Гармонизация требований европейских норм к гранулометрическому составу SMA-11(ЩМА-11) c учетом требований российских стандартов

Ключевые слова: асфальтобетон, щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь, слой износа, зерновой состав, сито, фракция, колея, прочность, сдвигоустойчивость, шероховатость.

Содержание

Анализ современных методов устройства тонких шероховатых слоев покрытий и слоев износа, и опыт их использования в дорожном строительстве, показал, что большинство смесей в течение 2-5 лет эксплуатации теряют свои преимущества, а недостатки их наоборот начинают проявляться: исчезает шероховатость, проявляются отраженные или температурные трещины, происходит частичное разрушение слоя, появляются выбоины, различные пластические деформации: наплывы, волны, колея. В связи с этим для предотвращения от преждевременного разрушения верхнего слоя покрытия важно задачей является разработка составов защитных слоев износа, обеспечивающих высокий уровень эксплуатационной надежности и устойчивости к пластическим деформациям.

Проведенный анализ литературы показывает, что наибольший интерес, в условиях РФ, представляет использование смесей SMA-11 (ЩМА-11). Большое значение имеют их высокие прочностные и эксплуатационные свойства, а также стабильность этих свойств во времени при воздействии транспорта и погодно-климатических факторов.

По данным исследований немецких ученых Korner M. и Veldkamp L.J.T. [1], применение таких смесей дает возможность устраивать покрытия различной толщины, минимизировать объем работ, что положительно отражается на стоимости дороги.

В нашей стране с 2000 года развивается индустрия устройства покрытий из ЩМА. Основные их преимущества - это высокий уровень шероховатости и устойчивости к износу, сравнительно меньший шум от движения, водонепроницаемость, долговечность.

Для повышения работоспособности покрытий следует гармонизировать требования европейских норм к гранулометрическому составу SMA-11(ЩМА-11) c учетом требований российских стандартов тем более, что в настоящее время происходит активное внедрение нормативной базы таможенного союза, где в качестве исходных минеральных материалов применяются материалы узких фракций 8/11 мм, 4/8 мм, 2/4 мм, 0/2 мм, а также при рассевах данных фракций используются сита с квадратной ячейкой по ISO 565. гармонизация асфальтобетонная европейская российская

В данной работе была проведена гармонизация таких европейских норм как TL Asphalt-StB 07 и Финских норм на асфальт PANKry с требованиями нормативной базы РФ и разработаны составы асфальтобетонных смесей ЩМА-11.

В рамках работы были запроектированы зерновые составы асфальтобетонных смесей ЩМА-11 с использованием сит с круглой и квадратной ячейкой и минеральных материалов стандартных фракций (0-5мм, 5-10мм) и узких фракций. На начальном этапе лабораторных исследований при подборе составов смесей варьировалось процентное содержание щебня, после чего были выбраны два оптимальных состава ЩМА-11, в том числе с применением узких фракций. Для проведения исследований в работе использовали минеральные материалы кислого характера (гранитный щебень и отсев дробления) и активированный минеральный порошок марки МП-1. В качестве вяжущего применялся битум нефтяной дорожный марки БНД 60/90.

Зерновые составы и физико-механические характеристики разработанных и подобранных смесей, представлены в таблицах 1-3.

Таблица 1. Зерновой состав разработанного ЩМА-11 с использованием стандартных фракций минеральных материалов по действующим ГОСТам РФ

Таблица 2. Зерновой состав разработанного ЩМА-11 с использованием узких фракций минеральных материалов по нормативам таможенного союза

Таблица 3. Сводная таблица физико-механических показателей ЩМА-11

Анализируя полученные физико-механические показатели испытанных асфальтобетонных смесей (табл. 3), можно сделать вывод о том, что они существенно превышают требования ГОСТ 31015-2002 к ЩМА-10. Как показали экспериментальные исследования, ЩМА-11 полученный с применением узких фракций минеральных материалов имеет предел прочности при сжатии при 20 °C равный 4,98 МПа, а у смесей подобранных с применением стандартных фракций минеральных материалов по ГОСТам РФ он составил 4,43 МПа, что на 11 % ниже.

Похожая ситуация наблюдается с показателем предела прочности при сжатии при температуре 50 °C (1,52 МПа в смеси с применением узких фракций 1,31 МПа у смесей с использованием стандартных фракций минеральных материалов по ГОСТам РФ). Остальные показатели имеют равные, либо очень близкие между собой значения.

Для определения устойчивости к колееобразованию разработанного ЩМА-11 в рамках отчета были проведены испытания на приборе УК-1 путем прокатывания нагруженного колеса в соответствии с методикой ОДМ 218.3.017-2011. Результаты испытаний асфальтобетона на колееобразование представлены на рис. 1.

Рис. 1 - Графики деформирования щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-10 и ЩМА-11 при температуре 60 ?C

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что наибольшую устойчивость к образованию пластических деформаций показали разработанные составы ЩМА-11. Так их устойчивость к колеообразованию на 20-24 % выше, чем у ЩМА-10 приготовленных по ГОСТ 31015.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что разработанные щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси ЩМА-11 показали высокие физико-механические свойства. Проведенные исследования на установке УК-1 показали высокую устойчивость составов ЩМА-11 к образованию колеи.

Таким образом, разработанные составы ЩМА-11 обладают высокой прочностью, сдвигоустойчивостью и высокой стабильностью физико-механических свойств, что приближает их качество к требованиям европейских норм. Это позволяет сделать вывод о возможности увеличении межремонтных сроков и общего срока службы асфальтобетонных покрытий и их устойчивости к образованию пластических деформаций при использовании разработанных составов.

Литература

1. Scherockman J., Walker D. Construction factors for long - Lasting Asphalt pavements // Asphalt. 2004. №1. pp. 14-16.

2. Grдtz B. Langzeitwirkung von dыnnen Schichten bezыglich der Erhaltung relevanter Oberflдchenmerkmale // Bitumen. 1998. №2. ss. 67-70.

3. Arand W. Prognostizierung des Haftverhaltens von Asphalten mittels Spaltzugfestigkeitsabfall // Asphalt (BRD). 1998. №6. ss. 18-19.

4. Нормы на асфальтобетон 2011: Совещательная комиссия по покрытиям PANK ry (Финляндия). С-П.: Петербург-Дорсервис, 2011. 138 с.

5. ZTV Asphalt-StB 07 Дополнительные технические условия договора и положения для строительства дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием проезжей части. М.: Стандартинформ, 2007. 74 с.

6. Арутюнов В. Новые технологии в дорожном строительстве // Автомобильные дороги. 2001. №2. С. 44-46.

7. Гладков В.Ю. Макрошероховатые слои дорожных покрытий из битумоминеральных открытых смесей (БМО) // Автомобильные дороги. 2001. №1. С. 1-14.

8. Иваньски М., Урьев Н.Б. Асфальтобетон как композиционный материал. М.: Техполиграфцентр, 2007. 668 с.

9. Руденский А.В. Дорожные асфальтобетонные покрытия. М.: Транспорт, 1992. 254 с.

10. Черных Д.С., Строев Д.А., Задорожний Д.В. и др. Оценка влияния количества асфальтогранулята и технологии его подачи на свойства приготавливаемых асфальтобетонных смесей // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2197.

11. Николенко М.А., Бессчетнов Б.В. Повышение длительной трещиностойкости асфальтобетона дорожных покрытий // Инженерный вестник Дона, 2012, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/856.

References: