Что лучше щма 15 или щма 20
Щебёночно-мастичный асфальтобетон
Весьма популярным материалом для прокладки дорог стал асфальт. Изобретён был данный материал, исключительно на природных материалах. Камень дроблённый послужил наиболее важным компонентом, который стал добавляться во все типы и виды асфальта. Смола помогала создать однородную массу, которая в сочетании с песком стала эластичной и вязкой. На сегодняшний день существует несколько видов асфальта, которые изготовляются по определённой технологии, с соблюдением гост и имеют определённое назначение.
Асфальтобетон ЩМА – как универсальное дорожное покрытие
Как правило, в любом городе существуют дорожные автомобильные направления и часть дорожного полотна предназначенная для пешеходов и малой техники. Любое дорожное асфальтное полотно имеет свою плотность, но исходя из процесса изготовления дорог, одного полотна зачастую недостаточно. Верхний слой дороги, который позволяет усилить сцепление колёс транспорта с дорогой, всегда «ложиться» с верху и имеет свою весьма уникальную структуру. Этот слой относится к виду такого асфальта как щебеночно мастичная дорога. Она всё больше набирает популярность в применении, но изготовить её можно исключительно на специализированном оборудовании.
Компоненты щебеночно мастичного дорожного полотна
Стоит отметить, что, как и любые асфальтобетоны, этот вид имеет определённые компоненты, которые и создают весьма мягкий, но в тоже время прочный верхний слой.
Всё об асфальтировании / Справочник / Щебеночно-мастичный асфальтобетон
Общие сведения о щебеночно-мастичном асфальтобетоне (ЩМА)
Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) — уплотненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь.
Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) — искусственный дорожно-строительный материал, представляющий собой смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), битумного вяжущего и стабилизирующей добавки.
Назначение и область применения ЩМА
Основным назначением щебеночно-мастичного асфальта является устройство верхних слоев дорожного покрытия толщиной от 3 до 6 см. В некоторых случаях, когда дорожное покрытие находится в хорошем состоянии, но все же требует некоторого улучшения поверхностных эксплуатационных характеристик (шероховатости, уровня сцепления с шинами), щебеночно-мастичный асфальт может применяться для тонкослойной поверхностной обработки.
Главной сферой применения щебеночно-мастичных смесей является асфальтирование автомобильных дорог I–III категории, городских улиц с интенсивным движением, а также скоростных трасс с высокой транспортной нагрузкой. Помимо этого, с каждым годом растет популярность щебеночно-мастичного асфальта в качестве материала для устройства взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек на аэродромах.
Типовой состав и технология производства щебеночно-мастичного асфальта
Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь включает в свой состав 3 компонента:
Щебень (каменный минеральный материал) образует структурный каркас щебеночно-мастичной смеси, а мастика заполняет пустоты в щебеночном каркасе (объём которых составляет около 20 %).
Мастика — асфальтовое вяжущее вещество, представляющее собой смесь песка, минерального порошка, битумного вяжущего и стабилизирующей добавки.
В качестве минерального материала при приготовлении щебеночно-мастичной смеси используется щебень, песок, а также минеральный порошок.
В качестве битумного вяжущего при приготовлении щебеночно-мастичных смесей используется вязкий нефтяной дорожный битум с модифицирующими добавками или без них, а также полимерно-битумные вяжущие (ПБВ).
Стабилизирующая добавка является обязательным компонентом щебеночно-мастичного асфальта. Она требуется для того, чтобы удерживать битумное вяжущее на поверхности зерен минерального материала, препятствуя таким образом расслаиванию, которое может возникать во время промежуточного хранения и транспортировки горячей щебеночно-мастичной смеси к месту укладки. В качестве стабилизирующей добавки применяются целлюлозные волокна или прессованные гранулы из целлюлозных волокон, а также полимерные или минеральные волокна. Наибольшее распространение получили стабилизирующие добавки для ЩМА на основе целлюлозных волокон (VIATOP, TOPCEL, ANTROCEL и др.).
Технология производства щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси аналогична приготовлению обычных асфальтобетонных смесей и осуществляется в стандартных асфальтосмесительных установках, дополнительно оборудованных системой подачи стабилизирующей добавки.
Виды щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей
Согласно действующему в Украине ДСТУ Б.В.2.7-127:2015 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный. Технические условия» в зависимости от фракции щебня различают следующие виды ЩМА:
Европейские нормы на щебеночно-мастичный асфальт (European standard for SMA prEN 13108-6) предусматривают следующие его виды в зависимости от фракции щебня:
Помимо указанных видов, европейские нормы допускают применение в ЩМА как более мелких фракций (до 4 мм), так и более крупных фракций щебня (до 40 мм).
Отличие ЩМАС от обычных асфальтобетонных смесей
Горячие уплотняемые щебеночно-мастичные смеси являются самостоятельной разновидностью асфальтобетонных смесей. К основным отличиям ЩМА от обычного асфальтобетона можно отнести:
Основные преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона
Многолетняя практика применения щебеночно-мастичного асфальта в дорожно-строительной отрасли и большое количество проведенных испытаний, подтверждают его высокую эффективность, экономическую целесообразность и удобство использования для устройства верхних асфальтированных слоев дорожного покрытия. На сегодняшний день, во многих развитых странах щебеночно-мастичный асфальт становится основным материалом, применяемым при асфальтировании скоростных дорог, автомагистралей и взлетно-посадочных полос аэродромов. Основными его преимуществами являются:
Совокупность вышеперечисленных преимуществ щебеночно-мастичного асфальтобетона позволяет существенно увеличить межремонтные сроки дорожного покрытия, повысить комфорт, качество и безопасность движения.
История создания щебеночно-мастичного асфальта
Щебеночно-мастичный асфальт был разработан в Германии в 60-х годах XX века. Возросшая интенсивность колееобразования, разрушение дорожного покрытия вследствие роста числа транспортных средств, а также активного использования шипованных автомобильных шин (также изобретенных в 60-х годах), положили начало разработкам и испытаниям нового дорожно-строительного материала.
На начальном этапе борьбы с разрушением асфальтированных покрытий и возросшей колейностью, проблемы решались заливкой дефектных участков специальной мастикой с последующей присыпкой щебнем и уплотнением. Отремонтированные таким образом участки покрытия показали высокую степень износостойкости. Но технология имела ряд существенных недостатков, а именно: высокую стоимость работ и низкую, по причине большого объема ручного труда, производительность.
Для устранения этих недостатков было принято решение перенести процесс приготовления смеси на стационарный асфальтобетонный завод. Однако, при транспортировке приготовленной на заводе щебеночно-мастичной смеси к объекту асфальтирования, появилась другая проблема — расслаивание смеси (вытекание битумного вяжущего с поверхности минерального заполнителя).
Ключом к решению этой проблемы стало применение стабилизирующей добавки на основе целлюлозных волокон. Оригинальный патент на идею использования натуральных целлюлозных волокон в качестве стабилизирующей добавки для щебёночно-мастичных смесей (препятствующей вытеканию вяжущего) был выдан 30 июля 1968 года строительной компании «Strabag SE».
В дальнейшем, при проведении многочисленных испытаний, неоднократно подтверждалось, что асфальтируемые с применением щебёночно-мастичных асфальтобетонных смесей дорожные покрытия обладают более высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению с обычными асфальтобетонными. Закономерным итогом этого стало то, что в 1984 году в Германии был принят первый стандарт на применением ЩМА при выполнении работ связанных с асфальтированием верхних слоев дорожного покрытия.
В настоящее время, во многих странах мира щебеночно-мастичный асфальт широко используется в качестве материала для верхних защитных слоев дорожного покрытия. Щебеночно-мастичные смеси постепенно вытесняют другие типы асфальтобетонных смесей, предназначенные для устройства защитных и конструктивных слоев.
Государственный стандарт на ЩМА в Украине
В Украине первый стандарт на щебеночно-мастичный асфальт (ДСТУ Б В.2.7-127:2006) был принят в 2006 году. С 10 августа 2015 года приказом №191 Министерства регионального развития, строительства и жилищно-коммунального хозяйства Украины введен в действие новый стандарт на ЩМАС и ЩМА ДСТУ Б.В.2.7-127:2015 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный. Технические условия».
Стандарт распространяется на горячие щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебеночно-мастичный асфальтобетон, которые применяются для устройства верхних слоев покрытия автомобильных дорог, аэродромов, мостов, улиц населенных пунктов, площадей, проездов, дорог и площадок промышленных предприятий.
Технология асфальтирования с применением щебеночно-мастичных смесей
Эксплуатационные характеристики и долговечность дорожного покрытия из ЩМА в значительной степени зависят от соблюдения правил и требований по транспортировке щебеночно-мастичного асфальта к объекту проведения работ, его укладке и качеству уплотнения.
Возможные дефекты связанные с нарушением технологии укладки ЩМА
Несоблюдение и нарушение правил транспортировки, укладки и уплотнения щебеночно-мастичной смеси, может приводить к появлению следующих дефектов:
Цены на щебеночно-мастичный асфальт и стоимость работ по его укладке
Производство щебеночно-мастичной смеси обходится примерно на 30–40 % дороже обычной асфальтобетонной смеси типа «А». Более высокая стоимость ЩМА обусловлена использованием большего количества битумного вяжущего и высококачественного щебня, а также применением дорогостоящих стабилизирующих добавок (которые, в большинстве своем импортные). По состоянию на июнь 2015 года стоимость одной тонны щебечно-мастичной смеси марки «ЩМАС-10 с добавкой Likomont» составляла — 2049 грн, а стоимость самой дорогой мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа «А» — 1480 грн (цены ПАО «Асфальтобетонный завод» г. Киев на 10.06.2015 г.). Таким образом, разница в цене между обычной асфальтобетонной смесью и ЩМА — 38 %.
Стоимость укладки 1 м 2 щебеночно-мастичного асфальта в среднем на 10–20 % выше стоимости асфальтирования с применением обычного мелкозернистого асфальта. Разница в цене обусловлена тем, что укладка ЩМА является более технологичным, квалифицированным и трудоемким процессом, нежели традиционное асфальтирование. Таким образом, разница в цене устройства 1 м 2 обычного асфальтобетона и качественного дорожного покрытия из ЩМА может составлять 40–60 % (30–40 % — разница в цене материала и 10–20 % — разница в стоимости работ).
Тем не менее, несмотря на высокую стоимость самого материала и работ по его укладке, применение щебеночно-мастичного асфальта является экономически выгодным и оправданным, т. к. ЩМА может укладываться более тонким слоем и при этом имеет более длительный срок службы (в 2–3 раза больше обычного асфальтобетона), что снижает эксплуатационные затраты на содержание дороги.
Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы
О применении щебеночно-мастичного асфальтобетона в дорожном строительстве
Поделиться
Подписывайтесь на Stroi.mos.ru
В последние годы в нашей стране все больше применяется щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) для устройства верхних слоев покрытия дорожных магистралей. Этот материал имеет специфические эксплуатационные показатели, а именно : долговечность слоя, пониженный уровень шума, устойчивость к образованию колеи и др.
Кроме основных компонентов в состав ЩМА входит еще и стабилизирующая добавка.
ЩМА (ГОСТ 31015-2002) отличается от асфальтобетонных смесей по ГОСТ 9128-2013 тем, что в нем содержится больше щебня (до 80 % по массе) и битума (до 7,5% по массе).Стабилизирующая добавка позволяет удерживать в материале большое количество битума. ЩМА можно укладывать слоем меньшей толщины, чем горячий асфальтобетон, т.о. снижается расход смеси на 1 кв.м покрытия.
Для ЩМА нормируется как зерновой состав, так и содержание битума и стабилизирующей добавки.
В соответствии с ГОСТ 31015-2002 щебеночно-мастичные смеси подразделяют на виды:
Зерновые составы минеральной части смесей и асфальтобетона должны соответствовать
Смеси щебеночно-мастичные должны быть устойчивы к расслаиванию и быть однородными.
Однородность смесей оценивают коэффициентом вариации показателей предела прочности при сжатии при температуре 50° С, который должен быть не более 0,18.
Устойчивость к расслаиванию определяется методом стекания вяжущего, суть которого заключается в способности смеси удерживать битум, предельное значение которого должно быть не более 0,20 % по массе пробы, рекомендуемые пределы показателя от 0,07 до 0,15 %.
Температура смеси в зависимости от используемого битума при отгрузке потребителю и при укладке должна соответствовать значениям, приведенным в таблице
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
В ЩМА применяют щебень фракций 5-10, 10-15, 15-20 по ГОСТ 8267- 93
Марка по дробимости щебня из изверженных и метаморфических горных пород должна быть не менее 1200, из осадочных горных пород, гравия и металлургических шлаков не менее 1000, марка щебня по истираемости должна быть И1, и по морозостойкости должна быть не ниже F50.
Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы должно быть не более 15% по массе.
Для ЩМАС применяется песок из отсевов дробления горных пород, который должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93.
Минеральный порошок должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 52129-2003.
В качестве стабилизирующей добавки применяют нижеперечисленные разновидности:
1) волокна и гранулы из целлюлозы,
2) гранулы на основе асбеста,
3) добавки на основе резиновых частиц,
4) высокопрочные акриловые волокна
Наибольшее применение получили стабилизирующие добавки на основе целлюлозы, которую получают путем переработки растительного сырья.
В настоящее время больше всего используются добавки на основе целлюлозы, которая используется либо в виде измельченного волокна или в виде гранул. Целлюлозное волокно должно иметь ленточную структуру нитей длиной от 0,1 мм до 2,0 мм.
Гранулы представляют собой спрессованные волокна, обработанные вяжущим.
При производстве ЩМАС можно применять битумы нефтяные дорожные вязкие (БНД) и полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) на основе блоксополимеров типа СБС. Для II дорожно-климатической зоны рекомендован битум с глубиной проникания иглы 60-130 единиц.
Большое количество вяжущего препятствует прохождению влаги внутрь слоя, при этом увеличивается долговечность покрытия.
ЩМАС относят к самостоятельной группе дорожно-строительных материалов. ЩМА отличается от обычного а/б тем, что к нему применяется жесткий допуск по размеру щебня. Это связано с наличием большого объема пустот, которые заполняются битумной мастикой. Мастика получается на основе зерен крупностью менее 2,5 мм с содержанием минерального порошка 8-13 %. Каркас смеси составляет фракционированный щебень желательно кубовидной формы фракций 5-10 мм, 10-15 мм, 15-20 мм в количестве 70-80% по массе. Зерна щебня имеют между собой непосредственный контакт, поэтому появляется повышенная сдвигоустойчивость ЩМА. По этой причине они рекомендуются для применения в условиях интенсивного движения автомобилей. Покрытие из ЩМА характеризуется высокой износостойкостью к истирающему действию шипованных шин.
В отличие от обычных асфальтобетонов каркасная структура ЩМА имеет наивысшую жесткость, благодаря этому происходит перераспределение основной части нагрузки от верхнего слоя покрытия к нижележащим слоям. Эта особенность ЩМА ведет к повышению устойчивости к образованию колеи материала покрытия.
