Совершенствование технологии устройства дренирующих слоев износа автомобильных дорог тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ширяев Никита Игоревич

• Ширяев Никита Игоревич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Ширяев Никита Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. 1 Повышение эксплуатационных качеств автомобильных дорог при устройстве слоев износа

1.2 Преимущества и недостатки слоев износа из дренирующих асфальтобетонов

1.3 Преимущества и недостатки дренирующих слоев износа

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СЛОЕВ ИЗНОСА ИЗ ДРЕНИРУЮЩЕГО АСФАЛЬТОБЕТОНА В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

2.1 Повышение фильтрационной способности дренирующих слоев износа при ливневых осадках

2.2 Исследование зависимости скорости фильтрации дренирующего слоя от структуры асфальтобетона

2.3 Методология определения эффективных регионов применения дренирующих слоев износа в зависимости от климатических условий

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И СРОКА СЛУЖБЫ ДРЕНИРУЮЩИХ СЛОЕВ ИЗНОСА

3.1 Конструктивные особенности устройства дренирующих слоев износа

3.2 Выбор методов исследования эксплуатационных свойств дренирующего асфальтобетона и пути их повышения

3.3 Повышение коррозионной устойчивости слоев износа из дренирующего асфальтобетона путем применения модифицированных органических вяжущих

3.4 Повышение эксплуатационных показателей дренирующих слоев износа

3.5 Прогнозирование долговечности слоев износа из модифицированного дренирующего асфальтобетона с учетом транспортных нагрузок

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СЛОЕВ ИЗНОСА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕНИРУЮЩЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

4.1 Расчет эффективной толщины конструктивного слоя износа из дренирующего асфальтобетона

4.2 Оптимизация технологии приготовления модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси на асфальтобетонном заводе

4.3 Контроль качества работ по укладке и уплотнению слоя износа из модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси неразрушающим методом с помощью электромагнитного плотномера

4.4 Мониторинг состояния слоя износа из дренирующего асфальтобетона на опытно-производственном участке

4.5. Проведение работ по ремонту дренирующего слоя износа

4.6 Особенности технологии эксплуатации слоев износа из дренирующего асфальтобетона в весенне-осенний и зимний период

4.7 Технико-экономическая эффективность устройства слоев износа из модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси

4.8 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Результаты экспериментальных исследований

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Методические рекомендации по приготовлению и устройству слоев износа из дренирующего асфальтобетона

ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт внедрения от АО «Донаэродорстрой»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии устройства дренирующих слоев износа автомобильных дорог»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач дорожной отрасли является обеспечение безопасности движения на автомобильных дорогах. Высокие скорости движения транспортных средств в дождливую погоду приводят к появлению опасного режима движения - аквапланированию, а также к большому количеству брызг от движущегося транспорта, что снижает видимость, а следовательно, и безопасность движения. Одним из эффективных решений указанной проблемы является применение слоев износа из дренирующего асфальтобетона, позволяющих существенно повысить безопасность дорожного движения.

Дренирующие слои износа обеспечивают отвод воды с поверхности дороги при ливневых осадках, что снижает аквапланирование, уменьшает уровень шума от движущегося транспорта, повышает сцепные качества покрытия и видимость на автомобильной дороге за счет уменьшения количества брызг.

Опыт эксплуатации показывает, что срок службы слоев износа из высокопористых асфальтобетонных смесей не превышает 2-4 года из-за преждевременного шелушения и выкрашивания, связанного с пониженной коррозионной устойчивостью дренирующего асфальтобетона. Повышение долговечности дренирующих слоев износа в современных условиях воздействия повышенных транспортных нагрузок и с учетом климатических особенностей района строительства является актуальной задачей. Выбор эффективных регионов применения дренирующих слоев износа и критериев качества, позволяющих прогнозировать эксплуатационные показатели покрытия при реальном транспортном потоке, позволит повысить их срок службы.

Степень разработанности темы исследования. Накоплен огромный опыт применения слоев износа из шероховатых покрытий. Такими учеными, как С. С. Актанов, Г. А. Кирюхин, Ю. Э. Васильев, В. А. Астров, М. В. Немчинов, проводились исследования по технологии устройства слоев износа из высокоплотных и плотных асфальтобетонов. Исследования по применению в

слоях износа асфальтобетонов с повышенной пористостью не публиковались.

4

Большой вклад внесли исследования Л. Б. Гезенцвей и Н. В. Горелышева в области влияния структуры асфальтобетонов на эксплуатационные свойства пористых асфальтобетонных слоев, но исследования в области высокопористых асфальтобетонов с открытой гранулометрией, применяемых в верхних слоях покрытия, не публиковались. Исследования Т. В. Худяковой, М. А. Гончарова, И. А. Ткачева и других ученых в области органических вяжущих позволили повысить долговечность асфальтобетонных покрытий.

Исследованиями фильтрационной способности пористых систем, в том числе слоев дорожных покрытий из пористых и высокопористых асфальтобетонов, занимались многие отечественные и зарубежные исследователи. Л. Навье, Дж. Стокс и А. Дарси разработали законы движения жидкости в замкнутом пространстве. Основываясь на данных законах, Г. Раньери и Б. Путман представили зависимости, позволяющие обеспечить необходимую фильтрационную способность дренирующих асфальтобетонов.

Д. Родж, Е. Пучер, Л. Санта, Л. Мо, Д. Ватсон, Б. Граф, А. Алдерсон, А. Алварез и др. изучали свойства дренирующих асфальтобетонов, но полноценной методики повышения эффективности применения дренирующих слоев износа не публиковали.

Объект исследования - дренирующие слои износа автомобильных дорог.

Предмет исследования - долговечность и эксплуатационные свойства дренирующих слоев износа.

Цель диссертационной работы - совершенствование технологии устройства дренирующих слоев износа автомобильных дорог за счет улучшения свойств дренирующего асфальтобетона для увеличения срока их службы и повышения эксплуатационных показателей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ теоретических и экспериментальных исследований конструктивных и технологических решений увеличения срока

службы дренирующих слоев износа и повышения их эксплуатационных показателей.

2. Теоретически обосновать пути повышения фильтрационной способности дренирующего слоя за счет регулирования структуры асфальтобетона и конструктивных решений, разработать методику определения регионов эффективного применения дренирующих слоев износа.

3. Разработать технологию приготовления модифицированного дренирующего асфальтобетона и технологию устройства слоев износа с повышенной устойчивостью к воздействию погодно-климатических факторов и транспортных нагрузок.

4. Выполнить опытно-экспериментальные работы по устройству слоев износа из модифицированного дренирующего асфальтобетона с оценкой эффективности разработанной технологии.

5. Разработать рекомендации по повышению эффективности дренирующих слоев износа автомобильных дорог на всех этапах жизненного цикла.

Научная новизна состоит в следующем:

- на основе расчета фильтрационной способности дренирующих слоев получены зависимости минимально требуемой скорости фильтрации дренирующего асфальтобетона для слоев износа с учетом геометрических параметров автомобильных дорог и климатических условий эксплуатации;

- впервые представлены зависимости эффективной толщины слоя износа для автомобильных дорог I, II, III категории с учетом климатических условий регионов применения;

- разработаны составы модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси, позволяющие за счет регулирования структуры и введения поверхностно-активных веществ (адгезионной добавки) обеспечить высокую скорость фильтрации и повышенную коррозионную устойчивость слоя износа в процессе эксплуатации;

- предложена методология прогнозирования срока службы дренирующего слоя износа по показателям «истираемость по методу Prall test», «устойчивость к колееобразованию» и «водостойкость по методу Lottman». В отличие от существующих методов, данные показатели позволяют определить степень воздействия погодно-климатических факторов и шипованных шин на конструктивные слои дорожной одежды;

- впервые получены значения параметров режимов уплотнения дренирующих асфальтобетонов, обеспечивающие требуемую остаточную пористость и фильтрационную способность слоя износа.

Теоретическая значимость диссертации заключается в том, что:

- изучены причинно-следственные связи между структурой дренирующего асфальтобетона и эксплуатационными показателями слоев износа;

- обоснована зависимость толщины слоя износа от скорости фильтрации дренирующего асфальтобетона, климатических факторов района строительства и геометрических параметров автомобильной дороги;

- получены зависимости снижения эксплуатационных показателей дренирующих слоев износа при воздействии транспортной нагрузки.

Практическая значимость диссертации заключается в том, что:

- разработана методика расчета эффективной толщины дренирующего слоя износа в зависимости от интенсивности ливня, скорости фильтрации слоя и геометрических параметров автомобильной дороги;

- разработаны составы модифицированных дренирующих асфальтобетонов для слоев износа, обладающие стабильными структурно-механическими и высокими эксплуатационными свойствами;

- впервые получены фактические значения модуля упругости дренирующего асфальтобетона и регламентированы дополнительные требования к дренирующим слоя износа по показателям эксплуатационных свойств: «устойчивость к колееобразованию», «истираемость по методу Prall test» и «водостойкость по методу Lottman-test»;

- разработаны технология приготовления модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси и технологические особенности устройства дренирующих слоев износа, обеспечивающих безопасность и комфорт дорожного движения;

- предложена технология эксплуатации дренирующих слоев износа из дренирующего асфальтобетона в весенне-осенний и зимний период;

- разработан прибор для определения фильтрационной способности дренирующего асфальтобетона как в лабораторных условиях, так и на объектах строительства (патент RU 97532 Ш /148806/ «Прибор для определения коэффициента фильтрации образцов из дренирующей асфальтобетонной смеси -ПФДА);

Методология и методы исследования. При решении поставленных в исследовании задач использовались современные положения теории и практики развития технологии строительства и эксплуатации автомобильных дорог, анализ работ отечественных и зарубежных ученых в области долговечности слоев износа; современные положения теории движения жидкостей; метод математического планирования эксперимента; анализ, сопоставление и синтез экспериментальных исследований; мониторинг состояния асфальтобетонных покрытий. Обработка результатов натурных экспериментов проведена методами математической статистики.

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструктивные и технологические решения увеличения срока службы дренирующих слоев износа и повышения их эксплуатационных показателей;

- алгоритм определения регионов эффективного применения дренирующих слоев износа;

- методика расчета эффективной толщины дренирующего слоя износа;

- метод прогнозирования срока службы дренирующего слоя износа с учетом транспортных нагрузок в процессе эксплуатации;

- технология приготовления дренирующей асфальтобетонной смеси для

слоев износа, учитывающая циклы подачи всех компонентов смеси, временные

интервалы перемешивания и температурные режимы, и позволяющая повысить эксплуатационные показатели слоев износа;

- результаты экспериментальных исследований физико-механических и эксплуатационных свойств модифицированного дренирующего асфальтобетона.

Апробация результатов исследования

Основные положения данной диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета («Строительство» 2013-2016 гг.), Донского государственного технического университета («Строительство» 20172021 гг.), на семинаре для специалистов подрядных организаций, организованном ООО «Автодор-ТС» совместно с ГК «АВТОДОР» (июнь 2015 г.), на всероссийской молодежной научной конференции «УМНИК» (Ростов-на-Дону, 2015-2016 гг.), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса» Волгоградского государственного технического университета (Волгоград, 2021 г.).

