Щебеночно-мастичный асфальтобетон: технология производства и укладки

Всё об асфальтировании / Справочник / Щебеночно-мастичный асфальтобетон

Общие сведения о щебеночно-мастичном асфальтобетоне (ЩМА)

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) — уплотненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) — искусственный дорожно-строительный материал, представляющий собой смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), битумного вяжущего и стабилизирующей добавки.

Назначение и область применения ЩМА

Основным назначением щебеночно-мастичного асфальта является устройство верхних слоев дорожного покрытия толщиной от 3 до 6 см. В некоторых случаях, когда дорожное покрытие находится в хорошем состоянии, но все же требует некоторого улучшения поверхностных эксплуатационных характеристик (шероховатости, уровня сцепления с шинами), щебеночно-мастичный асфальт может применяться для тонкослойной поверхностной обработки.

Главной сферой применения щебеночно-мастичных смесей является асфальтирование автомобильных дорог I–III категории, городских улиц с интенсивным движением, а также скоростных трасс с высокой транспортной нагрузкой. Помимо этого, с каждым годом растет популярность щебеночно-мастичного асфальта в качестве материала для устройства взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек на аэродромах.

Типовой состав и технология производства щебеночно-мастичного асфальта

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь включает в свой состав 3 компонента:

• минеральный материал (щебень, песок, минеральный порошок);
• битумное вяжущее;
• стабилизирующую добавку;

Щебень (каменный минеральный материал) образует структурный каркас щебеночно-мастичной смеси, а мастика заполняет пустоты в щебеночном каркасе (объём которых составляет около 20 %).

Мастика — асфальтовое вяжущее вещество, представляющее собой смесь песка, минерального порошка, битумного вяжущего и стабилизирующей добавки.

В качестве минерального материала при приготовлении щебеночно-мастичной смеси используется щебень, песок, а также минеральный порошок.

• Щебень — важнейший структурный элемент щебеночно-мастичного асфальтобетона. Он обеспечивает создание устойчивого каркаса в слое дорожного покрытия. Доля щебня в общей массе ЩМА достигает 70–80 %. Для приготовления щебеночно-мастичной смеси используется фракционированный щебень (наиболее популярны фракции 5–10 мм, 10–15 мм и 15–20 мм) с улучшенной (кубовидной) формой зерна и высокой шероховатостью. Содержание зерен лещадной (пластинчатой) и игловатой формы не должно быть более 15 % от общей массы щебня. В некоторых случаях допускается использовать щебень из металлургических шлаков.
• Песок используемый для приготовления ЩМА, должен быть только из отсевов дробления горных пород.
• Минеральный порошок применяемый для производства щебеночно-мастичных смесей, является аналогичным тому, который используется при производстве обычных асфальтобетонных смесей. Его получают из известняка, доломита и других карбонатных горных пород.

В качестве битумного вяжущего при приготовлении щебеночно-мастичных смесей используется вязкий нефтяной дорожный битум с модифицирующими добавками или без них, а также полимерно-битумные вяжущие (ПБВ).

Стабилизирующая добавка является обязательным компонентом щебеночно-мастичного асфальта. Она требуется для того, чтобы удерживать битумное вяжущее на поверхности зерен минерального материала, препятствуя таким образом расслаиванию, которое может возникать во время промежуточного хранения и транспортировки горячей щебеночно-мастичной смеси к месту укладки. В качестве стабилизирующей добавки применяются целлюлозные волокна или прессованные гранулы из целлюлозных волокон, а также полимерные или минеральные волокна. Наибольшее распространение получили стабилизирующие добавки для ЩМА на основе целлюлозных волокон (VIATOP, TOPCEL, ANTROCEL и др.).

Технология производства щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси аналогична приготовлению обычных асфальтобетонных смесей и осуществляется в стандартных асфальтосмесительных установках, дополнительно оборудованных системой подачи стабилизирующей добавки.

Виды щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей

Согласно действующему в Украине ДСТУ Б.В.2.7-127:2015 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный. Технические условия» в зависимости от фракции щебня различают следующие виды ЩМА:

• ЩМА-20 (наибольший размер зерен щебня до 20 мм). Применяется для устройства верхних слоев дорожного покрытия толщиной 4–6 см.
• ЩМА-15 (…до 15 мм). Применяется для устройства верхних слоев дорожного покрытия толщиной 3–5 см.
• ЩМА-10 (…до 10 мм). Применяется для устройства верхних слоев дорожного покрытия толщиной 2–4 см.
• ЩМА-5 (…до 5 мм). Могут применяться для тонкослойной поверхностной обработки дорожного покрытия.
• рЩМА — щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси на модифицированном резинобитумном вяжущем (в ДСТУ Б.В.2.7-127:2015 данный вид ЩМА не определен).

Европейские нормы на щебеночно-мастичный асфальт (European standard for SMA prEN 13108-6) предусматривают следующие его виды в зависимости от фракции щебня:

• SMA 0/8 (с максимальным размером зерен щебня до 8 мм)
• SMA 0/11 (… до 11 мм)
• SMA 0/16 (… до 16 мм)
• SMA 0/22 (… до 22 мм)

Помимо указанных видов, европейские нормы допускают применение в ЩМА как более мелких фракций (до 4 мм), так и более крупных фракций щебня (до 40 мм).

Отличие ЩМАС от обычных асфальтобетонных смесей

Горячие уплотняемые щебеночно-мастичные смеси являются самостоятельной разновидностью асфальтобетонных смесей. К основным отличиям ЩМА от обычного асфальтобетона можно отнести:

• Повышенное содержание щебня (на 20–30 % больше по сравнению с асфальтобетонными смесями типа «А»)
• Повышенное содержание битумного вяжущего (от 5,5 до 8 %)
• Более жесткий допуск на размер и форму щебня
• Наличие стабилизирующей добавки

Основные преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона

Многолетняя практика применения щебеночно-мастичного асфальта в дорожно-строительной отрасли и большое количество проведенных испытаний, подтверждают его высокую эффективность, экономическую целесообразность и удобство использования для устройства верхних асфальтированных слоев дорожного покрытия. На сегодняшний день, во многих развитых странах щебеночно-мастичный асфальт становится основным материалом, применяемым при асфальтировании скоростных дорог, автомагистралей и взлетно-посадочных полос аэродромов. Основными его преимуществами являются:

• Водонепроницаемость и морозостойкость. Достигаются благодаря большому содержанию битумного вяжущего, а также малой величине остаточной пористости в уплотненном состоянии.
• Высокая усталостная стойкость. Достигается за счет дисперсно-армирующего действия стабилизирующей добавки, а также большого содержания вяжущего и низкой остаточной пористости.
• Повышенная сдвигоустойчивость. Обусловлена более высоким, в сравнении со стандартным асфальтобетоном, статическим пределом текучести при сдвиге.
• Низкая истираемость и стойкость к разрушающему воздействию шипованных автомобильных шин. Достигается за счет применения в составе щебеночно-мастичной смеси щебня из прочных горных пород, а также за счет высокого содержания мастики (асфальтовяжущего вещества).
• Шероховатость покрытия и высокие фрикционные свойства (уровень сцепления дорожного покрытия с колесами). Способствует повышению безопасности движения транспортных средств на высоких скоростях.
• Повышенная трещиностойкость. Хотя степень устойчивости щебеночно-мастичного асфальтобетонного покрытия к температурному трещинообразованию зависит в большей степени от состава щебеночно-мастичной смеси, устойчивость к усталостному трещинообразованию свойственна всем ЩМА.
• Низкий уровень шума. Покрытия из ЩМА отличаются более низким уровнем шума от автомобильного движения чем обычные асфальтобетонные покрытия (в среднем на 4–5 дБ).

Совокупность вышеперечисленных преимуществ щебеночно-мастичного асфальтобетона позволяет существенно увеличить межремонтные сроки дорожного покрытия, повысить комфорт, качество и безопасность движения.

История создания щебеночно-мастичного асфальта

Щебеночно-мастичный асфальт был разработан в Германии в 60-х годах XX века. Возросшая интенсивность колееобразования, разрушение дорожного покрытия вследствие роста числа транспортных средств, а также активного использования шипованных автомобильных шин (также изобретенных в 60-х годах), положили начало разработкам и испытаниям нового дорожно-строительного материала.

На начальном этапе борьбы с разрушением асфальтированных покрытий и возросшей колейностью, проблемы решались заливкой дефектных участков специальной мастикой с последующей присыпкой щебнем и уплотнением. Отремонтированные таким образом участки покрытия показали высокую степень износостойкости. Но технология имела ряд существенных недостатков, а именно: высокую стоимость работ и низкую, по причине большого объема ручного труда, производительность.

Для устранения этих недостатков было принято решение перенести процесс приготовления смеси на стационарный асфальтобетонный завод. Однако, при транспортировке приготовленной на заводе щебеночно-мастичной смеси к объекту асфальтирования, появилась другая проблема — расслаивание смеси (вытекание битумного вяжущего с поверхности минерального заполнителя).

Ключом к решению этой проблемы стало применение стабилизирующей добавки на основе целлюлозных волокон. Оригинальный патент на идею использования натуральных целлюлозных волокон в качестве стабилизирующей добавки для щебёночно-мастичных смесей (препятствующей вытеканию вяжущего) был выдан 30 июля 1968 года строительной компании «Strabag SE».

В дальнейшем, при проведении многочисленных испытаний, неоднократно подтверждалось, что асфальтируемые с применением щебёночно-мастичных асфальтобетонных смесей дорожные покрытия обладают более высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению с обычными асфальтобетонными. Закономерным итогом этого стало то, что в 1984 году в Германии был принят первый стандарт на применением ЩМА при выполнении работ связанных с асфальтированием верхних слоев дорожного покрытия.

В настоящее время, во многих странах мира щебеночно-мастичный асфальт широко используется в качестве материала для верхних защитных слоев дорожного покрытия. Щебеночно-мастичные смеси постепенно вытесняют другие типы асфальтобетонных смесей, предназначенные для устройства защитных и конструктивных слоев.

