Щебеночно мастичный асфальтобетон технология укладки. Щебеночно-мастичные асфальтобетоны. Перечень нормативных документов, ссылки на которые использованы в настоящем стандарте
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СМЕСИ
АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ
И АСФАЛЬТОБЕТОН
ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)
МОСКВА
Предисловие
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.
|
Наименование государства |
Наименование органа государственного управления строительством |
|
Азербайджанская Республика |
Госстрой Азербайджанской Республики |
|
Республика Армения |
Министерство градостроительства Республики Армения |
|
Республика Казахстан |
Казстройкомитет Республики Казахстан |
|
Кыргызская Республика |
Государственная Комиссия по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики |
|
Республика Молдова |
Министерство экологии, строительства и развития территории Республики Молдова |
|
Российская Федерация |
Госстрой России |
|
Республика Таджикистан |
Комархстрой Республики Таджикистан |
|
Республика Узбекистан |
Госкомархитектстрой Республики Узбекистан |
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4 В настоящем стандарте учтены основные положения международных стандартов ИСО [, ], европейского стандарта pr EN 13108-6 , финских норм на асфальт 2000 и немецких технических указаний ZTV Asphalt - StB 02
5 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 мая 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 5 апреля 2003 г. № 33
Дата введения 2003-05-01
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 , , и , являются обязательными.
2 Нормативные ссылки
Перечень межгосударственных стандартов, ссылки на которые использованы в настоящем стандарте, приведен в приложении .
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:
ЩМА-20 - с наибольшим размером зерен до20 мм;
ЩМА-15 - »»»»»15 мм;
ЩМА-10 - »»»»»10 мм.
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 .
Таблица 1
В процентах по массе
|
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 . Таблица 4
Таблица Б.2 - Применяемые битумные вяжущие Примечание Таблица Б.3 - Зерновой состав минеральной части ЩМА-10
Рисунок Б.1 - Зерновой состав минеральной части ЩМА-10 Таблица Б.4 - Устройство верхних слоев дорожных покрытий из ЩМА-10 Б.2 Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-15 Таблица Б.5 -
Таблица Б.6 - Применяемые битумные вяжущие Примечание - Более вязкие битумы и ПБВ рекомендуется применять на дорогах с более высокой интенсивностью движения. Таблица Б.7 - Зерновой состав минеральной части ЩМА-15
Рисунок Б.2 - Зерновой состав минеральной части ЩМА-15 Таблица Б.8 - Устройство верхних слоев дорожных покрытий из ЩМА-15 Б.3 Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-20 Таблица Б.9 - Потребность в материалах для приготовления смеси
Таблица Б.10 - Применяемые битумные вяжущие Примечание - Более вязкие битумы и ПБВ рекомендуется применять на дорогах с более высокой интенсивностью движения. Таблица Б.11 - Зерновой состав минеральной части ЩМА-20
Рисунок Б.3 - Зерновой состав минеральной части ЩМА-20 вместимостью 1000 см 3 , диаметром 10 см. Стекла покровные. Термометр химический ртутный стеклянный с диапазоном измерений от 100 °С до 200 °С с ценой деления шкалы не более 1 °С. Шкаф сушильный. В.2 Порядок подготовки к испытанию Приготовленную щебеночно-мастичную асфальтобетонную смесь разогревают до максимальной температуры в соответствии с таблицей и тщательно перемешивают. Сушильный шкаф также разогревают до указанной температуры, которую поддерживают в период испытаний с допускаемой погрешностью ±2 °С. Пустой стакан взвешивают, помещают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре, указанной в таблице , не менее 10 мин. Затем стакан ставят на весы и быстро помещают в него 0,9-1,2 кг смеси, взвешивают и закрывают покровным стеклом. В.3 Порядок проведения испытания Стакан со смесью помещают в сушильный шкаф, где выдерживают при максимальной температуре, указанной в таблице , в течение (60 ± 1) мин. Затем стакан вынимают, снимают с него покровное стекло и удаляют смесь, перевернув стакан, не встряхивая вверх дном, на (10 ± 1) с. После этого стакан вновь ставят на дно, охлаждают в течение 10 мин и взвешивают вместе с остатками вяжущего и смеси, прилипшей на его внутренней поверхности. В.4 Обработка результатов испытания Стекание вяжущего В , % по массе, определяют по формуле
где g 1 , g 2 , g 3 - масса стакана соответственно пустого, со смесью и после ее удаления, г. За результат испытаний принимают округленное до второго десятичного знака среднеарифметическое значение двух параллельных определений. Расхождение между результатами параллельных испытаний не должно превышать 0,05 % по абсолютной величине. В случае больших расхождений вновь определяют стекание вяжущего и для расчета среднеарифметического берут данные четырех определений. ПРИЛОЖЕНИЕ Г
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,(В.1)
,(Г.1)
,(Г.2)
/ 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
Асфальтирование в Киеве с применением щебеночно-мастичного асфальта
Устройство качественных и долговечных щебеночно-мастичных дорожных покрытий. Весь комплекс услуг по асфальтированию дорог и малых площадей в Киеве и Киевской области. Оперативность и качественное выполнение работ по доступным ценам.
