Проблема колейности на дорогах существует во всем мире и обостряется с увеличением нагрузок от транспорта. Образование колеи имеет комплексный характер, но основными причинами являются недостаточная устойчивость к истиранию материалов дорожных асфальтобетонных покрытий и их недостаточная устойчивость к сдвиговым деформациям.
Устойчивость к истиранию определяется свойствами природных минеральных материалов, которые используются в качестве заполнителей, и прочностью их связи в структуре асфальтобетона. Прочность сцепления минеральных компонентов и сдвигоустойчивость асфальтобетона напрямую зависит от свойств вяжущего.
Одним из перспективных решений по снижению колееобразования является применение в покрытиях резиноасфальтобетонов на основе инновационных битумно-резиновых композиционных вяжущих БИТРЭК.
В настоящее время накопилось достаточно данных для анализа и обобщения результатов различных испытаний и производственного опыта устройства дорожных покрытий из резиноасфальтобетонов различного типа и сравнения их характеристик с традиционными горячими асфальтобетонами, приготовленными и уложенными в покрытие в соответствии с нормативными требованиями.
Результаты проведенных в РосДорНИИ и МАДИ (ГТУ) испытаний показывают преимущества резиноасфальтобетонов БИТРЭК, особенно приготовленных на гранитном щебне, в том числе таких многощебенистых составов, к которым относятся смеси типа ЩМА.
Установлено закономерное повышение водостойкости резиноасфальтобетонов всех типов по сравнению с традиционными, что определяет их большую устойчивость к агрессивному воздействию воды и других климатических факторов.
Отмечено повышение прочности при температурах 50º и 20° с одновременным снижением прочности при 0ºC для разных типов смесей, что свидетельствует о повышенной термостабильности резиноасфальтобетонов и их меньшей температурной чувствительности.
Выявлено повышение модулей упругости при испытаниях на изгиб при положительных температурах по сравнению с традиционными асфальтобетонами, как на битуме, так и на основе других модифицированных полимерами вяжущих, что принципиально отличает резиноасфальтобетоны БИТРЭК от любых других типов асфальтобетонов на основе битумных вяжущих.
Рис.1. Относительный модуль упругости при изгибе при 20°С (МАДИ ГТУ)
Результаты испытаний образцов из покрытий, которые были выполне¬ны в производственных условиях и эксплуатировались в течение трех лет в условиях высокоинтенсивного движения в Москве, показы¬вают значительное повышение усталостных параметров даже по сравнению со свежеизготовленными асфальтобетонами того же типа на битуме.
Рис.2. Сравнительные испытания на усталостную долговечность при циклическом нагружении образцов-балочек на установке ФР-2 (флексометр) в режиме трехточечного динамического изгиба (РосДорНИИ).
В испытательной лаборатории ОАО «Асфальтобетонный завод №1» г. Санкт-Петербург проводились испытания на восприимчивость асфальтобетонных материалов для дорожных покрытий к деформации с помощью колеи, образуемой под действием повторяющихся проходов нагруженного колеса при постоянной температуре. Были приготовлены и исследованы мелкозернистые смеси типа А марки 1 на основе различных битумов и модифицированных вяжущих. Испытания проводились в соответствии с Европейским стандартом EN 12697-22:2003 «Определение глубины колееобразования при +60°С в устройстве небольшого размера Wheel Traсker».
Табл. 1. Значения глубины колеи и скорости ее образования в смеси тип А, марка 1
Применяемое битумное вяжущее, модификатор |
Производитель битумного вяжущего, модификатора |
Средняя глубина колеи после 20000 проходов колеса, мм |
Скорость образования колеи, мм/1000 циклов нагрузки |
БИТУМ |
|||
ЕВРО БВ 50/70 |
ОАО «Славнефть-ЯНОС» |
4,4 |
0,122 |
БДУ 70/100 |
ООО « ЛУКОЙЛ-Ухта нефтепеработка » |
4,3 |
0,182 |
БДУС 70/100 |
ООО «ПО КИНЕФ» |
9,5 |
0,402 |
БИТУМ + МОДИФИКАТОР |
|||
БДУС 70/100+ PR Plast S |
PR Industrie (Франция) |
1,5 |
0,030 |
БДУС 70/100 + Gilsonit |
AGC (США) |
3,2 |
0,092 |
БДУС 70/100 + КМА |
ООО «КМА» |
3,4 |
0,109 |
БДУС 70/100 + «Унирем» |
ООО «Новый Каучук» |
4,0 |
0,113 |
БДУС 70/100 + Licomont BS 100 |
Clariant (Швейцария) |
4,3 |
0,108 |
БДУС 70/100 + Trinidad |
Trinidad Lake Asphalt (Германия) |
5,4 |
0,159 |
БДУС 70/100 + Sasobit |
Sasol Wax (Германия) |
6,5 |
0,346 |
БИТУМНОЕ ВЯЖУЩЕЕ |
|||
БИТРЭК |
ООО «ИНФОТЕХ» |
1,9 |
0,027 |
ПБВ-60 (5% полимера «Кратон СМ 1101 ») |
Kraton Polymers GmbH (Германия) |
1,6 |
0,028 |
ПБВ-60 (3,5% полимера «Кратон СМ 1101») |
Kraton Polymers GmbH (Германия) |
3,0 |
0,059 |
Судя по результатам, лидером по устойчивости к колееобразованию является резиноасфальтобетонная смесь на основе вяжущего БИТРЭК. Близкие показатели только у смеси на ПБВ-60 с 5% Кратона 1101 в составе вяжущего и с французской добавкой PR Plast S, которая специально разработана для использования в регионах с жарким климатом.
