Среди разновидностей асфальтовых покрытий выделяется щебеночно-мастичный асфальтобетон, его отличает повышенные показатели упругости, водостойкости и сдвигоустойчивости. Использованные при изготовлении материала стабилизирующие компоненты делают покрытие шероховатым и стойким к расслаиванию.
Материал был разработан в 60-х годах XX века в Германии и быстро распространился по всему миру. За границей представлено более десятка видов ЩМА, в нашей стране только три — представлены ЩМА 10, 15 и 20.
Особенности
Щебеночно-мастичный асфальтобетон долговечное покрытие, которое используют по всему миру. Основа материала – каркас из щебня высокого качества, он позволит повысить стойкость к деформации готового покрытия.
Объем битумного раствора больше, чем у конкурентов. Он заполняет все доступное пространство, что снижает пористость массы. По итогу получается покрытие устойчивое к внешним воздействиям и сроком эксплуатации в несколько раз больше других видов асфальтобетона.
Основные отличия от других асфальтобетонных смесей:
- Содержание щебня больше на 20-30%, чем в обычном растворе;
- Повышенное количество битума в массе;
- Форма и размер щебня строго контролируются;
- Добавление стабилизирующих добавок.
Жесткие требования к размеру частиц щебня связаны с — наличием большого объема пустот, которые заполняются мастикой из битума и возведением каркаса. Частицы щебня взаимодействуют между собой, а это способствует повышению показателей сдвигоустойчивости.
Покрытие из ЩМА обладает высокими показателями износостойкости даже при использовании шипованных шин, и предохраняет дорогу от возникновения колеи.
Состав асфальтобетона ЩМА
Состав щебеночно-мастичного асфальтобетона строго регулируется ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные».
При изготовлении используются следующие компоненты:
- Щебень;
- Битумный раствор;
- Очищенный песок;
- Специальные добавки для стабилизации раствора;
- Минеральный порошок по госту16557-78.
Важно! Если при изготовлении битум можно заменить полимерно-битумных вяжущим, в этом случае стабилизирующие добавки можно не использовать.
Для используемого сырья обязательно предъявляются несколько условий:
- Для ЩМА берется щебень твердых пород с однородными зернами кубовидной формы;
- Песок только очищенной, мелкой или средней фракции;
Важно! В растворе щебеночно-мастичного асфальта количество щебня от массы 70-80%, битумного вяжущего 5,5 – 7,5%.
Смеси ЩМА используются для прокладки городских дорог и скоростных автомагистралей, так же рекомендуется их применять на аэродроме, для укладки взлетных полос и сета для посадки.
Производители предлагают три варианта щебеночно-мастичных смесей асфальтобетона, главное отличие – размер щебня:
- ЩМА 10;
- ЩМА 15;
- ЩМА 20.
Добавки, используемые при изготовлении ЩМА
Так как в составе щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси находится повышенный объем щебня и нефтяного битума, требуется использование специальных добавок, которые стабилизуют массу и оградят ее от расслаивания.
Использование стабилизирующих добавок позволит сохранить однородность массы, насытить раствор требуемыми качествами и удержать горячий раствор на поверхности основы из щебня.
Преимущества, которые дает применение добавок:
- Увеличение толщины битумной пленки;
- Гарантирует однородность массы;
- Устойчивость к расслаиванию.
Тип компонентов для стабилизации имеет большое значение при изготовлении и транспортировке. Они отличаются друг от друга, но главное, что все добавки повышают качества асфальта.
Стабилизирующие добавки в виде гранул и волокон выпускаются из следующих материалов:
- резина;
- полимеры;
- акрил;
- асбест;
- целлюлоза;
Так же применяют добавки из различных минеральных компонентов и термопластичных полимеров.
Производители большее предпочтение отдают именно добавкам на основе целлюлозы. Компоненты находятся в доступной ценовой категории и способны необходимое время удерживать битумный раствор на щебневой основе, что в свою очередь гарантирует защиту от расслаивания массы.
Используемые волокна обязательно должны быть очищены от примесей, иметь однородную структуру и быть одной длины.
Свойства добавки на основе целлюлозы:
- Влажность -8%;
- Термостойкость при температуре 220 градусов – 7%;
- Содержание волокон длиной 0,1-2,0 мм – 80%.
Добавки в виде волокон имеют несколько отрицательных качеств — они впитывают воду их окружающей среды, в том числе воздуха, поэтому необходимо внимательно отнестись к герметичности упаковки. Так же волокно плохо распределяются по смеси, а это в свою очередь увеличивает время на замешивание.
Преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона
Асфальтобетон на основе щебеночно-мастичной массы широко применяется во многих странах для любых нужд. Он обладает целым рядом достоинств, которые выгодно отличают его от других типов асфальтных покрытий.
Основные плюсы материала:
- Водонепроницаемость покрытия;
- Низкая стираемость покрытия;
- Не возникает колея;
- Высокие показатели морозоустойчивости;
- Хорошие показатели усталостной стойкости;
- Устойчивость к механическим воздействиям;
- Сдвигоустойчивость готового асфальта;
- Долговечность – в два раза дольше обычного асфальта;
- Покрытие имеет шероховатую поверхность, оно обеспечивает лучшее сцепление автомобиля с дорогой;
- Устойчивость к появлению трещин;
- Низкие показатели шума при движении автотранспортного средства;
- Устойчивость к климатическому воздействию.