Государственный стандарт на ЩМА в Украине

В Украине первый стандарт на щебеночно-мастичный асфальт (ДСТУ Б В.2.7-127:2006) был принят в 2006 году. С 10 августа 2015 года приказом №191 Министерства регионального развития, строительства и жилищно-коммунального хозяйства Украины введен в действие новый стандарт на ЩМАС и ЩМА ДСТУ Б.В.2.7-127:2015 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный. Технические условия».

Стандарт распространяется на горячие щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебеночно-мастичный асфальтобетон, которые применяются для устройства верхних слоев покрытия автомобильных дорог, аэродромов, мостов, улиц населенных пунктов, площадей, проездов, дорог и площадок промышленных предприятий.

Технология асфальтирования с применением щебеночно-мастичных смесей

Эксплуатационные характеристики и долговечность дорожного покрытия из ЩМА в значительной степени зависят от соблюдения правил и требований по транспортировке щебеночно-мастичного асфальта к объекту проведения работ, его укладке и качеству уплотнения.

1. Транспортировка ЩМА на объект. Доставка горячей щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси на объект должна проводиться самосвалами (по возможности, оборудованными системой подогрева кузова) с защитным водонепроницаемым тентом, препятствующим быстрому остыванию смеси и попаданию влаги.
2. Подготовка нижележащего слоя. Перед укладкой щебеночно-мастичного асфальта, поверхность нижележащего слоя очищают от пыли и грязи, после чего обрабатывают жидким битумом или битумной эмульсией (с помощью гудронатора). Если нижний слой асфальтированного покрытия имеет существенные дефекты, то перед укладкой ЩМА выполняется его фрезерование и укладывается выравнивающий слой асфальтобетонной смеси методом сплошного асфальтирования. При незначительных повреждениях проводится ямочный ремонт.
3. Укладка ЩМА.Работы по асфальтированию с применением щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси необходимо проводить в сухую погоду, при температуре воздуха не ниже 5 °С весной, и не ниже 10 °С — осенью. Толщина слоя и расход ЩМА при устройстве верхних слоев дорожных покрытий следующие:
   • ЩМА-20 — толщина — 4–6 см, расход смеси — 100–150 кг/м 2
   • ЩМА-15 — толщина —3–5 см, расход смеси — 75–125 кг/м 2
   • ЩМА-10 — толщина — 2–4 см, расход смеси — 50–100 кг/м 2

   Асфальтировать рекомендуется с помощью гусеничных асфальтоукладчиков оборудованных автоматической системой обеспечения ровности и поперечного уклона. Укладку щебеночно-мастичного асфальта желательно проводить на всю ширину проезжей части. Для получения максимально ровного покрытия, следует обеспечить непрерывность укладки ЩМА (с помощью мобильных перегружателей). Скорость укладки щебеночно-мастичной смеси должна быть не менее 2–3 метров в минуту.

4. Уплотнение ЩМА. На начальном этапе уплотнение щебеночно-мастичной смеси производится тяжелыми статическими гладковальцовыми катками с линейной нагрузкой от 22 до 30 кг/см 2 . Не рекомендуется применять вибрационные катки из-за высокой чувствительности щебеночно-мастичного асфальта к переуплотнению. Процедура уплотнения должна проводиться при как можно более высокой температуре смеси. Легкие и средние асфальтовые катки на начальном этапе уплотнения не применяются. Из-за высокой вероятности налипания смеси, исключается применение пневмоколесных катков.

Возможные дефекты связанные с нарушением технологии укладки ЩМА

Несоблюдение и нарушение правил транспортировки, укладки и уплотнения щебеночно-мастичной смеси, может приводить к появлению следующих дефектов:

• Выступание битумного вяжущего на поверхности асфальтированного покрытия. Возникает в результате превышения нормы розлива битумной эмульсии или жидкого битума при подгрунтовке нижележащего слоя.
• Появление мелких дугообразных трещин. Происходит вследствие низкой температуры смеси при ее уплотнении.
• Появление широких трещин. Возникает из-за недостаточного прогрева выглаживающей плиты укладчика.
• Недостаточная сдвигоустойчивость асфальтобетона. Возникает при использовании геосетки с неправильно подобранным размером ячеек.

Цены на щебеночно-мастичный асфальт и стоимость работ по его укладке

Производство щебеночно-мастичной смеси обходится примерно на 30–40 % дороже обычной асфальтобетонной смеси типа «А». Более высокая стоимость ЩМА обусловлена использованием большего количества битумного вяжущего и высококачественного щебня, а также применением дорогостоящих стабилизирующих добавок (которые, в большинстве своем импортные). По состоянию на июнь 2015 года стоимость одной тонны щебечно-мастичной смеси марки «ЩМАС-10 с добавкой Likomont» составляла — 2049 грн, а стоимость самой дорогой мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа «А» — 1480 грн (цены ПАО «Асфальтобетонный завод» г. Киев на 10.06.2015 г.). Таким образом, разница в цене между обычной асфальтобетонной смесью и ЩМА — 38 %.

Стоимость укладки 1 м 2 щебеночно-мастичного асфальта в среднем на 10–20 % выше стоимости асфальтирования с применением обычного мелкозернистого асфальта. Разница в цене обусловлена тем, что укладка ЩМА является более технологичным, квалифицированным и трудоемким процессом, нежели традиционное асфальтирование. Таким образом, разница в цене устройства 1 м 2 обычного асфальтобетона и качественного дорожного покрытия из ЩМА может составлять 40–60 % (30–40 % — разница в цене материала и 10–20 % — разница в стоимости работ).

Тем не менее, несмотря на высокую стоимость самого материала и работ по его укладке, применение щебеночно-мастичного асфальта является экономически выгодным и оправданным, т. к. ЩМА может укладываться более тонким слоем и при этом имеет более длительный срок службы (в 2–3 раза больше обычного асфальтобетона), что снижает эксплуатационные затраты на содержание дороги.

Асфальтобетон щебеночно-мастичный — материал для устройства дорожных покрытий

Асфальтобетон щебеночно-мастичный представляет собой оптимально подобранный состав минеральных материалов, обеспечивающий конструкции дорожных одежд высокую сдвигоустойчивость, водонепроницаемость и повышенную шероховатость поверхности.

Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси, благодаря своей структуре, укладываются тонкими слоями, снижая тем самым удельный расход материала. И хотя цена сырья для приготовления ЩМА гораздо выше, в сравнении с производством традиционного асфальтобетона, он нисколько не уступает ему в рентабельности.

Состав смесей

Щебеночно-мастичный асфальтобетон ГОСТ 31015-2002, на первый взгляд, можно отнести к группе классических дорожных покрытий на основе нефтебитумных вяжущих, но это не так.

Своим компонентным составом и структурными особенностями он резко выделяется среди своих конкурентов.

Жесткий каркас из щебня, формирующий основу материала, обуславливает повышенную устойчивость к пластическим деформациям, а присутствие большого объема битумного вяжущего, занимающего все свободное пространство между заполнителями, снижает остаточную пористость асфальтобетона (0–1%), что позволяет получить долговечное покрытие устойчивое к интенсивным транспортным и климатическим воздействиям.

Свойства

Состав щебеночно мастичного асфальтобетона представлен следующими компонентами:

• щебень (70–80%);
• битум (5,50–7,50%);
• стабилизирующая добавка;
• минеральный порошок.

Как видим из представленных значений, в отличие от стандартных асфальтовых смесей (ГОСТ 9128-97), щебнемастичный асфальтобетон характеризуется высоким содержанием нефтяного битума и щебня. Поэтому, для защиты от расслоения и сохранения однородного состава, особенно при производстве дорожных работ, асфальтобетонная смесь щебеночно-мастичная связывается стабилизирующими волокнистыми добавками.

В зависимости от фракции используемого заполнителя, щебеночно-мастичный асфальтобетон по составу можно систематизировать следующим образом:

• Щебеночно мастичный асфальтобетон ЩМА 10 — размер зерен применяемого щебня не должен быть больше 10 мм.

• Вторая и наиболее распространенная марка — это асфальтобетон щебеночно-мастичный ЩМА 15 с нормируемым размером зерен заполнителя равным 15 мм.

• Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА 20 — максимальный размер зерен 20 мм.

Асфальтобетонная щебеночная смесь вышеперечисленных марок рекомендована к применению при устройстве верхних конструкционных слоев дорожных одежд толщиной 2–6 см на городских улицах и автомобильных магистралях всех технических категорий в I-V климатических зонах.

Подсказки: при использовании ЩМА смесей для устройства аэродромных покрытий значения прочности на сжатие и коэффициент сцепления необходимо увеличивать на 25%.

Применение щебеночно-мастичного асфальтобетона на скоростных дорогах с интенсивным движением, в сравнении с обычным асфальтовым покрытием, позволяет получить ряд преимуществ:

• высокую износостойкость, независящую от климатических условий эксплуатации;
• стабильное состояние покрытия при различных механических воздействиях;
• срок эксплуатации дорожных одежд в 2–3 раза выше, чем у других аналогичных покрытий;
• повышенный коэффициент сцепления автомобильных шин с поверхностью дороги;
• низкий показатель уровня шума при движении автотранспорта.

Материалы

Технология щебеночно-мастичного асфальтобетона предусматривает следующие требования для используемых материалов:

1. Щебень:

• зерновой состав должен быть из твердых горных пород согласно ГОСТ 8267–93;
• допускается применение дробленного щебня из металлургических шлаков;
• марка используемого щебня должна быть 1000–1200 и выше;
• зерна должны иметь кубовидную форму;
• объем зерен игольчатой и пластинчатой формы, по общей массе, не должен превышать 15%;
• морозостойкость F50 и выше;
• значения по истираемости должны соответствовать марке И—1.

1. Битумы:

• для производства смесей ЩМА рекомендуется использовать нефтяные битумы в соответствии с ГОСТ 22245–90 или ПБВ (полимерно-битумное вяжущее);

• в случае применения ПБВ, если обеспечиваются требования показателей стекания битума, допускается не вводить в состав материала волокнистые стабилизирующие добавки;
• все применяемые битумы должны обладать достаточным значением сцепления с поверхностью используемого щебня, в противном случае требуется введение адгезионной присадки катионного типа.

