Transcript 1. Опыт применения битумнорезинового вяжущего на

Воронков Н.А., главный инженер Управления «Мосавтодор»
Славуцкий М.А., директор ГУП МО «ЛИЦ»
Опыт применения
битумнорезинового вяжущего
на
автомобильных дорогах
Московской области
1. Опыт применения битумнорезинового вяжущего на
автомобильных дорогах Московской области в 2002 – 2005
годах.
• В 2002 – 2005 годах Управлением «Мосавтодор» были
построены экспериментальные участки автодорог с
применением битумнорезинового вяжущего (БИТРЭК).
№№
Наименование дороги
Протяженность, км
год
1
п.Луговая, ул. Фрунзе
0,42
2002
2
Орехово-Зуево, ул. Ленина
Ногинск, пересечение ул. 3-го
Интернационала и ул. Бабушкина
0,24
2002
0,04
2003
4
Домодедово, ул. Кирова
0,88
2003
5
Клин, ул. Маяковского
1,32
2004
6
Нахабино, ул. Красноармейская
0,805
2004
7
Подольск, Центральный проезд
1,38
2004
8
Подольск, ул. Лобачева
0,676
2004
9
Домодедово, ул. Кирова
0,521
2004
10
Звенигород, ул. Маяковского
0,996
2005
3
Опыт работ по внедрению битумнорезинового вяжущего в
2002 – 2005 годах позволяет сделать следующие выводы:
•
•
•
•
асфальтобетон на битумнорезиновом вяжущем имеет физико-механические
свойства, по ряду параметров превышающие свойства асфальтобетона на
битумном вяжущем;
технология работы с асфальтобетоном на битумнорезиновом вяжущем
более сложная, чем с асфальтобетонами на битумном вяжущем;
стоимость битумнорезинового вяжущего значительно превышает стоимость
битумного вяжущего;
в целом по опыту 2002 – 2005 годов совокупность отрицательных свойств
битумнорезинового вяжущего (высокая стоимость, низкая технологичность)
сравнима с совокупностью положительных свойств битумнорезинового
вяжущего (улучшение физико-механических параметров асфальтобетона).
Это обстоятельство осложнило внедрение битумнорезинового вяжущего на
автомобильных дорогах Московской области.
В настоящее время практически все участки с асфальтобетонным покрытием
на основе битумнорезинового вяжущего, устроенные в 2002 – 2005 годах,
перекрыты асфальтобетоном. Срок службы этих участков не превысил срок
службы аналогичных участков на обычном асфальтобетоне.
Как показали работы ГУП МО ЛИЦ по исследованию процессов
уплотнения асфальтобетона с различным процентным
содержанием резиновой крошки в битуме:
• наличие резиновой крошки снижает зависимость процесса
достижения необходимой плотности асфальтобетона от
температуры
• рост содержания резиновой крошки повышает требуемые для
достижения необходимого уплотнения напряжения при
уплотнении
• при содержании резиновой крошки 5% в битуме, напряжение
при уплотнении должно возрасти в 1,2 – 1,5 раза по сравнению
с асфальтобетоном без резиновой крошки для достижения
необходимой плотности
• при содержании резиновой крошки 10% в битуме,
напряжение должно быть в 1,3 – 1,75 раза выше, чем для
асфальтобетона без резиновой крошки.
2. Опыт устройства экспериментальных участков
щебнемастичного асфальтобетона на автомобильной дороге
«Москва-Егорьевск-Тума-Касимов», в том числе с применением
стабилизирующих добавок Унирем и Битрэк в 2012 году.
•
•
•
•
•
В ГУП МО «Лабораторно-исследовательский центр» в 2012 году
были проведены сравнительные испытания щебнемастичных
асфальтобетонов с экспериментальных участков автодороги
«Москва-Егорьевск-Тума-Касимов» км 18+450 – км 30+000 со
следующими добавками:
ЩМА со стабилизирующей добавкой (целлюлозное волокно),
ЩМА на ПБВ со стабилизирующей добавкой (целлюлозное
волокно),
ЩМА с добавкой Унирем,
ЩМА с добавкой МКА Эластен,
ЩМА с добавкой Битрэк.