Достоверность и обоснованность результатов работы, научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытаний; использованием современных приборов, оборудования; сопоставимостью результатов лабораторных и опытно-производственных работ; экспериментально-статистическими методами математического планирования эксперимента и теорией математической статистики.

Внедрение результатов. В июне 2018 г., основываясь на результатах диссертационной работы, совместно с организацией АО «Донаэродорстрой» было проведено экспериментальное внедрение по устройству дренирующего слоя износа из разработанной модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси ДА-15 на полосе движения на участке автомобильной дороги М-4 «Дон» км 932 - км 933.

Личный вклад автора состоит в непосредственном участии во всех этапах диссертационного исследования, включая постановку задач исследования и выбор способов их решения; в проведении теоретических расчетов, эффективности применения дренирующих слоев износа, в разработке и научном обосновании методики испытаний и прогнозировании сроков службы дренирующих слоев износа; в составлении технических решений и предложений по применению дренирующих слоев износа.

Публикации

Основные результаты настоящей диссертационной работы отражены в 12 опубликованных работах, в том числе 5 в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, и 2 в изданиях, индексируемых в международной базе данных Scopus, получено 2 патента.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 93 наименований, приложений. Работа изложена на 193 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц и 79 рисунков.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Повышение эксплуатационных качеств автомобильных дорог при

устройстве слоев износа

В связи с возросшими транспортными нагрузками и необходимостью обеспечения безопасности движения большое внимание уделяется транспортно-эксплуатационному состоянию дорожных покрытий в течении всего срока службы.

К транспортно-эксплуатационному состоянию относится комплекс фактических параметров и свойств технического уровня и эксплуатационного состояния на момент обследования и оценки, обеспечивающих потребительские характеристики. Потребительскими характеристиками принято считать совокупность транспортно-эксплуатационных показателей, непосредственно влияющих на безопасность движения автомобилей, отражающих интересы пользователей и влияние на окружающую среду.

В комплекс параметров при определении транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги входит:

- интенсивность и состав движения;

- продольные уклоны и видимость поверхности движения;

- ровность в поперечном направлении (колееобразование);

- коэффициент сцепления колеса с покрытием автомобильной дороги;

- продольная ровность;

- состояние и прочность дорожной одежды и т. д.

В связи с возросшими транспортными нагрузками и скоростными режимами движения существенно увеличился износ покрытия автомобильных дорог. Многочисленные результаты исследований показали, что большая доля дорожно-транспортных происшествий возникает по причине ухудшения сцепления колеса с покрытием автомобильной дороги и образования дефектов в виде пластической колеи или колеи износа. Особенно актуально решение данной

11

проблемы для автомобильных дорог I и II технической категории.

Для решения поставленной задачи необходимо использовать слои износа (рисунок 1) с заданными эксплуатационными характеристиками.

Рисунок 1 - Слои дорожной одежды

В соответствии с ОДМ 218.3.082-2016 «Методические рекомендации по назначению технологий и периодичности проведения работ по устройству слоев износа и защитных слоев дорожных покрытий» слоем износа называется верхний замыкающий слой дорожной одежды толщиной не более 4 см, непосредственно воспринимающий воздействие колес транспортных средств и погодно-климатических факторов.

Анализ зарубежной литературы позволил сделать вывод, что слои износа в странах Евросоюза и США начали применять с середины 60-х годов ХХ века. Современное дорожное строительство освоило массу различных технологий. Наиболее популярными технологиями принято считать: микросерфейсинг типа новачип и сларри-сил, щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА), шероховатое тонкослойное покрытие (ШТП), пористо-мастичный асфальтобетон (ПМА), а также в зарубежной практике существует опыт применения слоев

износа из высокопористых или пористых асфальтобетонных смесей с открытой гранулометрией. Аналогами таких асфальтобетонов на территории Российской Федерации можно считать дренирующие асфальтобетоны [7].

Отличие между данными технологиями (таблица 1) заключается в типе применяемых материалов, скорости формирования смеси, минимальной допустимой толщины слоя и способе механизации дорожных работ.

Таблица 1 - Материалы, применяемые при устройстве слоев износа

Материалы слоя износа Толщина слоя, cм Область применения

Щебеночно-мастичные асфальтобетоны 3-5 I-II т. к.

Мелкозернистый асфальтобетон типа А 4-6 I-IV т. к.

Slurry Seal 0,5-1,5 I-IV т. к.

Chip Seal 0,5-2,0 II-IV т. к.

Porous Asphalt (Германия) Дренирующий асфальтобетон 2-5 I-II т. к.

Пористо-мастичные асф альтобетоны 2-4 I-II т. к.

Шероховатые тонкослойные покрытия 0,5-2,0 II-III т. к.

Все перечисленные выше технологии позволяют существенно повысить шероховатость покрытия, но только использование дренирующего асфальтобетона в качестве слоя износа позволяет отводить воду с поверхности покрытия, что в свою очередь снижает уровень аквапланирования.

Следует отметить, что в соответствии с действующей нормативно-технической документацией на территории Российской Федерации ни к одному из перечисленных материалов не предъявляются требования по показателям, отражающим реальные условия эксплуатации.

Как зарубежный, так и отечественный опыт использования нежестких

дорожных одежд свидетельствует о том, что основной целью проектирования

составов асфальтобетона является создание оптимальной структуры с заранее

13

заданными свойствами, которые позволили бы обеспечить требуемые физико-механические и эксплуатационные характеристики устраиваемого дорожного покрытия.

1.2 Преимущества и недостатки слоев износа из дренирующих

асфальтобетонов

Дорожной одеждой называют укрепленную проезжую часть, которую устраивают в виде одного или нескольких конструктивных слоев из материалов разной прочности для создания прочной и ровной поверхности.

Воздействие нагрузки от колес автомобиля постепенно затухает с глубиной. Поэтому в верхних слоях одежды используют прочные строительные материалы, а в нижних - менее прочные, что снижает стоимость дороги.

Верхний слой дорожной одежды называется покрытием. Этот прочный и относительно тонкий слой воспринимает нагрузки от колес транспортных средств и действие погодно-климатических факторов. Чтобы противостоять разрушению, истиранию и сдвигу, этот слой должен быть прочным, но не хрупким. Покрытие должно быть ровным и обеспечивать надежное сцепление колес автомобиля с поверхностью автомобильной дороги.

В качестве верхних слоев покрытия на автомобильных дорогах с высокой пропускной способностью и грузонапряженностью принято применять щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси. Данный материал отличается высокой прочностью из-за плотной каркасной структуры.

Наряду с ЩМА на протяжении многих лет в качестве верхнего слоя покрытия или слоя износа за рубежом широко используются дренирующие асфальтобетонные смеси.

Дренирующий асфальтобетон - высокопористый материал, устраиваемый в качестве верхнего слоя покрытия или слоя износа поверх плотного асфальтобетона таким образом, чтобы обеспечить отвод воды с поверхности покрытия. В зарубежных странах существует достаточно большой опыт

применения дренирующих асфальтобетонов в качестве верхних слоев покрытия. При этом в основном применяют типовую дорожную конструкцию, которая представлена на рисунке 2.

Дренирующий асфальтобетон - слой износа Плотный асфальтобетон - слой покрытия

Горячий асфальтобетон - слой основания

Щебеночное основание

Земляное полотно

Рисунок 2 - Конструкция дорожной одежды, применяемая в зарубежных странах

Покрытия из дренирующего асфальтобетона создавались прежде всего для увеличения безопасности на дорогах, но помимо высоких сцепных характеристик они обладают еще и рядом других преимуществ. Высокая пористость уменьшает количество поверхностной воды и таким образом уменьшает образование брызг при дождливой погоде. На рисунке 3 представлена схема движения воды в пределах структуры конструкции дорожной одежды.

Нижний слой асфальтобетона, расположенный под слоем из дренирующего асфальтобетона, создают таким, чтобы поступающая вода стекала в сторону обочин благодаря имеющемуся уклону. Это ведет к снижению аквапланирования и улучшению видимости на дорогах, а в конечном итоге - к повышению уровня безопасности при движении. Особая текстура поверхности дренирующего асфальтобетона способствует снижению уровня шума, возникающего при взаимодействии шин с покрытием.

Рисунок 3 - Схема движения воды в пределах структуры типовой дорожной

конструкции

Первая широко используемая методика подбора состава дренирующих асфальтобетонных смесей была разработана в США Федеральным дорожным агентством (FHWA) [30; 32] и издана в 1974 году. В 80-х и 90-х годах в нее были внесены изменения, вызванные существующими на тот момент проблемами с расслоением дренирующих асфальтобетонных смесей и отсутствием четких параметров по температуре их приготовления.

В результате многочисленных экспериментов, выполненных Национальным центром исследований нежестких дорожных одежд (№САТ), был разработан метод проектирования состава дренирующих асфальтобетонных смесей [31]. В данном документе представлены рекомендации по выбору материалов, зерновых составов, содержанию вяжущего, температуре приготовления и выпуска смеси и минимальным значениям по водостойкости. Согласно обзору NCAT, представленному в 1998 г., установлено, что 76% организаций, применяющих дренирующие асфальтобетонные смеси, имеют свои зерновые составы и рекомендации по их использованию. В целом в анализируемом отчете было сделано многое для того, чтобы улучшенная методика подбора составов дренирующих асфальтобетонных смесей была полезной для организаций, имеющих неудачный опыт работы с асфальтобетоном данного вида, включая применение полимерных модификаторов и полимерно-модифицированных битумов.

В 2000 г. методика проектирования составов дренирующих асфальтобетонов была изменена и получила название «дренирующие асфальтобетоны нового поколения», основанное на исследованиях европейских и американских ученых.

Подбор состава смеси согласно методике NCAT разбит на три основных этапа.

На первом этапе выполняется определение исходных дорожно-строительных материалов, проверка их на соответствие требованиям действующей нормативно-технической документации. К инертным материалам предъявляются жесткие требования по содержанию дробленых зерен (для щебня из гравия), содержанию зерен лещадной и игловатой форм, истираемости, а также по абсорбционной способности. Рекомендуется использовать полимерно-модифицированные битумы на две марки выше, чем обычно используется в регионе применения в зависимости от максимальной 7-суточной температуры воздуха. Для предотвращения расслаивания рекомендуется использование целлюлозных добавок. На втором этапе осуществляется подбор гранулометрического состава смеси в зависимости от области применения дренирующих асфальтобетонов. На третьем этапе определяется оптимальное содержание полимерно-модифицированного битума.

Для определения оптимального состава дренирующей асфальтобетонной смеси определяют следующие показатели: содержание воздушных пустот (не менее 18%), стекание вяжущего (не более 0,3%), износостойкость образцов (потери по массе от 20 до 30%), а также водостойкость (остаточная прочность не менее 80%).

Помимо федеральных требований органы регионального значения отдельных штатов совершенствовали свои собственные методики подбора состава смесей, поскольку столкнулись с возникшими на их покрытиях проблемами.

