MOBA PAVE IR Необходимость измерения температуры асфальта при его укладке.

Главная » MOBA PAVE IR Необходимость измерения температуры асфальта при его укладке.

 

Один из наиважнейших условий качества дороги – температура укладываемого асфальта. Практические исследования указывают на строгую взаимосвязь между характеристиками построенной дороги (коэффициент уплотнения, ровность, однородность, сегрегация) и температурой асфальта при укладке. В Германии дорожно-строительные организации заинтересовались возможностью анализировать  качество укладки асфальта, на основании не только температуры подаваемого материала, но и анализе степени температурной сегрегации и, в результате, выдавать заключение о качестве работы в целом. Это необходимо для понимания всего рабочего процесса строительства и поиска возможностей улучшения качества работы.

Традиционное измерение температуры – физический контакт термометр с измеряемой поверхностью.

Однако сейчас все чаще применяется бесконтактный способ измерения температуры, при помощи измерения теплового излучения. Именно этот способ применяет новейшая система от компании MOBA PAVE IR®. За один проход температурный сканер измеряет температуру укладываемого асфальта в 61 точке по всей ширине укладки. На основании этого происходит анализ сегрегации материала.

Одна из наиважнейших составляющих асфальта – это битум. Это очень зависимый от температуры материал, и только при помощи его можно построить качественную дорогу. С одной стороны, укладка при низкой температуре асфальта ведет к его недоуплотнению в дальнейшем, в результате страдает качество и сокращается срок службы дороги. С другой стороны, укладка при слишком высокой температуре асфальта ведет к его «размазыванию» и, опять же, страдает качество дороги и уменьшается срок ее жизни.

Таким образом, с асфальтом важно работать в правильном диапазоне температур. Именно это создало предпосылки для изобретения системы PAVE IR®.

Основные факторы, влияющие на температуру асфальта:

1. Температура асфальта на заводе.
2. Транспорт материала до стройплощадки/до асфальтоукладчика/ внутри асфальтоукладчика (от бункера до плиты).
3. Окружающая среда.
4. Состояние опорной поверхности.
5. Толщина укладываемого материала, его состав.

Функция обогрева плиты асфальтоукладчика не оказывает  значительного влияния на температуру асфальта и точно никак не снижает уровень сегрегации. Эта функция позволяет незначительно сгладить результат укладки и предотвращает налипание асфальта к плите.

Сейчас температура укладываемого асфальта измеряется, в лучшем случае, одиночно, без подробного анализа, и не записывается. Во время уплотнения температура асфальта вообще оператору неизвестна. В результате дорожно-строительная компания не в состоянии анализировать рабочий процесс, контролировать его качество.

При обсуждении темы измерения температуры укладываемого асфальта часто высказывается следующее мнение: «Какой в этом смысл? Когда система PAVE IR® измеряет температуру асфальта, он уже уложен и уже поздно что-то менять». На самом деле система PAVE IR® может помочь операторам информацией о температуре асфальта непосредственно в процессе укладки. При угрозе выхода из требуемого температурного диапазона они могут оптимизировать процесс укладки: ускорить/притормозить асфальтоукладчик, настроить обогрев плиты и т.п. Дорожно-строительная организация, анализируя отчеты, предоставляемые системой

PAVE IR®, может увидеть «слабые места» в рабочем процессе: те этапы строительства, которые можно улучшить, повысив качество и срок жизни дорог в будущем.

Прежде чем улучшить что-нибудь, нужно тщательно проанализировать текущую ситуацию.

Подрядчики мэрии нарушили технологию укладки асфальта

Подрядчики мэрии нарушили технологию укладки асфальта

Проведенные экспертизы выявили нарушения технологических режимов укладки, некачественный щебень и недостаточное количество битума, что привело к «шелушению» асфальта в Омске.

Стала известна причина так называемого «шелушения» асфальта на ряде дорог в Омске, которые были отремонтированы в прошлом году. Битум, поставленный дорожникам Омским НПЗ, как выяснилось, здесь ни при чем.

Напомним, что 5 апреля на заседании комитета Омского горсовета по вопросам градостроительства, архитектуры и землепользования первый вице-мэр Сергей Фролов заявил, что компания «Стройсервис», которая в прошлом году вела ремонт дорог в Омске, закупила 350 тонн «экспериментального битума» на Омском нефтезаводе. И на тех участках, где этот битум был применен, произошло «шелушение» асфальта.

