К вопросу обеспечения качества щебеночно-мастичных асфальтобетонов

Афиногенов, О. П. К вопросу обеспечения качества щебеночно-мастичных асфальтобетонов / О. П. Афиногенов, А. Ю. Дуреева, В. В. Кузьмин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2012. — № 4 (39). — С. 18-20. — URL: https://moluch.ru/archive/39/4518/ (дата обращения: 02.07.2022).

Со времени введения в действие на территории России межгосударственного стандарта ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия» накоплен определенный опыт применения этого материала.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) - это горячая асфальтобетонная смесь, состоящая из щебеночного каркаса, в котором все пустоты между крупным щебнем заполнены смесью битума с дробленым песком и минеральным порошком. Основное отличие ЩМА от обычных асфальтобетонов заключается в его жесткой каркасной структуре в слое покрытия. Такая структура обеспечивает передачу нагрузки с поверхности в нижележащие слои через непосредственно контактирующие друг с другом отдельные крупные частицы каменного материала. Тем самым достигается существенное снижение деформаций слоя покрытия. В ЩМА основную структуру составляет крупный щебень, а мелкий служит только для образования мастики, заполняющей межкаменное пространство в щебеночном каркасе. При этом объем незаполненного пространства составляет не более 3 . 5%.

ЩМА имеет ряд преимуществ по сравнению с покрытиями из асфальтобетона типа А или Б по ГОСТ 9128-2009:

- более высокая устойчивость к разрушениям от транспортных средств и климатических воздействий;

- высокая сдвигоустойчивость, что существенно снижает возможность возникновения сдвиговых дефектов при высоких нагрузках (неровности и колеобразование);

- повышение долговечности покрытия;

- более высокие эксплуатационные характеристики покрытия (в первую очередь, высокий и стабильный коэффициент сцепления колеса автомобиля с покрытием) и др.

Стоимость смеси для ЩМА больше, чем стоимость традиционной асфальтобетонной смеси на 30. 35%, но в покрытии используется слой ЩМА на 35..40% меньше, что обеспечивает снижение расхода смеси. Поэтому стоимости сравниваемых покрытий практически равны. При должном качестве строительства, применение ЩМА обеспечивает снижение затрат на содержание и ремонт дорожных покрытий в 2. 4 раза, повышение их долговечности в 2. 3 раза.

Высокие эксплуатационные характеристики покрытий из ЩМА подтверждены специалистами российских научно-исследовательских и дорожных организаций, мировым опытом применения.

На территории Кемеровской области щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси применяют около 10 лет, на дорогах регионального и межмуниципального значения, городских дорогах и улицах. С целью оценки эффективности ЩМА в условиях Сибири были выполнены сравнительные испытания участков дорог с покрытиями из ЩМА-15 и асфальтобетона типа Б, II марки по ГОСТ 9128-97* (традиционный вариант устройства покрытия) по следующим параметрам: износ покрытия; колейность; выкрашивание асфальтобетона; коэффициент сцепления. К моменту обследования покрытия эксплуатировались 3-5 лет, их устройство было выполнено одной организацией.

Испытания выполнялись в сухую погоду, при температуре воздуха около +20 0 С, на чистом покрытии. Использовались поверенные средства измерений, аттестованное в установленном порядке испытательное оборудование, нормированные методики. Общие выводы по результатам исследований приведены ниже.

Слои из ЩМА обладают значительно большей сдвигоустойчивостью. Колея на покрытии из ЩМА образуется только на участках с низкой скоростью движения транспортных средств и слабым основанием. На бетонных основаниях колея практически отсутствует.

На покрытиях из асфальтобетона типа Б по ГОСТ 9128-97* колейность образуется на всем протяжении дороги, при этом на участках с низкой скоростью движения размер колей в 3-5 раз больше, чем на ЩМА.

Поверхность покрытий из ЩМА мало подвержена шелушению, происходит только скалывание зерен крупных щебенок. Асфальтобетон типа Б в ходе эксплуатации дорог изменяет текстуру поверхности значительно быстрее, он шлифуется, теряя шероховатость, что приводит к снижению коэффициента сцепления колеся автомобиля с покрытием. Причем на некоторых участках дорог традиционный асфальтобетон требует замены или устройства защитного слоя.

ЩМА обладает высокой трещиностойкостью. В ходе обследования на покрытиях из ЩМА зафиксированы в основном «отраженные» трещины, их дальнейшего развития не зафиксировано. На покрытиях из асфальтобетона типа Б, помимо появления «отраженных» трещин, наблюдается образование разветвляющихся, а также мелких волосяных трещин.

Структура ЩМА более плотная. Мастика обеспечивает практически водонепроницаемую структуру асфальтобетона, что не только увеличивает долговечность покрытия, но, уменьшая поступление влаги в основание, обеспечивает сохранение прочности и повышает долговечность всей дорожной одежды. За счет мастики создается эффект самозалечивания мелких трещин.

Обследования выявили значительно более высокие транспортно-эксплуатационные показатели покрытий, устроенных из ЩМА. Так, они обеспечивают стабильный коэффициент сцепления колеса автомобиля с покрытием не менее 0,6, снижение колейности на 30-50% (по сравнению с асфальтобетонным типа Б). Опыт применения ЩМА на территории Кемеровской области выявил также значительно большую долговечность покрытий из него. Например, общий объем дефектов на покрытии через 4-5 лет эксплуатации на превышает 0,1% от всей площади. В таблице приведены данные о динамике изменения значений коэффициента сцепления на одном из участков автомобильной дороги «Новосибирск - Ленинск-Кузнецкий - Кемерово - Юрга».