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.
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
- Проницаемое покрытие
- Пластиковая броня
- TexSys - Техасская экспертная система для выбора горячего асфальта (HMA) на основе TxDOT (2004).
- Дорожная инженерия
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.