90.Устройство покрытий из щебнемастичного асфальтобетона.
Особенности укладки и уплотнения ЩМА.
ЩМА представляет самостоятельную разновидность асфальтобетона, обеспечивающую, в отличие от других типов смесей, одновременно водонепроницаемость, сдвигоустойчивость и шероховатость устраиваемого верхнего слоя покрытия. Остаточная пористость уплотненного слоя ЩМА может составлять менее 1 %, но при этом показатели сдвигоустойчивости и шероховатости покрытия остаются на достаточно высоком уровне.
Оригинальная спецификация материала позволяет производить его укладку тонкими слоями, соответственно на 1 м 2 поверхности требуется меньшее количество этой высококачественной асфальтобетонной смеси. ЩМА становится рентабельным, хотя и содержит в своем составе более дорогие и качественные материалы.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ ИЗ ЩМА
То, что щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси становятся все более популярными в технически развитых странах, является следствием комплекса высоких эксплуатационных качеств и долговечности устраиваемых из них дорожных покрытий.
положительные свойства щебеночно-мастичного асфальтобетона:
Сдвигоустойчивость при высоких температурах эксплуатации;
Шероховатая текстура поверхности и хорошее сцепление с колесом автомобиля;
Высокая износостойкость, в том числе к действию шипованных шин;
Водонепроницаемость;
Трещиностойкость при деформациях покрытия и при механических воздействиях транспортных средств;
Устойчивость к старению.
Смеси ЩМА приготавливают смешением в асфальтосмесительных установках в нагретом состоянии щебня, песка из отсевов дробления, минерального порошка и битума, взятых в рационально подобранном соотношении, с обязательным введением стабилизирующих добавок типа волокон или полимеров. Их добавляют в минеральную часть или в битум с целью исключить стекание вяжущего при хранении смеси в накопительных бункерах и при транспортировании, а также для повышения однородности и улучшения физико-механических свойств асфальтобетона.
1.3. В зависимости от крупности применяемого щебня смеси подразделяют наследующие виды: ЩМА-10, ЩМА-15 и ЩМА-20 при размере фракций до 10, 15 и 20 мм соответственно.
Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси содержат порядка 70 - 80 % щебня с улучшенной (кубовидной) формой зерен, который создает устойчивый каркас при уплотнении покрытия. Высокое содержание известнякового минерального порошка (8 - 15 %) и битумного вяжущего (не менее 5,5 %) обеспечивает низкий уровень пустот в уплотненном слое покрытия. Для структурирования и стабилизации битумного вяжущего рекомендуется вводить специальные стабилизирующие добавки, например волокна.
УКЛАДКА И УПЛОТНЕНИЕ СМЕСИ
Смеси ЩМА следует укладывать на заранее подготовленную поверхность основания при температуре окружающего воздуха не ниже 5 °С.
При необходимости проводят ямочный ремонт, разделку и санирование трещин старого асфальтобетонного покрытия, фрезерование поверхности под проектную отметку или укладку выравнивающего слоя из асфальтобетона.
Для обеспечения сцепления поверхность нижнего слоя очищают от пыли и грязи механическими щетками, сжатым воздухом от передвижного компрессора или другими средствами, после чего обрабатывает органическим вяжущим: битумной эмульсией или жидким битумом.
6.2. На обрабатываемую поверхность наносятся маловязкие битумные эмульсии или жидкий битум, предварительно нагретые до рабочей температуры. Подгрунтовка распределяется автогудронатором с расходом битума 0,2 - 0,3 л/м 2 . На отфрезерованную поверхность требуется в 1,5 раза больше битумной эмульсии.
6.3. Горячая щебеночно-мастичная смесь укладывается и уплотняется как стандартная смесь обычными асфальтоукладчиками и гладко-вальцовыми катками. Укладку рекомендуется производить по возможности на полную ширину проезжей части асфальтоукладчиками на гусеничном ходу, оснащенными автоматическими системами обеспечения ровности поперечного уклона. Число одновременно работающих укладчиков зависит от общей ширины покрытия и ширины уплотняющих рабочих органов. Асфальтоукладчики во время укладки должны располагаться уступом на расстоянии друг от друга 10 - 30 м в зависимости от погодных условий.
6.4. При укладке слоя не на полную ширину технологические захватки должны соответствовать применяемой технике и обеспечивать минимальную протяженность «холодных» продольных и поперечных стыков при сопряжении укладываемых полос.
6.5. Перед началом укладки асфальтоукладчики устанавливаются в исходное положение и подготавливаются к работе согласно инструкции по эксплуатации:
Выглаживающую плиту располагают на деревянных брусках (стартовых колодках) параллельно основанию на высоту проектной толщины слоя и припуска на уплотнение 5 - 10 % (проектной толщины слоя) и затем прогревают до температуры 150 °С в течение 10 - 20 мин в зависимости от погодных условий;
Задают угол атаки выглаживающей плите 2 - 3 град.;
Настраивают автоматическую систему обеспечения ровности и поперечного уклона;
Проверяют соответствие длины и высотного положения распределительного шнека укладчика геометрическим размерам укладываемого слоя ЩМА (расстояние от нижней кромки лопасти шнека до поверхности основания должно составлять примерно половину толщины слоя);
Настраивают датчики подачи смеси, поддерживающие определенный уровень материала на концах шнекового распределителя;
Устанавливают режим работы трамбующего бруса и виброплиты: ход трамбующего бруса должен быть 5 - 6 мм, частота ударов трамбующего бруса около 1000 мин -1 , частота вибрации виброплиты в пределах 40 Гц.
6.6. После прохода асфальтоукладчика на поверхности уложенного слоя ЩМА не должно быть трещин, раковин, нарушения сплошности и других дефектов.
6.7. Для получения ровной поверхности слоя износа необходимо обеспечивать непрерывность укладки щебеночно-мастичной смеси. Рекомендуемая скорость укладки не менее 2 - 3 м/мин и зависит от поставки асфальтобетонной смеси к асфальтоукладчикам.
Асфальтобетонную смесь необходимо равномерно доставлять ко всем одновременно работающим укладчикам.
6.11. Особое внимание необходимо уделять устройству «холодных» продольных и поперечных стыков при сопряжении укладываемых полос. Поперечные сопряжения должны быть перпендикулярны оси дороги. Края ранее уложенной полосы обрубают вертикально и смазывают битумом или битумной эмульсией. Холодный поперечный стык необходимо прогреть, установить укладчик таким образом, чтобы виброплита находилась над краем ранее уложенного слоя покрытия, затем наполнить шнековую камеру горячей смесью.
6.12. При работе одного укладчика длина полосы укладки, позволяющая обеспечить хорошее сопряжение смежных полос, назначается в пределах от 50 до 200 м в зависимости от скорости охлаждения. При укладке слоя износа сопряженными полосами работу организуют так, чтобы в конце смены слой был уложен на всю ширину покрытия. При сопряжении слоя горячей смеси с краем остывшего покрытия последний целесообразно разогревать линейными инфракрасными разогревателями.
6.13. Для уплотнения слоев ЩМА наиболее пригодны тяжелые гладковальцовые катки массой 8 - 10 т, стальные вальцы которых смачиваются в процессе укатки мыльным раствором, водно-керосиновой эмульсией или водой. Катки на пневматических шинах применять не рекомендуется, так как при высоких температурах возможно налипание объемного битума ЩМА к резине шин. Только на заключительной стадии уплотнения при хорошо разогретых шинах возможно их использование.
6.14. Уложенный слой ЩМА следует уплотнять при максимальной температуре тяжелыми гладковальцовыми катками статического действия, которые должны двигаться короткими захватками со скоростью 5 - 6 км/ч как можно ближе к асфальтоукладчику.
6.15. При наличии поперечных сопряжений и продольных «холодных» стыков уплотнение следует начинать с них. Для сопряжения слоя с «холодной» полосой необходимо, чтобы свой первый проход каток осуществлял по ранее уложенной полосе укладки, перекрывая свежеуложенный слой на ширину 20 - 30 см. Перед катком в непосредственной близости от асфальтоукладчика должен постоянно находиться рабочий, задача которого сдвигать лишнюю смесь с «холодной» полосы на уплотняемый свежеуложенный слой горячей смеси.
6.16. В процессе уплотнения катки должны двигаться по укатываемой полосе челночно от ее краев к оси дороги, а затем от оси к краям, перекрывая каждый след на 20 - 30 см. Первый проход необходимо начинать, отступив от края покрытия на 10 см. Края уплотняются после первого прохода катка по всей длине полосы. Схема укатки должна обеспечивать равномерное уплотнение по всей ширине укатываемого полотна, что достигается одинаковым числом проходов катков по одному следу.
6.17. В случае устройства покрытия сопряженными полосами при уплотнении первой полосы необходимо следить за тем, чтобы вальцы катка находились на расстоянии не менее 10 см от кромки сопряжения. При уплотнении второй полосы первые проходы катка должны выполняться по продольному сопряжению с ранее уложенной полосой.
6.18. Уплотнять слой ЩМА катком с включенной вибрацией не рекомендуется, а при температуре щебеночно-мастичной смеси ниже 100 °С, укладке смеси на жесткое основание, а также устройстве тонких слоев ЩМА - запрещается. Слои увеличенной толщины допускается уплотнять с вибрацией только при достаточно высокой температуре смеси после одного прохода по одному следу гладковальцевого катка статического действия. Для эффективного уплотнения достаточно 1 - 2 проходов.
6.19. Очень важно осуществлять быстрое уплотнение ЩМА при температурах не ниже 80 °С, особенно при устройстве тонких слоев покрытий, так как их охлаждение происходит быстрее. За одним асфальтоукладчиком должны находиться, как правило, два тяжелых гладко-вальцовых катка статического действия. Требуемая степень уплотнения слоя ЩМА обычно достигается за 4 прохода катка по одному следу.
| Инженерные коммуникации | 34 | |
| Оборудование, инструменты, станки | 172 | |
| Прочее | 106 | |
| Строительство, реконструкция, ремонт | 212 | |
| Технические средства безопасности | 8 | |
| Управление строительством | 11 | |
| Энергоэффективные и экологические технологии | 8 |
Но что же такое ЩМА и чем он хорош? Зерновой состав ЩМА 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 колееобразованию, 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 (Рис. 1).
Следующей 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, водо-морозостойкость, трещиностойкость и, в конечном счете, значительно увеличивает долговечность покрытия. В некоторых зарубежных странах срок службы покрытий из ЩМА составляет более 20 лет. Однако 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 легко решается введением в смесь стабилизирующей добавки, например целлюлозного волокна.
В 2000-2001 годах в России в порядке производственно-опытного внедрения было уложено около 200 тыс. м2 покрытий из ЩМА. Основной объем внедрения был осуществлен при строительстве автомобильной дороги «Дон» на участке МКАД - Кашира, где сначала на 118 - 119 км, а затем с 95 по 105 км был уложен верхний слой покрытия из ЩМА-15 и ЩМА-20. В результате устройства покрытия, которое осуществлялось ЗАО ССУ «Асфальт», ОАО «Центродорст-рой», были отработаны технологии приготовления, укладки и уплотнения смесей из ЩМА.
Щебеночно-мастичный асфальтобетон приготовляли в 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 би тумом и спрессованных гранул из волокон целлюлозы. Стабилизирующие добавки вводили в смеситель АБЗ на разогретый каменный материал дс или вместе с минеральным порошком, производя «сухое» перемешивание в течение 15 20 секунд. При последующем перемешивании смеси с биту мом стабилизирующая добав ка равномерно распределяет ся в объеме асфальтового вя жущего вещества.