В результате накопленного опыта был разработан и введен в действие

нормативно-технический документ ASTM D 6932/0 и 6932М. Этот документ

регламентирует требования по устройству слоев износа из дренирующих

асфальтобетонных смесей. В нем представлены требования к инертным

материалам и битумным вяжущим, а также требования к гранулометрическому

17

составу, типу и виду вяжущего и его содержанию в различных штатах. Особое внимание уделено форме зерен минеральных материалов, которая должна максимально приближаться к кубовидной. Выбор оптимального содержания битумного вяжущего производится исходя из экономических соображений и накопленного опыта согласно ASTM D 7064. Для дренирующих асфальтобетонных смесей содержание битума нефтяного вязкого дорожного должно составлять 5-7% от общей массы смеси, для дренирующих асфальтобетонных смесей на полимерно-модифицированном битуме - 6-8%, а для резинобитумных асфальтобетонных смесей - 8,5-10%.

Чтобы предотвратить коррозию, что очень важно для дренирующего асфальтобетона, рекомендуется введение поверхностно-активных веществ, цемента или извести, количество которых определяется опытным путем. Выбранное содержание битумного вяжущего должно быть проверено на соответствие требованиям показателя «стекания». Для предотвращения расслаивания смеси необходимо применение стабилизирующих добавок в количестве 0,2-0,5%. Требования по зерновым составам, предъявляемые в различных штатах в США, представлены в таблице 2.

В результате накопленного опыта в Европе был опубликован нормативно-технический документ EN 13108-7 Offenporiger Asphalt für Straßen und Verkehrsflächen, в котором представлены общеевропейские требования к составу и свойствам дренирующего асфальтобетона. В документе представлены требования по следующим показателям: пористость асфальтобетона, содержание вяжущего, фильтрационная способность, устойчивость к антигололедным реагентам и многие другие показатели. В каждой конкретной европейской стране эти нормы привязаны к имеющимся условиям и накопленному опыту, и на основании их изданы собственные нормативные документы. В Германии требования к дренирующему асфальтобетону представлены в TL AsphaltStB 07 Technische. Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen [12; 16].

Согласно данному документу температура выпуска дренирующей асфальтобетонной смеси составляет от 145°С до 175°С. Гранулометрические составы дренирующих асфальтобетонных смесей изменяются в зависимости от максимального размера зерен щебня. При этом регламентируются требования по: содержанию воздушных пустот - в пределах 24-28%, минимальное содержание вяжущего - 5,5-6,5%, в зависимости от максимального размера щебня и марки вяжущего - 40/100-65. Очень жесткие требования предъявляются к минеральным материалам по истираемости и содержанию дробленых зерен (100%).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ширяев Никита Игоревич, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Актанов С.К. Повышение прочности и долговечности шероховатых слоев износа покрытий дорожных одежд : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11 / Актанов Серик Касымбекович. - М., 2014. - 115 с.

2. Барановский А.М. Методические рекомендации по применению битумоминеральных материалов для дорожных покрытий в районах сурового климата и высокой влажности. - М. : «СоюздорНИИ», 1974. - 35 с.

3. Бусел А.В. Добавки этилен-винил-ацетата для модифицирования дорожных битумов / А.В. Бусел // Наука и техника в дорожной отрасли. - 1999. -№ 2. - С. 12-14.

4. Васильев Ю.Э. Исследование устойчивости дорожно-строительных материалов к износному колееобразованию в условиях, приближенных к эксплуатационным / Ю.Э. Васильев, А.В. Ивачёв, И.С. Братищев // Интернет-журнал «Науковедение»: электрон. науч. журн. - 2014. - № 5 (24). - электрон. ст. -URL: http s: //naukovedenie. ru/PDF/11TVN514.pdf.

5. Веренько В.А. Новые материалы в дорожном строительстве : учеб. пособие. - Мн. : УП «Технопринт», 2004. - 170 с.

6. Всемирная дорожная ассоциация. Технический комитет «Нежесткие дороги» (С8). Модифицированные битумные вяжущие, специальные битумы и битумы с добавками в дорожном строительстве / под общ. ред. д-ра т.н. В.А. Золотарёва, д-ра т. н. В.И. Братчуна ; пер. с франц. д-ра т. н. В.А. Золотарёва, инж. Л.А. Беспаловой - Харьков: ХНАДУ, 2003. - 229 с.

7. Горелышев Н.В., Пантелеев Ф.Н. О пластичности дорожного асфальтобетона // Труды / МАДИ. - Вып. 15. - М., 1953. - С. 138-152.

8. Гохман Л.М. Сопоставительные исследования французских и отечественных битумов, проведенные в СоюздорНИИ / Л.М. Гохман, Е.М. Гурарий, Н.В. Амосова // Автомобильные дороги: информ. сб. - М.: 1997. -Вып. 10. - С. 19-55.

9. Гохман Л.М. Влияние класса полимеров на свойства полимерно-битумных вяжущих / Л.М. Гохман, К.И. Давыдова // Полимерные материалы в строительстве покрытий автомобильных дорог : Труды СоюздорНИИ. - М., 1981. -С. 5-12.

10. Дорожный асфальтобетон / Л.Б. Гезенцвей, Н.В. Горелышев, А.М. Богуславский, И.В. Королёв. - М.: Транспорт, 1985. - 248 с.

11. Иванов Н.Н. Строительство автомобильных дорог. - М.: Автотрансиздат, 1955. - 320 с.

12. Иванов Н.Н. Пути увеличения долговечности асфальтобетонных покрытий / Н.Н. Иванов, Н.В. Горелышев // Автомобильные дороги. - 1964. - № 1. - С. 21.

13. Иванченко С.Н. Обеспечение качества асфальтобетона с учетом особенностей свойств составляющих и технологии уплотнения : учеб. пособ. / С.Н. Иванченко, Н.И. Ярмолинская, А.А. Парфенов. - Хабаровск : ТОГУ, 2006. - 237 с.

14. Кирюхин Г.Н. Повышение сдвигоустойчивости асфальтобетона добавками полимеров / Г.Н. Кирюхин, В.М. Юмашев // Автомобильные дороги. -1992. - № 7-8. - С. 12-14.

15. Королёв И.В. Тонкие слои покрытий из битумных и битумощебеночных мастик для ремонта дорог / И.В. Королёв // Автомобильные дороги. - 1993. - № 2. - С. 14-16.

16. Корочкин А.В. Износ жестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием / А.В. Корочкин // Construction materials. - 2012. - № 3. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/iznos-zhestkih-dorozhnyh-odezhd-s-asfaltobetonnym-pokrytiem.

17. Крыжановская Г.Б. Применение полимерного модификатора в асфальтобетоне / Г.Б. Крыжановская // Дорожно-строительные материалы, асфальтобетон и черн. облегч. покрытия автодорог. - М., 1981. - С. 40-41.

18. Лаврухин В.П. Исследование влияния синтетических каучуков и их отходов на свойства асфальтового бетона: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11. / Лаврухин Виталий Петрович - М., 1973. - 16 с.

19. Лукашевич В.П. Исследование процессов структурообразования асфальтобетонных смесей, приготовленных с использованием двухстадийной технологии / В.П. Лукашевич // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 2/3. -С. 25-31.

20. Мелик-Богдасаров М.С. Литой асфальтобетон в дорожном городском строительстве / М.С. Мелик-Богдасаров // Труды СоюздорНИИ. - М., 1975. -Вып. 79. - С. 20-26.

21. Михайлов В.В. Влияние добавки каучука на свойства асфальтобетона // В.В. Михайлов, А.Н. Долгов, В.П. Лаврухин // Автомобильные дороги. - 1971. -№ 11. - С. 20-27.

22. Пастухов В.Г. Повышение качества асфальтобетона добавками полиэтилена / В.Г. Пастухов, В.П. Жихарев // Дорожно-строительные материалы, асфальтобетон и черн. облегч. покрытия автодорог. - М.: Транспорт, 1981. - С. 5152.

23. Попов С.М. Резиноасфальтобетон. Технология долговечности и комфорта / С.М. Попов, Е.В. Зинченко // Направление - Дальний Восток. - М.: -2011. - № 1.

24. Справочная энциклопедия дорожника : том V. Проектирование автомобильных дорог / ред. Г.А. Федотов, П.И. Поспелов - М., 2007 - 815 с.

25. Гидроизоляционные, кровельные и герметизирующие материалы / И.В. Провинтеев, П.Е. Бурлаченко [и др.]. - М.: Госстройиздат, 1963. - 231 с.

26. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества. - М.: Знание, 1962. - 46 с.

27. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика - М., 1958. - 65 с.

28. Руденский. А.В. Для всех климатических зон. Композиционные резинобитумные материалы широкого применения / А.В. Руденский, Н.В. Смирнов // Дороги России XXI века. - 2002. - № 3. - С. 86-88.

29. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. - М.: Высшая школа, 1969. - 301 с.

30. Сахаров П.В. Способы проектирования асфальтобетонных смесей / П.В. Сахаров // Транспорт и дороги города. - 1935. - № 12. - С. 10-32.

31. Смирнов Н.В. Некоторые характеристики резиновой крошки, используемой в составе композиционных вяжущих для дорожных асфальтобетонов / Н.В. Смирнов // Химическая техника. - 2003. - № 3.

32. СТО АВТОДОР 2.15-2016 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон дренирующие. Технические условия. - М.: Государственная компания «Российские автомобильные дороги», 2016. - 34 с.

33. Худякова Т.С. Влияние комплексного модификатора «КМА» на физико-механические свойства дорожных битумов / Т.С. Худякова, Н.В. Шаповалова, Л.В. Котляров // Автомобильные дороги. - 2007. - № 7 - С. 57-68.

34. Черсков Р.М. Комплексно-модифицированный дорожный асфальтобетон с повышенной устойчивостью к транспортным и погодно-климатическим воздействиям : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11. / Черсков Роман Михайлович. - Ростов-на-Дону, 2009. - 203 с.

35. Шинкоренко Е.Ю. Анализ составляющих изменения параметров шероховатости слоев износа покрытий автомобильных дорог / Е.Ю. Шинкоренко // Молодой ученый. - 2016. - № 11 (115). - С. 545-549. - URL: https://moluch.ru/archive/115/31189/.

36. Улучшение структуры нефтяных дорожных битумов путем модифицирования аттактическим полипропиленом / А.К. Эфа, Л.В. Цыро, В.П. Нехорошев [и др.] // II Международная научно-техническая конференция «Автомобильные дороги Сибири». - Омск : СибАДИ, 1998. - С. 127-129.

37. Bolzan, P. Searching for Superior Performance Porous Asphalt Wearing Courses. Paper Offered for Presentation at the 80-th Annual Meeting of the Transportation Research Board / P. Bolzan, J. Nicholls, G. Huber. - Washington : D.C. and Publication in the Transportation Research Record Series, 2001.

38. Bredahl, C. Construction of Two-Layer Porous Pavements / C. Bredahl. -Danish Road Institute, 2005. - European Experience Quiet Asphalt, 2005 Symposium. -URL: http://www.asphaltalliance.com/upload/19Nielsen_508072223_3242006 133231.pdf.