1. Для производства смесей ЩМА применяется песок только из отсева дробления твердых горных пород согласно ГОСТ 8736–93 марок 1000 и выше. Количество глинистых частиц в составе материала не должно быть больше 0,5%.
2. Минеральный порошок по ГОСТ 16557-78 производят путем дробления доломитных или известковых горных пород. Допускается применение минерального порошка, произведенного из отсева вулканических горных пород фракцией не более 0,16 мм.

Большой объем битумного вяжущего в структуре ЩМА предусматривает в обязательном порядке присутствие стабилизирующей добавки. Без данного компонента невозможно приготовить смесь с теми физико-механическими характеристиками, благодаря которым данный материал значительно отличается от традиционных видов асфальтобетона.

Стабилизирующая составляющая смесей

Вид и свойства стабилизирующих добавок имеют огромное значение для повышения качества асфальтобетона, его приготовления, транспортировки и укладки.

Волокнистые структурирующие добавки позволяют сохранить однородность смесей и удерживают горячий битум на поверхности щебня, что дает возможность предотвратить сегрегацию и расслоение растворов при требуемых высоких температурах производства и укладки.

В качестве стабилизаторов смесей в различное время добавляли:

• резиновую крошку;
• волокна асбеста;
• полимерные волокна;
• минеральные компоненты;
• термопластичные полимеры;
• различные продукты на основе кремниевой кислоты;
• акриловые нити;
• целлюлозные волокна.

Благодаря низкой себестоимости производства, наибольшей популярностью пользуются фибры из целлюлозы в виде волокон или специальных гранул на их основе. Данный материал способен удерживать долгое время большое количество битума на поверхности покрытия и предохранять его состав от расслаивания.

Целлюлозные фибры должны быть однородного состава, без примесей и иметь в своей структуре, как минимум, 50% нитей длиной от 0,1 до 2,0 мм, что, по результатам испытаний, обеспечивает оптимальную толщину пленки битума на поверхности и высокую однородность смесей.

Основные эксплуатационные свойства целлюлозного волокна, которыми должен обладать данный тип фибры, представлены в таблице ниже.

Наиболее популярна в России продукция немецкой компании JRS. Как пример можно рассмотреть стабилизирующую присадку «VIATOP 66».

Данный материал представляет собой уплотненную трехмерную структуру, состоящую из гранулированной целлюлозы покрытой битумом. При добавлении представленной добавки в асфальтобетонную смесь удается существенно повысить эксплуатационные характеристики автомагистралей, ощутимо снизить себестоимость работ и в 5 раз увеличить срок службы дорожного покрытия, в сравнении с другими аналогичными материалами.

Перечисленные выше свойства стабилизирующей добавки значительно сокращают требования к порядку дозирования и снижают время перемешивания гранул в смесителе, а наличие битумной пропитки защищает волокна целлюлозы от обгорания в момент контакта с горячим заполнителем.

Приготовление и укладка ЩМА

Приготовление щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси аналогично производству стандартного горячего асфальтобетона. Единственное отличие — это обязательное присутствие в технологической схеме установки дозирования и подачи стабилизирующей добавки.

Подбор щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси необходимо осуществлять с учетом климатических особенностей региона, где будет эксплуатироваться покрытие, интенсивности движения и проектной толщины слоя ЩМА для конкретной автомагистрали.

Расчет оптимального состава ЩМА проводиться в три этапа:

1. Исследуют качество и состав исходных материалов на соответствие их характеристик проектным требованиям.
2. Выбирают оптимальное соотношение различных компонентов смеси, при котором свойства произведенного асфальтобетона будут соответствовать ТУ 5718.030.01393697–99.
3. Проводят испытания проб полученного продукта на соответствие заявленным нормам и выполняют корректировку состава в смесительных установках.

Приготовление

Щебеночно-мастичные растворы готовят в стандартных смесителях принудительного действия, путем перемешивания в нагретом состоянии песка, щебня, минерального порошка, нефтяного битума и требуемых стабилизирующих добавок, представленных в виде спрессованных волокон или полимеров.

Главной особенностью получаемой смеси является ее высокая, в сравнении с классическими асфальтобетонами, температура приготовления. ЩМА укладывается тонкими слоями, склонными к резкому охлаждению. Поэтому, температура выпуска готовой смеси должна быть выше требуемой температуры укладки асфальтобетона на 25–30°.

Технологическая инструкция приготовления щебнемастичной смеси содержит следующие операции:

• Подготовка минеральных материалов (сушка и прогрев до необходимой температуры, дозирование).
• Дозирование холодных стабилизирующей добавки и минерального порошка с последующей подачей их в смеситель. Установка дозирования целлюлозной добавки — это отдельный агрегат в составе АБЗ и обычно поставляется отдельно (см. фото).

• Разогрев нефтяного битума до рабочей температуры и введение модифицирующих добавок.
• Перемешивание сухих минеральных материалов, холодной стабилизирующей добавки и минерального порошка.
• Подача горячего битума и перемешивание состава.
• Выгрузка готовой ЩМА смеси в автомобили-самосвалы или накопительный бункер.

Нагретые минеральные заполнители подаются в дозирующее устройство, где с помощью виброгрохотов делятся на фракции и затем складываются в бункера для хранения горячих материалов.

Из них подготовленные заполнители поступают в бункер-дозатор, работающий по весовому принципу.

• Минеральный порошок дозируется в общем весовом дозаторе при помощи отдельных высокоточных весов.
• Отмеренное количество стабилизирующей добавки вводят в смеситель на разогретый до нужной температуры каменный материал или совместно с минеральным порошком, предусматривая при этом перемешивание сухой смеси в мешалках принудительного действия в течение 15–20 с.
• При последующем заключительном перемешивании смеси, в присутствии горячего битума, стабилизирующая добавка в течение 10–20 секунд равномерно расходится по всему объему вяжущего.
• Время приготовления асфальта зависит от технических характеристик смесительной установки.
• Приготовленный асфальтобетон из смесительного агрегата, с помощью скипового подъемника, выгружают в кузов самосвала или подают, для временного хранения, в накопительный бункер.

Продолжительность хранения готовой смеси зависит от технологических возможностей накопительного бункера и технических характеристик ЩМА (обычно 0,5–2 часа).

Укладка

ЩМА рекомендуется укладывать на чистое основание при температуре воздуха +5°С и выше. В случае необходимости, дорожные рабочие своими руками или механизированным способом выполняют ямочный ремонт, санирование трещин, фрезерование старого покрытия и др.

Для обеспечения нужного сцепления материала с рабочей поверхностью, основание зачищают металлическими щетками, продувают сжатым воздухом и грунтуют жидким битумом.

Процесс укладки ЩМА вмещает в себя следующие операции:

1. Горячая смесь укладывается стандартными асфальтоукладчиками, оборудованными системами горизонтального уровня и поперечного уклона. Асфальтоукладчики располагают уступом, на расстоянии 10–30 м друг от друга, по всей ширине дороги.
2. Процесс укладки ведут непрерывно. Поэтому, асфальтовая смесь должна регулярно подаваться из кузова самосвала в бункер-приемник асфальтоукладчика по мере его опустошения.
3. На уложенных слоях ЩМА не допускается присутствие раковин, трещин и других дефектов. Выявленные дефекты рабочие устраняют своими руками путем добавления горячей смеси на поврежденные места до начала уплотнения покрытия самоходными катками.
4. Уплотняют щебнемастичный асфальтобетон гладковальцовыми катками весом 8–10 т, металлические вальцы которых попеременно смачивают мыльным раствором или керосиновой эмульсией.

Основной проблемой стандартных горячих асфальтовых смесей является предрасположенность к расслоению. Технология щебеночно-мастичного асфальтобетона позволила решить эту задачу путем добавления стабилизирующей добавки (см. видео в этой статье).

В заключение этой статьи можно сказать, что рассмотренный вид асфальтобетона можно отнести к разряду перспективных, высокоэффективных и экономичных материалов для строительства качественных автомобильных дорог.

Особенности применения, технологии приготовления и укладки щебёночно-мастичного асфальтобетона Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Батракова В. П.

The main advantages of crushed stone mastic asphalt that is widely used nowadays in road building (it is economical, and it does not require special laying technology), are considered.

Текст научной работы на тему «Особенности применения, технологии приготовления и укладки щебёночно-мастичного асфальтобетона»

СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНыХ ДОРОГ

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И УКЛАДКИ ЩЕБЁНОЧНОМАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА

В.П. Батракова, ассистент, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Аннотация. Рассмотрены основные преимущества щебёночно-мастичного асфальтобетона, широко применяемого в настоящее время в дорожном строительстве (экономичность, отсутствие требований к специальной технологии укладки).

Ключевые слова: щебеночно-мастичный асфальтобетон, стабилизирующие добавки, асфальтобетонная смесь, зерновой состав, битум, асфальто-ук-ладчик.

В настоящее время появилась перспектива строить дороги с асфальтобетонным покрытием, отвечающие всем требованиям по долговечности, ровности, шероховатости (коэффициенту сцепления). Основанием этому служит внедрение в отечественное дорожное строительство щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА).

Этот материал был разработан в 60-х годах в Германии и в настоящее время нашел широкое применение во многих странах при устройстве верхних слоев дорожных покрытий.

В зависимости от максимальной крупности применяемого щебня зарубежные стандарты предусматривают более 10 марок горячих смесей ЩМА. В России по разработанным в ФГУП «Союздорнии» техническим условиям (ТУ-5718.030.01393697-99) регламентированы смеси ЩМА-10, ЩМА-15 и ЩМА-20, которые приготавливаются на основе щебня крупностью до 10, 15 и 20 мм. Данные смеси предназначены для устройства верхних слоев покрытия толщиной от 3 до 6 см [3].

Вопросами применения ЩМА в дорожном строительстве занимались такие ученые, как Стебаков А.П., Гопин О.Б. и Кирюхин Г.Н.

