Строительство покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона
Горячие щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси (ЩМАС) в мировой практике дорожного строительства нашли широкое применение для строительства верхних (замыкающих) слоев покрытия и имеют обозначение SMA. Для условий России горячие щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси проектируются по ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия».
Зерновые составы минеральной части смесей и асфальтобетонов (ЩМА) должны соответствовать указанным в табл. 1 ГОСТ 31015-2002 и приведенным в табл. 19.3.
Таблица 19.3
| Вид смесей и асфаль- тобетонов | Размер зерен, мм, мельче | |||||||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,16 | 0,071 | |||||
| ЩМА-10 ЩМА-15 ЩМА-20 | - - 100-90 | - 100-90 70-50 | 100-90 60-40 42-25 | 40-30 35-25 30-20 | 29-19 28-18 25-15 | 26-16 25-15 24-13 | 22-13 22-12 21-11 | 20-11 20-10 19-9 | 17-10 16-9 15-8 | 15-10 14-9 13-8 |
Для ЩМА применяется щебень по ГОСТ 8267-93 и щебень из металлургических шлаков по ГОСТ 3344-83. По форме зерен щебень должен соответствовать первой группе. Содержание зерен пластинчатой и игловатой форм не более 15 % по массе. Марка по дробимости щебня из изверженных и метаморфических горных пород должна быть не ниже 1200, а из осадочных горных пород, гравия и металлургических шлаков - не ниже 1000; марка по морозостойкости - не ниже F50; марка по истираемости - И-1.
Песок из отсевов дробления горных пород, применяемый для ЩМА, должен соответствовать ГОСТ 8736-93 по марке прочности не ниже 1000; содержание глинистых частиц должно быть не более 0,5 %.
Минеральный порошок для ЩМА должен удовлетворять требованиям ГОСТ Р 52129-2003. Для приготовления ЩМА смесей используют битумы нефтяные дорожные вязкие по ГОСТ 22245-90, полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) по ГОСТ Р 52056-2003. В качестве стабилизирующей добавки, уменьшающей стекание вяжущего, применяют однородное короткофиберное целлюлозное волокно, в составе которого не менее 80 % фибр длиной 0,1-2,0 мм. Волокнистая добавка должна быть устойчивой к нагреву до температуры 220°С и иметь влажность не более 8 % по массе. Рекомендуются добавки VIATOP, ТЕСНNOCEL 1004, TOPCEL и другие.
Показатели физико-механических свойств ЩМА должны отвечать требованиям ГОСТ 31015-2002, приведенным в табл. 19.4. При подборе состава ЩМА, приготовлении смеси и устройстве верхних слоев покрытия необходимо руководствоваться Методическими рекомендациями по устройству верхних слоев дорожных покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА) / Союздорнии. - М., 2002.
Таблица 19.4
| Показатели | Значения показателей для дорожно-климатических зон | ||
| I | II, III | IV, V | |
| Пористость минеральной части, % | От 15 до 19 | От 15 до 19 | От 15 до 19 |
| Остаточная пористость, % | От 1,5 до 4,0 | От 1,5 до 4,0 | От 2,0 до 4,5 |
| Водонасыщение, % по объему: | |||
| образцов, отформованных из смесей | От 1,0 до 3,5 | От 1,0 до 4,0 | От 1,5 до 4,0 |
| вырубок и кернов готового покрытия, не более | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| Предел прочности при сжатии, МПа, не менее: | |||
| при температуре 20°С | 2,0 | 2,2 | 2,5 |
| при температуре 50°С | 0,60 | 0,65 | 0,70 |
| Сдвигоустойчивость: | |||
| коэффициент внутреннего трения, не менее | 0,92 | 0,93 | 0,94 |
| сцепление при сдвиге при температуре 50°С, МПа, не менее | 0,16 | 0,18 | 0,20 |
| Трещиностойкость - предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0°С, МПа: | |||
| не менее | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| не более | 5,5 | 6,0 | 6,5 |
| Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее | 0,90 | 0,85 | 0,75 |
Примечания:
1. Для ЩМА-10 допускается снижать нормы коэффициента внутреннего трения на 0,01 по абсолютной величине.
2. При использовании полимерно-битумных вяжущих допускается снижать нормы сцепления при сдвиге и предела прочности на растяжение при расколе на 20 %.
3. При использовании смесей для покрытий аэродромов в местах стоянок воздушных судов нормы прочности при сжатии и сцепления при сдвиге следует увеличивать на 25 %
В расчётах потребности материалов для приготовления щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси рекомендуется руководствоваться приложением Б ГОСТ 31015-2002 и приведенными в табл. 19.5 данными.
Приготавливают щебеночно-мастичные смеси (ЩМАС) в стандартных асфальтосмесительных установках, оборудованных смесителями принудительного перемешивания, то есть лопастными мешалками. Температура смесей при выпуске из смесителя должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 19.6.
Таблица 19.5
| Материал | Потребность в материале, % по массе | ||
| ЩМА-10 | ЩМА-15 | ЩМА-20 | |
| Щебень фракционный, мм 15-20 10-15 5-10 | - - 60-70 | - 40-60 15-25 | 30-50 20-30 10-15 |
| Песок из отсевов дробления | 10-30 | 5-20 | 5-15 |
| Минеральный порошок | 10-20 | 10-20 | 10-20 |
| Битум или ПБВ | 6,5-7,5 | 6,0-7,0 | 5,5-6,0 |
| Стабилизирующая добавка | 0,2-0,5 | 0,2-0,5 | 0,2-0,5 |
Таблица 19.6
| Вид смеси | Температура смеси при выпуске, °С | |||
| Марка вяжущего по глубине проникания иглы, 0.1 мм, при температуре 25°С | ||||
| от 40-60 | 61-90 | 91-130 | 131-200 | |
| ЩМА-10; ЩMA-15; ЩМА-20 | 160-175 | 155-170 | 150-165 | 140-160 |
Волокнистую стабилизирующую добавку вводят перед или одновременно с минеральным порошком.
Время хранения ЩМАС в накопительном бункере не боле 0,5 часа.
Транспортирование ЩМАС осуществляют в автомобилях-самосвалах, оборудованных обогревом кузова и утепленным тентом.
Подготовка к укладке не отличается от приведенной в разд. 18.5.
Ход трамбующего бруса асфальтоукладчика в пределах 4-6 мм, частота ударов трамбующего бруса около 1000 уд./мин. Частота вибрации виброплиты около 40 Гц.
Слой покрытия из ЩМАС устраивают в сухую погоду при температуре окружающего воздуха не ниже 5°С. Рекомендуемые температуры ЩМА смесей на месте укладки, то есть перед выгрузкой в бункер асфальтоукладчика должны соответствовать данным табл. 19.7.
Таблица 19.7.
| Вид смеси | Температура смеси, °С при выгрузке в бункер, не менее | |||
| Марка вяжущего по глубине проникания иглы, 0,1 мм, при температуре 25°С | ||||
| 40-60 | 61-90 | 91-130 | 131-200 | |
| ЩМА-10; ЩМА-15; ЩМА-20 |
Укладка ЩМА смесей в основном не отличается от приведенной в разд. 18.5. В случае вынужденной остановки асфальтоукладчика на 15-20 мин всю ЩМА смесь необходимо переместить в шнековую камеру и разложить. При устройстве «холодных» поперечных и продольных стыков необходимо обязательно осуществлять прогрев обрезанной кромки (поперечный и продольный). При работе одного асфальтоукладчика на укладке покрытия шире чем рабочий орган, (то есть в две полосы) следует уложить одну полосу на длину 50-100 м и вернуть асфальтоукладчик назад для укладки второй полосы. При этом в конце смены покрытие должно быть уложено на всю ширину.
Для уплотнения ЩМА смесей - наиболее пригодны тяжелые гладковальцовые статические катки массой 8-10 т. Количество проходов 4-6. Катки вибрационные гладковальцовые массой не более 11 т применяются на первых проходах (2-3) без вибрации, а затем с максимальной частотой и при минимальной амплитуде на последующих проходах (не более 3). Катки пневмошинные и комбинированные можно применять только на заключительной стадии уплотнения при хорошо разогретых шинах. Вальцы гладковальцовых катков в процессе укатки смачивают водой, мыльным раствором или водокеросиновой эмульсией. Скорость движения катков 5-6 км/ч. Катки должны как можно ближе подходить к асфальтоукладчику. Захватки уплотнения должны быть не длиннее 50 м.
Температура смеси в слое должна быть не ниже 100°С при уплотнении вибрационными катками и не ниже 80°С при уплотнении статическими катками.