Вводимый в смеситель стаби лизатор дозировали вручную. Однако для уменьшения вероятности ошибки и сниженя 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 сиетемы объемного или весового типа. Дозирование стабилизирующей добавки может осуществляться автоматически из силосной башни или контейнера.
При использовании системы объемного дозирования (Рис. 2) 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 (Рис. 3) 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. Еще одним вариантом дозирования стабилизатора является использование линии подачи в смеситель старого асфальтобетона, являющейся штатным оборудованием на современных смесительных установках.
Спецификой смеси ТИМА является, в частности, 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.
Приготовленную асфальтобетонную смесь из смесителя перегружали 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 АБЗ. Однако опыт проведения работ показал, что время хранения смеси ЩМА в бункере не должно превышать 0,5 часа.
Проблемой традиционных горячих асфальтобетонных смесей является склонность к сегрегации на всех технологических переделах. В связи с этим следует отметить, что у смесей ЩМА отсутствовали признаки сегрегации в процессе приготовления, хранения, транспортирования и укладки.
Транспортирование смесей ЩМА к месту укладки осуществлялось большегрузными автосамосвалами, оборудованными тентами для предотвращения остывания смесей. Термоизоляции смеси придавалось 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 Super-1800 и Super-2500 фирмы «Vogele» (Германия).
Два укладчика были оснащены рабочими органами типа SB 475 TV 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 устанавливали 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 должна быть учтена 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 4,0-5,0 м/мин.
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, необходимо было обеспечить 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 раз-равнивания горячей смеси перед проходом катка.
Таким образом, не нашло подтверждения существовавшее мнение о невозможности исправления локальных дефектов покрытия в горячем состоянии в процессе укладки и уплотнения. Однако «тяжелая» для ручных работ смесь ЩМА представляла определенные сложности при устройстве поперечных стыков. Это в первую очередь отражалось на ровности покрытия в зоне поперечного стыка, которая хотя и соответствовала требованиям 3.06.03-85, но уступала ровности остального покрытия. 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 также 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 износостойкостью к истирающему действию шипованных тин и другими.
Спрашивается, почему же ЩМА, обладая такими высокими качествами, более 30 лет не находил применения на российских дорогах? Да просто в России отсутствовала необходимая техника, позволяющая, во-первых, получить высококачественный кубовидный щебень, отвечающий предъявляемым к нему высоким требованиям, и, во-вторых, способная реализовать технологию приготовления и укладки щебеночно-мастичных смесей. В настоящее время такая техника у российских дорожников появилась. Дело за малым -строить качественные дороги с асфальтобетонными покрытиями.
Группа компаний A&K производит и предлагает вам купить щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-15 с доставкой или под самовывоз по вполне доступной цене. Этот материал представляет собой горячую асфальтобетонную смесь, основой которой является каркас из щебенки. Пустые места между крупными частицами щебня заполняются смесью минерального порошка, битума и дробленого песка.
Характеристики ЩМА-15
От обычных асфальтобетонов щебеночно-мастичный ЩМА-15 отличается достаточно жесткой каркасной структурой в покрытии. Такой каркас передает нагрузку в нижние слои покрытия посредством контактирующих друг с другом крупных частиц щебня. Что это дает? Значительным образом снижается деформация покрытия во всех направлениях, то есть достигается максимальная устойчивость дорожного покрытия к воздействиям транспортного потока.
Кроме того, ЩМА-15, купленный у нас по невысокой цене с доставкой, имеет следующие характеристики:
- Повышенная влагоустойчивость;
- Долговечность готового покрытия, повышенная в два-три раза по сравнению с обычным асфальтом;
- Высокий коэффициент сцепления, постоянно стабильный;
- Снижен эффект аквапланирования;
- Снижен уровень шума при движении автотранспорта по дороге;
- Полное соответствие ГОСТу подтверждено официальными документами.
Применение щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-15
Уплотненный щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА-15 применяется для строительства и капитального ремонта верхних слоев дорожных покрытий. Используют его для создания качественного и надежного асфальтирования городских улиц , площадок и площадей, аэродромов и т.д.
Доставка ЩМА-15 клиентам
Звоните к нам в A&K, и наши менеджеры помогут вам оформить заказ на ЩМА-15 и ответят на все вопросы о покупке, доставке и использовании материала. Доставка осуществляется во все города Московской области.