Управление объемными свойствами на месте проведения работ

Демонстрационный Проект Номер 74 Федерального Управления автомобильных дорог (FHWA) ясно показал, что существуют существенные различия между объемными свойствами разработанными в лаборатории и изготовленных на заводе горячих асфальтобетонных смесей. Объемные свойства включают пустоты в минеральном заполнителе (VMA) и пустоты в законченной смеси (VTM). Проект FHWA заключил, что полевая проверка материала, произведенного на асфальтовом заводе, должна быть включена в качестве второй фазы в процессе подбора смеси. Проверка смеси определяется как оценка состава смеси во время изготовления первых нескольких сотен тонн асфальтобетонной смеси. Контроль асфальтобетонной смеси на месте проведения работ, предоставляет жизнеспособный инструмент, для определения различия между асфальтобетонной смесью произведенной на заводе, и спроектированной в лаборатории и эффективного урегулирования этих различий (28). Национальный Центр Асфальтовых Технологий (NCAT) провел статистический анализ полевых данных от 24 демонстрационных проектов FHWA для развития практического руководства для подрядчиков асфальтобетонных смесей, чтобы урегулировать эти различия и таким образом помочь им постоянно производить высококачественные АБС (29). Данные с мест проведения работ были сначала проанализированы, чтобы определить и, если возможно, определить в количественном отношении, независимые переменные (такие как содержание битума и процент материала проходящего через грохот Номер 200 (0.075 мм) и другие), которые оказывают значительное воздействие на зависимые переменные: например, пустоты в минеральном заполнителе или пустоты в законченной смеси. Следующие выводы были сделаны от исследования NCAT:

1. Существуют существенные различия между объемными свойствами
спроектированных в лаборатории и изготовленных на заводе горячих асфальтобетонной смесях.

2. На пустоты в минеральном заполнителе больше всего влияет количество материала проходящего через Решето Номер 200 (0.075мм) (P200) и относительная пропорция крупного и мелкого заполнителя.

3. Объем пустот в минеральном заполнителе может быть увеличен, уменьшая в асфальтовых смесях количество материала P200 (0.075 мм) или естественного песка. Объем пустот в минеральном заполнителе может также быть увеличен, отодвигая градацию заполнителя от линии максимальной плотности (MDL), особенно для асфальтобетонных смесей без натурального песка.

4. Объем пустот в законченной смеси больше всего зависит от содержания битума, материала P200 (0.075 мм) и относительной пропорции грубого и мелкого заполнителя.

5. Объем пустот в законченной смеси может быть увеличен, уменьшая содержание битума и материалаP200 (на 0.075 мм).

В качестве решения проблемы различия объема пустот в минеральном заполнителе и пустот в законченной смеси в сконструированных в лаборатории и изготовленных на заводе горячих асфальтобетонных смесях, были разработаны соответствующие схемы технологического процесса.

Строительство. Температура смеси во время изготовления должна тщательно контролироваться. Температура должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить хорошее покрытие заполнителя и позволить удовлетворительное уплотнение. Когда смесь нагрета больше, чем необходимое, происходят дополнительное окисление и потеря летучести битумного вяжущего, что в свою очередь уменьшает долговечность смеси. Вероятно, уплотнение также придется отсрочить, чтобы позволить смеси охлаждаться до приемлемой для уплотнения температуры.

ТМП (теоретическая максимальная плотность) должна измеряться на ежедневной основе, так как это необходимо, чтобы вычислить пустоты в смеси. Также она используется в некоторых случаях, чтобы определить плотность. Изменение в TМП указывает на изменение в содержании битума, гранулометрического состава заполнителя, удельной массы или поглощении заполнителя, или ошибки при пробировании и испытании.

Уплотнение асфальтовой смеси до удовлетворительной плотности дорожного покрытия необходимо для его удовлетворительной работы. Для проверки плотности уложенного покрытия используются два метода: это радиоизотопный плотномер и выборка кернов. Радиоизотопный плотномер в большинстве предпочитается для испытаний в системе контроля качества, в то время как керны желательны для испытаний на гарантии качества. Когда радиоизотопный плотномер используется для испытания на гарантии качества, некоторые керны должны быть взяты в рабочем порядке, чтобы проверить точность радиоизотопного плотномера. Низкая плотность может быть вызвана неточной образцовой плотностью, неподходящим гранулометрическим составом или содержанием битума, температурой смеси, которая является слишком высокой или слишком низкой, толщиной слоя, который является слишком тонким (охлаждается быстро и зависает под катками), или слишком толстым, неподходящими катки, неадекватными техники прокатки, ошибками при пробировании и испытании.

 Во время строительства, гладкость проверяется с помощью разравнивающей рейкой или каким-либо другим устройством, чтобы гарантировать удовлетворительный проезд. Многие аспекты вызывают неровности в уложенной асфальтобетонной смеси. Некоторые из этих аспектов являются: слишком грубый нижележащий материал, чрезмерные остановки асфальтоукладчиков или катков, оставляющих следы во время укладки, слишком много изменения высоты разравнивающего бруса, изменение в температуре смеси, ручная работа, и распадение материалов.

Некоторые проекты, особенно на больших площадях, например место для стоянки автомобилей или летные поля, требуют, чтобы законченное дорожное покрытие было построено с некоторым разработанным возвышением. Это необходимо, чтобы гарантировать, что отсутствуют впадины и обеспечена гладкость. Обычно это контролируется натягиванием шнуров во время строительства, и измерения возвышения по всей поверхности после его окончания.

Визуальные осмотры всегда необходимы в течение оценок QC/QA асфальтобетонной смесей. Результаты испытаний никогда не могут определить все проблемы, которые могут произойти во время конструкции горячей асфальтобетонной смеси. Но визуальный осмотр может идентифицировать потенциальные проблемные области, и эти проблемы могут быть исправлены, в некоторых случаях, прежде потери эксплуатационных характеристик смеси. В других случаях, образцы могут быть получены от смесей, которые при визуальном обследовании кажутся несовершенными, и могут быть оценены, чтобы определить, отвечает ли смесь требованиям спецификации.