Применение полимерно&битумных вяжущих при устройстве дорожного асфальтобетонного покрытия на мостовом переходе через реку Уфа Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 625.855.5

И.Б. СТРУГОВЕЦ, канд. техн. наук, ОАО «Башкиравтодор»;

Ю.А. КУТЬИН, канд. техн. наук, ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» (Уфа)

Применение полимерно-битумных вяжущих при устройстве дорожного асфальтобетонного покрытия на мостовом переходе через реку Уфа

Известно, что применение даже самого качественного битума не всегда может полностью гарантировать высокое качество дорожного покрытия, которое зависит от многих факторов [1]:

— состава и свойств органического вяжущего — битума;

— качества и гранулометрического состава минерального наполнителя;

— соблюдения технологии при производстве асфальтобетонной смеси;

— условий эксплуатации дорожного покрытия и т. д. В целях поиска решений задачи повышения качества автомобильных дорог и увеличения безремонтного срока их эксплуатации ОАО «Башкиравтодор» совместно с ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» проводят комплексные исследования в следующих направлениях:

— выбор дорожных битумов, в наибольшей степени отвечающих требованиям, сформулированным при их применении;

— улучшение адгезионных характеристик дорожных битумов к минеральным материалам различного происхождения с применением специальных присадок;

— модификация битумов полимерными материалами. Существенное влияние на качество и долговечность

асфальтобетонов оказывают полимерные материалы, применяемые для модификации битумов. Модификацию битумов полимерами проводят направленно с целью улучшения тех или иных эксплуатационных характеристик как самих битумов, так и асфальтобетонных смесей на их основе.

Результатом совместной исследовательской и практической деятельности ГУП «ИНХП РБ» и ОАО «Баш-

Рис. 1. Укладка полимерасфальтобетона на проезжей части моста через реку Уфа

киравтодор» явилась разработка нового для Республики Башкортостан дорожно-строительного материала поли-мербитумного вяжущего ПБВ и полимерасфальтобетона на его основе. Дорожное покрытие, верхний и нижний слои которого изготовлены из полимерасфальтобетона, впервые в истории дорожного строительства РБ было построено в октябре 2008 г. на мосту через р. Уфа в районе Каменной переправы. Покрытие из полимерасфаль-тобетона уложено на поверхности проезжей части мостового перехода длиной 630 м, шириной 11,5 м, суммарная толщина верхнего и нижнего слоев составила 11 см.

В состав полимербитумного вяжущего, использованного при изготовлении полимерасфальтобетона для покрытия проезжей части моста, вошли: дорожный битум марки БНД 90/130, произведенный на ОАО «Сала-ватнефтеоргсинтез» по технологии ГУП «ИНХП РБ»; термоэластопласт марки ДСТ-30Р-01; пластификатор — экстракт селективной очистки масел; адгезионная присадка катионного типа.

Качество полученного полимербитумного вяжущего ПБВ 60 в сравнении с требованиями ГОСТ Р 52056—2003 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия» представлено в табл. 1.

Из представленных в табл. 1 данных следует, что все без исключения показатели качества ПБВ 60 по ГОСТ 52056—2003 превосходят аналогичные показатели для битума марки БНД 60/90. В то же время качественные характеристики опытно-промышленной партии ПБВ 60, изготовленной по нашим совместным разработкам, существенно превосходят требования действующего стандарта на ПБВ той же марки.

Рис. 2. Экспресс-метод контроля степени уплотнения полимерас-фальтобетонного покрытия

www.rifsm.ru научно-технический и производственный журнал (""ЭЙ ^ Г Г Iг ! 13

"~32 октябрь 2010

Таблица 1

Фактические показатели качества ПБВ 60

Пенетрация, 0,1 мм при 25оС Пенетрация, 0,1 мм при 0оС Растяжимость, см, при +25оС Растяжимость, см, при 0оС Температура размягчения по КиШ, оС Изменение температуры размягчения, оС Температура хрупкости по Фраасу, оС Температура вспышки, оС

73 39 72 30 63 4 -29 240

Требования ГОСТ Р 52056-2003 для марки ПБВ 60

не менее 60 не менее 32 не менее 25 не менее 11 не ниже 54 не более 5 не выше -20 не ниже 230

Требования ГОСТ 22245-90 для битума марки БНД 60/90

61-90 не менее 20 не менее 55 не менее 3,5 не ниже 47 не более 5 не выше -15 не ниже 230

Таблица 2

Предел прочности при сжатии, МПа при Водонасыще-ние, % Водостойкость Трещино-стойкость на растяжение при расколе при 0оС, МПа Сдвиго-устойчивость, по коэффициенту внутреннего трения Сцепление при сдвиге при 50оС, МПа

+50оС +20оС 0оС

1,7 4,3 8,4 4,4 0,95 3,7 0,88 0,35

Требования ГОСТ 9128-97 для асфальтобетонных смесей типа «А» марки I

не менее 1 не менее 2,5 не более 11 от 2 до 5 не менее 0,9 не менее 3,5 не более 6 не менее 0,87 не менее 0,27

Таблица 3

Предел прочности при сжатии, МПа при Водонасыще-ние, % Водостойкость, Трещиностой-кость на растяжение при расколе при 0оС, МПа Сдвигоустой-чивость, по коэффициенту внутреннего трения Сцепление при сдвиге при 50оС, МПа

+50оС +20оС 0оС

2,9 4,7 8,5 3,9 0,96 3,9 0,85 0,63

Требования ГОСТ 9128-97 для асфальтобетонных смесей типа «Б» марки I

не менее 1,2 не менее 2,5 не более 11 от 1,5 до 4 не менее 0,9 не менее 3,5 не более 6 не менее 0,81 не менее 0,25

Работы по производству, укладке (рис. 1) и уплотнению полимерасфальтобетона проводились в октябре 2008 г. силами Кармаскалинского и Чишминского ДРСУ в следующем порядке:

— 4 и 5 октября наработано и уложено в нижний слой проезжей части покрытия 1155 т крупнозернистой плотной горячей асфальтобетонной смеси марки I типа «А» с характеристиками, указанными в табл. 2, на основе полимерно-битумного вяжущего толщиной 6 см;

— 6 октября наработано и уложено в верхний слой покрытия 1045 тонн мелкозернистой плотной горячей асфальтобетонной смеси марки I типа «Б» на основе по-лимербитумного вяжущего толщиной 5 см с характеристиками, указанными в табл. 3. Верхний слой покрытия уложен без продольных и поперечных швов двумя асфальтоукладчиками с применением перегружателя за одну рабочую смену.

Контроль степени уплотнения полимерасфальтобетона производили прибором модели 2701-В Pave TrackerTM Plus. Процесс уплотнения контролировали непрерывно.

В результате комплексного обследования покрытия комиссией (рис. 2) в составе представителей Министерства строительства, архитектуры и транспорта Республики Башкортостан, Управления дорожного хозяйства РБ, ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ», ООО «Клариса» и ОАО «Башкиравтодор» было отмечено: «...полимерасфальтобетонное покрытие на мосту через

р. Уфа, обладает повышенной трещиностойкостью и сдвигоустойчивостью по сравнению со стандартным асфальтобетоном. При предполагаемой грузонапряженности и интенсивности движения автотранспорта дорожное покрытие проезжей части моста должно обеспечить повышенную долговременную прочность, погодо-и износоустойчивость».

Практическое подтверждение сделанному выводу дают фактические результаты. За два года, прошедшие после открытия движения на мосту, каких-либо видимых изменений в состоянии покрытия не произошло, несмотря на значительные перепады температур (от -40оС зимой до +50оС летом), высокий коэффициент линейного расширения стальной ортотропной плиты и повышенную интенсивность движения. В связи с этим можно рекомендовать данный полимерный материал и технологию при устройстве дорожных покрытий как на стадиях строительства, так и ремонта мостов и путепроводов.

Ключевые слова: битум, полимерно-битумное вяжущее, асфальтобетонная смесь, асфальтобетонное покрытие.

Литература

1. АминовШ.Х., Кутьин Ю.А., Струговец И.Б., Теляшев Э.Г.

Современные битумные вяжущие и асфальтобетоны на

их основе. СПб.: Недра. 2007. 334 с.

Ы- ' : ■ ■ ■ ®

научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru

октябрь 2010 33