39. British Standards Institute (BSI). Coated Macadam (Asphalt Concrete) for Roads and Other Paved Areas : Part 1. Specification for Constituent Materials and for Mixtures. BS 4987-1:2005, 2005.

40. California Department of Transportation (Caltrans). Open Graded Friction Course Usage Guide. - Sacramento : CA, 2006. - URL: http://www.dot.ca. gov/hq/esc/Translab/fpmlab/Open%20Graded%20Friction%20Course%20Usage%20Gui de.pdf.

41. Damage and maintenance of porous asphalt pavement in Hanshin expressway / Yoshio Tamba, Yoshihei Horie, Naohiro Kanjo, Akinori Sato // Journal of JSCE. - Vol. 3. - February, 2015.

42. Design, Construction and Performance of New Generation Open-Graded Friction Courses / R. Mallick, P. Kandhal, A. Cooley, D. Watson : National Center for Asphalt Technology Report 00-01. - NCAT. - Auburn, AL, 2000.

43. Domke, C.H. Effect of Oxidation Pressure on Asphalt Hardening Susceptibility. In Transportation Research Record / C.H. Domke, R.R. Davison, C.J. Glover // Journal of the Transportation. - Vol. 43. - 1999. - p.p. 132-161.

44. Domke, C.H. Effect of Oxygen Pressure on Asphalt Oxidation Kinetics / C.H. Domke, R.R. Davison, C.J. Glover // Ind. Eng. Chem. Res. - Vol. 39. - № 3. -2000. - p.p. 592-598.

45. Evaluation of open-graded friction courses: construction, maintenance, and performance Report No. FHWA-SC-12-04 / by Bradley J. Putman, Ph.D.

46. Federal Highway Administration. Open-Graded Friction Courses FHWA Mix Design Method. Technical Advisory T 5040.31. - Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation. - Washington, D.C., 1990.

47. Fickes, M. The Asphalt Rubber Phenomenon // Hot Mix Asphalt Technology. - July-August. - 2003. - p.p. 20-23. - URL: http://www.asphaltrubber. org/ari/Noise/The_Asphalt_Rubber_Phenomenon.pdf.

48. Glover, C.J. Development of a New Method for Assessing Asphalt Binder Durability with Field Validation. / C.J. Glover, R.R. Davison, C.H. Domke [and etc]. -Research Report No. 1872-2. - Texas : Texas Transportation Institute, Texas A&M University, College Station, 2002.

49. Huber, G. Performance Survey on Open-Graded Friction Course Mixes. Synthesis of Highway Practice 284. : Transportation Research Board, National Research Council. - Washington, D.C., 2000.

50. Iwata, H. Study on the Performance of Porous Asphalt Pavement on Winter Road Surface Conditions / H. Iwata, T. Watanabe, T. Saito. : World Road Association (PIARC), 2002, Xl-th International Winter Road Congress. - Sapporo, Japan, 2002.

51. Jones, W. Quiet Pavement - Coming to a Highway Near You / W. Jones // Asphalt. - The Magazineof the Asphalt Institute, Summer 2005. - p.p. 24-25.

52. Kandhal, P. Asphalt Pavements Mitigate Tire / P. Kandhal // Pavement Noise. Hot Mix Asphalt Technology. - March-April, 2004. - p.p. 22-31.

53. Kandhal, P. Design, Construction, and Maintenance of Open-Graded Asphalt Friction Courses / P. Kandhal. - Information series 115. - National Asphalt Pavement Association. - Lanham, MD, 2002.

54. Khalid, H. A Rational Mix Design Method for Porous Asphalt. / H. Khalid, C. Walsh // In Procedures, 24th European Transport Forum, PTRC, Session G22i (Road Materials & Methods-Worldwide Update). - London, 1996.

55. Kandhal, P.S. Significant Studies on Asphalt Durability : Pennsylvania Experience. / P.S. Kandhal, W.C. Koehler : In Transportation Research Record // Journal of the Transportation Research Board. - № 999, TRB, National Research Council. -Washington, D.C., 1984. - p.p. 41-50.

56. Khalid, H. Performance Assessment of Spanish and British Porous Asphalts. / H. Khalid, F. Pérez : Performance and Durability of Bituminous Materials. - London : Published by E & FN Spon, 1996. - p.p. 137-157.

57. Laboratory Performance Testing of Open-Graded Friction Course Mixtures. In Transportation Research Record / D.E. Watson, L.A. Cooley Jr., K.A. Moore, K. Williams // Journal of the Transportation Research Board. - № 1891. - TRB, National Research Council. - Washington, D.C., 2004. - pp. 40-47.

58. Lee, W. Implementation and Evaluation of Traffic Marking Recesses for the Application of Thermoplastic Pavement Markings on Modified Open Graded Friction Course / W. Lee, S. Cardi, S. Corrigan // University of Rhode Island-Sponsoring agency : New England Transportation Consortium. - Storrs, CT. - 1999.

59. Manual of Contract Documents for Highway Works. - Vol. 1. -Specification for Highway Works. - Series 900, - Road Pavements - Bituminous Bound Materials. - United Kingdom, 2005.

60. Asphalt Aging in Texas Roads and Test Sections / K.L. Martin, R.R. Davison, C.J. Glover, J.A. Bullin. - In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. - № 1269. - TRB. - National Research Council. -Washington, D.C., 1990. - p.p. 9-19.

61. Newcomb, D. Quiet Pavements Raise the Roof in Europe. Hot Mix Asphalt Technology / D. Newcomb, L. Scofield. - September-October. - 2004. - p.p. 22-28. -URL: http://www.quietpavement.com/hotmixasphalt/docs/Quiet_ Pavements_Raise_the_Roof_in_Europe.pdf.

62. Nicholls, J.C. Material Performance of Porous Asphalt, Including when Laid Over Concrete. TRL Report 499. TRL / J.C. Nicholls. - United Kingdom, 2001.

63. Nicholls, J.C. The Design of Porous Asphalt Mixtures to Performance-Related Criteria. TRL Report 497. TRL / J.C. Nicholls, I.G. Carswell. - United Kingdom, 2001.

64. Noise Reducing Pavements-State of the Art in Denmark. Report 141.DRI : Road Directorate, Ministry of Transport-Denmark. - Danish Road Institute, 2005. -URL: http://www.vejdirektoratet.dk/publikationer/VIrap141/index.htm

65. Oregon Department of Transportation. Pavement Design Guide : Draft, 2011.

66. Overview on Use of Porous Asphalt Pavements in Oregon : Presented at the 2000 / K. Scott, J. Gower, R.G. Hicks, D.F. Rogge. - Annual Meeting of Association of Asphalt Paving Technologists, 1999.

67. Porous asphalt pavement designs. Proactive design for cold climate use / by Lori Kathryn Schaus. - Waterloo, Ontario, Canada, 2007.

68. Poulikakos, L. A Comparison of Swiss and Japanese Porous Asphalt through Various Mechanical Tests : Conference paper Swiss Transport Research Conference 2004 / L. Poulikakos, S. Takahashi, M. Partl. - 3rd STRC. Monte Verita/Ascona, 2003.

69. Proceedings of the Asphalt Rubber Conference : материалы международной конференции. - Бразилиа, 2003. - 742 с.

70. Provisional European Standard, pr EN13108-7 : Bituminous Mixtures Material Specifications : Part 7 - Porous Asphalt (PA), 2001.

71. Quality Documentation of Roadside Shoulders Borrow Ditches / P. Kearfott, M. Barrett, J.F. Malina, Jr. Stormwater. - CRWR Online Report 05-02, Center for Research in Water Resources. - The University of Texas at Austin. - Austin. - Texas, 2005. - URL: http://www.crwr.utexas.edu/online.shtml.

72. Reaction Rates and Hardening Susceptibilities as Determined from POV Aging of Asphalts. In Transportation Research Record / C.K. Lau, K.M. Lunsford, C.J. Glover [and etc.] // Journal of the Transportation Research Board. - № 1342. - TRB, National Research Council. - Washington, D.C., 1992. - р.р. 50 57.

73. Refinement of New-Generation Open-Graded Friction Course Mix Design. In Transportation Research Record / D.E. Watson, K.A. Moore, K. Williams, L.A. Cooley // Journal of the Transportation Research Board. - № 1832. - TRB, National Research Council. - Washington, D.C., 2003. - р.р. 78-85.

74. Rogge, D. Development of Maintenance Practices for Oregon F-mix : Publication FHWAOR-RD-02-09 : Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation. - Washington, D.C., 2002.

75. Rubber Pavements Association. Asphalt-Rubber Safety : Publication 100506 / Rubber Pavements Association. - Tempe, AZ, 2006. -URL: http://www.rubberpavements.org/Library_Information/AR_Benefit_Analysis_shee ts/ARSafety.pdf. - Дата публикации: Accessed on September 9, 2009.

76. Sandberg, U. Japanese Machines for Laying and Cleaning Double-Layer Porous Asphalt : Observations from a Study Tour / U. Sandberg, Y. Masuyama. - Report Produced by Direction of Rijkswaterstaat-DWW, Co-Sponsored by Chalmers University of Technology DWW/IPG, order number 64520946, 2005. -URL: http://www.innovatieprogrammageluid.nl/projecten/wegverkeer/uitvoeringsmetho den/japanese%20laying%20and%20cleaning%20machines_final.pdf.

77. Scholz, T.V. Investigating Premature Pavement Failure due to Moisture. FHWA-OR-RD-10-02 / T.V. Scholz, S. Rajendran. - Oregon Department of Transportation, 2009.

78. Silence project. - Graz, Austria, 2010. - URL: http://www.silence-ip.org/site/. - Accessed on April 7, 2010.

79. Swiss Association of Road and Transportation Experts. Swiss Standard: 640 431-7NA. pr EN 13108-7: August 2001. - Swiss Association of Road and Transportation Experts (VSS). - Zurich, 2001.

80. Tappeiner, W. Open-Graded Asphalt Friction Course. - Information series 115. - National Asphalt Pavement Association, - Lanham, MD, 1993.

81. Texas Department of Transportation. 200-F : Bituminous Test Procedures Manual. - Austin, TX, 2004.

82. Texas Department of Transportation. 200-F : Bituminous Test Procedures Manual. Chapter 6Tex-204-F, Design of Bituminous Mixtures. Section 7 - Part V, Mix Design for Permeable Friction Course (OGFC) Mixtures Using the Superpave Gyratory Compactor (SGC). - Austin, TX, 2005.

83. Texas Department of Transportation. 500-C Asphalt Test Procedures Manual. - Austin, TX, 2004.

84. Texas Department of Transportation. Standard Specifications for Construction and Maintenance of Highways, Streets, and Bridges Adopted by the Texas Department of Transportation. - Austin, TX, 2004.

85. The Highways Agency, The Scottish Office Development Department, The Welsh Office YSwyddfa Gymreig, The Department of the Environment for Northern Ireland : Design Manual for Roads and Bridges. - Vol. 7. Pavement Design and Maintenance Bituminous Surfacing Materials and Techniques, 1999.

86. TL Gestein-StB 04.2004 Technische Lieferbedingungen für Gesteinskörnungen im Straßenbau / Переводчик СРО НП МОД «Союздорстрой». -М., 2010.