Сравнительные испытания производственных смесей типа ЩМА на битуме и вяжущем БИТРЭК (табл.2) также показали превосходство резиноасфальтобетонов по сдвигоустойчивости. Причем, следует отметить, что по результатам испытаний устойчивость к колееобразованию у резиноасфальтобетона типа рА-I даже выше, чем у смесей типа ЩМА.
Табл. 2. Значения глубины колеи и скорости ее образования в смесях типа ЩМА
Тип асфальтобетонной смеси, место укладки |
Производитель асфальтобетонной смеси |
Средняя глубина колеи после 20000 проходов колеса, мм |
Скорость образования колеи, мм/1000 циклов нагрузки |
рЩМА-15, БИТРЭК, |
АБЗ ЗАО «Лемминкяйнен ДорСтрой», Москва |
1,5 |
0,036 |
рЩМА-20, БИТРЭК, |
АБЗ ЗАО «БЕТАС», Москва |
1,9 |
0,044 |
ЩМА-15, БДУ 70/100, Топсел |
АБЗ-1, С.-Петербург |
2,2 |
0,052 |
ЩМА-15, БДУ 70/100, Топсел |
АБЗ-1, С.-Петербург |
3,9 |
0,113 |
Также было неоднократно показано, что параметры сдвигоустойчивости резиноасфальтобетонов БИТРЭК при испытании по схеме Маршалла соответствуют нормам, рекомендованным для сверхрасчетных условий при высокоинтенсивном движении транспорта, и заметно превышают параметры для смесей на битуме.
Рис. 3. Сравнительная сдвигоустойчивость при испытании по схеме Маршалла
Относительная сдвигоустойчивось резиноасфальтобетонов БИТРЭК, рассчитанная по результатам испытаний по схеме Маршалла, почти в два раза превышает сдвигоустойчивость асфальтобетонов того же типа на битуме, что хорошо согласуется с результатами испытаний по стандарту EN 12697-22:2003.
Рис.4. Относительная интегральная сдвигоустойчивость (С50 • tg)
Обследование участков дорожных покрытий, проведенное по инициативе сотрудников РосдорНИИ в рамках задания РОСАВТОДОРА аномально жарким летом 2010 года в Москве, подтвердило полученные результаты лабораторных исследований и показало, что резиноасфальтобетоны БИТРЭК успешно выдержали экстремально высокие температуры эксплуатации в условиях московских транспортных нагрузок. Величина сдвиговых деформаций и колейности на участках покрытий из резиноасфальтобетонов БИТРЭК наименьшая из обследованных.
Кроме того, при проведении обследования был зафиксирован новый эффект – температура поверхности этих покрытий на 10-12° ниже, чем у типовых асфальтобетонов при одинаковых условиях инсоляционного нагрева. Так температура поверхности покрытия на обычном ЩМА составила +56-58°С, а на рядом расположенном участке рЩМА на БИТРЭКе +47°С. Этот эффект, наряду с высокими модулями упругости и уникальной усталостной долговечностью резиноасфальтобетонов, создает дополнительные возможности для борьбы с колееобразованием.
Анализ результатов комплекса проведенных испытаний позволяет характеризовать резиноасфальтобетоны БИТРЭК как прочные и достаточно жесткие материалы с высокой усталостной прочностью, устойчивостью к колееобразованию и сдвиговым деформациям в области положительных температур. В области отрицательных температур они отличаются повышенной трещиностойкостью и деформативностью. То есть, применение резиноасфальтобетонов БИТРЭК значительно расширяет температурный интервал эффективной эксплуатации дорожных покрытий.
Их рекомендуется применять для устройства верхних слоев покрытий и слоев износа в условиях высокоинтенсивного и грузонапряженного движения транспорта, а также для устройства дорожного покрытия искусственных сооружений.
Многолетний практический опыт устройства покрытий магистралей и улиц г. Москвы и других регионов показал, что дорожные покрытия из резиноасфальто-бетонов на основе БИТРЭК значительно долговечнее, чем из обычных асфальтобетонов на битуме и заметно меньше подвержены колееобразованию.
Скачать -