Каменно-мастичный асфальт - Stone mastic asphalt

Каменно-мастичный асфальт ( SMA ), также называемый асфальтом с каменной матрицей , был разработан в Германии в 1960-х годах, и первые покрытия SMA были проложены в 1968 году недалеко от Киля . Это устойчивый к деформации прочный материал покрытия, подходящий для дорог с интенсивным движением. SMA нашла применение в Европе, Австралии, США и Канаде в качестве прочного асфальтового покрытия для жилых улиц и шоссе. SMA имеет высокое содержание грубых заполнителей, которые сцепляются, образуя каменный каркас, устойчивый к постоянной деформации . Каркас камня заполнен мастикой из битума и наполнителя, в которую добавлены волокна , чтобы обеспечить адекватную стабильность битума и предотвратить дренаж связующего во время транспортировки и размещения. Типичный состав SMA состоит из 70-80% крупного заполнителя, 8-12% наполнителя, 6,0-7,0% связующего и 0,3% волокна.

SMA и DGA.jpg

Устойчивость к деформации SMA проистекает из крупного каменного каркаса, обеспечивающего больший контакт камня с камнем, чем у обычных смесей из плотного гранулированного асфальта (DGA) (см. Рисунок выше). Повышенная долговечность связующего является результатом более высокого содержания битума, более толстой битумной пленки и меньшего содержания воздушных пустот. Это высокое содержание битума также улучшает гибкость. Добавление небольшого количества целлюлозы или минерального волокна предотвращает стекание битума во время транспортировки и размещения. Нет никаких точных рекомендаций по дизайну смесей SMA, доступных в Европе. Существенные характеристики, которыми являются крупнозернистый скелет заполнителя и состав мастики, а также связанная с этим текстура поверхности и стабильность смеси, в значительной степени определяются выбором степени чистоты заполнителя, а также типом и соотношением наполнителя и связующего. В США подробные инструкции по проектированию смесей были разработаны для SMA и опубликованы Национальной ассоциацией асфальтовых покрытий США в их публикации QIP 122 по улучшению качества, как указано в справочных материалах.

Производство

SMA смешивают и помещают в ту же установку, что и обычную горячую смесь. На установках периодического действия волокнистую добавку добавляют прямо в мельницу с использованием индивидуально обернутых пресс-пакетов или оборудования для массового дозирования. Время перемешивания может быть увеличено, чтобы обеспечить однородное распределение волокна в смеси, а температуру контролировать во избежание перегрева или повреждения волокна. В барабанных установках необходимо уделять особое внимание тому, чтобы как дополнительное содержание наполнителя, так и добавка волокна были включены в смесь без чрезмерных потерь через систему пылеудаления. Системы наполнения, которые добавляют наполнитель непосредственно в барабан, а не заполнитель, являются предпочтительными. Гранулированные волокна можно добавлять через системы, предназначенные для добавления переработанных материалов , но более эффективным средством является добавление через специальную линию подачи, которая сочетается с доставкой битума, так что волокно захватывается битумом в точке добавления к смеси. .

Размещение

Основное отличие размещения SMA от DGA заключается в процедурах уплотнения. Ролики с несколькими колесами не используются из-за возможного попадания богатого вяжущими материала на поверхность асфальта и, как следствие, промывки и сбора. Такой же эффект может иметь движение только что уложенного асфальта, пока он еще теплый, и, как правило, предпочтительно, чтобы поверхность остыла ниже примерно 40 ° C, прежде чем открываться для движения. Предпочтительным методом уплотнения является использование тяжелых, не вибрирующих катков со стальными колесами. Если они недоступны, можно использовать вибрирующие валки, но вибрацию следует свести к минимуму, чтобы избежать разрушения крупных частиц заполнителя или вытягивания связующего на поверхность смеси. Использование связующего, модифицированного полимером, может снизить удобоукладываемость смеси и потребовать увеличения усилия уплотнения для достижения высоких стандартов плотности уплотнения. Достижение высоких стандартов плотности уплотнения и малых полевых воздушных пустот было определено как важный фактор в выполнении всех работ SMA. SMA обычно наносится с минимальной толщиной слоя в 2,5–3 раза превышающей номинальный максимальный размер частиц заполнителя. Большая толщина слоя способствует достижению соответствующих стандартов плотности уплотнения.