После официального запроса в компанию «Газпромнефть – Битумные материалы» выяснилось, что эта организация в 2016 году не поставляла в адрес омских дорожников никакого «экспериментального битума». Тогда же компания предложила провести изучение проб разрушенного дорожного покрытия в научно-исследовательских центрах и выявить возможные причины дефектов. Асфальтобетонные керны (вырубки из дорожного покрытия) были отправлены на экспертизу в Москву и Рязань.

Сегодня редакция «Омск-информа» получила заключение федеральных экспертов. Специалисты независимой лаборатории «Инновационного технического центра» (г. Москва) и научно-исследовательского центра «Газпром нефти» (г. Рязань) изучили образцы дорожного покрытия, взятые 13 и 14 апреля в Омске на проспекте Мира, Космическом проспекте и на улице 70-лет Октября. Согласно результатам исследований, при производстве асфальтобетона использован некачественный щебень, значительно снижены нормы содержания битумных материалов.

vk.com/chp55

В асфальтобетонной смеси выявлены посторонние примеси в виде асбестового волокна от 0,14 % до 0,38 %. Нарушена рецептура асфальтобетонной смеси: удельное количество вяжущих составило 4,2 % при норме в 5,1%. Выявлены нарушения технологических режимов укладки и уплотнения верхнего слоя дорожного полотна.

– Из результатов испытаний наглядно видно, что данный асфальтобетон не имеет стабильности по технологическим показателям (коэффициент уплотнения и водонасыщение). Это может говорить о возможном нарушении технологии укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси. Полученные фактические физико-механические показатели смеси в ряде случаев имеют отклонения от нормативных требований ГОСТа, – отметил генеральный директор «Инновационного технического центра» Денис Оверин.

omskinform.ru

Результаты исследования только подтверждают предположения самих омичей. В, казалось бы, недавно отремонтированных дорогах явно чего-то не хватает.

Сегодня эксперты точно ответили, чего. И совсем не случаен недавний арест директора Омского филиала Федерального управления автомобильных дорог «Сибирь» Александра Сахарова. Ему, напомним, инкриминируется хищение бюджетных средств при строительстве дороги.

Во всей этой истории остается открытым вопрос: понесет ли ответственность руководство города за работу своего подрядчика? Когда «Стройсервис» полностью исправит ошибки и проведет гарантийный ремонт проблемных дорог? Кто будет контролировать ремонт омских дорог в новом сезоне? РИА «Омск-информ» следит за развитием событий.

Факторы, влияющие на уплотнение – Pavement Interactive

На уплотнение HMA влияет множество факторов; некоторые связаны с окружающей средой, некоторые определяются составом и конструкционным проектом, а некоторые находятся под контролем подрядчика и агентства во время строительства (таблица 1)..mrr.dot.state.mn.us/research/MnROAD_Pro

Таблица 1: Факторы, влияющие на уплотнение

Факторы окружающей среды	Коэффициенты свойства смешивания	Строительные факторы
Температура Температура земли Температура воздуха Скорость ветра Солнечный поток	Градация заполнителя Размер Форма Трещины на поверхности Объем	Ролики Тип Номер Скорость и синхронизация Количество проходов Толщина подъема
	Асфальтовое вяжущее Химические свойства Физические свойства Количество	Другое Рабочая температура HMA Расстояние перевозки Время перевозки Фундаментная опора

Факторы окружающей среды определяются тем, когда и где производится укладка.

Операции по укладке могут иметь некоторое время ожидания, что дает ограниченный выбор «когда», но место укладки определяется расположением дороги, поэтому выбора «где» практически нет. Коэффициенты смешения и структурного проектирования определяются до начала строительства, и хотя они должны учитывать методы строительства и ожидаемую окружающую среду, они часто должны ставить под угрозу простоту строительства и уплотнение для достижения целей проектирования. Очевидно, что строительные факторы являются наиболее контролируемыми и адаптируемыми из всех факторов, влияющих на уплотнение. Хотя некоторые факторы, такие как расстояние/время транспортировки, температура производства HMA, толщина подъема и тип/количество катков, могут быть в некоторой степени предопределены, другими факторами, связанными с синхронизацией роликов, скоростью, схемой и количеством проходов, можно управлять по мере необходимости для получения адекватно уплотненного материала. мат. В этой статье обсуждаются:

• Температура (фактор окружающей среды)
• Коэффициенты смешанных свойств

Температура

Температура HMA оказывает непосредственное влияние на вязкость асфальтобетонного вяжущего и, следовательно, на уплотнение. По мере снижения температуры ГМА его асфальтоцементное вяжущее становится более вязким и устойчивым к деформации, что приводит к меньшему уменьшению воздушных пустот при заданном усилии уплотнения. Когда смесь остывает, асфальтовое вяжущее в конечном итоге становится достаточно жестким, чтобы эффективно предотвратить любое дальнейшее сокращение воздушных пустот, независимо от прилагаемого усилия по уплотнению. Температура, при которой это происходит, обычно называют температура прекращения , является функцией факторов свойств смеси в таблице 1. В некоторых источниках сообщается, что она составляет около 79 ^o C (175°F) для HMA с плотной градацией (Scherocman, 1984 ^[1] ; Hughes, 1989 ^[2] ). При температурах ниже точки прекращения на мат все еще можно воздействовать катками для улучшения гладкости и текстуры поверхности, но дальнейшего уплотнения, как правило, не происходит. И наоборот, если вяжущее слишком жидкое, а структура заполнителя слабая (например, при высоких температурах), роликовые нагрузки будут просто смещать или «толкать» мат, а не уплотнять его. Как правило, смесь асфальтового вяжущего и заполнителя должна быть достаточно вязкой, чтобы обеспечить уплотнение, но достаточно жесткой, чтобы предотвратить чрезмерное расталкивание.

Таким образом, температура мата имеет решающее значение как для фактического уменьшения количества воздушных пустот при заданном усилии уплотнения, так и для общего времени, доступного для уплотнения. Если известна начальная температура и скорость охлаждения, можно рассчитать температуру мата в любое время после укладки. Основываясь на этом расчете, прокатное оборудование и шаблоны могут быть использованы для:

1. Максимального использования имеющегося усилия уплотнения роликами . Катки можно использовать там, где мат наиболее восприимчив к уплотнению, и избегать там, где мат подвержен чрезмерному толчку.
2. Убедитесь, что мат уплотнен до желаемого содержания воздушных пустот до того, как будет достигнута температура прекращения . Это можно сделать, рассчитав время, необходимое мату для охлаждения от начальной температуры до температуры прекращения. Все уплотнения должны быть выполнены в течение этого «времени, доступного для уплотнения».

Основными факторами, влияющими на время, необходимое для уплотнения, являются (Roberts et al., 1996 ^[3] ):

• Начальная температура мата . Более высокие начальные температуры мата требуют больше времени для охлаждения до температуры прекращения, что увеличивает время, необходимое для уплотнения. Однако перегрев HMA повредит асфальтовое вяжущее и вызовет выбросы.
• Толщина мата или подъема (рис. 1) . Более толстые слои имеют меньшее отношение поверхности к объему и, следовательно, медленнее теряют тепло, что увеличивает время, необходимое для уплотнения.
• Температура поверхности, на которую кладется коврик . Более горячие поверхности будут отводить тепло от мата медленнее, увеличивая время, необходимое для уплотнения.
• Температура окружающей среды . Более высокие температуры воздуха будут отводить тепло от мата медленнее, увеличивая время, необходимое для уплотнения.
• Скорость ветра . Меньшая скорость ветра уменьшит потери тепла мата за счет конвекции, что увеличит время, необходимое для уплотнения.

Рис. 2. Охлаждение покрытия в толстых и тонких секциях.

Джордан и Томас (1976 ^[4] ) указывают на дополнительные факторы, влияющие на скорость охлаждения мата, которые включают плотность мата, теплопроводность слоя дорожного покрытия, удельную теплоемкость, коэффициент конвекции, падающее солнечное излучение и коэффициенты излучения и поглощения солнечной энергии. излучения на поверхность тротуара.

Дэвид Тимм, Воган Воллер и Дэвид Ньюкомб разработали в Университете Миннесоты программный инструмент под названием Multicool, который автоматически рассчитывает скорость охлаждения дорожного покрытия и время, необходимое для уплотнения. Онлайн-версия Multicool доступна по адресу: http://www.eng.auburn.edu/users/timmdav/MultiCool/FinalRelease/Main.html.

 

Таблица 2 представляет собой выборку выходных данных MultiCool для некоторых репрезентативных значений толщины дорожного покрытия и температуры окружающей среды.