На основании своих научных наблюдений и опытов ими сделан вывод, что технологии производства ЩМА развиваются и совершенствуются, а применение его в строительстве дорог становится еще более востребова-ным [1]. Жараускас А.В., Акулов А.П., Эфа А.К. в своих трудах описывают теоретические основы производства и применения ЩМА, а также приводят примеры его непосредственного применения в дорожном строительстве [2]. Также проблемой приме -нения ЩМА занимались и занимаются ученые «Союздорнии»; на основании их трудов можно сделать выводы о повышении тенденции развития и применения ЩМА [3].

Отличительной особенностью ЩМА от других видов покрытий является нетрадиционный зерновой состав ЩМА, который включает высокое содержание фракционированного щебня (70-80 % по массе) с улучшенной (кубовидной) формой зерен с целью создания максимально устойчивого минерального остова в уплотненном слое покрытия. Сдвигоустойчивость покрытия из ЩМА, характеризующая сопротивление колееобразо-ванию, обеспечивается, главным образом, требуемым значением коэффициента внутреннего трения. Поэтому в песчаной части смеси применяется исключительно песок из отсевов дробления горных пород, так как природный песок снижает коэффициент внутреннего трения. Кроме того, высокое

содержание крупной фракции каменного материала в ЩМА позволяет получить шероховатую поверхность покрытия и обеспечить требуемые значения коэффициента сцепления колеса с покрытием.

Кривые зерновых составов минеральной части ЩМА существенно отклоняются от кривых плотных смесей.

Другой особенностью ЩМА является повышенное, по сравнению с традиционными горячими смесями, содержание битума (5,5 -7,5%). Большое количество вяжущего препятствует проникновению влаги внутрь слоя, повышает устойчивость к старению, водомо-розостойкость, трещиностойкость и, в конечном счете, значительно увеличивает долговечность покрытия. В некоторых зарубежных странах срок службы покрытий из ЩМА составляет более 20 лет.

Цель и постановка задачи

Повышенное содержание битумного вяжущего в смеси нужно стабилизировать, то есть предотвратить его отслоение и стекание с поверхности зерен щебня при высоких технологических температурах приготовления, хранения, транспортирования и укладки. Данная проблема может решаться введением в смесь стабилизирующей добавки, например целлюлозного волокна.

Особенности технологии приготовления ЩМА на смесительных установках периодического действия фирм AMMANN и TELTOMAT (Германия) производительностью 300 и 240 т/час соответственно путем смешивания в нагретом состоянии щебня, песка из отсевов дробления, минерального порошка и битума, а также стабилизирующей добавки в виде пропитанных битумом и спрессованных гранул из волокон целлюлозы. Стабилизирующие добавки вводили в смеситель АБЗ на разогретый каменный материал или вместе с минеральным порошком, производя «сухое» перемешивание в течение 15 – 20 секунд. При последующем перемешивании смеси с битумом стабилизирующая добавка равномерно распределяется в объеме асфальтового вяжущего вещества. Вводимый в смеситель стабилизатор дозировали вручную. Однако для уменьшения вероятности

ошибки и снижения трудоемкости потребное количество стабилизирующей добавки от 0,2 до 0,45 % или 2,0 – 4,5 кг на 1 т смеси необходимо дозировать с допускаемой погрешностью + 5 %, используя специальные дозирующие системы объемного или весового типа.

Дозирование стабилизирующей добавки может осуществляться автоматически из силосной башни или контейнера. При использовании системы объемного дозирования стабилизирующая добавка из контейнера или силосной башни объемом 3 – 4 м3 через роторное дозирующее устройство поступает в пневматический конвейер и по трубопроводу подачи диаметром 150 мм подается в циклон с встроенной загрузочной воронкой и датчиком наличия материала. Далее добавка через автоматический клапан выпускного отверстия попадает в трубопровод подачи материала в смеситель.

Система весового дозирования отличается от объемной тем, что добавка из контейнера или силосной башни с помощью шнекового конвейера сначала подается в весовой бункер, где дозируется, а уже затем поступает в трубопровод пневматического конвейера.

Дальнейшая схема прохождения материала аналогична системе объемного дозирования. В обеих системах дозирования в нижней части контейнера или силосной башни монтируется датчик контроля прохождения материала, который автоматически включает вибратор, установленный на нижней наклонной стенке контейнера или силосной башни при возможном отсутствии материала. Вибратор побуждает добавку перемещаться в контейнере или силосной башне в случае его зависания. Другим вариантом дозирования стабилизатора является использование линии подачи в смеситель старого асфальтобетона, являющейся штатным оборудованием на современных смесительных установках.

Спецификой получаемой смеси ЩМА является её более высокая, по сравнению с обычными асфальтобетонными смесями, температура приготовления. Это связано с температурной чувствительностью смеси и с тем, что ЩМА укладывается в основном тонкими слоями, склонными к быстрому охлаждению.

Приготовленная асфальтобетонная смесь из смесителя перегружается в накопительные бункеры и далее – в кузова автомобилей самосвалов для транспортирования ее к месту укладки. Использование накопительных бункеров в качестве временного склада для хранения смесей ЩМА позволяло обеспечивать ритмичность их выпуска независимо от наличия транспортных средств, изменения режимов укладки, а также сократить время загрузки автомобилей и повысить производительность асфальтобетонного завода. Однако опыт проведения работ показал, что время хранения смеси ЩМА в бункере не должно превышать получаса.

Проблемой традиционных горячих асфальтобетонных смесей является склонность к сегрегации (взаимоотделение входящих в состав компонентов, расслоение) на всех технологических переделах. В связи с этим следует отметить, что у смесей ЩМА отсутствуют признаки сегрегации в процессе приготовления, хранения, транспортирования и укладки.

Транспортирование смесей ЩМА к месту укладки осуществляется большегрузными автосамосвалами, оборудованными тентами для предотвращения остывания смесей. Термоизоляции смеси придается важное значение, так как ее температура в момент выгрузки в бункер асфальтоукладчика должна быть не ниже 150 °С.

Подготовительные работы перед укладкой верхнего слоя покрытия состояли из обычного набора операций: выравнивания, очистки и подгрунтовки поверхности нижележащего слоя. Особое внимание уделялось обеспечению сцепления между слоями. В связи с повышенным содержанием битума в ЩМА перерасход битума в связующем слое недопустим. Битумная эмульсия наносилась на подготовленную поверхность нижнего слоя покрытия автогудронатором с нормой расхода

0,2-0,3 л/м2. При нанесении эмульсии на отфрезерованную поверхность ее норма увеличивалась в 1,5 раза.

Технология укладки и уплотнения смесей из щебеночно-мастичного асфальтобетона выполняется стандартным оборудованием -асфальтоукладчиками и катками, но вместе с тем имеет свои специфические особенности.

Укладка верхнего слоя покрытия из ЩМА на автодороге МКАД – Кашира осуществлялась сразу на всю ширину (13,6 м) тремя гусеничными асфальтоукладчиками моделей 8ирег-1800 и 8ирег-2500 фирмы Vogele (Германия). Два укладчика были оснащены рабочими органами типа 8Б 475 XV с трамбующим брусом и виброплитой, а один – рабочим органом высокого уплотнения АВ 475 ТР2 с трамбующим брусом и двумя прессующими планками. Предварительное уплотнение осуществлялось лишь трамбующим брусом с частотой 800-1000 ударов/мин и ходом бруса 4 мм. Рабочий орган асфальтоукладчика устанавливался выше проектной отметки поверхности покрытия с учетом припуска на уплотнение, составляющего 5-10 % от толщины слоя. В процессе укладки за асфальтоукладчиком, оснащенным более тяжелым и длинным рабочим органом высокого уплотнения, наблюдались случаи выдавливания избыточного вяжущего на поверхность покрытия. Эта особенность учитывалась при выборе уплотняющего рабочего органа и режимов его работы при укладке ЩМА.

Базой для работы автоматических систем асфальтоукладчиков служили копирные струны, 6-метровые лыжи и короткие лыжи (башмачки). Асфальтоукладчики располагались уступом, один за другим, с расстоянием между ними 10-30 м. Скорость укладки зависела от ритмичности доставки смеси к асфальтоукладчикам и находилась в пределах

2.0 – 3,0 м/мин. Однако следует отметить, что при возможности стабильной доставки больших объемов смеси на линию скорость укладчиков может быть увеличена до 4,0 –

После прохода асфальтоукладчика поверхность покрытия имела требуемую фактуру с равномерно распределенным каменным материалом без раковин, трещин, разрывов сплошности и других дефектов.

Специфика щебеночно-мастичного асфальтобетона – отсутствие сухого контакта между отдельными частицами каменного материала, что предопределяет технологию уплотнения, при несоблюдении которой возможно разрушение общей структуры слоя покрытия. В связи с этим уплотнение ЩМА на опытном участке автодороги МКАД -Кашира осуществлялось гладковальцовыми

катками массой 9 – 11 т в статическом режиме.

Во избежание раздавливания крупных зерен каменного материала использование вибрации на катках недопустимо. Также из-за высокого содержания вяжущего для уплотнения покрытия из ЩМА нельзя использовать катки на пневмошинах. Уплотнение верхнего слоя ЩМА толщиной 5 см производилось отрядом из 6 катков – по два за каждым асфальтоукладчиком. Каждый из катков совершал по шесть проходов по одному следу на скорости 5 – 6 км/час. Учитывая ускоренное остывание слоя ЩМА, уплотнение осуществлялось при наибольшей температуре смеси, при максимально возможном в процессе укатки приближении катков к асфальтоукладчикам короткими захватками по 50 – 60 м. В связи с тем, что смеси ЩМА более липкие, чем обычные смеси из плотного асфальтобетона по ГОСТ 9128-97, обеспечивалось хорошее орошение вальцов катков водой. В отдельных случаях, когда поверхность вальца смачивалась неполностью, отмечено налипание на него смеси. При этом на поверхности укладываемого покрытия появились дефекты в виде вырывов щебня. Эти дефекты были легко ликвидированы путем добавления и разравнивания горячей смеси перед проходом катка.

