CC BY
4УДК 625.8.8
УСТРОЙСТВО НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ПРИМЕНЕНИЕМ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА (ЩМА)
Тарановская Е.А., старший преподаватель кафедры автомобильных дорог и строительных материалов, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: taranov-elena@mail.ru
Гончаров В.О., студент группы 16 Стр(мп) ПАУП, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: 995968v@mail.ru
Самигуллин Н.Р., студент группы 16 Стр(мп) ПАУП, Оренбургский государственный
университет, Оренбург
e-mail: samigullinnazir@yandex.ru
В данной статье рассматривается применение ЩМА с добавкой Виатоп. Технология изготовления покрытий из ЩМА со стабилизаторами Виатоп, обеспечивает существенное повышение качества и надежности высоконагруженных дорог, а также снижение затрат на их эксплуатацию. В условиях интенсивной эксплуатации щебеночно-мастичный асфальтобетон на городских магистралях является эффективной альтернативой обычным асфальтобетонным покрытиям.
Ключевые слова: щебеночно-мастичный асфальтобетон, автомобильная дорога, «Унирем», «Виатоп».
Увеличение количества транспорта в нашей стране приводит к повышению интенсивности движения и увеличение нагрузки на дорожное покрытие. Повышение интенсивности движения транспортными средствами предъявляет повышенные требования к транспортно-эксплуатационным показателям автомобильных дорог, которые обеспечиваются в процессе строительства. Анализ параметров грузопотоков показал, что имеется тенденция к увеличению грузоподъемности транспортных средств. Это способствует, с одной стороны, снижению транспортных расходов и является положительным фактором в экономике страны и, с другой стороны, приводит к росту нагрузки на дорожные одежды автомобильных дорог. В результате наблюдается интенсивный износ и разрушение дорожных покрытий, что приводит к снижению транспортно-эксплуатационным показателям автомобильных дорог и требует привлечения дополнительных инвестиций для приведения дорог в нормативное состояние. В последнее время для повышения качества дорожного покрытия стали модифицировать не только битумы с помощью полимерных добавок и добавок нефтехимической переработки, но и вводить новые составляющие в сам асфальтобетон. Самый известный материал, изготовленный по таким технологиям - щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА [1]. Отмеченные тенденции в развитии транспортной сети предъявляют новые требования к эксплуатационным параметрам асфальтобетонных покрытий, что способствует применению новых дорожно-строительных материалов, созданию новых и совершенствованию существующих технологий при устройстве покрытий нежесткого типа, именно таким материалом является ЩМА. По составу своих компонентов ЩМА имеет сходство с другими горячими асфальтобетонными смесями. В ее состав входит щебеночный каркас, в котором пустоты между щебнем (гравием) заполнены расплавом битума с добавлением песка и минерального порошка.
Характерное отличие ЩМА от других горячих асфальтобетонных смесей - жесткая каркасная структура в слое покрытия, а также наличие в его составе применяемых специальных стабилизирующих добавок. Такая структура обеспечивает передачу нагрузки с
поверхностных слоев в нижние через контактирующие друг с другом непосредственно, отдельные крупные частицы каменного материала, что существенно сказывается на снижении деформаций слоя, оказывая распределение нагрузки по всем направлениям покрытия. Основную структуру ЩМА составляет крупный щебень, а мелкий служит только для образования соединительной мастики, заполняющей межкаменное пространство в щебеночном каркасе. При этом объем незаполненного пространства имеет не более 3...5% [2]. В зависимости от крупности применяемого щебня смеси подразделяют на следующие виды: ЩМА-10, ЩМА-15 и ЩМА-20 при размере фракций до 10, 15 и 20 мм соответственно. Процесс подбора оптимального состава ЩМА условно можно разделить на три этапа.
На первом этапе в лаборатории определяют качество исходных минеральных материалов и битумного вяжущего, чтобы установить соответствие их свойств, предъявляемым требованиям.
На втором этапе подбирают рациональное соотношение компонентов смеси: щебня, песка из отсева дробления, минерального порошка, битума и стабилизирующей добавки, при котором обеспечиваются свойства асфальтобетона.
На заключительном этапе проводиться технико-экономическое сравнение вариантов подобранных составов смесей, отработку технологии приготовления смеси на асфальтобетонном заводе и (при необходимости) корректирование выбранного состава по результатам испытания пробных замесов в заводской смесительной установке [4].
Таким образом, готовую смесь можно использовать для устройства верхних слоев покрытий толщиной от 3 до 6 см на автомобильных дорогах 1-Ш категорий и на городских улицах в 1-У дорожно-климатических зонах [6].