Таблица 2: Образец MultiCool Расчеты

Толщина мата	Температура смеси	Базовая температура	Приблизительное время охлаждения до 79 °C (175 °F)
25 мм (1 дюйм)	149 °C (300 °F)	16°C (60°F)	9 минут
25 мм (1 дюйм)	149 °C (300 °F)	-4 °C (25 °F)	7 минут
50 мм (2 дюйма)	121 °C (250 °F)	16 °C (60 °F)	16 минут
50 мм (2 дюйма)	121 °C (250 °F)	-4 °C (25 °F)	12 минут
105 мм (4,2 дюйма)	121 °C (250 °F)	16 °C (60 °F)	54 минуты
105 мм (4,2 дюйма)	121 °C (250 °F)	-4 °C (25 °F)	39 минут

Таблица 2 Предположения:

1. Скорость ветра 16 км/ч (10 миль/ч)
2. Температура воздуха такая же, как базовая температура.
3. Утренняя брусчатка (10:00)
4. Место укладки на 48° северной широты
5. Погода ясная и сухая
6. Мощение – это покрытие, накладываемое на существующее асфальтобетонное покрытие
7. HMA
с плотной фракцией
8. Тип связующего PG 64-22
9. Одинарный подъемник

MultiCool быстрый и мощный. Его можно легко установить на ноутбук и использовать подрядчики или инспекторы, чтобы получить общее представление о времени, доступном для уплотнения на заданной рабочей площадке, что может быть весьма полезным при определении использования катка и его схемы. Рисунок 2 связывает температуру HMA с типичными аспектами уплотнения.

 

Рис. 2. Температура HMA в сравнении с аспектами уплотнения.

 

Температура ГМА влияет на вязкость вяжущего, что влияет на уплотнение двумя способами: (1) чем холоднее и вязче вяжущее, тем меньше реальное уменьшение количества воздушных пустот при заданном усилии уплотнения, и (2) ГМА может быть только уплотняется до тех пор, пока не достигнет температуры прекращения, поэтому начальная температура ГМА и скорость охлаждения мата определяют фундаментальный параметр уплотнения – общее время, доступное для уплотнения. На температуру и скорость охлаждения HMA влияют многие факторы, включая исходную температуру мата, толщину мата, температуру поверхности, на которую уложен мат, температуру окружающей среды и скорость ветра. Используя эти факторы в качестве входных данных, MultiCool , программа, разработанная в Университете Миннесоты, может легко построить кривую охлаждения мата и рассчитать время, необходимое для уплотнения.

Калькулятор быстрого времени, доступного для уплотнения

Приведенный ниже инструмент был создан на основе данных Multicool и предлагает быстрый просмотр времени, доступного для уплотнения, с учетом некоторых общих параметров.

Свойства смеси

Свойства заполнителя и вяжущего также могут влиять на уплотнение. Они делают это, влияя (1) на легкость, с которой заполнитель будет перестраиваться под нагрузкой роликов и (2) на вязкость вяжущего при любой заданной температуре.

Градация влияет на способ сцепления заполнителей и, таким образом, на легкость, с которой заполнители могут быть переставлены под нагрузкой катков. В общем, влияние заполнителя на уплотнение можно разделить по размеру заполнителя (TRB, 2000 ^[5] ):

1. Крупный заполнитель . Текстура поверхности, форма частиц и количество граней излома могут влиять на уплотнение. Шероховатая текстура поверхности, заполнитель кубической или блочной формы (в отличие от круглого заполнителя) и сильно угловатые частицы (большой процент трещиноватых граней) увеличивают требуемое усилие уплотнения для достижения определенной плотности.
2. Мелкий заполнитель среднего размера (между ситами 0,60 и 0,30 мм (№ 30 и № 50)) . Большое количество мелкозернистого округлого заполнителя среднего размера (природный песок) вызывает боковое смещение смеси или расталкивание под нагрузкой катков. Это происходит из-за того, что избыточный мелкий округлый заполнитель среднего размера приводит к смеси с недостаточным количеством пустот в минеральном заполнителе (VMA). Это дает только небольшой объем пустот, доступный для заполнения асфальтовым вяжущим. Таким образом, если содержание вяжущего немного выше, оно полностью заполняет пустоты, а избыток служит для (1) противодействия уплотнению за счет разделения заполнителя и (2) смазывания заполнителя, облегчая боковое смещение смеси.
3. Мелкая фракция или пыль (сумма, прошедшая через сито 0,075 мм (№ 200)) . Как правило, смесь с высоким содержанием мелких частиц труднее уплотнить, чем смесь с низким содержанием мелких частиц.

Марка асфальтового вяжущего влияет на уплотнение за счет своей вязкости. Вяжущее с более высокой вязкостью обычно дает смесь, более устойчивую к уплотнению. Кроме того, чем больше вяжущее затвердевает (или стареет) в процессе производства, тем более устойчива смесь к уплотнению.