При обеспечении непрерывной укладки слоя ЩМА были получены очень высокие показатели ровности. Так, средняя ровность построенного 10-километрового участка покрытия по показателям измерения просветов под трехметровой рейкой составляет 99,0 % (до 3 мм).

Следует отметить, что шероховатость покрытий из ЩМА, измеренная методом «песчаное пятно» перед открытием движения по построенным участкам, имела показатели, значительно превышающие значения для покрытий из плотного асфальтобетона типа А. Средняя глубина впадин шероховатости на поверхности ЩМА-15 составила 1,2 мм, а ЩМА-20 – 1,7 мм (при максимальных значениях 1,8 и 3,0 мм соответственно). По зарубежным данным щебеночно-мастичный асфальтобетон, кроме приведенных выше преимуществ, обладает низким уровнем шума, улучшенной обзорностью, высокой износо-

стойкостью к истирающему действию шипованных тин и другими.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о рациональности, экономичности, удобстве применения ЩМА в строительстве автомобильных дорог. Однако этот материал, обладая такими высокими качествами, более 30 лет не находил применения на российских дорогах. Одной из причин такого положения дел в дорожно-строительной отрасли России является отсутствие необходимой техники, позволяющей, во-первых, получить высококачественный кубовидный щебень, отвечающий предъявляемым к нему высоким требованиям, и, во-вторых, способной реализовать технологию приготовления и укладки щебеночно-мастичных смесей. В настоящее время такая техника у российских дорожников появилась.

1. Стебаков А.П., Кирюхин Г.Н., Гопин О.Б.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон -будущее дорожных покрытий. // Строительная техника и технологии. – 2002. -№3. – С. 16 – 17.

2. Эфа А.К., Жураускас А.В., Акулов А.П.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон. Теоретические основы, практика применения // Строительные материалы. -2003. – №1. – С. 22.

3. Методические рекомендации по устройст-

ву верхних слоев дорожных покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА). Союздорнии. – М., 2002. -37 с.

4. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе ор-

ганических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний.

5. ГОСТ 31015-2002. Смеси асфальтобетон-

ные и асфальтобетон щебеночномастичные. Технические условия.

Рецензент: В.К. Жданюк, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 24 апреля 2009 г.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон: технология производства и укладки

СМЕСИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ И АСФАЛЬТОБЕТОН ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ

BITUMINOUS STONE MASTIC MIXTURES AND STONE MASTIC ASPHALT

Дата введения 2003-05-01

1 РАЗРАБОТАН ФГУП “Союздорнии”, Корпорацией “Трансстрой” и Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 17 октября 2002 г.

За принятие проголосовали

Наименование органа государственного управления строительством

Госстрой Азербайджанской Республики

Министерство градостроительства Республики Армения

Казстройкомитет Республики Казахстан

Государственная Комиссия по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики

Министерство экологии, строительства и развития территории Республики Молдова

Комархстрой Республики Таджикистан

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 В настоящем стандарте учтены основные положения международных стандартов* ИСО [1, 2], европейского стандарта pr EN 13108-6 [3], финских норм на асфальт 2000 [4] и немецких технических указаний ZTV Asphalt-StB 02 [5]
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 мая 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 5 апреля 2003 г. N 33

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2004 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на горячие щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебеночно-мастичный асфальтобетон, применяемые для устройства верхних слоев покрытий автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей.

Требования, изложенные в разделах 4, 5, 6 и 7, являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

Перечень межгосударственных стандартов, ссылки на которые использованы в настоящем стандарте, приведен в приложении А.

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) – рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) – уплотненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь.

Стабилизирующая добавка – вещество, оказывающее стабилизирующее влияние на ЩМАС и обеспечивающее устойчивость ее к расслаиванию.

4 Основные параметры и виды

Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси (далее – смеси) и щебеночно-мастичный асфальтобетон (далее – асфальтобетон) в зависимости от крупности применяемого щебня подразделяют на виды:

5 Технические требования

5.1 Смеси должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке предприятием-изготовителем.

5.2 Зерновые составы минеральной части смесей и асфальтобетонов должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1

В процентах по массе

Вид смесей и асфальтобетонов

Размер зерен, мм, мельче

Примечание – При приемосдаточных испытаниях допускается определять зерновые составы смесей по контрольным ситам в соответствии с данными, выделенными жирным шрифтом.

5.3 Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов, применяемых в конкретных дорожно-климатических зонах, должны соответствовать указанным в таблице 2.

Значение показателя для дорожно-климатических зон

Пористость минеральной части,%

Водонасыщение,% по объему:

образцов, отформованных из смесей

вырубок и кернов готового покрытия, не более

Предел прочности при сжатии, МПа, не менее:

при температуре 20 °С

при температуре 50 °С

коэффициент внутреннего трения, не менее

сцепление при сдвиге при температуре 50 °С, МПа, не менее

Трещиностойкость – предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0 °С, МПа:

Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее

Примечания

1 Для ЩМА-10 допускается снижать нормы коэффициента внутреннего трения на 0,01 по абсолютной величине.

2 При использовании полимерно-битумных вяжущих допускается снижать нормы сцепления при сдвиге и предела прочности на растяжение при расколе на 20%.

3 При использовании смесей для покрытия аэродромов в местах стоянок воздушных судов нормы прочности при сжатии и сцепления при сдвиге следует увеличивать на 25%.

5.4 Смеси должны выдерживать испытание на сцепление вяжущего с поверхностью минеральной части смеси.

5.5 Смеси должны быть устойчивыми к расслаиванию в процессе транспортирования и загрузки – выгрузки. Устойчивость к расслаиванию определяют в соответствии с приложением В по показателю стекания вяжущего, который должен быть не более 0,20% по массе. При подборе состава смеси рекомендуется, чтобы показатель стекания вяжущего находился в пределах от 0,07% до 0,15% по массе.

5.6 Смеси должны быть однородными. Однородность смесей оценивают коэффициентом вариации показателей предела прочности при сжатии при температуре 50 °С, который должен быть не более 0,18.

5.7 Температура смесей в зависимости от применяемого битумного вяжущего при отгрузке потребителю и при укладке должна соответствовать значениям, указанным в таблице 3.

Таблица 3

Глубина проникания иглы, 0,1 мм, при температуре 25 °С

при укладке, не менее

От 40 до 60 включ.

Св. 60 до 90 включ.

Св. 90 до 130 включ.

5.8 Смеси и асфальтобетоны в зависимости от значения суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов ( ) в применяемых материалах [6] используют при:

до 740 Бк/кг – для строительства дорог и аэродромов без ограничений;

до 1500 Бк/кг – для строительства дорог вне населенных пунктов и зон перспективной застройки.

5.9 Проектирование составов смесей и асфальтобетонов рекомендуется проводить в соответствии с приложением Б. Составы смесей для устройства верхних слоев покрытий взлетно-посадочных полос аэродромов должны быть согласованы в установленном порядке с институтом “Аэропроект”.

5.10 Требования к материалам

5.10.1 Щебень из плотных горных пород и щебень из металлургических шлаков, входящий в состав смесей, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344. Для приготовления смесей и асфальтобетонов применяют щебень фракции от 5 мм до 10 мм, св. 10 мм до 15 мм, св. 15 мм до 20 мм, а также смеси фракций от 5 мм до 15 мм и от 5 мм до 20 мм. Марка по дробимости щебня из изверженных и метаморфических горных пород должна быть не менее 1200, из осадочных горных пород, гравия и металлургических шлаков – не менее 1000, марка щебня по истираемости должна быть И1. Марка щебня по морозостойкости должна быть не ниже F50.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне должно быть не более 15% по массе.

Содержание дробленых зерен в применяемом щебне из гравия должно быть не менее 85% по массе.

5.10.2 Песок из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736; марка по прочности песка должна быть не ниже 1000; содержание глинистых частиц, определяемых методом набухания, – не более 0,5%, при этом содержание зерен мельче 0,16 мм (в том числе пылевидных и глинистых частиц в этой фракции) не нормируется.

5.10.3 Минеральный порошок должен соответствовать требованиям ГОСТ 16557*. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применять взамен минерального порошка пыль из системы пылеулавливания смесительной установки в таком количестве, чтобы содержание ее в зернах мельче 0,071 мм было не более 50% по массе. Содержание глинистых частиц в пыли улавливания, определяемых методом набухания, должно быть не более 5,0% по массе.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52129-2003.

5.10.4 В качестве стабилизирующей добавки применяют целлюлозное волокно или специальные гранулы на его основе, которые должны соответствовать требованиям технической документации предприятия-изготовителя.

Целлюлозное волокно должно иметь ленточную структуру нитей длиной от 0,1 мм до 2,0 мм. Волокно должно быть однородным и не содержать пучков, скоплений нераздробленного материала и посторонних включений. По физико-механическим свойствам целлюлозное волокно должно соответствовать значениям, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Влажность, % по массе, не более

Термостойкость при температуре 220 °С по изменению массы при прогреве, %, не более

Содержание волокон длиной от 0,1 мм до 2,0 мм, %, не менее

Допускается применять другие стабилизирующие добавки, включая полимерные или иные волокна с круглым или удлиненным поперечным сечением нитей длиной от 0,1 мм до 10,0 мм, способные сорбировать (удерживать) битум при технологических температурах, не оказывая отрицательного воздействия на вяжущее и смеси. Обоснование пригодности стабилизирующих добавок и оптимального их содержания в смеси устанавливают посредством проведения испытаний ЩМА по ГОСТ 12801 и устойчивости к расслаиванию смеси в соответствии с приложением В.

5.10.5 В качестве вяжущих применяют битумы нефтяные дорожные вязкие по ГОСТ 22245, а также модифицированные, полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) и другие битумные вяжущие с улучшенными свойствами по нормативной и технической документации, согласованной и утвержденной заказчиком в установленном порядке.

6 Правила приемки

6.1 Смеси должны быть приняты техническим контролем предприятия-изготовителя.

6.2 Приемку смесей производят партиями. При приемке партией считают количество смеси одного вида и состава, выпускаемое предприятием на одной смесительной установке в течение смены, но не более 1200 т.