87. U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Heat Island Effect. - 2009. -URL: http://www.epa.gov/hiri. - Accessed on June 9, 2009.

88. Van Bochove, G.G. Porous Asphalt (two-layered) : Optimizing and Testing. In Procedures, 2nd Eurasphalt & Eurobitume Congress Barcelona 2000. - Proc.0229.uk, 2000.

89. Vejteknisk Institut. Holdbarhed af Dranasfalt : Rapport 139. - DRI, Vejdirektoratet, 2005 [Danish]. - URL: http://www.vejdirektoratet.dk/publikationer/ VIrap 13 9/index.htm.

90. Winter Damage of Porous Asphalt Case study using a meso-mechanics based Tool for Lifetime Optimization of PA / by Salil Arvind Mohan.

91. Winter service of porous-asphalt. - May, 2011 / by Vejdirektoraet.

92. Younger, K. Evaluation of Porous Pavements Used in Oregon / K. Younger, R.G. Hicks, J. Gower. - Vol. 1. - FHWA-OR-RD-95-13B. - Oregon Department of Transportation, 1994.

93. ZTV Asphalt-StB 07. Zusätzliche Technische Verkehrsflächenbefestigungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt / Переводчик СРО НП МОД «Союздорстрой» - М., 2010.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

Результаты экспериментальных исследований

Таблица А.1 - Результаты испытания дренирующего асфальтобетона ДА-15 к рисунку 37

Фактические значения

№ п/п Состав дренирующей асфальтобетонной смеси Остаточная пористость,% Средняя плотность, гр/см3 Коэффициент водостойкости Коэффициент водостойкости Lottman Скорость фильтрации, см/сек Стекание вяжущего, %

Образец № Образец № Образец № Образец № Образец № Образец №

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1. 15,1 15,2 15,4 2,33 2,33 2,31 0,81 0,79 0,78 0,71 0,73 0,72 2,1 2,4 2,4 0,09 0,08 0,11

2. ПМБ 50/70 - 3,4% 15,0 15,2 15,2 2,34 2,33 2,32 0,80 0,79 0,79 0,72 0,72 0,71 2,0 2,3 2,2 0,07 0,09 0,07

3. 15,1 15,1 15,3 2,33 2,33 2,30 0,79 0,78 0,79 0,72 0,71 0,73 2,3 2,3 2,2 0,10 0,09 0,09

4. 15,0 14,8 15,0 2,34 2,34 2,32 0,80 0,80 0,78 0,73 0,73 0,72 2,0 2,2 2,3 0,16 0,12 0,14

5. ПМБ 50/70 - 3,6% 14,9 15,1 15,0 2,34 2,32 2,33 0,81 0,80 0,80 0,74 0,74 0,73 2,1 2,1 2,2 0,13 0,14 0,07

6. 15,1 15,1 15,2 2,33 2,33, 2,32 0,79 0,81 0,80 0,75 0,72 0,74 2,3 2,0 2,1 0,14 0,15 0,13

7. Состав 1 14,8 14,9 15,1 2,34 2,35 2,33 0,80 0,81 0,81 0,74 0,74 0,73 2,1 1,8 2,2 0,17 0,16 0,18

8. ПМБ 50/70 - 3,8% 15,0 15,0 15,1 2,32 2,32 2,33 0,81 0,81 0,81 0,74 0,75 0,74 1,9 2,0 2,1 0,20 0,18 0,19

9. 14,9 15,1 14,9 2,33 2,33 2,31 0,82 0,80 0,82 0,75 0,75 0,73 2,0 2,1 2,0 0,15 0,17 0,19

10. 15,0 14,9 15,1 2,32 2,33 2,31 0,82 0,80 0,81 0,75 0,78 0,76 2,0 1,9 2,0 0,20 0,18 0,19

11. ПМБ 50/70 - 4,0% 14,9 15,0 15,0 2,34 2,32 2,32 0,81 0,82 0,82 0,76 0,76 0,75 2,0 1,9 1,8 0,19 0,20 0,18

12. 14,8 15,0 14,9 2,34 2,32 2,34 0,81 0,81 0,82 0,74 0,77 0,76 1,9 2,0 2,0 0,21 0,17 0,21

13. ПМБ 50/70 - 4,2% 14,7 14,8 14,8 2,36 2,35 2,34 0,83 0,82 0,83 0,77 0,79 0,78 1,9 1,8 1,9 0,22 0,20 0,21

Фактические значения

№ п/п Состав дренирующей асфальтобетонной смеси Остаточная пористость,% Средняя плотность, гр/см3 Коэффициент водостойкости Коэффициент водостойкости Lottman Скорость фильтрации, см/сек Стекание вяжущего, %

Образец № Образец № Образец № Образец № Образец № Образец №

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

14. 15,0 14,9 14,9 2,33 2,36 2,35 0,82 0,84 0,83 0,78 0,78 0,79 1,9 1,8 2,0 0,19 0,21 0,22

15. 15,0 14,9 15,0 2,33 2,34 2,33 0,84 0,84 0,85 0,79 0,79 0.78 1,9 1,8 1,7 0,20 0,20 0,21

16. 14,5 14,6 14,8 2,34 2,36 2,34 0,81 0,80 0,82 0,80 0,82 0,83 1,6 1,7 1,9 0,03 0,03 0,05

17. ПМБ 50/70 - 3,4% 14,7 14,7 14,5 2,36 2,35 2,35 0,83 0,82 0,83 0,81 0,82 0,81 1,5 1,6 1,7 0,05 0,04 0,04

18. 14,8 14,6 14,6 2,34 2,35 2,36 0,82 0,80 0,80 0,82 0,83 0,82 1,9 1,7 1,6 0,04 0,06 0,07

19. 14,3 14,4 14,3 2,34 2,36 2,34 0,83 0,83 0,85 0,84 0,85 0,84 1,4 1,5 1,5 0,07 0,05 0,06

20. ПМБ 50/70 - 3,6% 14,4 14,3 14,4 2,36 2,35 2,35 0,82 0,84 0,84 0,85 0,84 0,86 1,4 1,4 1,4 0,06 0,09 0,08

21. Состав 2 14,5 14,4 14,4 2,34 2,35 2,36 0,83 0,85 0,84 0,83 0,85 0,85 1,3 1,5 1,3 0,05 0,07 0,08

22. 14,0 14,2 14,3 2,34 2,37 2,36 0,84 0,86 0,85 0,87 0,86 0,87 1,3 1,2 1,3 0,10 0,11 0,11

23. ПМБ 50/70 - 3,8% 14,1 14,2 14,3 2,36 2,36 2,34 0,85 0,85 0,86 0,86 0,86 0,87 1,4 1,4 1,5 0,09 0,10 0,10

24. 14,2 14,2 14,1 2,35 2,37 2,35 0,86 0,85 0,84 0,87 0,85 0,86 1,2 1,4 1,5 0,09 0,12 0,12

25. ПМБ 50/70 - 4,0% 14,1 14,3 14,1 2,34 2,37 2,36 0,87 0,86 0,85 0,88 0,86 0,83 1,1 1,2 1,2 0,12 0,15 0,14

26. 14,2 14,1 14,2 2,36 2,36 2,34 0,86 0,86 0,88 0,86 0,87 0,87 1,0 1,2 1,1 0,13 0,13 0,15

Фактические значения

№ п/п Состав дренирующей асфальтобетонной смеси Остаточная пористость,% Средняя плотность, гр/см3 Коэффициент водостойкости Коэффициент водостойкости Lottman Скорость фильтрации, см/сек Стекание вяжущего, %

Образец № Образец № Образец № Образец № Образец № Образец №

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

27. 14,1 14,3 14,0 2,35 2,37 2,35 0,86 0,87 0,86 0,87 0,85 0,84 1,1 1,2 1,3 0,15 0,14 0,14

28. 13,9 13,9 14,0 2,39 2,38 2,37 0,89 0,88 0,89 0,87 0,88 0,87 1,0 0,9 0,9 0,15 0,16 0,18

29. ПМБ 50/70 - 4,2% 14,0 14,0 14,2 2,37 2,38 2,38 0,88 0,88 0,80 0,87 0,87 0,89 0,8 1,0 1,2 0,18 0,16 0,19

30. 14,1 13,9 14,2 2,38 2,37 2,36 0,89 0,87 0,87 0,89 0,87 0,86 1,0 1,2 1,1 0,17 0,18 0,17

31. 14,3 14,2 13,9 2,36 3,33 2,33 0,80 0,79 0,81 0,76 0,77 0,79 1,3 1,5 1,4 0,03 0,02 0,03

32. ПМБ 50/70 - 3,4% 14,2 14,2 14,0 2,35 2,34 2,35 0,82 0,81 0,82 0,77 0,78 0,78 1,2 1,4 1,4 0,04 0,03 0,03

33. 14,2 14,1 14,3 2,35 2,32 2,36 0,80 0,81 0,81 0,77 0,79 0,78 1,5 1,4 1,3 0,05 0,03 0,04

34. 14,1 14,1 13,9 2,36 3,33 2,33 0,83 0,82 0,81 0,79 0,82 0,81 1,0 0,8 1,1 0,10 0,11 0,12

35. Состав 3 ПМБ 50/70 - 3,6% 13,8 14,0 13,8 2,35 2,34 2,35 0,83 0,82 0,82 0,80 0,80 0,80 1,1 1,2 1,2 0,08 0,12 0,10

36. 14,0 13,7 13,7 2,35 2,32 2,36 0,84 0,83 0,81 0,81 0,81 0,82 0,9 1,1 1,0 0,09 0,11 0,10

37. 13,8 13,9 13,9 2,36 2,35 2,33 0,86 0,85 0,84 0,83 0,84 0,82 0,8 0,6 0,7 0,13 0,12 0,15

38. ПМБ 50/70 - 3,8% 13,7 13,9 14,1 2,36 2,36 2,34 0,84 0,84 0,85 0,82 0,83 0,82 0,8 0,8 0,9 0,13 0,14 0,15

39. 13,8 14,0 14,0 2,36 2,36 2,36 0,85 0,86 0,83 0,82 0,81 0,83 0,6 0,7 0,8 0,14 0,12 0,15

Фактические значения

№ п/п Состав дренирующей асфальтобетонной смеси Остаточная пористость,% Средняя плотность, гр/см3 Коэффициент водостойкости Коэффициент водостойкости Lottman Скорость фильтрации, см/сек Стекание вяжущего, %

Образец № Образец № Образец № Образец № Образец № Образец №

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

40. 13,8 13,9 13,9 2,37 2,36 2,36 0,86 0,86 0,88 0,85 0,86 0,85 0,6 0,7 0,8 0,14 0,15 0,17

41. ПМБ 50/70 - 4,0% 13,7 13,9 14,1 2,38 2,37 2,36 0,87 0,88 0,88 0,84 0,85 0,87 0,5 0,8 0,9 0,14 0,16 0,18

42. 13,8 14,0 14,0 2,36 2,35 2,37 0,86 0,86 0,87 0,84 0,84 0,85 0,7 0,6 0,7 0,17 0,16 0,17