Результаты испытаний физико-механических свойств асфальтобетонных
смесей с применением различных добавок, доставленных с
экспериментальных участков автодороги «Москва - Егорьевск - Тума Касимов» км 18+450-км 30+000
№
п/п
Наименование
показателей
ЩМА со
стабилизирующе
й добавкойцеллюлозное
волокно
ЩМА на ПБВ со
стабилизи
рующей добавкой целлюлозное
волокно
ЩМА +
стабилизиру
ющая
добавка
Унирем
ЩМА +
стабилизирую
щая добавка
МКА Эластен
ЩМА +
стабилизиру
ющая
добавка
Битрэк
Требования
ГОСТ 310152002
Переформованные образцы
1.
2.
Средняя плотность, г/см³
Водонасыщение, %
2,49
2,46
2,50
2,49
2,49
-
2,9
2,3
3,1
3,3
3,2
1,0-4,0
3.
Предел прочности при
сжатии при 50 °С, МПа
0,55
0,80
0,81
0,85
1,04
не менее 0,65
4.
Предел прочности при
сжатии при 20 °С, МПа
2,2
2,6
3,4
3,1
3,2
не менее 2,2
5.
Предел прочности при
сжатии при 0 °С, МПа
6,8
7,0
8,0
7,4
7,4
-
6.
Предел прочности на
растяжение при расколе,
МПа
3,3
3,4
4,1
2,9
3,2
2,5-6,0
0,94
0,92
0,92
0,80
0,96
не менее 0,93
0,18
0,26
0,26
0,31
0,27
не менее 0,18
1,14
1,04
0,97
1,29
0,91
не менее 0,85
7.
8.
9.
Коэффициент
внутреннего трения
Сцепление при сдвиге,
МПа
Водостойкость
По результатам испытаний физико-механических свойств
асфальтобетонной смеси ЩМА с применением различных
добавок можно сделать следующие выводы:
•применение стабилизирующих добавок Унирем, МКА Эластен,
Битрэк, а также применение ПБВ значительно повышают предел
прочности при сжатии асфальтобетонной смеси во всех температурных
диапазонах, а также значительно повышают сцепление при сдвиге
асфальтобетонной смеси;
•однако применение стабилизирующей добавки Унирем, МКА
Эластен, а также применение ПБВ со стабилизирующей добавкой целлюлозное волокно снижают коэффициент внутреннего трения
асфальтобетонной смеси;
•у асфальтобетонной смеси со стабилизирующей добавкой МКА
Эластен показатель коэффициента внутреннего трения значительно
ниже по сравнению с асфальтобетонной смесью, приготовленной с
применением стабилизирующих добавок Унирем, Битрэк, ЩМА на ПБВ
со стабилизирующей добавкой - целлюлозное волокно и ЩМА со
стабилизирующей добавкой - целлюлозное волокно.
Результаты экстрагирования асфальтобетонной смеси ЩМА с
применением различных добавок
№ пробы
Содержание битумного
вяжущего, % по массе
Стабилизирующая
добавка, % по массе
ЩМА на ПБВ со
стабилизирующей добавкой целлюлозное волокно, проба
№1151
6,6
0,5- целлюлозное волокно
ЩМА + стабилизирующая
добавка «Унирем», проба №
1582
6,3
0,9 - «Унирем»
ЩМА со стабилизирующей
добавкой - целлюлозное
волокно № 1198
6,1
0,3- целлюлозное волокно
ЩМА +стабилизирующая
добавка «МКА Эластен»,
проба № 1290
6,0
0,5- «МКА Эластен»
7,3
0,2- «Битрэк»
5,5-6,0
0,2-0,5
ЩМА + стабилизирующая
добавка Битрэк, проба №
1637
Рекомендации ГОСТ 310152002
для ЩМА - 20
Сравнительные результаты испытаний по определению расчетных значений
модуля упругости асфальтобетонной смеси ЩМА с применением различных
добавок:
Асфальтобетон
Среднее расчетное значение модуля
упругости для асфальтобетонных
образцов, МПа
ЩМА со стабилизирующей добавкой целлюлозное волокно
3350
ЩМА + стабилизирующая добавка
«Унирем»
2850
ЩМА + стабилизирующая добавка МКА
Эластен
3100
ЩМА на ПБВ со стабилизирующей
добавкой - целлюлозное волокно
2470
ЩМА + стабилизирующая добавка Битрэк
2600
Согласно ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд»
нормативное значение кратковременного модуля упругости для плотного и
высокоплотного асфальтобетонов при температуре +10°С составляет 3200 МПа.
Наибольшим расчетным модулем упругости обладает
асфальтобетонная смесь ЩМА со стабилизирующей добавкой целлюлозное волокно, незначительно превышающая
нормативные значение модуля упругости для плотного и
высокоплотного асфальтобетонов согласно ОДН 218.046-01
«Проектирование нежестких дорожных одежд».
Асфальтобетонная смесь ЩМА с применением
стабилизирующих добавок Унирем, МКА Эластен, обладает
близкими, но меньшими расчетными модулями по сравнению с
полученным расчетным модулем для ЩМА со
стабилизирующей добавкой - целлюлозное волокно, и
нормативным значением модуля упругости для плотного и
высокоплотного асфальтобетонов согласно ОДН 218.046-01
«Проектирование нежестких дорожных одежд».
ЩМА на ПБВ со стабилизирующей добавкой - целлюлозное
волокно и ЩМА + стабилизирующая добавка Битрэк имеют
наименьший модуль упругости.
С уверенностью можно сказать, что применение стабилизирующих добавок
Унирем, МКА Эластен, Битрэк, а также ПБВ со стабилизирующей добавкой целлюлозное волокно значительно повышают предел прочности при сжатии
асфальтобетонной смеси во всех температурных диапазонах, сцепление при
сдвиге асфальтобетонной смеси.
Асфальтобетонная смесь ЩМА со стабилизирующей добавкой МКА Эластен,
имеет самый низкий показатель коэффициента внутреннего трения по
сравнению с другими испытанными асфальтобетонными смесями.
Асфальтобетонная смесь ЩМА с применением стабилизирующих добавок
Унирем, МКА Эластен обладает близкими, но меньшими расчетными
модулями упругости по сравнению с полученным расчетным модулем
упругости для ЩМА со стабилизирующей добавкой - целлюлозное волокно и
нормативным значением модуля упругости для плотного и высокоплотного
асфальтобетонов согласно ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких
дорожных одежд».
ЩМА на ПБВ со стабилизирующей добавкой - целлюлозное волокно и ЩМА +
стабилизирующая добавка Битрэк показал наименьший расчетный модуль
упругости для асфальтобетона.
В целом можно отметить, что для комплекса параметров, полученных при
испытании асфальтобетонных смесей, наилучшими физико-механическими
свойствами обладает асфальтобетонная смесь ЩМА со стабилизирующей
добавкой Унирем. Однако при принятии окончательного решения
необходимо учитывать тот факт, что данные свойства получены при введении
добавки от 1,8 ÷ 4,5 раз больше, чем все остальные добавки.
3. Основные выводы по опыту применения
битумнорезинового вяжущего на автомобильных дорогах
Московской области.
3.1. Применение вяжущего на основе сочетания резиновой крошки и
битума для целей производства дорожного асфальтобетона технически
возможно. Однако полученный материал имеет несколько иные
свойства, чем обычный асфальтобетон. Этот факт должен учитываться
на всех стадиях – от проектирования дорожных одежд до технологии
производства и укладки асфальтобетонов на вяжущем на основе
сочетания резиновой крошки и битума.
3.2. Применение вяжущего на основе сочетания резиновой крошки и
битума имеет для дорожников не только положительные последствия
(гипотетическое увеличение срока службы), но и вполне реальные
отрицательные последствия (увеличение необходимой толщины слоев,
технологические сложности в обеспечении качества). Поэтому, чем
ниже стоимость битумнорезинового вяжущего для дорожников, тем
выше вероятность внедрения больших объемов этого материала.