обеспечивает движение автомобилей большой грузоподъемности в течение всего года.        

Поверхностная обработка. Поверхностную обработку устраивают для создания на покрытии коврика из мелкодробленного каменного материала, обработанного битумом. Такой коврик предохраняет покрытие от износа, повышает шероховатость, ровность и водоустойчивость дорожной одежды. Шероховатую поверхностную обработку устраивают как при строительстве новых одежд, так и при восстановлении шероховатости на изношенной скользкой поверхности существующих покрытий. Устройство поверхностной обработки в первую очередь необходимо предусматривать на следующих участках: на спусках, на горизонтальных кривых малого радиуса, на пересечениях в одном уровне, а также на подходах к этим участкам на расстоянии не менее 50—100 м и на других трудных участках дороги.        

В зависимости от назначения поверхностная обработка может быть одиночной или двойной. 

 

 

   

2.3.2. Асфальтобетонные и дегтебетонные покрытия.        

Асфальтобетонные и дегтебетонные  покрытия относят к усовершенствованным  покрытиям капитального типа, их устраивают на дорогах I, II, III категорий при интенсивности движения более 3000 автомобилей в сутки. Эти покрытия устраивают из горячих, теплых и холодных асфальтобетонных или дегтебетонных смесей, приготавливаемых в установках. Асфальтобетоны в зависимости от вида каменного материала подразделяются на щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума; гравийные, состоящие из гравия, песка или гравийно-песчаного материала, минерального порошка и битума; песчаные, состоящие из песка, минерального порошка и битума.      

Асфальтобетонные покрытия устраивают однослойными и двухслойными на каменных и бетонных основаниях. Для лучшего сцелления с асфальтобетоном каменные основания обрабатывают битумными или дегтевыми материалами. Количество и толщину слоев устанавливают обычно по конструктивным и экономическим соображениям и проверяют расчетом на прочность.      

К недостаткам асфальтобетонных покрытий следует отнести их темный цвет, создающий высокое светопоглощение, что может явиться причиной аварий в вечерние часы. При строительстве асфальтобетонных покрытий возможно применение осветителя, в результате чего достигается увеличение яркости покрытия в ночное время и повышение его рефлектирующей способности. С этой целью для приготовления асфальтобетонной смеси используют светлый естественный или искусственный щебень.       

Осветление асфальтобетонного  покрытия возможно путем поверхностной' обработки с устройством слоя износа из светлых материалов.      

Устройство слоя с использованием светлых материалов может производиться  путем втапливания светлого материала а недоуплотненный асфальтобетон с последующим доуплотнением или приклеиванием светлого материала к поверхности асфальтобетонного покрытия с помощью мастик      

Изменение цвета дорожного  покрытия с чередованием раскраски  уменьшает утомляемость водителя на участках с однообразным ландшафтом, повышает внимание водителя и помогает лучше ориентироваться. Для устройства таких покрытий используют цветные пластбетоны, которые представляют собой уплотненную смесь щебня, песка, минерального порошка, красителя пигмента и вяжущего, взятых в определенных соотношениях.  

 

2.3.3.Грунтовые дороги. Щебеночные и гравийные покрытия    

Грунтовые дороги. Грунтовыми называют дороги, устроенные из естественного  грунта и грунта, укрепленного добавками  других материалов. Поверхности дороги придают выпуклый профиль, для создания которого используют привозной грунт или грунт, полученный при устройстве водоотводных канав.     

В зависимости от свойств  грунта дорога обладает большей или  меньшей устойчивостью, а следовательно, и проезжаемостью. Хорошо содержащаяся грунтовая дорога в сухое время года обеспечивает проезд автомобилей с достаточными скоростями. Большим недостатком грунтовых дорог является их пылимость. В период осенней и весенней распутицы в связи с переувлажнением грунта и потерей несущей способности грунтовые дороги становятся непроезжаемыми, так как под воздействием колес автомобилей образуются  глубокие колеи,  выбоины и ухабы.

Для улучшения  проезжаемости грунтовые дороги укрепляют добавками. Наблюдения показывают, что грунты, обладающие крупнозернистым скелетом с содержанием крупнопесчаных и гравийных частиц 45—75% и глинистых — 6—12%, не размокают и не теряют своей несущей способности даже при значительном увлажнении. Такой состав грунта называется оптимальным.        

Если естественный грунт  проезжей части дороги по своему составу  отличается  от оптимальной  смеси,  к  нему добавляют недостающие частицы и доводят до оптимального состава. При введении добавок в естественный грунт должно быть обеспечено хорошее перемешивание, тщательное профилирование и уплотнение.        

Улучшенные грунтовые  дороги хорошо сохраняют профиль  и обеспечивают проезд при интенсивности  движения до 100 автомобилей в сутки. При более интенсивном движении поверхность дороги деформируется и требует усиленных работ по профилированию. Движение автомобилей большой грузоподъемности улучшенные грунтовые дороги не выдерживают. Профилирование (утюжку) грунтовых дорог необходимо выполнять систематически, в особенности после дождей.         

Более надежно повысить водоустойчивость грунтов и их связность можно  введением добавок минеральных (цемента, извести) и органических (битумов, дегтей) вяжущих материалов. Наиболее пригодны для обработки добавками вяжущих  материалов супесчаные грунты и грунты оптимального гранулометрического состава. Обработанные добавками грунты становятся устойчивыми и их применяют для устройства покрытий при интенсивности движения до 500 авт /сут. 

 

 

         

2.3.4.Цементобетонные покрытия.        

Покрытия из цементобетона устраивают на дорогах I, II и III категорий при большой интенсивности движения (более 3000 автомобилей в сутки). Преимуществами цементобетонных покрытий являются высокая" прочность, ровность и в то же время достаточная шероховатость, обеспечивающая хорошее сцепление автомобильных шин с поверхностью дороги.       

Цементобетонные покрытия находят  все большее применение ввиду  своей экономичности и простоты эксплуатации. Производство работ по устройству цементобетонных покрытий почти полностью механизировано.        

Цементобетонное покрытие представляет собой плиту из бетона, уложенную  на прочное и устойчивое основание. В качестве оснований под бетонные покрытия применяют слои грунта, укрепленные  вяжущими, крупнозернистый или среднезернистый  песок, щебень, гравий или гравийно-песчаную смесь. Цементо-бетонное покрытие на песчаном основании разрешается укладывать только на дорогах III категории и при пониженной интенсивности на дорогах II категории. Основания устраивают на 0,5 м шире проезжей части с каждой стороны.