logo search
Книги / энциклопедии / Энциклопедия строительство

19.3. 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

20

15

10

5

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

150

145

140

135

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.