Покрытия из ЩМА характеризуются улучшенными эксплуатационными свойствами. Повышенное содержание прочного кубовидного щебня обеспечивает достаточно высокие показатели сдвигоустойчивости и износостойкости, а асфальтового вяжущего вещества (мастики) - увеличение водонепроницаемости, водо- и морозостойкости и усталостной стойкости покрытия [3].
Процесс приготовления и укладки ЩМА технологичен и не требует специального оборудования за исключением агрегата подачи и дозирования добавки. Он не требует никаких дополнительных затрат и технологий при изготовлении и укладке в покрытия дорог: приготавливается традиционными способами и уплотняется обычными
асфальтоукладчиками и катками (рис. 1).
Рисунок 1 - Укладка щебеночно - мастичного асфальтобетона
К тому же, безусловным достоинством ЩМА, является низкий уровень расходов по ремонту и содержанию покрытия. Но вот его состав принципиально отличается от так называемого стандартного асфальтобетона.
Если в стандартном асфальтобетоне помимо прочих компонентов (щебня, минерального порошка, битума и полимерных добавок) применяют обычный песок, то при приготовлении ЩМА используют только отсев, получаемый от дробления щебня. Стоимость обслуживания верхнего слоя дорожного покрытия, изготовленного из ЩМА, в 2 раза ниже стоимости обслуживания слоя, изготовленного из асфальтобетона, из-за большей стойкости против колееобразования, меньшей склонности к образованию трещин и большей деформативности. Еще одно важное отличие ЩМА от традиционного асфальтобетона -специальное волокно, которое помогает стабилизировать битум, чтобы при транспортировке щебеночно-мастичной смеси она не расслаивалась. При этом такая смесь не должна быть слишком вязкой и не должна течь при укладке. Тот оптимум, который является близким к идеальному состоянию, определяется показателем стекания щебеночно-мастичного асфальтобетона [7].
Чаще всего для достижения оптимального показателя стекания ЩМА смеси в нее вводят импортную добавку Виатоп - волокно с битумом. Виатоп добавляется в асфальтобетонную смесь в очень небольших количествах, приблизительно 0,5 процента от всего состава смеси. Практически все наши отрасли пытаются создать замену Виатопу, предлагая использовать целлюлозные волокна, базальтовые волокна и стекловолокно.
Однако пока, самым популярным заменителем Виатопа является наш отечественный стабилизатор Унирем - по сути, это переработанная на наноуровне тонкомолотая резина. По своим свойствам это уникальная добавка, содержащая и волокно, и адгезив - материал, который способствуют улучшению сцепления вяжущего компонента с минеральными материалами в асфальтобетонной смеси. Он вводится в асфальтовый бетон и за счет демпфирующих свойств полностью заменяет Виатоп. Если согласно лабораторным исследованиям срок службы обычного дорожного покрытия 5-6 лет, то при использовании Унирема в тех же условиях покрытие может простоять в 2-3 раза дольше [5]. Мы считаем, что введение в асфальтобетон унирема - одно из самых перспективных направлений в совершенствовании дорожного покрытия. Имея особую структуру, он в несколько раз повышает долговечность дорожного покрытия, тем самым способствует решению одной из самых актуальных проблем в области дорожного строительства.
Литература
1. Белоусов, Б.В. Материалы для долговечных и экономичных оснований дорожных одежд: монография / Б.В. Белоусов. - Омск: Издательство СибАДИ, 2000. - 158 с.
2. ГОСТ 31015-2002. Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный.
3. Эфа, А.К. Щебеночно-мастичный асфальтобетон. Теоретические основы, практика применение: учеб. пособие / А.К. Эфа, А.В. Жураускас, А.П. Акулов // Строительные материалы. - 2003. - №1. - С. 22-23.
4. Кирюхин, Г.Н. Методические рекомендации по устройству верхних слоев дорожных покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-primeneniya-tehnologii-prigotovleniya-i-ukladki-schebyonochno-mastichnogo-asfaltobetona#ixzz4RVoHiWkb. - (дата обращения: 10.12.16).
5. Королев, М.В. Рынок модифицирующих добавок для дорожного строительства в России / М.В. Королев, Е.А. Смирнов // Дороги России 21века. - 2002. - № 3. - С. 58-61.
6. Стебаков, А.П. Щебеночно-мастичный асфальтобетон - будущее дорожных покрытий / А.П. Стебаков, Г.Н. Кирюхин, О.Б. Гопин // Строительная техника и технологии. - 2002. - № 3. - С. 16-17.
7. Официальный сайт главного управления дорожного хозяйства Оренбургской области [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.orendor.ru/shma.htm - (дата обращения: 15.12.16).