При отгрузке партией считают количество смеси, отгружаемое одному потребителю в течение смены.

6.3 Для проверки соответствия качества смеси требованиям настоящего стандарта проводят приемосдаточные и периодические испытания.

6.4. Для проведения приемосдаточных испытаний отбирают в соответствии с ГОСТ 12801 две пробы от партии, при этом отбор проб осуществляют из расчета получения одной объединенной пробы не более чем от 600 т смеси, и определяют температуру смеси, содержание вяжущего и зерновой состав минеральной части.

Если сменный выпуск смеси не превышает 600 т, то для отобранной пробы дополнительно определяют устойчивость к расслаиванию по показателю стекания вяжущего, водонасыщение и предел прочности при сжатии при температуре 50 °С.

Если сменный выпуск смеси превышает 600 т, то для первой и второй, а затем для каждой второй пробы определяют устойчивость к расслаиванию по показателю стекания вяжущего, водонасыщение и предел прочности при сжатии при температуре 50 °С.

6.5 Периодический контроль качества смеси осуществляют не реже одного раза в месяц и при каждом изменении материалов, используемых для приготовления смеси.

6.6 При периодическом контроле качества и подборе состава смеси определяют пористость минеральной части, остаточную пористость, предел прочности при сжатии при 20 °С, водостойкость при длительном водонасыщении, коэффициент внутреннего трения и сцепление при сдвиге при температуре 50 °С, предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0 °С, сцепление битума с минеральной частью смеси. При периодическом контроле также рассчитывают показатель однородности смеси.

Удельную эффективную активность естественных радионуклидов принимают по максимальной величине удельной эффективной активности естественных радионуклидов в применяемых минеральных материалах. Эти данные указывает в документе о качестве предприятие-поставщик.

В случае отсутствия данных о содержании естественных радионуклидов предприятие – изготовитель смеси силами специализированной лаборатории осуществляет входной контроль материалов в соответствии с ГОСТ 30108.

6.7 На каждую партию отгружаемой смеси потребителю выдают документ о качестве, в котором указывают результаты приемосдаточных и периодических испытаний, в том числе:

– наименование предприятия-изготовителя и его адрес;

– номер и дату выдачи документа;

– наименование и адрес потребителя;

– номер заказа (партии) и количество (массу) смеси;

– вид смеси;

– температуру смеси;

– показатель устойчивости к расслаиванию;

– сцепление битума с минеральной частью смеси;

– водонасыщение;

– пределы прочности при сжатии при температуре 50 °С и 20 °С;

– пористость минеральной части;

– остаточную пористость;

– водостойкость при длительном водонасыщении;

– показатели сдвигоустойчивости;

– показатель трещиностойкости;

– однородность смеси;

– удельную эффективную активность естественных радионуклидов;

– обозначение настоящего стандарта.

6.8 Потребитель имеет право проводить контрольную проверку соответствия поставляемой смеси требованиям настоящего стандарта, соблюдая методы отбора проб, приготовления образцов и испытаний, предусмотренные настоящим стандартом. Отбор проб потребителем осуществляется из кузовов автомобилей-самосвалов, из бункера или шнековой камеры асфальтоукладчика в объеме, предусмотренном ГОСТ 12801.

7 Методы контроля

7.1 Смеси и асфальтобетоны щебеночно-мастичные испытывают по ГОСТ 12801.

7.2 Показатель стекания вяжущего определяют по приложению В настоящего стандарта.

7.3 Образцы асфальтобетона изготавливают в стандартных цилиндрических формах диаметром 71,4 мм, уплотняя вибрированием с последующим доуплотнением прессованием. Температура смеси при приготовлении образцов должна соответствовать таблице 3.

7.4 Песок из отсевов дробления горных пород испытывают по ГОСТ 8735; щебень по ГОСТ 8269.0; битумы нефтяные дорожные вязкие и полимерно-битумные вяжущие по ГОСТ 11501, ГОСТ 11505, ГОСТ 11506, ГОСТ 11507 и действующей нормативной и технической документации; минеральный порошок по ГОСТ 12784*.
____________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52129-2003.

7.5 Содержание естественных радионуклидов в применяемых материалах определяют по ГОСТ 30108.

7.6 Влажность и термостойкость волокна определяют по приложению Г настоящего стандарта.

8 Транспортирование

8.1 Смеси транспортируют к месту укладки автомобилями в закрытых кузовах, сопровождая каждый автомобиль транспортной документацией.

8.2 Дальность и время транспортирования ограничивают допустимыми температурами смеси при отгрузке и укладке по таблице 3.

9 Указания по применению

9.1 Устройство покрытий из щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси должно осуществляться в соответствии с технологическим регламентом, утвержденным в установленном порядке.

9.2 Уплотнение щебеночно-мастичного асфальтобетона контролируют по показателям остаточной пористости или водонасыщения образцов, которые отбирают не раньше чем через сутки после устройства верхнего слоя покрытия.

10 Гарантии изготовителя

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие выпускаемой смеси по температуре, составу и физико-механическим свойствам требованиям настоящего стандарта при условии соблюдения правил ее транспортирования и укладки в покрытие.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное). Перечень нормативных документов, ссылки на которые использованы в настоящем стандарте

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы

ГОСТ 11505-75 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости

ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару

ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу

ГОСТ 12784-78* Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний
_______________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органо-минеральных смесей. Технические условия.

ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 16557-78* Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия
______________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органо-минеральных смесей. Технические условия.

ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия

ГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования
_______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53228-2008. – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
&nbsp

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). Рекомендации по проектированию щебеночно-мастичного асфальтобетона

Б.1 Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-10

Таблица Б.1 – Потребность в материалах для приготовления смеси&nbsp

Как делают асфальт: технология производства асфальтобетонных смесей

• Основные компоненты асфальтобена
• Разновидности асфальтобетонных смесей по составу
• Состав и технология производства горячего асфальтобетона
• Состав и особенности изготовления холодного асфальта
• Виды асфальтобетонных заводов

Асфальтобетон – это искусственный безобжиговый строительный материал, изготовленный из смеси битума, крупных и мелких заполнителей (гравия, щебня, песка), минерального порошка и других компонентов. В обиходе асфальтобетонные смеси не совсем корректно именуют асфальтом, т.к. это греческое название черной горной смолы (битума), которая образуется в каменноугольных породах. Существует несколько видов искусственного асфальта, отличающихся между собой составами и технологией изготовления. Каждая разновидность обладает индивидуальным комплексом эксплуатационных свойств и рассчитана на определенные области применения.

Из каких компонентов делают асфальт?

Основные компоненты асфальтобетона:

1. Крупные заполнители – щебень и гравий. Они должны прочно сцепляться с вяжущим веществом. Этому требованию соответствуют кубовидные зерна щебня из плотных горных и метаморфических карбонатных пород. При производстве асфальтобетонных смесей применяют заполнитель с размерами зерен 10-40 мм.
2. Мелкий заполнитель – песок. Для этой цели используется природный карьерный песок (речной не подходит) или отсев дробления щебня. В сырьевой асфальтобетонной смеси используют разнофракционный песок, что позволяет снизить пористость слоя. Мелкий заполнитель повышает плотность асфальтобетона, улучшает устойчивость к высоким температурам и прочность дорожного покрытия.
3. Минеральный порошок. Его количество и качество существенно влияют на свойства вяжущего. Слишком большое количество минпорошка снижает прочность дорожного покрытия, особенно в зимних условиях.
4. Вяжущее. Его функции чаще всего выполняет битум, который может быть жидким или вязким. Требуемый коэффициент вязкости битума указывается в технической документации, он зависит от состава сырьевой смеси и температуры укладки асфальта. При проведении дорожных работ в зимних условиях обычно используют жидкий битум с присадками и разжижителями.

Виды асфальтобетонных смесей по составу

По размеру зерен заполнителя различают три разновидности асфальтобетона, каждая из которых имеет определенную область применения:

• Крупнозернистый. Этот материал востребован для устройства нижних слоев дорожного пирога. Для его изготовления используется щебень крупных (20-40 мм) и мелких фракций (5-15 мм).
• Мелкозернистый. Заполнителем такого асфальтобетона является мелкозернистый щебень 5-15 мм. В двухслойных дорожных покрытиях мелкозернистый материал используют для устройства верхнего слоя дороги.
• Песчаный. Этот искусственный асфальт подходит для обустройства тротуаров. Основной заполнитель в нем – песок. Также в составе присутствуют мелкофракционный щебень и немного минерального порошка.

По составу также разделяют следующие виды асфальтобетонов:

• Классические. Предназначены для строительства городских и поселковых дорог, тротуаров.
• Щебеночно-мастичные. Имеют в составе стабилизирующие добавки волокнистого типа. Применяются для создания высокопрочных дорожных покрытий автомагистралей с высокой интенсивностью движения.
• Полимерасфальтобетонные. Содержат сополимеры и пластификаторы, повышающие прочность и безремонтный период дорожных покрытий. Полимерасфальтобетоны эффективны для устройства покрытий мостов, аэродромов, проездов, по которым передвигается тяжелая техника.

Виды асфальтобетона по технологии производства

По способу производства асфальтобетонные составы делят на три вида – горячие, теплые, холодные. Теплые асфальтобетоны по условиям применения, комплексу преимуществ и недостатков похожи на горячий асфальт, поэтому ГОСТ 9128-2013 объединяет эти материалы в одной группе.

Горячий асфальтобетон – состав и технологическая схема производства

Горячая асфальтовая смесь – традиционный материал, укладываемый по классической технологии при температуре не ниже +110 °C. В теплом асфальтобетоне присутствует маловязкий битум, а его укладка осуществляется при температурах +40…+80 °C. В зависимости от процентного содержания крупного и мелкого заполнителей горячие продукты разделяют на высокопористые, пористые, плотные и высокоплотные. В горячих асфальтобетонах применяется достаточно дешевый битум, поэтому они наиболее востребованы при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, проведении масштабных капитальных ремонтов старых дорог. Их недостатки – необходимость в обеспечении важных характеристик материала в процессе укладки и применении спецтехники.

