Исследование свойств щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси (ЩМА), разработка методов прогноза и повышения устойчивости асфальтобетонных покрытий к колееобразованию является актуальной на сегодняшний день и производится дорожной 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.