Содержание битумного вяжущего также влияет на уплотнение. Асфальтовое вяжущее смазывает заполнитель во время уплотнения, поэтому смеси с низким содержанием асфальта, как правило, трудно уплотняются из-за недостаточной смазки, в то время как смеси с высоким содержанием асфальта легко уплотняются, но могут раскачиваться под нагрузкой катков (TRB, 2000 ^[5] ). .

Иногда комбинация факторов состава смеси дает так называемую нежную смесь. Нежные смеси представляют собой внутренне нестабильные смеси, которые имеют тенденцию смещаться в стороны и расталкиваться, а не уплотняться под нагрузкой роликов.

Сноски    (↵ возвращается к тексту)

1. Scherocman, J.A. (1984, март). Руководство по уплотнению асфальтобетонного покрытия. Лучшие дороги , Vol. 54, № 3.  стр. 12–17.↵
2. Хьюз, К.С.  (1989). . Совет по исследованиям в области транспорта, Национальный исследовательский совет. Вашингтон, округ Колумбия ↵
3. Робертс, Ф.Л., Кандхал, П.С., Браун, Э.Р., Ли, Д.Ю., и Кеннеди, Т.В. (1996). Горячие асфальтобетонные материалы, проектирование и изготовление смесей . Образовательный фонд Национальной ассоциации асфальтоукладчиков. Lanham, MD.↵
4. Jordan, P.G. и Томас, Мэн (1976). Расчет кривых охлаждения горячих смесей для дорожного покрытия с помощью компьютерной программы . Отчет лаборатории транспортных и дорожных исследований 729. ↵
5. Transportation Research Board (TRB). (2000). Справочник по укладке асфальта горячей смесью 2000 . Совет по исследованиям в области транспорта, Национальный исследовательский совет. Вашингтон, округ Колумбия↵

Почему уплотнение асфальта является важным этапом укладки дорожного покрытия?

  25.10.2021 7:11 —   Битумные дороги — Асфальтовое покрытие проезжей части, ямочный ремонт, асфальтирование, Асфальтовое покрытие — 0 комментариев

Когда дело доходит до укладки асфальта, уплотнение, вероятно, является самым важным фактором, определяющим характеристики дорожного покрытия. Надлежащее уплотнение не только позволяет асфальту достичь плотности и прочности, необходимых для выдерживания ожидаемой транспортной нагрузки на дорожное покрытие, но также помогает предотвратить различные виды повреждений, которые могут значительно сократить срок службы дорожного покрытия.

Читайте дальше, чтобы узнать все о том, почему уплотнение асфальта является неотъемлемым компонентом любого проекта по укладке асфальта.

Что делает уплотнение асфальта?

Процесс уплотнения асфальта эффективно скрепляет асфальтовый вяжущий материал и частицы заполнителя, образующие дорожное покрытие. В качестве последнего шага в процессе укладки асфальта уплотнение создает гладкую поверхность и прочное, долговечное дорожное покрытие, способное выдерживать транспортную нагрузку.

Уплотнение помогает свести к минимуму усталостные повреждения дорожного покрытия

Правильно спроектированное, структурно прочное асфальтовое покрытие должно выдерживать значительную долговременную усталость. И хотя толщина дорожного покрытия и прочность слоев подстилающего слоя и земляного полотна влияют на усталостную долговечность дорожной одежды, воздушные пустоты также играют центральную роль в оценке усталостной долговечности.

Несколько исследований пришли к выводу, что на каждый 1% увеличения содержания воздушных пустот по сравнению с максимально допустимым диапазоном усталостная долговечность дорожного покрытия может сократиться до 10%.

Надлежащее уплотнение помогает свести к минимуму повреждение от влаги

Воздушные пустоты в уплотненном асфальтовом покрытии имеют тенденцию соединяться друг с другом, и чем больше объем воздушных пустот, тем легче воде проникать в поверхность дорожного покрытия. Когда происходит проникновение воды, влага постепенно разрушает базовые слои заполнителя под поверхностью асфальта. В конечном итоге асфальт станет более слабым и менее способным выдерживать транспортную нагрузку. Это может привести к растрескиванию, зачистке и мягкости.

Более того, в Миннесоте из-за низких температур вода может замерзать и расширяться под поверхностью тротуара. Это может привести к значительному растрескиванию, а при циклах замерзания-оттаивания также может произойти морозное пучение.

Битумные дороги: ваши города-побратимы, источник премиальных услуг по укладке асфальта

Если вы планируете укладку асфальта, свяжитесь с нашей командой по телефону Битумные дороги для консультации и оценки.