Как делают горячий асфальт на асфальтобетонных заводах (АБЗ) – основные этапы процесса:

1. Просушка при температурах +150…+160 °C и просеивание на грохотах заполнителей, которые обычно поступают на асфальтобетонный завод (АБЗ) во влажном или воздушно-сухом состоянии. Повышенная влажность заполнителей приводит к разбрызгиванию смеси при укладке и снижению прочности дорожного покрытия. Просушка может быть одинарной или двойной.
2. Смешивание компонентов – заполнителей и вяжущего. После добавления битума температура смеси вплоть до процесса укладки должна поддерживаться на уровне +160…+170 °C. Такие условия создаются в специальных бункерах, в которых асфальт может храниться не более 4 суток.
3. Добавление модифицирующих компонентов. Оно может осуществляться в процессе перемешивания. При производстве резиново-асфальтной продукции каучуковая крошка добавляется в уже готовую к использованию смесь.

Горячий асфальт имеет строгие ограничения по сезонности применения. Этот материал можно использовать в дорожных работах летом, а также весной и осенью при определенных погодных условиях. Зимой его применение запрещено. Горячий асфальт на близкие расстояния перевозят обычными самосвалами. Для транспортировки на дальние расстояния применяют кохеры, специальные автомобили, оборудованные теплосберегающими контейнерами. В кохерах дорожный материал сохраняет рабочие характеристики в течение 2 суток.

Холодный асфальтобетон – из чего делают и особенности технологии изготовления

Холодные асфальтовые смеси изготавливают на базе холодного битума, специальных полимеров, чистых высушенных высокопрочных каменных заполнителей (гранитного или щебня из габбро-диабаза), что обуславливает следующие преимущества этой продукции:

• возможность укладывать на основание при температурах окружающей среды до +5 °C, некоторые составы приспособлены для укладки в зимних условиях при температурах до -30 °C;
• сохранение рабочих характеристик в течение длительного времени;
• хорошая адгезия к основанию благодаря модифицирующим добавкам.

Из-за высокой стоимости холодный материал не применяют для асфальтирования значительных площадей. А низкая устойчивость к сдвигу ограничивает его использование на участках интенсивного торможения автотранспорта.

Наиболее популярные сферы применения:

• все виды ямочных ремонтов, в том числе на скоростных трассах;
• оперативное сооружение дорожек, аллей, площадок, запланированных для эксплуатации при небольших нагрузках.

Производство холодного асфальта осуществляется на стандартном оборудовании АБЗ и включает те же основные этапы, что и выпуск горячих смесей: подготовку сырьевых компонентов, их смешивание, отправку готового материала к месту хранения.

Виды асфальтобетонных заводов

Асфальтобетонный завод – это комплекс оборудования, обеспечивающего производство холодных и горячих асфальтобетонных смесей, черного щебня (щебня, обработанного битумом), переработку демонтированного покрытия.

По принципу функционирования АБЗ разделяют на цикличные и непрерывные. На предприятиях циклического действия используются порционные дозаторы и оборудование периодического использования. На заводах непрерывного производства операции подготовки компонентов, их смешивания, выгрузки готовой продукции происходят одновременно.

В зависимости от мощности оборудования АБЗ могут производить от 40 т/ч до 400 т/ч и более. По степени инвентарности заводы разделяют на стационарные, сборно-разборные и мобильные.

Щебеночно мастичные асфальтобетонные смеси — технология укладки

Среди разновидностей асфальтовых покрытий выделяется щебеночно-мастичный асфальтобетон, его отличает повышенные показатели упругости, водостойкости и сдвигоустойчивости. Использованные при изготовлении материала стабилизирующие компоненты делают покрытие шероховатым и стойким к расслаиванию.

Материал был разработан в 60-х годах XX века в Германии и быстро распространился по всему миру. За границей представлено более десятка видов ЩМА, в нашей стране только три — представлены ЩМА 10, 15 и 20.

Особенности

Щебеночно-мастичный асфальтобетон долговечное покрытие, которое используют по всему миру. Основа материала – каркас из щебня высокого качества, он позволит повысить стойкость к деформации готового покрытия.

Объем битумного раствора больше, чем у конкурентов. Он заполняет все доступное пространство, что снижает пористость массы. По итогу получается покрытие устойчивое к внешним воздействиям и сроком эксплуатации в несколько раз больше других видов асфальтобетона.

Основные отличия от других асфальтобетонных смесей:

• Содержание щебня больше на 20-30%, чем в обычном растворе;
• Повышенное количество битума в массе;
• Форма и размер щебня строго контролируются;
• Добавление стабилизирующих добавок.

Жесткие требования к размеру частиц щебня связаны с — наличием большого объема пустот, которые заполняются мастикой из битума и возведением каркаса. Частицы щебня взаимодействуют между собой, а это способствует повышению показателей сдвигоустойчивости.

Покрытие из ЩМА обладает высокими показателями износостойкости даже при использовании шипованных шин, и предохраняет дорогу от возникновения колеи.

Состав асфальтобетона ЩМА

Состав щебеночно-мастичного асфальтобетона строго регулируется ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные».

При изготовлении используются следующие компоненты:

• Щебень;
• Битумный раствор;
• Очищенный песок;
• Специальные добавки для стабилизации раствора;
• Минеральный порошок по госту16557-78.

Важно! Если при изготовлении битум можно заменить полимерно-битумных вяжущим, в этом случае стабилизирующие добавки можно не использовать.

Для используемого сырья обязательно предъявляются несколько условий:

• Для ЩМА берется щебень твердых пород с однородными зернами кубовидной формы;
• Песок только очищенной, мелкой или средней фракции;

Важно! В растворе щебеночно-мастичного асфальта количество щебня от массы 70-80%, битумного вяжущего 5,5 – 7,5%.

Смеси ЩМА используются для прокладки городских дорог и скоростных автомагистралей, так же рекомендуется их применять на аэродроме, для укладки взлетных полос и сета для посадки.

Производители предлагают три варианта щебеночно-мастичных смесей асфальтобетона, главное отличие – размер щебня:

• ЩМА 10;
• ЩМА 15;
• ЩМА 20.

Добавки, используемые при изготовлении ЩМА

Так как в составе щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси находится повышенный объем щебня и нефтяного битума, требуется использование специальных добавок, которые стабилизуют массу и оградят ее от расслаивания.

Использование стабилизирующих добавок позволит сохранить однородность массы, насытить раствор требуемыми качествами и удержать горячий раствор на поверхности основы из щебня.

Преимущества, которые дает применение добавок:

• Увеличение толщины битумной пленки;
• Гарантирует однородность массы;
• Устойчивость к расслаиванию.

Тип компонентов для стабилизации имеет большое значение при изготовлении и транспортировке. Они отличаются друг от друга, но главное, что все добавки повышают качества асфальта.

Стабилизирующие добавки в виде гранул и волокон выпускаются из следующих материалов:

• резина;
• полимеры;
• акрил;
• асбест;
• целлюлоза;

Так же применяют добавки из различных минеральных компонентов и термопластичных полимеров.

Производители большее предпочтение отдают именно добавкам на основе целлюлозы. Компоненты находятся в доступной ценовой категории и способны необходимое время удерживать битумный раствор на щебневой основе, что в свою очередь гарантирует защиту от расслаивания массы.

Используемые волокна обязательно должны быть очищены от примесей, иметь однородную структуру и быть одной длины.

Свойства добавки на основе целлюлозы:

• Влажность -8%;
• Термостойкость при температуре 220 градусов – 7%;
• Содержание волокон длиной 0,1-2,0 мм – 80%.

Добавки в виде волокон имеют несколько отрицательных качеств — они впитывают воду их окружающей среды, в том числе воздуха, поэтому необходимо внимательно отнестись к герметичности упаковки. Так же волокно плохо распределяются по смеси, а это в свою очередь увеличивает время на замешивание.

Преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона

Асфальтобетон на основе щебеночно-мастичной массы широко применяется во многих странах для любых нужд. Он обладает целым рядом достоинств, которые выгодно отличают его от других типов асфальтных покрытий.

Основные плюсы материала:

• Водонепроницаемость покрытия;
• Низкая стираемость покрытия;
• Не возникает колея;
• Высокие показатели морозоустойчивости;
• Хорошие показатели усталостной стойкости;
• Устойчивость к механическим воздействиям;
  
• Сдвигоустойчивость готового асфальта;
• Долговечность – в два раза дольше обычного асфальта;
• Покрытие имеет шероховатую поверхность, оно обеспечивает лучшее сцепление автомобиля с дорогой;
• Устойчивость к появлению трещин;
• Низкие показатели шума при движении автотранспортного средства;
• Устойчивость к климатическому воздействию.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон это улучшенный вид асфальтобетона, его технические качества способствуют комфортному и безопасному движению по дороге.

Технология производства

Изготовление раствора щебеночно-мастичного асфальта предполагает смешивание предварительно нагретых щебня и песка в специальном смесителе с постепенным добавлением других компонентов:

• Минеральный порошок;
• Нефтяной битум или ПВБ;
• Добавки для стабилизации раствора (гранулы или волокна).

Температура готовки массы ШМА выше на 25 – 35 градусов больше обычных растворов. Повышенная температура требуется, потому что в отличии от обычного асфальта, смесь ложится более тонким слоем.

Важно! Заранее определитесь с видом связующей добавки.

Этапы приготовления раствора ЩМА:

• Собрать и подготовить необходимый щебень и песок – сырье должно быть определенной фракции, очищено от посторонних примесей, просеяно, хорошо просушено и дозировано.
• Отмерить нужное количество холодной добавки для стабилизации массы и минерального порошка;
• Подготовить битум – постепенно разогреть в специальной емкости и добавить модифицирующие компоненты, тщательно вымешать раствор.
• Отдельно смешать все сухие компоненты;
• Залить сухие элементы с горячим раствором нефтяного битума, постепенно вливая и тщательно размешивая до однородной структуры.

