Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА): ГОСТ, свойства и характеристики

Щебеночно-мастичный асфальтобетон - это оптимально подобранный состав минеральных материалов, которые призваны обеспечить конструкции дорожного покрытия высокую водонепроницаемость, сдвигоустойчивость и повышенную шероховатость.

В чем особенность?

Такие асфальтобетонные смеси обладают особой структурой, благодаря которой укладка возможна тонкими слоями. Это позволяет снизить удельный расход материала. Цена сырья для приготовления такого асфальтобетона выше по сравнению с производством традиционного асфальтобетона, однако он не уступает ему в рентабельности.

Государственные стандарты и состав

Щебеночно-мастичный асфальтобетон, который изготавливается по ГОСТ 31015-2002, на первый взгляд, можно было бы отнести к группе классических дорожных покрытий, созданных на базе нефти и битумных вяжущих. Однако это не так. Структурными особенностями и компонентным составом эта смесь выделяется среди конкурентов.

Основа материала формируется жестким каркасом из щебня, что и объясняет высокую устойчивость к пластическим деформациям. Внутри содержится большой объем битумного вяжущего, который занимает свободное пространство между заполнителями. Это сокращает остаточную пористость, которая составляет 1% или меньше. Что позволило получить долговечное покрытие, которое в процессе эксплуатации проявляет высокую устойчивость к климатическим и интенсивным транспортным воздействиям.

Основная область использования

Автомобильные дороги (ГОСТ 31015-2002) обычно устраиваются с применением асфальтобетона. Одной из основных областей использования этого материала является еще и устройство верхних слоев:

• покрытий дорог;
• городских улиц;
• аэродромов;
• площадей.

Использовать состав могут еще и при капитальном ремонте верхних слоев покрытий. Применяется асфальтобетон и для создания долговечных и качественных площадей и площадок.

Основные свойства

Щебеночно-мастичный асфальтобетон имеет в составе следующие ингредиенты:

• щебень;
• стабилизирующую добавку;
• битум;
• минеральный порошок.

1-й содержится в объеме от 70 до 80%. Что касается битума, его количество по отношению к общей массе может достигать предела в 7,5 %. Если проводить сравнение с обычными асфальтобетонными смесями, описываемая отличается высоким объемом нефтяного битума и щебня.

Для защиты от расслоения и сохранения однородной структуры асфальтобетонную смесь связывают стабилизирующими добавками в виде волокон. Это особенно актуально при осуществлении дорожных работ. В зависимости от того, заполнитель какой фракции используется в производстве, асфальтобетон можно систематизировать по составу.

Если перед вами материал с маркировкой ЩМА 10, это указывает на то, что размер зерен щебня не должен быть больше 10 мм. Наиболее распространенной маркой является асфальтобетон с маркировкой ЩМА 15. Здесь нормируемый размер зерен заполнителя составляет 15 мм. Щебеночно-мастичный асфальтобетон может быть представлен маркировкой ЩМА 20. В данном случае речь идет о составе с максимальным размером зерен до 20 мм.

Смесь вышеописанных марок рекомендована к использованию при изготовлении верхних слоев дорожных покрытий толщиной до 6 см. Такие составы используются на автомагистральных автомобильных дорогах, городских улицах всех категорий в 1 - 5 климатических зонах.

Совет специалиста

Когда дорожно-строительные работы ведутся для устройства аэродромных покрытий, коэффициент сцепления и прочность на сжатие должны быть увеличены на 25 %. Использование такого бетона на скоростных дорогах, которые подвергаются интенсивному движению, позволяет добиться множества преимуществ. Это особенно верно, если проводить сравнение с традиционным асфальтовым покрытием.

Дополнительные свойства

ЩМА, ГОСТ которого был упомянут выше, имеет высокую износостойкость, длительный срок эксплуатации и низкий показатель уровня шума при движении автотранспорта. Покрытие остается стабильным при механических воздействиях, кроме того, оно характеризуется повышенным коэффициентом сцепления шин с поверхностью дороги. Износостойкость при этом не зависит от климатических условий эксплуатации. Срок эксплуатации будет выше в три раза по сравнению с аналогичными покрытиями, используемыми с теми же целями.

Основные характеристики

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) испытывается по государственным стандартам 12801-98. Согласны им, существуют определенные параметры, которые подлежат изучению, среди них следует выделить:

• предел прочности при сжатии;
• сдвигоустойчивость;
• трещиностойкость.

Предел прочности при сжатии у ЩМА 15 составляет 9 МПа, что верно при температуре в 0 ˚С. Сдвигоустойчивость эквивалентна 0,93. Рассматривая ЩМА 15, вы можете обратить внимание еще и на трещиностойкость. Для этой марки она равна 4,3 МПа.

Истинная плотность этого материала составляет 2,56 т/м³. Нормированная толщина верхнего слоя покрытия - 0,05 м. По ГОСТу ЩМА обладает массой в 0,128 т/м². Стоимость одного квадратного метра покрытия примерно равна 265 рублям.

Из чего изготавливают?

Технология асфальтобетона предусматривает определенные требования для используемых материалов, среди которых следует выделить:

• щебень;
• битумы;
• минеральный порошок;
• стабилизирующую составляющую смесь.

Что касается щебня, то его зерновой состав должен состоять из твердых горных пород. Допустимо использование дробленого материала из металлургических шлаков. Марка должна быть равна 1000 или выше. Форма зерна должна иметь кубовидный тип. По общей массе объем зерен пластинчатой и игольчатой формы не должен превышать 15%.

Морозостойкость щебня должна быть равна F50 или выше. По истираемости значение должно соответствовать марке И—1. Если вы задались вопросом о том, из чего делают асфальт, то должны знать, что в основе содержится еще и битум. Рекомендованы нефтяные битумы, которые соответствуют ГОСТ 22245–90. Использоваться могут и полимерно-битумные вяжущие. В последнем случае должно быть обеспечено требование к показателям стекания битума.

В состав могут не вводится волокнистые стабилизирующие добавки. Все используемые битумы должны иметь достаточное значения сцепления с щебнем. В ином случае необходимо ввести адгезионную присадку катионного типа. Если вы хотите знать, из чего делают асфальт, то вам должно быть известно, что в составе имеется еще и песок. Он должен быть взят из отсева дробления твердых горных пород. Марка песка должна быть равна 1000 или выше. Материал должен соответствовать ГОСТ 8736–93. Объем глинистых частиц в нем не должен быть больше 0,5%.

Минеральный порошок в составе

Дорожно-строительные работы осуществляются с использованием асфальтобетона, в котором есть минеральный порошок. Его характеристики регламентируются ГОСТ 16557-78. Его изготавливают методом дробления известковых горных пород или доломитных пород. Допустимо использование минерального порошка из отсева вулканических горных пород. Фракция частиц не должна быть больше 0,16 мм. Если в составе имеется большое количество битумного вяжущего, это непременно должно повлечь присутствие стабилизирующей добавки. Без этого компонента невозможно получить смесь с физико-механическими свойствами, которые прописаны стандартами.

Стабилизирующая составляющая смесь

По ГОСТу автомобильные дороги должны укладываться с помощью асфальтобетона, который содержит стабилизирующую составляющую. Ее свойства и вид обладают огромным значением для повышения качества конечного материала, его транспортировки, приготовления и укладки. Добавки являются структурирующими волокнистыми. Они позволяют сохранять однородность и способствуют удержанию горячего битума на поверхности щебня. Это дает возможность исключить расслоение раствора при высоких температурах, которые свойственны процессу укладки.

Свойства и характеристики щебеночно-мастичного асфальтобетона предусматривают в составе наличие стабилизирующих смесей, а именно:

• резиновой крошки;
• полимерных волокон;
• термопластичных полимеров;
• акриловых нитей;
• волокон асбеста;
• минеральных компонентов;
• продуктов на основе кремниевой кислоты;
• целлюлозных волокон.

