Смеси на ПБВ для асфальтобетонных покрытий

Автор 
  • размер шрифта уменьшить размер шрифта уменьшить размер шрифта увеличить размер шрифта увеличить размер шрифта

Одним из наиболее ярких представителей полимер-битумного вяжущего для асфальтобетонных покрытий является Stylink

ПБВ Stylink обладает такими свойствами, которых не имеют традиционные битумы. Одним из них является эластичность, проявляющаяся при испытании на растяжение, когда образец вяжущего восстанавливает первоначальную длину после разгрузки, что важно при воздействии многократных повторных нагрузок от автотранспортных средств.

Применение полимер-битумных вяжущих потребовало создания новых методов испытания вяжущих веществ для дорожного строительства и новых принципов их классификации.

Традиционно битумы маркировали либо по их пенетрации, либо по вязкости. Так, широко распространенный в США битум AC-20 (Asphalt Cement-20, по пенетрации и растяжимости примерно соответствует битуму БНД 60/90) имеет при 60 °С вязкость около 200 Па·с.

В новой системе Суперпейв маркировка вяжущего ведется по эксплуатационным условиям работы покрытия (PG – Микросюрфейсинг). Во многих случаях битумы с маркой по вязкости АС-20 соответствуют по Суперпейв марке PG 64–22. Это означает, что данный битум применим при расчетной летней температуре покрытия 64°С и при расчетной зимней – минус 22°С в условиях скоростного движения средней интенсивности (до 10 миллионов проездов осей с расчетной нагрузкой 80 кН за срок службы). Расчетной летней температурой считают среднюю температуру на глубине 2 см за семь наиболее жарких последовательных дней в течение расчетного срока службы, найденную с заданной надежностью. Расчетную зимнюю температуру покрытия принимают равной наименьшей зимней температуре воздуха в течение расчетного срока службы, найденной с заданной надежностью.

Для участков с медленным движением (например, для перекрестков) либо для участков, где приведенное к расчетной нагрузке число проездов за срок службы превышает 10 миллионов, рекомендуется выбирать вяжущее на одну марку (на 6°С) «жарче», т.е. PG 70–22. Если эти условия сочетаются, то рекомендуется выбрать вяжущее на две марки «жарче», т.е. PG 76–22.

Технология Stylink позволяет модифицировать битум АС-20 от марки PG-64–22 до марок PG 70–22, PG 76–22, PG 70–28 и даже до PG 82–28. Как правило, при диапазоне расчетных температур шире 90 °С (для PG 64–22 этот диапазон равен 64–(–22)=86 °С) обычный битум не может удовлетворить требованиям стандарта Суперпейв и вместо него рекомендуется ПБВ.

Предварительной подготовки вяжущего Stylink не требуется: оно поставляется в готовом виде и используется как обычный битум без дополнительного перемешивания. Оптимальное содержание ПБВ Stylink в асфальтобетонной смеси при различных методах подбора ее состава может отличаться от оптимального содержания битума на ±0,1%. Технология смешения, укладки и уплотнения также практически не отличается от традиционной, но физико механические свойства асфальтобетона значительно улучшаются.

Испытания на кольцевом стенде Центральной лаборатории мостов и дорог Франции под действием многократных проездов колес с нагрузкой 65 кН свидетельствуют, что асфальтобетон на модифицированном вяжущем не только более устойчив к образованию колеи, но и более вынослив при изгибе. Испытывали дорожную одежду с асфальтобетонным покрытием толщиной 8,5 см на щебеночном основании толщиной 40 см. На одной секции кольцевой дорожки асфальтобетон содержал 5,1% битума с маркой по пенетрации 50/70 и с маркой по Суперпейву PG 64–22, а на другой – то же количество полимерно-битумного вяжущего Stylink с той же пенетрацией 50/70, но соответствующего по Суперпейв марке PG 76–28. Измеренные продольные относительные деформации при изгибе (относительные удлинения) в начале испытаний составляли для обеих секций около 1×10-4, а поперечные – примерно 1,1×10-4. Однако число проездов до появления сетки усталостных трещин на 50% площади полосы наката составило 625 тыс. для покрытия на битуме и 1,1 млн. для покрытия на ПБВ, т.е. модификация полимером увеличила срок службы по критерию усталости при изгибе на 76%. После 1 миллиона проездов глубина колеи для покрытия на битуме составляла 30 мм, а для покрытия на ПБВ Stylink – 17 мм.

ПБВ Stylink снижает опасность образования температурных трещин при охлаждении покрытия. В этом отношении интересен опыт работы покрытий на ПБВ в северных штатах США и в Канаде. Так, аэропорт в штате Миннесота расположен в районе со среднегодовой температурой воздуха 0 °С, максимальной летней температурой 38 °С и зимней −40 °С. В этих условиях образование низкотемпературных трещин в покрытии было постоянной проблемой. Для строительства взлетно-посадочной полосы была выбрана дорожная одежда, состоящая из асфальтобетонных слоев – выравнивающего, основного и слоя износа. Смеси для всех слоев приготовили на вяжущем Stylink, соответствующем марке PG 52–40.

Первая же зима была необычно суровой с минимальной температурой −42 °С, однако поперечных трещин не появилось.

Вяжущее Stylink дороже битума, однако дополнительные расходы окупаются. Например, средняя стоимость 1 т ПБВ, включая доставку, почти на 80% дороже битума. Однако суммарная стоимость каменного материала и ПБВ при среднем содержании битума 5% смесь на ПБВ стоила всего на 22% дороже. Вместе с тем, в зависимости от условий применения срок службы покрытий на ПБВ увеличивается на 4–8 лет по сравнению с покрытиями на традиционном битуме. 

Прочитано 1139 раз