Полученная масса выгружается в специально оборудованные самосвалы – кузов с подогревом и защитный тент, и перевозится к месту асфальтоукладочных работ. Раствор используется в течение нескольких часов.

По технологии укладки щебеночно-мастичного асфальтобетона разрешается его применение как в мелких ручных работах при заделывании трещин и неровностей, так и полной укладки полотна дороги.

Укладка щебеночно-мастичного асфальтобетона

Согласно технологии укладки асфальта на щебеночно-песчанную смесь работы по починке или укладки дороги проводятся только в сухую теплую погоду:

• В весенний период температура от +5 градусов;
• В осеннее время года – минимум +10 градусов.

Примерный расход раствора от 50 – 150 кг/м 2 , показатель средней толщины щебеночного основания под асфальт зависит от типа щебеночно-мастичного асфальтобетона:

• Для ЩМА 10 – толщина составляет 2-4 см,
• Для ЩМА 15 – толщина слоя — 3-5 см,
• Для ЩМА 20 – толщина слоя равна 4-6 см.

Процесс укладки щебеночно-мастичной смеси асфальтобетона

• Подготовка основания – поверхность очищают от старого покрытия (при необходимости), выравнивают, устраняют неровности, тщательно зачищают металлическими щетками. Затем при помощи сжатого воздуха сдувают пыль, грязь и мелкие частицы.
• Грунтовка поверхности – очищенное основание предварительно грунтуют жидким битумным раствором, это обеспечит оптимальный уровень сцепления ЩМА с поверхностью.
• Укладка смеси – несколько асфальтоукладчиков ставятся рядом с уступом, расстояние между техникой не более 30 см. машины должны быть оснащены системой горизонтального уровня с поперечным уклоном. Горячая смесь поступает непрерывно и равномерно распределяется по всей ширине дороги.
• Уплотнение массы – после укладки асфальта необходимо уплотнить массу с помощью катков, вес которых не меньше 8 – 10 тонн. Валы в обязательном порядке регулярно смазываются для облегчения работы, избежание прилипания и повреждения поверхности. Для этого используют либо эмульсию на основе керосина, либо обычный мыльный раствор.
  
• На готовом полотне не допускается дефекты, если они есть, то их необходимо сразу же устранить. Устранение происходит ручным методом – работники добавляют горячий раствор в проблемное место и трамбуют небольшими самоходными катками.

Важно! ЩМА укладывается тонким слоем, при этом сохраняет все свои технологические свойства.

Возможные проблемы и причины их возникновения

При несоблюдении правил укладки, перевоза материал или его утрамбовывания могут возникнуть различные проблемы. Самые распространенные из них:

• Раствор битума проявляется на поверхности готового покрытия – это проблема возникает при превышении установленной нормы объема битума в самом растворе ЩМА или при проведении предварительно грунтования основания.
  
• Появление сети мелких трещин на дорожном полотне – при уплотни асфальтобетона, смесь имела слишком низкую температуру.
• Возникновение широких трещин на асфальте – этот недостаток указывает на проблемы с укладчиком: плохой прогрев плит.
• Плохие показатели сдвигоустойчивости покрытия – этот недостаток проявляется, если на начальном этапе работ была использована геосетка с размером ячейки меньше или больше требуемой нормы.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон по праву занимает лидирующие позиции при строительных работах по укладке дорожного покрытия. Его главные свойства – износостойкость, долговечность и безопасность, за счет шершавой поверхности, позволяют использовать материал для покрытия высоконагруженных мест — скоростных магистралей, аэропортов, морских портов.

Технология производства асфальтобетона

Асфальтобетон активно применяется как в строительной отрасли, так и при дорожных работах. Этот материал имеет искусственное происхождение, вырабатывается на специальных предприятиях с особым оборудованием. Рассмотрим детальнее, что собой представляет данный стройматериал и по каким технологиям он производится?

Особенности производства

В основу асфальтобетона входят сыпучие либо твердые заполнители природного происхождения, а также вяжущие материалы. При производстве данной смеси очень важно во время смешивания ингредиентов добиться идеальной однородности, а также необходимой густоты и плотности. В этом и заключается суть изготовления асфальтобетонного раствора.

На сегодняшний день происходят постоянные работы по изобретению новых технологий изготовления асфальтобетонного материала. Производственный процесс все время совершенствуется, дабы улучшить прочность и другие характеристики композита. Практические исследования показали, что для этого отлично подходит утильсырье из машинных скатов и других резиновых материалов. Подобная производственная методика давно имеет широкий спрос за границей.

Заграничному производству асфальтобетонной смеси также свойственно усовершенствовать эстетику сего стройматериала. Осуществляется это при помощи добавления внутрь состава особых красителей. Уподобляются этой методе и наши производители, однако, из-за некоторых обстоятельств особого признания цветной асфальтобетон здесь не обрел.

Технология приготовления

Рассмотрим более традиционные технологии изготовления асфальтобетонного раствора, принятые Госстандартом.

Подготовка сырья

Составляющими компонентами данного материала являются:

• Песок – выступает мелким заполнителем, обеспечивающим разделение нагрузки от дорожного покрытия к почве. Если не подмешивать песок, то вяжущее вещество растечется, а щебень вытеснится на поверхность.
• Заполнитель минерального характера. Под данным составляющим могут выступать перетертые до порошковой консистенции породы: известь, мел либо песчаник. Их функция – заполнить оставшееся свободное пространство. Самый стойкий из них песчаник – выдерживает любые химические реакции, благодаря чему довольно часто применяется около промышленных химзаводов.
• Резина – измельчается до состояния миллиметровой крошки, и только так домешивается к составу. Ее задача – сделать готовый композит гибким, устойчивым к влаге. Асфальтобетонные настилы на резиновой основе намного меньше подвергаются растрескиванию, поэтому не нуждаются в частых ремонтных работах. Однако такое дорожное покрытие стоит колоссальных денег, посему используется исключительно для особо важных автодорожных отрезков с повышенными нагрузками, а также проложенных в сложных районах с агрессивной средой.

К подготовительным работам относят сушку и просев. Заполнители, как правило, приходят на производство во влажном виде. Сохранение этой влаги может нарушить прочностные качества асфальтного настила. Поэтому посредством подогрева до 200 градусов производится сушка минерального сырья.

Перед просеиванием минеральные заполнители поддаются дроблению, затем сортируются по фракциям. При необходимости просушивание может повториться после любой стадии подготовки. Это зависит от типа используемой технологии.

Перемешивание ингредиентов

По методу изготовления асфальтобетонный композит делят на три вида:

• холодный;
• теплый;
• горячий.

Отличаются эти разновидности друг от друга температурой доведения соединяемых ингредиентов во время приготовления. Производство теплого либо горячего асфальтобетонного раствора осуществляется посредством подмешивания к сильно или умеренно подогретому вяжущему остальных ингредиентов той же температуры. Для холодных смесей нагревается лишь один компонент.

Перемешивание составляющих ингредиентов осуществляется при температурном режиме 160 градусов. Посредством ленточного механического транспортера песок и щебенку ссыпают внутрь общего приемника. Расколачивать раствор можно с заполнителями и битумом совместно. А можно сначала соединить, довести до однородности отдельно щебень с песком.

Во время процесса необходимо постоянно следить за температурой внутри бункера с материалами, чтобы она была всегда одинаковой. После того, как готовый раствор набрал желаемую густоту, его перекладывают внутрь специального контейнера на хранение. Хранится готовая смесь при температуре 150-180 градусов.

Данная емкость способна удерживать теплоту композита до четырех суток. За это время асфальтобетон необходимо доставить заказчику, так как дальше материал начнет терять свои прочностные качества. Дополнительные примеси подсыпаются во время перемешивания основных компонентов. Резиновая крошка подмешивается в уже готовую к использованию, подогретую смесь.

Типы установок по изготовлению асфальтобетона

Заводы по производству асфальтобетона бывают двух типов: циклические, непрерывные. Различаются они процессами перемешивания, дозировкой компонентов, количеством вырабатываемого материала, методами его хранения, а также передвижными способностями.

Циклический механизм

Циклический механизм имеет добавочное техническое оснащение в виде башни и грохота, посредством которого производится сортировка сырья. Дальше материал делится на определенные доли, каждая из которых по отдельности отправляется сушиться внутрь барабана. Подобная производственная методика разрешает запросто модифицировать заданный рецепт композита.

Недостатком такого производственного процесса является стационарность и неподвижность установки, а также малые объемы выходящего продукта. Кроме того, процесс грохотания приводит к проявлению некоторого простаивания сильно разогретых бункеров – или же они пустуют, или отсутствует один из ингредиентов. Таким образом ухудшается качество композита. Это может привести к убыткам. Обычно данный тип производства асфальтобетонной смеси применяется в больших городах.

Непрерывный завод по приготовлению асфальтобетонного композита

Непрерывный завод по приготовлению асфальтобетонного композита славится своей простотой, не нуждается в наличии вышек. Устройство без проблем перевозится, легко устанавливается. Однако и у него есть свои подводные камни. Одним из таких камней считается неимение грохота. Ведь большая часть используемой щебенки нуждается во фракционировании, а без грохота это нереально. Из-за данного недостатка изменяется рецепт, ухудшаются качественные характеристики получившегося продукта.

Некоторые изготовители исправляют этот недостаток посредством доукомплектации оборудования автономным сортировальным устройством, сохраняя при этом рентабельность производственного процесса. Главным положительным моментом здесь является то, что производство осуществляется непрерывно, без остановок, что дает в итоге гораздо больше продукции, а соответственно, и дохода.

Подвоз готового асфальтобетона к месту назначения

Данная задача выполняется при помощи грузового транспорта. Зачастую это самосвал со специальным кузовом, способным выдержать высокие температуры горячего асфальтобетона. Для дальних перевозок с большим километражем используются кохеры – грузовики с особыми термическими контейнерами, способными удерживать температуру и качества материала около двух суток.

Выводы

Очень важно во время производства материала, а также при транспортировке соблюдать температурные нормы, предусмотренные ГОСТом. Ведь если асфальтобетон остынет, его будет трудно укатать, плюс при эксплуатации он лишится своих прочностных качеств.