Благодаря тому, что себестоимость производства довольно низка, а в виде волокон используются целлюлоза и фибра, а также специальные гранулы на их основе, материал в течение долгого времени удерживает битум на поверхности покрытия и исключает расслаивание состава.

Характеристики в соответствии с государственными стандартами

Горячие смеси должны быть устойчивы к расслаиванию, в том числе при хранении и транспортировке. Подобная устойчивость к отслоению обеспечивается стабилизирующими добавками, а оценку этого качества нужно осуществлять по ГОСТ 31015.

Показатель стекания не должен превышать 0,3 % по массе. Когда осуществляется подбор состава смеси, рекомендуется, чтобы показатель стекания вяжущего был равен пределу от 0,1 до 0,2 % по массе. Что касается цвета асфальта, то смесь должна иметь однородный блестящий черный цвет, ей должна быть свойственна однородность, которая оценивается по ГОСТ 12801. Вариация показателя не должно быть больше 0,18 % при температуре в 50 ˚С.

Технология устройства покрытия

Смеси асфальтобетонные и щебеночно-мастичный асфальтобетон должны укладываться в сухую погоду. Если работы ведутся весной, то температура окружающего воздуха не должна быть ниже + 5 ˚С. Осенью этот показатель составляет + 10 ˚С. Основание должно быть сухим и обладать положительной температурой.

В состав работ входят некоторые технологические операции. На первом их этапе осуществляются подготовительные работы. Далее ведется приемка асфальтобетонной смеси и ее выгрузка в бункер асфальтоукладчика, если применяется именно он. Может использоваться и другой механизм. Затем смесь укладывается асфальтоукладчиком и уплотняется катком.

Если работы ведутся с применением горячих асфальтобетонов, их доставляют на место проведения работ самосвалами с чистыми кузовами, которые имеют систему подогрева. Смесь накрывается водонепроницаемым тентом. Укладка должна вестись непрерывными темпами, ее необходимо согласовать с производительностью заводом. Темп работ регламентируется соответствующей документацией и прописывается в проекте производства работ.

Для укладки смеси следует использовать асфальтоукладчики с автоматической системой обеспечения поперечного уклона и ровности покрытия. Для уплотнения покрытий используются дорожные катки, масса которых достигает 18 т. При устройстве покрытий осуществляются подготовительные работы. Они предусматривают установку ограждений и дорожных знаков.

Перед укладкой слоя из горячего асфальтобетона нужно убедиться в ровности и качестве нижележащего покрытия. Основание следует очистить от пыли и грязи, обработав органическим вяжущим на основе битумной эмульсии. С этой целью можно использовать жидкий дорожный битум.

Укладка асфальтобетона ведется без остывших продольных стыков на ширину проезжей части. Количество одновременно работающих укладчиков должно быть назначено с учетом ширины уплотняющих рабочих органов. Шаг между асфальтоукладчиками, работающими одновременно по соседству, не должен быть выше 30 м. Для того чтобы получить ровную поверхность покрытия, необходимо обеспечить постоянную скорость и непрерывность укладки. Первая из упомянутых зависит от равномерности доставки смеси к асфальтоукладчику и обычно варьируется от 2 до 4 м в минуту.

Смесь должна выступать из кузова автомобиля во время укладки максимально равномерно. Для того чтобы добиться слоя постоянной толщины и нужной ровности, следует обеспечивать равномерное давление материала на плиту. В начале смены, когда производится возобновление укладки после перерыва, следует прогреть поперечный стык. Заглаживающая плита при этом устанавливается на ранее уложенное покрытие. Шнековая камера после постепенно наполняется смесью.

В заключение

Цвет асфальта регламентируется государственными стандартами. Но это - не единственная характеристика, на которую следует обращать внимание при оценке качества асфальтобетона. Если состав был изготовлен согласно правилам, то он будет способствовать снижению шума при движении транспорта, прослужит значительно больший срок, будет устойчив к образованию колеи.