Материалы

Заполнители, используемые в SMA, должны быть высокого качества - иметь хорошую форму, стойкость к раздавливанию и подходящую стойкость к полировке.

Связующие, используемые в SMA, включают:

  • Битум класса 320 - используется во многих общих приложениях.
  • Универсальное связующее - используется для повышения производительности при повышенных уровнях трафика.
  • Полимерно-модифицированное связующее - все чаще используется в условиях интенсивного движения, чтобы обеспечить дополнительное сопротивление промыванию и колейности .

Целлюлозное волокно чаще всего используется при работе с SMA в Австралии. Другие типы волокон, включая стекловолокно, минеральную вату , полиэстер и даже натуральную шерсть , оказались подходящими, но целлюлозное волокно, как правило, является наиболее экономичным. Содержание клетчатки обычно составляет 0,3% (по массе) от всей смеси.

Преимущества

  • SMA обеспечивает текстурированный, прочный и устойчивый к колейности слой износа .
  • Характеристики текстуры поверхности SMA аналогичны характеристикам открытого асфальта (OGA), так что шум, создаваемый трафиком, ниже, чем у DGA, но равен или немного выше, чем OGA.
  • SMA можно производить и прессовать на тех же установках и оборудовании, что и для обычной горячей смеси , с использованием вышеуказанных модификаций процедуры.
  • SMA можно использовать на перекрестках и в других ситуациях с высокой транспортной нагрузкой, когда OGA не подходит.
  • Покрытия из SMA могут уменьшить растрескивание при отражении от нижележащего треснувшего покрытия из-за эластичной мастики.
  • Долговечность SMA должна быть равна или больше, чем у DGA, и значительно больше, чем у OGA.

Недостатки

  • Повышенная стоимость материала, связанная с более высоким содержанием битумного вяжущего и наполнителя, а также волокнистой добавки.
  • Увеличение времени перемешивания и времени, необходимого для добавления дополнительного наполнителя, может привести к снижению производительности.
  • Возможные задержки с открытием для движения транспорта, так как смесь SMA должна быть охлаждена до 40 ° C, чтобы предотвратить вымывание связующего на поверхность (вытекание).
  • Первоначальное сопротивление скольжению ( трение о дороге ) может быть низким до тех пор, пока толстая связующая пленка не сотрется с поверхности в результате движения транспорта. В критических ситуациях может потребоваться нанести небольшой чистый песок, прежде чем открываться для движения.
  • Материал удаляется фрезерованием в последующих покрытиях, потому что пустота в градации зазора будет удерживать воду и замерзать, вызывая удаление асфальтового связующего.

Опасения по поводу сопротивления скольжению

Как в Великобритании, так и в Австралии были высказаны опасения по поводу использования мастики Stone, поскольку при определенных условиях может потребоваться до двух лет, чтобы материал обеспечил приемлемый уровень сопротивления скольжению (сцепление).

Смотрите также

Примечания

использованная литература

  • AAPA (2000) Руководство по проектированию и применению каменно-мастичного асфальта,
  • Руководство по внедрению AAPA IG-4.
  • Austroads (2002) Руководство по асфальту AP − G666 / 02
  • Austroads (2003) Выбор и проектирование асфальтовых смесей: предварительное руководство Австралии. Отчет APRG 18.
  • ARRB Транспортные исследования
  • Austroads (2003) Руководство по выбору дорожных покрытий, AP − G63 / 03
  • Национальная ассоциация асфальтобетонных покрытий (1999 г.) «Проектирование и изготовление смесей SMA - современное состояние». QIP 122.