В 2016 году сотрудники лаборатории испытаний конструктивных слоев дорожных одежд и грунтов в своей практической деятельности часто испытывали щебеночно-мастичные асфальтобетоны, которые были использованы в верхних слоях покрытий дорожной одежды.
В лабораторных условиях исследовался зерновой состав, определялись плотность кернов, отобранных из конструктивных слоев дорожной одежды, а также водонасыщение. По результатам испытаний, проведенных специалистами лаборатории испытаний конструктивных слоев дорожных одежд и грунтов, Центром экспертиз было выдано 12 % отрицательных заключений по несоответствию показателя водонасыщения, а также 27% отрицательных заключений по несоответствию зернового состава асфальтобетонной смеси требованиям ГОСТ 31015-2002.
Водонасыщение асфальтобетона –это заполнение всех его пор влагой. Следовательно, что повышенное водонасыщение асфальтобетона характеризует его пористость, т.е. недостаточное уплотнение.
Причины повышенного водонасыщения асфальтобетона:
1) нарушение технологии устройства дорожного покрытия: несоблюдение температурного режима асфальтобетонной смеси при уплотнении, укладка ее в дождливую погоду или при отрицательных температурах, малое количество проходов катка;
2) некачественная асфальтобетонная смесь : пониженное содержание битума, зерновой состав не соответствует требованиям ГОСТ 31015-2002.
Также причиной несоответствия зернового состава могут быть как техническая неисправность на АБЗ, при которой происходят недопустимые отклонения дозирования исходных материалов на АБЗ, (погрешность дозирования не должна превышать:
для минерального порошка и битума ± 1,5%;
так и просто человеческий фактор – ошибка оператора на пульте дозирования материалов.
Таким образом, необходимо установить контроль за качеством поступающих исходных материалов, рецептурой и непосредственно за качеством выпускаемой щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси непосредственно на АБЗ.
Ведущий инженер Пагнуева Е.П.
Использованная литература:
— журнал «Строительная техника и технологии» № 3 2002 г.;
— Костин В.И. «Щебеночно-мастичный асфальтобетон для дорожных покрытий»
Щебеночно мастичные асфальтобетонные смеси — технология укладки
Среди разновидностей асфальтовых покрытий выделяется щебеночно-мастичный асфальтобетон, его отличает повышенные показатели упругости, водостойкости и сдвигоустойчивости. Использованные при изготовлении материала стабилизирующие компоненты делают покрытие шероховатым и стойким к расслаиванию.
Материал был разработан в 60-х годах XX века в Германии и быстро распространился по всему миру. За границей представлено более десятка видов ЩМА, в нашей стране только три — представлены ЩМА 10, 15 и 20.
Особенности
Щебеночно-мастичный асфальтобетон долговечное покрытие, которое используют по всему миру. Основа материала – каркас из щебня высокого качества, он позволит повысить стойкость к деформации готового покрытия.
Объем битумного раствора больше, чем у конкурентов. Он заполняет все доступное пространство, что снижает пористость массы. По итогу получается покрытие устойчивое к внешним воздействиям и сроком эксплуатации в несколько раз больше других видов асфальтобетона.
Основные отличия от других асфальтобетонных смесей:
Жесткие требования к размеру частиц щебня связаны с — наличием большого объема пустот, которые заполняются мастикой из битума и возведением каркаса. Частицы щебня взаимодействуют между собой, а это способствует повышению показателей сдвигоустойчивости.
Покрытие из ЩМА обладает высокими показателями износостойкости даже при использовании шипованных шин, и предохраняет дорогу от возникновения колеи.
Состав асфальтобетона ЩМА
Состав щебеночно-мастичного асфальтобетона строго регулируется ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные».
При изготовлении используются следующие компоненты:
Важно! Если при изготовлении битум можно заменить полимерно-битумных вяжущим, в этом случае стабилизирующие добавки можно не использовать.
Для используемого сырья обязательно предъявляются несколько условий:
Важно! В растворе щебеночно-мастичного асфальта количество щебня от массы 70-80%, битумного вяжущего 5,5 – 7,5%.
Смеси ЩМА используются для прокладки городских дорог и скоростных автомагистралей, так же рекомендуется их применять на аэродроме, для укладки взлетных полос и сета для посадки.
Производители предлагают три варианта щебеночно-мастичных смесей асфальтобетона, главное отличие – размер щебня:
Добавки, используемые при изготовлении ЩМА
Так как в составе щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси находится повышенный объем щебня и нефтяного битума, требуется использование специальных добавок, которые стабилизуют массу и оградят ее от расслаивания.
Использование стабилизирующих добавок позволит сохранить однородность массы, насытить раствор требуемыми качествами и удержать горячий раствор на поверхности основы из щебня.
Преимущества, которые дает применение добавок:
Тип компонентов для стабилизации имеет большое значение при изготовлении и транспортировке. Они отличаются друг от друга, но главное, что все добавки повышают качества асфальта.
Стабилизирующие добавки в виде гранул и волокон выпускаются из следующих материалов:
Так же применяют добавки из различных минеральных компонентов и термопластичных полимеров.
Производители большее предпочтение отдают именно добавкам на основе целлюлозы. Компоненты находятся в доступной ценовой категории и способны необходимое время удерживать битумный раствор на щебневой основе, что в свою очередь гарантирует защиту от расслаивания массы.
Используемые волокна обязательно должны быть очищены от примесей, иметь однородную структуру и быть одной длины.
Свойства добавки на основе целлюлозы:
Добавки в виде волокон имеют несколько отрицательных качеств — они впитывают воду их окружающей среды, в том числе воздуха, поэтому необходимо внимательно отнестись к герметичности упаковки. Так же волокно плохо распределяются по смеси, а это в свою очередь увеличивает время на замешивание.
Преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона
Асфальтобетон на основе щебеночно-мастичной массы широко применяется во многих странах для любых нужд. Он обладает целым рядом достоинств, которые выгодно отличают его от других типов асфальтных покрытий.
Основные плюсы материала:
Щебеночно-мастичный асфальтобетон это улучшенный вид асфальтобетона, его технические качества способствуют комфортному и безопасному движению по дороге.
Технология производства
Изготовление раствора щебеночно-мастичного асфальта предполагает смешивание предварительно нагретых щебня и песка в специальном смесителе с постепенным добавлением других компонентов:
Температура готовки массы ШМА выше на 25 – 35 градусов больше обычных растворов. Повышенная температура требуется, потому что в отличии от обычного асфальта, смесь ложится более тонким слоем.
Важно! Заранее определитесь с видом связующей добавки.
Этапы приготовления раствора ЩМА:
Полученная масса выгружается в специально оборудованные самосвалы – кузов с подогревом и защитный тент, и перевозится к месту асфальтоукладочных работ. Раствор используется в течение нескольких часов.
По технологии укладки щебеночно-мастичного асфальтобетона разрешается его применение как в мелких ручных работах при заделывании трещин и неровностей, так и полной укладки полотна дороги.
Укладка щебеночно-мастичного асфальтобетона
Согласно технологии укладки асфальта на щебеночно-песчанную смесь работы по починке или укладки дороги проводятся только в сухую теплую погоду:
Процесс укладки щебеночно-мастичной смеси асфальтобетона
Важно! ЩМА укладывается тонким слоем, при этом сохраняет все свои технологические свойства.
Возможные проблемы и причины их возникновения
При несоблюдении правил укладки, перевоза материал или его утрамбовывания могут возникнуть различные проблемы. Самые распространенные из них:
Щебеночно-мастичный асфальтобетон по праву занимает лидирующие позиции при строительных работах по укладке дорожного покрытия. Его главные свойства – износостойкость, долговечность и безопасность, за счет шершавой поверхности, позволяют использовать материал для покрытия высоконагруженных мест — скоростных магистралей, аэропортов, морских портов.