Щебеночно-мастичные асфальтобетоны с добавками отсевов дробления

Исследование свойств щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси (ЩМА), разработка методов прогноза и повышения устойчивости асфальтобетонных покрытий к колееобразованию является актуальной на сегодняшний день и производится строительной испытательной лабораторией компании «ТехПроектСервис».

 

Одним из путей решения этой задачи может быть замена дорогостоящих привозных материалов для производства щебеночно-мастичных асфальтобетонов: отсевов дробления прочных пород, минерального порошка и стабилизирующей добавки, местными – отсевами дробления известняков (ОДИ). При этом предъявляемые к свойствам ЩМА требования должны быть сохранены. Такая замена, в целом, должны привести к снижению себестоимости ЩМА. Одновременно, данное предложение будет способствовать эффективной утилизации отходов местных камнедробильных заводов.

 

Специфика составов и структуры щебеночно-мастичного асфальтобетона предусматривает обязательное присутствие в качестве основных структурных составляющих прочного щебня с улучшенной (кубовидной) формой зерен, объемного битума и небольшого количества волокнистой стабилизирующей добавки для удержания в структуре объемного вяжущего.

 

Предложено 3 варианта составов ЩМА:

Вариант №1 – базовый (классический) ЩМА, который имеет следующий состав:

• щебень М — 1200 изверженных пород фракции 5…20 мм — 77 % по массе,
• отсевы дробления щебня М — 1200 фракции 0…5 мм – 12,2 %,
• минеральный порошок — 10,8 %,
• стабилизирующая добавка Viatop — 66 – 0,4 %,
• битум марки БНД 90/130 – 6,5 %.

Вариант №2 состоит:

• щебень М – 1200 изверженных пород фракции 5…20 мм – 72,7 % по массе,
• отсевы дробления известняка М – 400 фракции 0…5 мм – 27,3%,
• битум марки БНД 90/130 – 7,5%.

Вариант №3 имеет следующие компоненты:

• щебень М – 1200 изверженных пород фракции 5…20 мм – 72,7 % по массе,
• отсевы дробления известняка М – 400 фракции 0…5 мм – 27,3%,
• стабилизирующая добавка Viatop – 66 – 0,4 %,
• битум марки БНД 90/130 – 7,5%.

 

Целью работы является разработка составов ЩМА — 20 с использованием вместо привозимого с Урала дробленого песка фракции 0…5 мм, стабилизирующей добавки Viatop – 66 с Германии и известнякового минерального порошка местного материала — отсевов дробления малопрочного известняка М — 400 Новоторьяльского каменного карьера.

 

Решается ряд задач: 1. Разработка составов ЩМА — 20 со щебнем М – 1200 и мелким заполнителем из отсевов дробления известняка М – 400, взамен отсевов дробления щебня прочных пород М — 1200, минерального порошка и стабилизирующей добавки Viatop — 66; 2. Разработка составов ЩМА — 20 со щебнем М – 1200 и мелким заполнителем из отсевов дробления известняка М – 400, взамен отсевов дробления щебня прочных пород М — 1200, минерального порошка.

Данное предложение одновременно является частью задачи поиска решений по борьбе с колееобразованием.

Проведенные эксперименты и исследования свойств ЩМА — 20 новых составов №1, 2 показали, что значения их свойств лучше нормативных по ГОСТ: водонасыщение — меньше, средние плотности и прочность на сжатие образцов при температуре +20, +50 0С — выше. Эксперименты, проведенные по определению прогноза долговечности смеси и ее сопротивлению деформациям при высоких температурах покрытия (теплостойкости) показали, что образцы новых составов способны выдержать нагрузки при температуре более +50 0С. Они являются более долговечными и устойчивыми к колееобразованию.

 

Расчеты по результатам этих экспериментов показали, что на покрытиях из такого материала колея не будет появляться в течение не мене 7 лет.

 

Это становится возможным благодаря формированию устойчивого асфальтового вяжущего в структуре ЩМА, объединяющего в один конгломерат минеральные зерна смеси. При этом увеличивается сопротивление усталостному разрушению материала покрытия – ЩМА с ОДИ. На основе анализа процессов структурообразования в асфальтобетонах оказало, что частицы образуют более толстые, теплоустойчивые и эластичные пленки битума.

 

Как видно из вышеизложенного, предложенные составы ЩМА с ОДИ по важнейшим физико-механическим свойствам превосходят классические ЩМА.

 

Рассмотрим их технико-экономические показатели. Планово-расчетная цена стоимости 1 т ЩМА — 20 (с НДС) состава №1 составляет (в ценах на 1 квартал 2010 г.) руб. – 2984,1 руб. Планово-расчетная цена стоимости 1 т ЩМА — 20 (с НДС) состава №2 составляет (в ценах на 1 квартал 2010 г.) руб. – 2648,39 руб. Планово-расчетная цена стоимости 1 т ЩМА — 20 (с НДС) состава №3 составляет (в ценах на 1 квартал 2010 г.) руб. – 2863,66 руб. Расчет экономической эффективности внедрения ЩМА в покрытие дорожной одежды автомобильной дороги производится по методике СН – 509 – 78.

 

Экономическая эффективность от снижения себестоимости производства щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей определяется по формуле: Э = (Сn – Сi) ∙А, где Сn – планово-расчетная цена базового состава, руб. Сi – планово-расчетная цена нового состава, руб., А — объем внедрения – 1 т.

 

Экономическая эффективность для 1 состава составляет 335,71 руб/т.

Экономическая эффективность для 2 состава составляет 120,44 руб/т.

 

Диаграмма сравнения стоимости вариантов показана на рис. 1.

 

 

Выводы: 1. Экономическая эффективность от снижения себестоимости 1 т смеси первого и второго вариантов составляет 335,71 руб, первого и третьего – 120,44 руб. использование геосинтетиков – полимерных строительных материалов позволит решить сложности при проведении работ на слабых грунтах.