О щебеночно-мастичном асфальтобетоне

Выступая на научно-практической конференции "Современные дорожные технологии", представитель московского отделения фирмы "BAV Enterprises, Inc." Евгений Смирнов рассказал о материале, на который должно укладываться покрытие. Это щебеночно-мастичные асфальты, новый вид асфальтобетонов, который пока еще не применялся ни в одной из стран СНГ. Сегодня этот материал начинает активно применяться в странах Балтии.

Традиционно щебеночно-мастичные асфальты применяются преимущественно в США, Австралии, Филиппинах, Японии, Южной Корее, Китае, а также практически во всей Европе, за исключением стран СНГ.

Что такое асфальтобетонные покрытия? Общеизвестны требования, которые предъявляются к данному типу покрытий. Это стабильность при высоких температурах, пластичность при низких температурах, а также высокая износоустойчивость. (Названные требования предъявляются к асфальтовым покрытиям.) Плюс хорошая адгезия к минеральным материалам и битумам.

Какие асфальтобетонные смеси применяются в данной сфере? В первую очередь, это обычный асфальтобетон различных марок, щебеночно-мастичный и пористый асфальтобетон.

Основная разница между щебеночно-мастичным и обычным асфальтобетоном состоит в параметрах наполнения каменным материалом, прежде всего крупным щебнем.

Одними из первых примеров мощения щебеночно-мастичным асфальтом являются древнеримские дороги.

В состав щебеночно-мастичной дороги входят каменный скелет, минеральный порошок, песок, битум, а также фибриновые или какие-нибудь иные волокна, которые стабилизируют битум.

Современный щебеночно-мастичный асфальт появился в 1968 г. Первоначально структура не включала волокон и по этой причине имело место вытекание вяжущего из смеси.

Процентное содержание минерального заполнителя - щебня - составляет 75%, что отличает данный тип асфальтобетона от всех остальных типов.

В том же 1968 г. начал добавляться стабилизатор в виде волокон, которые стабилизировали избыточное количество битума.

После 1989 г. применение щебеночно-мастичного асфальта стало иметь доминирующий характер. Сегодня в таких странах, как Германия и Швеция, законодательно установлено, что все нагруженные дороги должны устраиваться только из щебеночно-мастичного асфальта.

Если говорить о составе более подробно, то каменный скелет представляет собой высококачественный размолотый щебень. Вся структура характеризуется низким уровнем воздушных пустот, а также эффективностью стабилизации. Чем объясняется эта стабильность?

В последнее время на дорогах появился более нагруженный транспорт. Нагрузка на ось превысила 15 т. С другой стороны, в конструкцию фур вошли односкатные колеса, вследствие чего нагрузка на полотно дороги увеличилась в еще большей степени.

Различие между обычным и щебеночно-мастичным асфальтобетоном и состоит в том, что в обычном асфальтобетоне транспортная нагрузка через связь вяжущего с мелким щебнем передается дальше, при этом может иметь место сминание конструкции, особенно в жаркую погоду. Что же касается щебеночно-мастичного асфальта, то в данном случае нагрузка воспринимается жестким каменным составом (битум, щебень, минеральный порошок и волокна). Основное количество (примерно 75%) щебня составляют камни диаметром от 8 до 11 мм.

В таком случае щебеночно-мастичный состав обеспечивает приемлемое сопротивление и деформации, и истираемости, и просачиванию воды внутрь конструкции. Дорожная конструкция получается менее шумной при ее эксплуатации, а, с другой стороны, более долговечной.

Как уже было сказано, в качестве стабилизатора щебеночно-мастичных асфальтов применяются волокна. В основном это волокна целлюлозы, но могут использоваться и минеральные, волокна, стекловолокна, а также рубленые волокна. Почему сегодня во всем мире с данной целью наиболее широко применяются именно волокна целлюлозы? Дело в том, что структура этих волокон является более спутанной по сравнению с гладкой структурой минеральных волокон. Данная структура в большей степени способствует стабилизации избыточного битума, не позволяя ему истекать из смеси. Использование целлюлозных волокон предупреждает внеслойный дренаж воздуха, кроме того, увеличивается толщина вяжущего, то есть той части смеси, которая обволакивает каменный материал.

В итоге улучшаются когезия и жесткость смеси и уменьшается процент образования трещин.

Ранее применялись волокна двух типов. Вначале это были свободные волокна, не связанные с гранулами. Сегодня применяются связанные с гранулами волокна, то есть гранулы натуральных целлюлозных волокон, пропитанные битумом.

Как волокна, о которых идет речь, добавляются в смесь при производстве щебеночно-мастичного асфальта? Нужно отметить, что данный процесс не требует применения какого-то особо сложного оборудования. Впрочем, необходимы дозирующие системы, которые позволяли бы добавлять волокна непосредственно в смеситель. Для этого используется несколько типов устройств, самым простым из которых является обычная емкость, оборудованная объемным или весовым дозатором. Путем нагнетания воздуха смесь подается вместе с минеральным порошком.

При этом оптимальное распределение происходит непосредственно в миксере. Использование волокон данного вида не требует какого-то дополнительного времени смешивания. Максимальное увеличение времени сухого смешивания не превышает двух секунд. Получается вполне однородная смесь, по объему которой волокна распределены абсолютно равномерно.

Как укладывается и уплотняется эта смесь? В данном случае также нет необходимости в каком-то дополнительном оборудовании. Применяются обычные укладчики асфальтобетонной смеси и обычные катки - нужно лишь помнить, что используемые катки должны работать без виброуплотнения. Щебеночно-мастичная смесь относится к удобоукладываемым и удобоукатываемым смесям. В процессе укладки производителям дорожных работ приходится соблюдать следующие проблемы.

Рабочая температура смеси должна составлять 160-175°С (180°С на выходе из асфальтобетонного завода). Транспортироваться смесь должна, естественно, в закрытом виде. Это требование, предъявляемое ко всем асфальтобетонным смесям, предъявляется и к щебеночно-мастичной смеси. Укладчик не должен простаивать при укладке смеси, работая в непрерывном режиме. Уплотнение свежеуложенной смеси должно производиться сразу после ее укладки. За укладчиком должен следовать статический каток весом до 10 т. Максимальное количество проходов катком - 6, хотя обычно для полной укатки уложенной смеси бывает достаточно и 4.

При уплотнении главное - добиться того, чтобы камень стал на камень, то есть замкнулась структурная цепочка скелета смеси. Дальше укатывать ее уже бесполезно. Более того, дальше просто начинается разрушение камня.

Средняя температура укладки - 170°С, уплотнения - 150°С. Если температура уложенной смеси ниже, то уплотнить такую смесь уже довольно трудно.


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 42 за 2000 год в рубрике дороги

©1995-2022 Строительство и недвижимость