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

Государственные стандарты и состав

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

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

Основная область использования

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

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

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

Основные свойства

Щебеночно-мастичный асфальтобетон имеет в составе следующие ингредиенты:

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

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

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

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

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

Дополнительные свойства

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

Где применяется щебеночно-мастичный асфальтобетон

ЩМА может использоваться для устройства следующих категорий покрытий:

• Автомобильные дороги I-V категорий – от обычных городских дорог до высокозагруженных скоростных автомагистралей и федеральных трасс.
• Аэродромные покрытия (рекомендуется на 25% увеличить прочность на сжатие, а также коэффициент сцепления).
• Подъездные пути и парковки.
• Пешеходные территории (площади, тротуары и т.д.).

«Благодаря высоким физико-механическим характеристикам, данная разновидность асфальта не имеет никаких ограничений по области применения»

При этом для асфальтирования тротуаров и других пешеходных зон чаще всего используются бюджетные асфальтовые смеси – для таких территорий не требуется высоких характеристик, так как внешнее воздействие минимально.

Основные характеристики

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

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

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

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

Метод определения устойчивости смеси к расслаиванию по показателю стенания вяжущего

Сущность метода заключается в оценке способности горячей щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси удерживать содержащееся в ней вяжущее.

В.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы лабораторные 4-го класса точности по ГОСТ 24104.

Стаканы химические термостойкие по ГОСТ 23932 вместимостью 1000 см3, диаметром 10 см.

Стекла покровные.

Термометр химический ртутный стеклянный с диапазоном измерений от 100 °С до 200 °С с ценой деления шкалы не более 1 °С.

Шкаф сушильный.

В.2 Порядок подготовки к испытанию

Приготовленную щебеночно-мастичную асфальтобетонную смесь разогревают до максимальной температуры в соответствии с таблицей 3 и тщательно перемешивают. Сушильный шкаф также разогревают до указанной температуры, которую поддерживают в период испытаний с допускаемой погрешностью ±2 °С.

Пустой стакан взвешивают, помещают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре, указанной в таблице 3, не менее 10 мин. Затем стакан ставят на весы и быстро помещают в него 0,9—1,2 кг смеси, взвешивают и закрывают покровным стеклом.

В.З Порядок проведения испытания

Стакан со смесью помещают в сушильный шкаф, где выдерживают при максимальной температуре, указанной в таблице 3, в течение (60±1) мин. Затем стакан вынимают, снимают с него покровное стекло и удаляют смесь, перевернув стакан, не встряхивая вверх дном, на (10±1) с. После этого стакан вновь ставят на дно, охлаждают в течение 10 мин и взвешивают вместе с остатками вяжущего и смеси, прилипшей на его внутренней поверхности.

В.4 Обработка результатов испытания

Отекание вяжущего В, % по массе, определяют по формуле

В — too,

~ Si

(В.1)

где g,, g2, g3 — масса стакана соответственно пустого, со смесью и

после ее удаления, г.

За результат испытаний принимают округленное до второго десятичного знака среднеарифметическое значение двух параллельных определений. Расхождение между результатами параллельных испытаний не должно превышать 0,05 % по абсолютной величине. В случае больших расхождений вновь определяют стекание вяжущего и для расчета среднеарифметического берут данные четырех определений.

Из чего изготавливают?

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

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

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

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

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

Минеральный порошок в составе

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

Перечень нормативных документов, ссылки на которые использованы в настоящем стандарте

ГОСТ 3344—83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 8267—93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8269.0—97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 8735—88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8736—93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 11501—78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы

ГОСТ 11505—75 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости

ГОСТ 11506—73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару

ГОСТ 11507—78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу

ГОСТ 12784—78 Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний

ГОСТ 12801—98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 16557—78 Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия

ГОСТ 22245—90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия

ГОСТ 23932—90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия

ГОСТ 24104—2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 30108—94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

Стабилизирующая составляющая смесь

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

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

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

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

Доставка

Предлагаем быстрый выпуск и доставку щебеночно-мастичных смесей по Москве и Московской области. Со срочным заказом справимся в течение суток. Минимальный объем — 1м3.

Привозим готовую смесь на своей технике — так мы уверены, что условия доставки строго соблюдены, а материал сохранит свои свойства. Оформляем талон весового контроля и предоставляем паспорт качества — это гарантирует точный вес и соответствие продукции ГОСТу.

Позвоните нам или оставьте заявку на сайте. Менеджер перезвонит, расскажет о продукции, согласует сроки доставки и оформит заказ.