43. 13,3 13,2 13,4 2,37 2,38 2,39 0,90 0,89 0,90 0,88 0,85 0,86 0,4 0,5 0,6 0,18 0,19 0,17

44. ПМБ 50/70 - 4,2% 13,2 13,2 13,3 2,38 2,37 2,37 0,87 0,88 0,88 0,87 0,86 0,85 0,6 0,5 0,5 0,20 0,19 0,18

45. 13,0 13,2 13,1 2,39 2,36 2,37 0,87 0,88 0,89 0,86 0,85 0,84 0,6 0,5 0,4 0,17 0,18 0,19

Таблица А.2 - Результаты испытания дренирующего асфальтобетона ДА-15 к рисунку 39

№ п/п Состав дренирующей асфальтобетонной смеси с адгезионной добавкой Фактические значения

Остаточная пористость,% Скорость фильтрации, см/сек Коэффициент водостойкости Коэффициент водостойкости Lottman

Образец № Образец № Образец № Образец №

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1. ДА-15 Чистая 14,3 14,2 13,9 1,40 1,41 1,39 0,84 0,85 0,84 0,85 0,85 0,85

2. 14,2 14,2 14,0 1,41 1,40 1,41 0,85 0,84 0,86 0,84 0,86 0,86

3. 14,2 14,1 14,3 1,40 1,41 1,40 0,83 0,85 0,85 0,86 0,84 0,87

4. «Амдор-20Т» 15,0 14,8 15,0 1,42 1,42 1,41 0,93 0,92 0,92 0,91 0,92 0,92

5. 14,9 15,1 15,0 1,43 1,42 1,42 0,93 0,94 0,92 0,92 0,91 0,92

6. 15,1 15,1 15,2 1,42 1,41 1,40 0,93 0,93 0,93 0,92 0,90 0,93

7. ДАД-1 14,8 14,9 15,1 1,43 1,42 1,43 0,92 0,91 0,91 0,88 0,90 0,88

8. 15,0 15,0 15,1 1,43 1,44 1,42 0,91 0,89 0,93 0,89 0,91 0,90

9. 14,9 15,1 14,9 1,44 1,43 1,42 0,92 0,93 0,92 0,87 0,87 0,88

10. «Азол 1003» 15,0 14,9 15,1 1,41 1,41 1,41 0,89 0,90 0,91 0,91 0,89 0,93

11. 14,9 15,0 15,0 1,42 1,43 1,42 0,90 0,89 0,90 0,90 0,91 0,90

12. 14,8 15,0 14,9 1,43 1,42 1,41 0,87 0,88 0,88 0,89 0,90 0,91

Таблица А.3 - Фактические средние значения испытаний для трехфакторного моделирования

№ состава Факторы Истираемость Скорость фильтрации Коэффициент водостойкости

Х1 Х2 Х3 Мат. СД ПМБ

1 1 -1 гб 0,2 3,6 15,4 1,8 0,87

2 1 1 гб 0,2 4 14,7 1,2 0,89

3 -1 1 пес 0,2 4 20,4 0,9 0,86

4 -1 -1 пес 0,2 3,6 23,8 1,9 0,84

5 0 -1 0 гр 0,2 3,8 14,8 1,5 0,89

6 0 0 -1 гр 0,3 3,6 15,3 1,8 0,86

7 -1 0 0 пес 0,3 3,8 19,8 1,4 0,9

8 0 0 1 гр 0,3 4 14,7 1,1 0,9

9 1 0 0 гб 0,3 3,8 13,9 1,5 0,92

10 0 0 0 гр 0,3 3,8 14,2 1,5 0,92

11 1 1 -1 гб 0,4 3,6 15,2 1,8 0,88

12 1 1 1 гб 0,4 4 13,2 1,1 0,93

13 -1 1 1 пес 0,4 4 19,3 1,0 0,91

14 -1 1 -1 пес 0,4 3,6 20,6 1,9 0,88

15 0 1 0 гр 0,4 3,8 14,1 1,5 0,93

16 0 0 0 гр 0,3 3,8 14,1 1,5 0,92

17 0 0 0 гр 0,3 3,8 14,1 1,5 0,92

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

Методические рекомендации по приготовлению и устройству слоев износа из дренирующего

асфальтобетона

Ростов-на-Дону 2021 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одной из важнейших задач дорожной отрасли является обеспечение безопасности движения на автомобильных дорогах. Высокие скорости движения транспортных средств в дождливую погоду приводят к появлению опасного режима движения - аквапланированию, а также к большому количеству брызг от движущегося транспорта, что снижает видимость, а следовательно, и безопасность движения. Одним из эффективных решений указанной проблемы является применение слоев износа из дренирующих асфальтобетонных смесей, позволяющих существенно повысить безопасность дорожного движения.

Дренирующий асфальтобетон представляет собой пористый материал, применяемый в качестве покрытия автомобильных дорог поверх плотного асфальтобетона и обеспечивающий быстрый отвод воды с поверхности дороги, что снижает аквапланирование, уменьшает уровень шума от движущегося транспорта и количество брызг, и повышает сцепление колес с покрытием.

Опыт эксплуатации зарубежных стран показывает, что срок службы слоев износа из высокопористых асфальтобетонных смесей с открытой гранулометрией не превышает 2-4 года во многом из-за преждевременного шелушения и выкрашивания.

Долговечность слоев износа из дренирующих асфальтобетонных смесей во многом зависит от устойчивости конструктивного слоя к транспортным нагрузкам и климатическим условиям применения. Выбор эффективных регионов применения слоев износа и критериев качества, позволяющих спрогнозировать срок службы покрытия при реальных условиях эксплуатации, позволит повысить долговечность дренирующего асфальтобетона.

Изложенное свидетельствует об актуальности разработки технологии устройства слоев износа из дренирующего асфальтобетона с повышенными эксплуатационными характеристиками.

В июне 2018 г. в рамках данной работы совместно с организацией АО «Донаэродорстрой» было проведено экспериментальное внедрение по

устройству слоя износа из разработанной модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси ДА-15 по одной полосе движения на участке автомобильной дороги М-4 «Дон» км 932 - км 933.

«Методические рекомендации по приготовлению и устройству слоев износа из модифицированного дренирующего асфальтобетона» составлены на основе исследовательских, опытно-производственных работ по строительству асфальтобетонных покрытий и материалов по их обследованию.

В рекомендациях изложены следующие основные сведения:

- производство дренирующей асфальтобетонной смеси;

- подготовительные работы по устройству слоя износа из дренирующего асфальтобетона;

- укладка дренирующей асфальтобетонной смеси;

- уплотнение дренирующей асфальтобетонной смеси;

- контроль качества работ;

- эксплуатация слоя износа из дренирующего асфальтобетона.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие методические рекомендации предназначены для руководства при устройстве слоев износа из модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси.

1.2. Настоящие методические рекомендации не отменяют принятых в установленном порядке к исполнению нормативно-технических документов по устройству слоев износа из дренирующих асфальтобетонных смесей.

1.3. Методические рекомендации содержат рекомендации и требования, выполнение которых позволяет обеспечить качество продукции по устройству слоев износа из дренирующего асфальтобетона.

1.4. Дренирующие асфальтобетонные смеси приготавливают путем смешивания в смесительных установках в нагретом состоянии щебня, песка из отсева дробления, минерального порошка, битума нефтяного дородного вязкого

или полимерно-битумных вяжущих и стабилизирующих добавок, взятых в определенных соотношениях.

1.5. Дренирующие асфальтобетонные смеси в зависимости от размера максимальной фракции щебня подразделяются на:

- ДА-5 (с максимальным размером щебня 5 мм);

- ДА-10 (с максимальным размером щебня 10 мм);

- ДА-15 (с максимальным размером щебня 15 мм).

1.6. Дренирующие асфальтобетонные смеси, содержащие полимерные добавки, должны приготавливаться в соответствии с настоящими рекомендациями по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке предприятием-изготовителем.

1.7. Зерновые составы минеральной части дренирующей асфальтобетонной смеси и показатели физико-механических свойств асфальтобетона должны соответствовать требования СТО АВТОДОР 2.15.

2 ПРИГОТОВЛЕНИЕ ДРЕНИРУЮЩИХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ

СМЕСЕЙ

2.1 Оптимизация состава на асфальтобетонном заводе

Дренирующие асфальтобетонные смеси, как и плотные, включают 4 стадии строительства: приготовление, транспортировка, укладка и уплотнение. Для длительной эксплуатации покрытий из дренирующих асфальтобетонов важным аспектом является сохранение качества на каждом из этапов работ. Строительство во многом схоже с технологией приготовления и укладки слоев из щебеночно-мастичных асфальтобетонов, так как оба типа асфальтобетона используют большое количество щебня и органического вяжущего, а также применяют стабилизирующие добавки.

В качестве асфальтобетонного завода может применяться любой завод,

способный качественно производить горячие плотные асфальтобетонные смеси,

так как технология приготовления пористого асфальтобетона во многом с ними

174

схожа. Завод должен четко дозировать и доставлять в сушильные барабаны материалы, так как точность дозирования в дренирующих асфальтобетонных смесях играет более важную роль, чем для плотных смесей. Органическое вяжущее дозируется аналогично технологии приготовления горячих плотных асфальтобетонов, но в зависимости от применяемой марки исходного битума может иметь более высокую температуру подачи в смесительную емкость.

При приготовлении дренирующих асфальтобетонных смесей очень часто используют стабилизирующие добавки. Их подача должна осуществляться через отдельный дозатор. Эти добавки, как правило, увеличивают время сухого и мокрого перемешивания в общей сложности до 30 сек, чтобы гарантировать, что смесь будет однородной. Время хранения дренирующих асфальтобетонов считается тоже одним из важных моментов, поскольку у таких смесей существует вероятность стекания вяжущего (расслоения). Максимальное время хранения дренирующих асфальтобетонных смесей должно составлять не более 2 часов, но рекомендуется в большинстве случаев хранить не более 1 часа во избежание расслоения смеси.

2.2. Хранение и дозирование минеральных материалов

Приготовление дренирующих асфальтобетонных смесей должно начинаться с проведения подготовительных работ, включающих накопление запасов применяемых минеральных материалов. Их запасы должны быть подготовлены в достаточном объеме на весь период строительства. Материалы должны храниться на подготовленной площадке с твердым покрытием, быть чистыми и защищенными от воздействия осадков навесом. Каждая фракция применяемого минерального компонента должна храниться в отдельном штабеле, предотвращая их перемешивание в процессе работы погрузчиком. Одной из важных задач при подготовке материалов перед их применением является поддержание в них низкой влажности, что позволит обеспечить лучшую стабильность температуры дренирующей асфальтобетонной смеси при приготовлении. Данный тип смеси

содержит до 85% щебня, что позволяет обеспечить высокое содержания воздушных пустот и повысить фильтрационную способность асфальтобетона. При приготовлении смесей на АБЗ подачу крупной щебеночной фракции рекомендуется выполнять через несколько бункеров предварительного дозирования из-за ее повышенного расхода. Это позволит обеспечить однородность смеси и уменьшить временные затраты, связанные с ее дозированием согласно рецепту.

2.3. Хранение и дозирование органического вяжущего

Подготовка и хранение органического вяжущего, применяемого в дренирующих смесях, подобны его подготовке и хранению при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей. Если необходимо применять отличительную марку вяжущего от той, которая имеется в хранилище, на АБЗ должен быть второй резервуар или рабочая емкость, через которую и следует осуществлять работу. Важной задачей при разогреве органического вяжущего и его подачи в смесительную установку остается сохранение требуемой температуры, которую следует контролировать не менее чем в трех местах: в хранилище, рабочей емкости и непосредственно перед впрыскиванием вяжущего в смесительную установку.

2.4. Стабилизирующие и структурирующие добавки

В дренирующих асфальтобетонных смесях, содержащих повышенное количество органического вяжущего, применяют стабилизирующие добавки или минеральные волокна, предотвращающие расслоение смеси при приготовлении, транспортировке и укладке. Как правило, их содержание составляет 0,3% для целлюлозы и 0,4% - для минеральных волокон от массы смеси.

В составе дренирующих асфальтобетонных смесей разрешается применение стабилизирующих добавок или минеральных волокон в сыпучей форме или в виде гранул размером до 6 мм.

На АБЗ стабилизирующие добавки или минеральные волокна, как правило, доставляются в полиэтиленовых мешках различной массы. При малом объеме мешков с добавкой (до 5 кг) они могут вводиться непосредственно рабочими в смесительную емкость перед сухим перемешиванием минеральных материалов.

Гранулированные добавки подаются в бункер предварительного дозирования, после чего через винтовой шнек или воздушным потоком поступают на весы и далее в смесительную установку.

При перемешивании добавок с горячим минеральным материалом они измельчаются и разрыхляются, что позволяет обеспечить показатель стекания вяжущего и однородность смеси во всем ее объеме.

Другим методом обеспечения стабилизирующих качеств дренирующих асфальтобетонов является применение модификаторов органического вяжущего. Модификация органического вяжущего может осуществляться как на АБЗ перед приготовлением смеси, так и на специализированном заводе. После модификации органического вяжущего к нему могут предъявляться особые требования по температуре и способу хранения. Введение модификатора органического вяжущего непосредственно на АБЗ может осуществляться двумя способами: сухим - непосредственно на минеральный материал; мокрым - в рабочую емкость органического вяжущего.

Независимо от формы и типа стабилизатора необходимо строго руководствоваться нормативным документом поставщика на добавку.

2.5 Калибровка завода по приготовлению дренирующих асфальтобетонных смесей

Важным моментом остается точность дозирования всех компонентов дренирующей асфальтобетонной смеси. Перед ее приготовлением на АБЗ необходимо тщательно проверить все его дозирующие устройства и при необходимости их откалибровать. Кроме этого, следует откорректировать скорость подачи всех минеральных материалов с целью обеспечения лучшей производительности АБЗ и сохранения высокого качества смеси.

Контроль за точностью дозирования установки по подаче стабилизирующей добавки должен вестись непрерывно во время производства во избежание нарушений и образования в смеси лишнего свободного вяжущего.

2.6. Приготовление дренирующей асфальтобетонной смеси на АБЗ

При приготовлении дренирующих асфальтобетонных смесей на АБЗ особое внимание следует уделять температуре нагрева минеральных материалов и органического вяжущего. Изменение температуры выпуска смеси в большую или меньшую сторону может отрицательно сказаться на ее качестве. При перегреве смеси существует вероятность интенсивного старения органического вяжущего, что может привести к преждевременным разрушениям на покрытии из дренирующего асфальтобетона. Кроме этого, высокая температура может повлиять на количество вяжущего в смеси, тем самым увеличить вероятность ее расслоения при транспортировке и укладке. Более низкая температура приготовления смеси может привести также к ухудшению ее качества по причине сохранения влажности минеральных материалов и снижению удобоукладываемости при уплотнении. Низкая температура смеси при уплотнении может быть причиной недостаточного сцепления с нижележащим слоем и привести при эксплуатации покрытий из дренирующего асфальтобетона к большому количеству дефектов в виде выкрашивания и шелушения.

3 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Дренирующие асфальтобетонные смеси очень чувствительны к погодно-климатическим условиям. По этой причине их устройство рекомендуется осуществлять лишь при температуре нижележащего слоя выше 10°С, хотя некоторые дорожные организации предъявляют еще более жесткие требования. Как правило, температура воздуха при этом должна составлять не менее 15°С. При работе с дренирующими смесями обязательно следует учитывать и другие факторы, такие как ветер, толщина устраиваемого слоя, влажность поверхности

и т.д.

До начала работ по устройству дренирующих асфальтобетонных смесей выполняется подготовка поверхности нижележащего слоя, аналогичная той, какая выполняется при устройстве горячих плотных асфальтобетонных смесей. Подготовка поверхности необходима для того, чтобы дренирующий асфальтобетон прочно располагался над непроницаемым слоем из плотного асфальтобетона во время дождей.

Размещение на плотном непроницаемом слое гарантирует, что вода, проходящая через слой дренирующего асфальтобетона, пройдет через слой и за счет уклонов уйдет с поверхности плотного слоя асфальтобетона. Если вода останется в структуре слоя, то начнется разрушение его структуры и образование многочисленных дефектов. Дренирующий асфальтобетон следует укладывать лишь на тщательно подготовленный слой из горячего плотного асфальтобетона. Дренирующие асфальтобетонные смеси не должны устраиваться на разрушенном, с большим количеством дефектов, слое. Дефектный слой должен быть отремонтирован или полностью заменен, чтобы исключить возможность закупоривания влаги в слое дренирующего асфальтобетона, располагающегося сверху.

Слой из дренирующего асфальтобетона следует устраивать таким образом, чтобы дождевая вода через слой уходила в сторону.

Недавно уложенный плотный асфальтобетон при низком качестве выполненных работ может содержать до 8% воздушных пустот. При обработке поверхности слоя битумной эмульсией многие организации используют медленно распадающиеся эмульсии и лишь единицы - среднераспадающиеся.

Обработку битумной эмульсией не проводят при устройстве дренирующего слоя поверх аналогичного слоя. В таких случаях для обеспечения коэффициента межслойного сцепления рекомендуется проводить работы по принципу «горячее по горячему».

4 УКЛАДКА СЛОЯ ИЗНОСА ИЗ ДРЕНИРУЮЩЕГО АСФАЛЬТОБЕТОНА

Для укладки слоя из дренирующих асфальтобетонных смесей рекомендуется применять обычные асфальтоукладчики и перегружатели к ним, аналогичные тем, что используются при работе с горячими плотными асфальтобетонными смесями. Однако следует отметить, что прогрев плиты асфальтоукладчика является обязательным мероприятием, позволяющим предотвратить «протягивание» смеси и нарушение ее структуры. При укладке дренирующих асфальтобетонных смесей предпочтение рекомендуется отдавать перегружателям, позволяющим обеспечить однородность подачи смеси в бункер асфальтоукладчика и поддержать необходимую для уплотнения температуру.

Скорость движения асфальтоукладчика зависит от многих внешних факторов, таких как производительность завода, количество автосамосвалов, дальность транспортировки и количество уплотняющей техники. Задача дорожных рабочих - обеспечить цикличность проведения работ и исключить остановку асфальтоукладчика по причине отсутствия смеси в бункере. По этой причине движение асфальтоукладчика со смесью должно осуществляться с такой скоростью, чтобы обеспечить непрерывный процесс укладки дренирующей асфальтобетонной смеси.

Минимальная толщина устраиваемого слоя должна быть в два раза больше максимального размера щебня, применяемого в составе смеси. Для обеспечения требуемой скорости фильтрации слоя износа из дренирующего асфальтобетона необходимо проводить расчет эффективной толщины слоя в соответствии с Приложением А настоящих рекомендаций. При устройстве слоев из дренирующих асфальтобетонных смесей следует минимизировать ручную работу, а при необходимости ее проведения следует тщательно распределять материал, обеспечивая каркасность.

5 УПЛОТНЕНИЕ СЛОЯ ИЗНОСА ИЗ ДРЕНИРУЮЩЕГО

АСФАЛЬТОБЕТОНА

Основное различие между уплотнением горячих плотных асфальтобетонных смесей и дренирующих асфальтобетонных смесей заключается в том, что цель уплотнения первых - создание непроницаемого покрытия, в то время как для вторых необходимо создать достаточное уплотнение, чтобы усадить смесь, обеспечить хорошее сцепление с нижележащим слоем и создать гладкую поверхность для езды.

Запас на уплотнение для дренирующих асфальтобетонных смесей составляет 10-15%, что на 10% меньше, чем для горячих плотных асфальтобетонных смесей.

Устройство дренирующих асфальтобетонных смесей осуществляют поверх плотного асфальтобетона при температуре нижележащего слоя выше 12°С, температуре воздуха 15-18°С и скорости ветра 4-6 м/сек, на всю ширину устраиваемого слоя толщиной 3 см. При уплотнении использовали два гладковальцовых катка массой 12 и один массой 14 тонн. Применение комбинированных катков и катков на пневмошинных использовать не рекомендуется, так как они способствуют «заглаживанию» поверхности покрытия и тем самым закрывают большую часть пор дренирующего асфальтобетона.

Дренирующий асфальтобетон обладает большим содержанием пустот, вследствие чего происходит интенсивное охлаждение смеси. По этой причине максимальное время укладки и уплотнения дренирующей асфальтобетонной смеси выбирается согласно таблице 1.

Таблица 1 - Влияние температуры воздуха и толщины укладываемого слоя на процесс укладки и уплотнения модифицированного дренирующего асфальтобетона_

Толщина слоя, см Максимальное время укладки и уплотнения при скорости ветра не более 4-6 м/сек и температуры воздуха, сек.

13-15°С 16-18°С 19-25°С > 25°С

2-3 10-14 14-18 18-20 20-25

4-5 16-20 21-25 24-26 26-30

6 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РАБОТ

При контроле качества уплотнения модифицированной дренирующей асфальтобетонной смеси с помощью электромагнитного плотномера выполнялись следующие операции:

- проверка оборудования с последующей тарировкой (вводились данные по максимальному размеру зерна, толщине исследуемого конструктивного слоя, средней и максимальной плотности асфальтобетона, определенных в лабораторных условиях);

- в ходе производства работ по укладке и уплотнению плотномер устанавливался в 3 точках в поперечном сечении проезжей части в начальной стадии уплотнения, в процессе движения уплотняющей техники и на завершающем этапе;

- в момент измерения в ведомость замеров фиксировалась температура смеси при уплотнении, температура окружающей среды и плотность каждой стадии уплотнения.

В отличие от других типов асфальтобетонов в дренирующем отсутствуют требования по минимальной плотности для достижения качественного уплотнения, так как определить ее очень проблематично из-за разных составов смеси и применяемых материалов.

Движение транспорта на свежеуложенном слое из дренирующего асфальтобетона следует открывать не ранее чем через 24 часа после полного остывания покрытия и формирования его структуры.

При работе с дренирующими асфальтобетонными смесями, как и с горячими плотными асфальтобетонными смесями, производитель должен периодически контролировать количество и качество запасов всех применяемых дорожно-строительных материалов. Особое внимание следует уделять зерновым составам минеральных материалов, так как их изменение может отрицательно сказаться на дренирующих способностях приготовляемых смесей.

Качество органических вяжущих, применяемых в дренирующих

182

асфальтобетонах, проверяется с такой же периодичностью, как и для горячих плотных смесей.

При приемке и отгрузке смесей партией следует считать количество смеси одного состава, выпускаемое на установке в течение смены, но не более 1000 т.

При приемосдаточных испытаниях необходимо отбирать одну объединенную пробу в соответствии с ГОСТ 12801 и определять: температуру отгружаемой смеси при выгрузке из смесителя, зерновой состав минеральной части смеси, показатель стекания органического вяжущего и фильтрационную способность дренирующей асфальтобетонной смеси.

При периодическом контроле качества дренирующих асфальтобетонных смесей определяют пористость минеральной части, остаточную пористость, сцепление органического вяжущего с минеральной частью, коэффициент морозостойкости образцов из смесей при определенном количестве циклов замораживания и оттаивания, а также дренирующую способность смесей после их старения в течение 14 суток.

Периодический контроль осуществляют не реже 1 раза в месяц, а также при каждом изменении материалов, применяемых при приготовлении дренирующих асфальтобетонных смесей.

На каждую партию отгруженной смеси потребителю выдают документ о качестве, в котором указывают результаты приемосдаточных и периодических испытаний, в том числе:

- наименование предприятия-изготовителя;

- номер и дату выдачи документа;

- наименование и адрес потребителя;

- тип и массу смеси;

- температуру смеси;

- показатель устойчивости к расслаиванию (стекание);

- процент воздушных пустот.

При окончательной приемке работ следует представить заказчику сопроводительные документы:

- документ, подтверждающий соответствие применяемых материалов нормативным требованиям;

- документы, устанавливающие соответствие численных значений показателей качества открытых высокопористых дренирующих асфальтобетонных смесей требованиям стандарта организации (протоколы испытаний);

- протокол приемосдаточных испытаний на каждую партию смеси.

7 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЛОЯ ИЗНОСА ИЗ ДРЕНИРУЮЩЕГО АСФАЛЬТОБЕТОНА

Срок службы покрытий из дренирующего асфальтобетона во многом зависит от условий его эксплуатации и своевременного проведения профилактических работ, включая содержание в весенне-осенний период, зимнее обслуживание и текущий ремонт. Основное требование к обеспечению работоспособности пористого покрытия заключается в сохранении его свойств в течение всего периода эксплуатации. Для своевременного отвода воды с поверхности покрытия дренирующий асфальтобетон должен обладать определенной фильтрационной способностью.

7.1. Техническое обслуживание в весенне-осенний период эксплуатации

Общее обслуживание в весенне-осенний период включает в себя очистку от загрязнений, профилактическое обслуживание и восстановительный ремонт покрытия, заделку трещин и устранение других мелких дефектов.

Очистку покрытия необходимо производить одним из предложенных способов:

- очистка с помощью пожарного гидранта;

- вакуумным очистителем высокого давления.

Контроль степени очистки выполняют путем определения скорости фильтрации дренирующего асфальтобетона в соответствии EN 12697-40.

С течением времени при эксплуатации покрытий из дренирующих асфальтобетонов органическое вяжущее в их составе может окисляться и приводить к разрушению и выкрашиванию отдельных щебенок.

Уход за поверхностью покрытия считается важным мероприятием, которое позволяет восстановить или сохранить транспортно-эксплуатационное состояние дорожного полотна. Такие мероприятия включают герметизацию трещин и ремонт неровностей дороги, а также другие важные процессы, такие как восстановление текстуры дренирующего слоя и разметки на покрытии.

7.2 Техническое обслуживание в зимний период эксплуатации

Покрытия из дренирующего асфальтобетона нуждаются в большем количестве противогололедных реагентов и требуют обработку защитными материалами сразу же после очистки, иначе мокрый снег может замерзнуть в порах и привести к растрескиванию покрытия. Если же все-таки снег замерз и на поверхности покрытия образовался лед, то его будет намного сложнее удалить с дренирующего асфальтобетонного слоя, чем с обычного горячего плотного асфальтобетона. Традиционные методы зимнего обслуживания покрытий из дренирующего асфальтобетона включают обработку солью, песком, противогололедными реагентами и снегоочистку.

Обработка солью применяется часто, но работы следует проводить с большой осторожностью. Предпочтительнее использовать маленькие кусочки соли для их быстрого растворения и уменьшения засорения пор. Твердая соль №С1 может применяться лишь до температуры окружающей среды минус 15°С, после чего каменная соль может замерзнуть.

Расход солей необходимо определять в зависимости от типа скользкости. В таблице 2 представлен рекомендуемый расход.

Таблица 2 - Расход солей в зависимости от типа скользкости

Тип скользкости Профилактические работы (г/м2) Регулярная обработка (г/м2) Примечания

Плотный асфальтобетон дренирующий асфальтобетон Плотный асфальтобетон дренирующий асфальтобетон

Гололедица 7* 14* 7* 7* Замораживание влажных участков дороги происходит на дренирующих покрытиях раньше и чаще, чем на плотных.

Гололед 7* 7* 7* 7* Если объем движения низкий, дренирующие покрытия требуют частой и регулярной обработки

Выпавший снег 15-20* 15-20* 20* 20* Во время снегопада расход соли значительно увеличивается

Выпавший снег и гололед при невысокой интенсивности 20* 20* 20** 20** -

Выпавший снег и гололед при высокой интенсивности 20* 20* 20** 20** Меры для повышения безопасности: сосредоточить движение на правой полосе и снизить скорость (где это возможно).

Особое внимание уделяется безопасности движения на автомобильных

дорогах. При обслуживании участков покрытий из дренирующего асфальтобетона

в зимний период времени используется система регулярного мониторинга, по

результатам которой определяется вид работ, тип реагента и его количество, а

186

также прогнозируется дальнейшее поведение покрытия в зависимости от интенсивности движения и погодно-климатических условий. При обработке покрытий из дренирующего асфальтобетона эффективность от распространения реагентов будет в том случае, если работы будут выполнены не позже, чем за 6090 минут.

Приложение 1 к методическим рекомендациям

Определение эффективной толщины слоя износа из дренирующего

асфальтобетона

1 Общие положения

Сущность метода заключается в определении эффективной толщины слоя износа из дренирующего асфальтобетона в зависимости от геометрических параметров автомобильной дороги, интенсивности ливня в данном регионе и скорости фильтрации дренирующего асфальтобетона.

2. Расчет эффективной толщины дренирующего слоя износа вычисляют по формуле (17):

где к - скорость фильтрации дренирующего асфальтобетона, см/ч; L - ширина покрытия, м; а -продольный уклон, %; t - толщина покрытия, см; I - интенсивность ливня, см/ч.

3. Интенсивность ливня определяется путем построения кумулятивной функции, при которой среднее суммарное значение для рассчитываемого региона будет составлять 90%. Определив регион применения слоя износа по сводкам метеорологических служб, определяют, какая интенсивность ливня (см/ч) составляет 90% от общего объема.

4. Продольный уклон и ширина покрытия определяются в соответствии с нормативно-технической документацией, регламентирующей требования к геометрическим параметрам автомобильной дороги в зависимости от категории автомобильной дороги.

5. Скорость фильтрации определяется в лабораторных условиях на стадии подбора дренирующей асфальтобетонной смеси в соответствии с СТО АВТОДОР 2.15.

(17)

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

Акт внедрения от АО «Донаэродорстрой»

Акт внедрения дренирующей асфальтобетонной смеси да-15

В июне 2018г. аспирантом кафедры «Автомобильные дороги» Ширяевым Никитой Игоревичем в должности младшего научного сотрудника отдела «внедрение НИР» ДорТрансНИИ ДГТУ, совместно с организацией АО «Донаэродорстрой» было проведено экспериментальное внедрение, разработанной и оптимизированной дренирующей асфальтобетонной смеси ДА-15.

Производство дренирующей асфальтобетонной смеси осуществлялось на асфальтобетонном заводе циклического действия Ammomatic 240SM. При приготовлении дренирующей асфальтобетонной смеси использовали щебень песчаник фр.5-10мм и фр. 10-15мм, песок из отсевов дробления, активированный минеральный порошок, стабилизирующая добавка Viatop 66, полимерно-модифицированный битум ПМБ ДДС 50/70 72-20. Температура отгрузки дренирующей асфальтобетонной смеси составляла 150-155°С.

Приготовленная смесь прошла опытно-производственное внедрение при устройстве верхнего слоя покрытия на участке км 932 - км 933 автомобильной дороги М-4 «Дон».

Устройство дренирующей асфальтобетонной смеси осуществляли поверх плотного асфальтобетона при температуре нижележащего слоя 18 °С и температуре воздуха 25 °С. Уплотнение дренирующей асфальтобетонной смеси выполняли гладквальцевыми катками массой не более 10-12 т.

Аспирантом Ширяевым НИ. применялся неразрушающий метод контроля плотности покрытия, с помощью электромагнитного плотномера Troxler PaveTracker 2701-V PLUS, для определения оптимальной технологии

уплотнения верхнего слоя покрытия из дренирующей асфальтобетонной смеси ДА-15. Результаты испытания представлены в приложении 1,

С целью определения эффективности применения в качестве верхнего слоя покрытия дренирующего асфальтобетона на экспериментальном участке были проведены работы по определению сцепных свойств колеса с покрытием в момент приемки и через год эксплуатации. Определение проводилось в 5-ти контрольных точках прибором ППК-МАДИ. Результаты испытаний представлены в приложении 2.

По результатам опытно-производственно го внедрения разработанный состав дренирующей асфальтобетонной смеси ДА-!5, может использоваться при устройстве верхних слоев покрытия автомобильных дорог.

Акт подписали:

Директор (/д

ДорТрансНИИ ДГТУ к.т.н. Тирагурян А.Н.

Руководитель отдела ДСМ

ДорТрансНИИ ДГТУ

к.т.н. Чернов С.А.

Младший научный сотрудник Отдела внедрения НИР ДорТрансНИИ ДГТУ

Руководитель

испытательной лаборатории АО «Донаэродорстрой»

Глуховский Е.В.

Приложение №2 к акту опытно-производственного внедрения от«_»_2019г.

Изменение «коэффициента сцепления покрытия» из ЩМА-15

ПК 15+10 ПК 16+50 ПК 17+30 ПК 18+20 ПК 19+10

Контрильная точка

■сдача в эксплуатацию через год эксплуатации

Изменение «коэффициента сцепления покрытая» из ДА-15

3 о,4_______

Н "----- -—

£ о,з______

5

I 0,2 ------------------ --

I ------------

о

И О------ - — ,_____ __________________

ПК 15+10 ПК 16+50 ПК 17+30 ПК 18+20 ПК 19+10 Контрольная гичка

—«—сдача в эксплуатацию -с— через год эксплуатации