Щебеночно-мастичный асфальтобетон это улучшенный вид асфальтобетона, его технические качества способствуют комфортному и безопасному движению по дороге.
Технология производства
Изготовление раствора щебеночно-мастичного асфальта предполагает смешивание предварительно нагретых щебня и песка в специальном смесителе с постепенным добавлением других компонентов:
- Минеральный порошок;
- Нефтяной битум или ПВБ;
- Добавки для стабилизации раствора (гранулы или волокна).
Температура готовки массы ШМА выше на 25 – 35 градусов больше обычных растворов. Повышенная температура требуется, потому что в отличии от обычного асфальта, смесь ложится более тонким слоем.
Важно! Заранее определитесь с видом связующей добавки.
Этапы приготовления раствора ЩМА:
- Собрать и подготовить необходимый щебень и песок – сырье должно быть определенной фракции, очищено от посторонних примесей, просеяно, хорошо просушено и дозировано.
- Отмерить нужное количество холодной добавки для стабилизации массы и минерального порошка;
- Подготовить битум – постепенно разогреть в специальной емкости и добавить модифицирующие компоненты, тщательно вымешать раствор.
- Отдельно смешать все сухие компоненты;
- Залить сухие элементы с горячим раствором нефтяного битума, постепенно вливая и тщательно размешивая до однородной структуры.
Полученная масса выгружается в специально оборудованные самосвалы – кузов с подогревом и защитный тент, и перевозится к месту асфальтоукладочных работ. Раствор используется в течение нескольких часов.
По технологии укладки щебеночно-мастичного асфальтобетона разрешается его применение как в мелких ручных работах при заделывании трещин и неровностей, так и полной укладки полотна дороги.
Укладка щебеночно-мастичного асфальтобетона
Согласно технологии укладки асфальта на щебеночно-песчанную смесь работы по починке или укладки дороги проводятся только в сухую теплую погоду:
- В весенний период температура от +5 градусов;
- В осеннее время года – минимум +10 градусов.
Примерный расход раствора от 50 – 150 кг/м 2, показатель средней толщины щебеночного основания под асфальт зависит от типа щебеночно-мастичного асфальтобетона:
- Для ЩМА 10 – толщина составляет 2-4 см,
- Для ЩМА 15 – толщина слоя — 3-5 см,
- Для ЩМА 20 – толщина слоя равна 4-6 см.
Процесс укладки щебеночно-мастичной смеси асфальтобетона
- Подготовка основания – поверхность очищают от старого покрытия (при необходимости), выравнивают, устраняют неровности, тщательно зачищают металлическими щетками. Затем при помощи сжатого воздуха сдувают пыль, грязь и мелкие частицы.
- Грунтовка поверхности – очищенное основание предварительно грунтуют жидким битумным раствором, это обеспечит оптимальный уровень сцепления ЩМА с поверхностью.
- Укладка смеси – несколько асфальтоукладчиков ставятся рядом с уступом, расстояние между техникой не более 30 см. машины должны быть оснащены системой горизонтального уровня с поперечным уклоном. Горячая смесь поступает непрерывно и равномерно распределяется по всей ширине дороги.
- Уплотнение массы – после укладки асфальта необходимо уплотнить массу с помощью катков, вес которых не меньше 8 – 10 тонн. Валы в обязательном порядке регулярно смазываются для облегчения работы, избежание прилипания и повреждения поверхности. Для этого используют либо эмульсию на основе керосина, либо обычный мыльный раствор.
- На готовом полотне не допускается дефекты, если они есть, то их необходимо сразу же устранить. Устранение происходит ручным методом – работники добавляют горячий раствор в проблемное место и трамбуют небольшими самоходными катками.
Важно! ЩМА укладывается тонким слоем, при этом сохраняет все свои технологические свойства.
Возможные проблемы и причины их возникновения
При несоблюдении правил укладки, перевоза материал или его утрамбовывания могут возникнуть различные проблемы. Самые распространенные из них:
- Раствор битума проявляется на поверхности готового покрытия – это проблема возникает при превышении установленной нормы объема битума в самом растворе ЩМА или при проведении предварительно грунтования основания.
- Появление сети мелких трещин на дорожном полотне – при уплотни асфальтобетона, смесь имела слишком низкую температуру.
- Возникновение широких трещин на асфальте – этот недостаток указывает на проблемы с укладчиком: плохой прогрев плит.
- Плохие показатели сдвигоустойчивости покрытия – этот недостаток проявляется, если на начальном этапе работ была использована геосетка с размером ячейки меньше или больше требуемой нормы.
Щебеночно-мастичный асфальтобетон по праву занимает лидирующие позиции при строительных работах по укладке дорожного покрытия. Его главные свойства – износостойкость, долговечность и безопасность, за счет шершавой поверхности, позволяют использовать материал для покрытия высоконагруженных мест — скоростных магистралей, аэропортов, морских портов.