Характеристики в соответствии с государственными стандартами

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

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

Технические условия

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ФГУП «Союздорнии», Корпорацией «Трансстрой» и Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 17 октября 2002 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика Республика Армения

Республика Казахстан Кыргызская Республика

Республика Молдова

Российская Федерация Республика Таджикистан Республика Узбекистан

Госстрой Азербайджанской Республики

Министерство градостроительства Республики Армения

Казстройкомитет Республики Казахстан

Государственная Комиссия по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики

Министерство экологии, строительства и развития территории Республики Молдова

Госстрой России

Комархстрой Республики Таджикистан Госкомархитекгстрой Республики Узбекистан

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 В настоящем стандарте учтены основные положения международных стандартов ИСО [1,2], европейского стандарта рг EN 13108-6 [3], финских норм на асфальт 2000 |4] и немецких технических указаний ZTV Asphalt-StB 02 [5]

5 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 мая 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 5 апреля 2003 г № 33

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстроя России

ISBN 5-88111-041-2 © Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003

11

Содержание

1 Область применения……………………………………………………………….1

2 Нормативные ссылки………………………………………………………………1

3 Определения…………………………………………………………………………..1

4 Основные параметры и виды…………………………………………………..2

5 Технические требования………………………………………………………….2

6 Правила приемки……………………………………………………………………6

7 Методы контроля……………………………………………………………………8

8 Транспортирование…………………………………………………………………9

9 Указания по применению……………………………………………………….9

10 Гарантии изготовителя………………………………………………………….9

Приложение А Перечень нормативных документов, ссылки

на которые использованы в настоящем стандарте ………………………………………………………………..10

Приложение Б Рекомендации по проектированию щебеночномастичного асфальтобетона………………………………11

Приложение В Метод определения устойчивости смеси к

расслаиванию по показателю стекания вяжущего…………………………………………………………16

Приложение Г Определение влажности и термостойкости

волокон……………………………………………………………18

Библиография………………………………………………………………………….20

к ГОСТ 31015—2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

(МУС № 8 2004 г.)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СМЕСИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ И АСФАЛЬТОБЕТОН ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ

Технические условия

BITUMINOUS STONE MASTIC MIXTURES AND STONE MASTIC ASPHALT

Specifications

Дата введения 2003-05-01

Технология устройства покрытия

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

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

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

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

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

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

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

Определение влажности и термостойкости волокон

Сущность метода заключается в определении потери массы волокна при заданных температуре и времени испытания.

Г Л Средства контроля и вспомогательное оборудование

Противни металлические прямоугольные размером 20x10x2 см.

Шкаф сушильный с терморегулятором, поддерживающим температуру с точностью до ±3 °С.

Термометр ртутный стеклянный с ценой деления шкалы 1 °С.

Эксикатрр по ГОСТ 23932 с безводным хлористым кальцием.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности.

Г.2 Подготовка к испытанию

Перед испытанием пробу волокна помещают на лист бумаги и разрыхляют вручную, устраняя комочки, если они есть в пробе.

Тщательно вымытые металлические противни помещают не меньше чем на 30 мин в сушильный шкаф при температуре (105±3) °С затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.

Г.З Проведение испытания

При испытании волокон взвешивание производят с допускаемой погрешностью взвешивания 0,1 % массы. Массу определяют в граммах с точностью до второго десятичного знака.

Испытание проводят в двух противнях. Каждый противень, подготовленный по Г.2, взвешивают. Из пробы волокна, подготовленной по Г.2, берут две навески по (5±1) г и всыпают в противни, заполняя их равномерно без уплотнения. Противни с волокном взвешивают и помещают в сушильный шкаф с температурой (105±3) °С для сушки волокон.

По истечении 30 мин противни с волокнами вынимают из сушильного шкафа, устанавливают в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры, взвешивают и снова помещают в эксикатор.

Противни с волокнами, высушенными в сушильном шкафу при температуре (105±3) °С и охлажденные в эксикаторе до комнатной температуры, помещают в сушильный шкаф, предварительно нагретый до (220±3) °С.

Температуру контролируют термометром, ртутный резервуар которого находится на высоте противней.

Так как при установлении холодных противней температура сушильного шкафа понижается, то время пребывания противней с волокнами в сушильном шкафу отсчитывают от момента достижения заданной температуры.

Противни с волокнами выдерживают в сушильном шкафу при .температуре (220±3) °С в течение 5 мин.

По истечении времени выдерживания противни с волокнами вынимают из сушильного шкафа, устанавливают в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают.

Г.4 Обработка результатов

Влажность волокон W, %, определяют по формуле

W = l2-.j3.ioo ,гп

g%-g) к }

где g, — вес противня, г;

g2 — вес противня с волокнами, г;

g3 — вес противня с волокнами после сушки в сушильном шкафу, г.

Термостойкость волокон Тв, %, определяют по формуле

Т =il_ilioo,

S3-S1

(Г.2)

где g4 — вес противня с волокнами после выдерживания в сушильном шкафу при температуре (220±3) °С, г.

Расхождение между результатами двух параллельных определений не должно быть более 0,5 % (по абсолютной величине). За результат принимают округленное до первого десятичного знака среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений.