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 битумокерамзитовую композицию толщиной 60 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дорожный нефтяной битум	12,0-13,0
Керамзитовый песок фракции 0,14-5,00 мм	66,0-70,0
Керамзитовая пыль	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве дорожных одежд автомобильных дорог, аэродромов, тротуаров.

Известна конструкция дорожной одежды, включающая основание, выполненное из щебня и высокопористого асфальтобетона и двухслойного асфальтобетонного покрытия с толщиной нижнего слоя 50 мм и верхнего слоя 40 мм (Дорожный асфальтобетон / Л.Б.Гезенцвей, Н.В.Горелышев, A.M.Богуславский, И.В.Королев. Под ред. Л.Б.Гезенцвея. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1985, с.292).

Недостатками этой конструкции являются высокая теплопроводность, плотность и масса и значительная толщина 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 или гравия и крупнозернистый асфальтобетон основания, и двухслойного асфальтобетонного покрытия с толщиной нижнего и верхнего слоев 50 и 40 мм соответственно (Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. - М.: Транспорт, 1978, с.23).

Недостатки предыдущего аналога присущи и прототипу.

Технический результат изобретения - снижение теплопроводности, плотности и массы, толщины конструктивного слоя покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве покрытия используется битумокерамзитовая композиция, в состав которой входят, мас.%: дорожный битум 12,0-13,0; керамзитовый песок фракции 0,14-5,00 мм 66,0-70,0; керамзитовая пыль фракции менее 0,14 мм - остальное.

Толщина покрытия составляет 60 мм.

На чертеже 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 битумокерамзитовая смесь приведенного состава, что позволяет уменьшить толщину покрытия за счет высоких прочностных показателей, теплостойкости, морозостойкости, трещиностойкости, сдвигоустойчивости, высокой демпфирующей способности, уменьшения веса и низкой теплопроводности предлагаемого материала.

Известны дорожные битумокерамзитовые смеси, содержащие тяжелый керамзитовый гравий с насыпной плотностью 800-1200 кг/м ³, 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 невысокой прочностью, теплостойкостью, морозостойкостью, высокими плотностью и весом.

Пример. Были приготовлены составы битумокерамзитовых композиций (табл.1). Битумокерамзитовая композиция приготавливалась следующим образом: заполнитель, наполнитель и битум нагревались до температуры 160°С, смешивались и уплотнялись под прессом при давлении 40 МПа в течение 3 минут в цилиндрических металлических формах (размеры образцов-цилиндров 50×50 мм). Определение физико-механических свойств проводили по ГОСТ 9128-97. Морозостойкость определяли согласно ГОСТ 10060.0-95 - 10060.4-95. Оценку теплопроводности производили на измерителе теплопроводности ИТ-1. Трещиностойкость оценивалась по температуре растрескивания Т_р , определяемой на установке УОНДА 1420.

Результаты испытаний битумокерамзитовой композиции представлены в табл.2.

Как видно из табл.1 и 2, расход битума в битумокерамзитовой композиции принят в пределах 12,0-13,0 мас.%. При расходе битума менее 12,0 мас.%, например 11,5 мас.% (состав 1), снижаются прочностные показатели, повышаются температура растрескивания и водонасыщение W (табл.2). При содержании битума в смеси более 13,0 мас.%, например, 13,5 мас.% (состав 5), снижаются прочностные показатели и температура растрескивания.

Расход керамзитового песка принят в пределах 66,0-70,0 мас.%. При содержании керамзитового песка менее 66,0 мас.% и увеличении содержания керамзитовой пыли, например 64,0 мас.% (состав 6), повышается температура растрескивания. При содержании керамзитового песка более 70,0 мас.%, например 72 мас.%, и уменьшении, соответственно, содержания керамзитовой пыли (состав 9), ухудшаются прочностные показатели и водонасыщение.

Из сравнения качества предлагаемых композиций (составы 2-4, 7, 8) с прототипом (состав 10) (табл.2) видны следующие преимущества перед ним: прочность на сжатие при 20°С (R ₂₀) в 3-4 раза, а теплостойкость (R₅₀ ) в 5-6 раз выше, значительно выше морозостойкость и трещиностойкость (более низкие температуры растрескивания Т_р ), ниже водонасыщение (W) и теплопроводность (коэффициент теплопроводности ). Плотность предлагаемых составов в среднем на 18% меньше, чем у прототипа.

Устройство дорожной одежды осуществляют следующим образом: сверху плотно укатанных дренирующего слоя и слоя из слабопрочного известняка или гравия укладывают слой крупнозернистого асфальтобетона. Битумокерамзитовая 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 битумокерамзитовой 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	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5	12,5	12,5	12,5	12,5	10,0
Керамзитовый песок фракции 0,14-5,0 мм	68,0	68,0	68,0	68,0	68,0	64,0	66,0	70,0	72,0	-
Керамзитовая пыль фракции менее 0,14 мм	остальное									-
Керамзитовый гравий фракции 0,63-20,00 мм	-									43,1
Природный песок фракции менее 0,63-0,14 мм	-									28,4
Известняковый минеральный порошок 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	100	150	150	150	150	150	150	150	150	50
Коэффициент морозостойкости, k мрз	0,98	1,00	1,01	1,02	1,05	1,01	1,02	1,03	0,98	0,80
Прочность на сжатие при 20°С, R20, МПа	6,1	7,8	8,6	9,0	8,0	9,5	9,2	8,7	8,4	2,2-2,4
Прочность на сжатие при 50°С, R 50, МПа	4,8	5,3	5,8	6,2	5,4	6,8	6,4	6,1	5,9	1,0-1,2
Температура растрескивания, Т р, °C	-45	-48	-50	-52	-51	-48	-51	-55	-58	-38 - -40
Водонасыщение, W, %	9,3	4,5	3,0	2,3	2,0	2,0	2,2	3,1	3,9	6,0
Плотность, , г/см3	1,50	1,52	1,54	1,55	1,56	1,60	1,58	1,52	1,49	1,90
Коэффициент теплопроводности, , Вт/м·°С	0,097	0,098	0,098	0,098	0,098	0,100	0,095	0,093	0,092	0,163