Каменно-мастичный асфальт

Каменно-мастичный асфальт ( SMA ), также называемый асфальтом с каменной матрицей , был разработан в Германии в 1960-х годах, а первые покрытия SMA были уложены в 1968 году недалеко от Киля . Он представляет собой устойчивый к деформации, прочный материал покрытия, подходящий для дорог с интенсивным движением транспорта. SMA нашел применение в Европе, Австралии, США и Канаде в качестве прочного варианта асфальтового покрытия для жилых улиц и автомагистралей. SMA имеет высокое содержание крупных заполнителей , которые сцепляются, образуя каменный каркас, устойчивый к остаточной деформации . Каменный каркас заполнен мастикой из битума и наполнителя , к которому добавлены волокна для обеспечения достаточной стабильности битума и предотвращения вытекания вяжущего при транспортировке и укладке. Типичный состав ЩМА состоит из 70–80 % крупного заполнителя, 8–12 % наполнителя, 6,0–7,0 % связующего и 0,3 % волокна.

Устойчивость SMA к деформации обусловлена ​​грубым каменным каркасом, обеспечивающим больший контакт камня с камнем, чем у обычных смесей плотного гранулированного асфальта (DGA) (см. рисунок выше). Повышенная долговечность вяжущего является результатом более высокого содержания битума, более толстой битумной пленки и меньшего содержания воздушных пустот. Высокое содержание битума также повышает гибкость. Добавление небольшого количества целлюлозы или минерального волокна предотвращает вытекание битума во время транспортировки и укладки. В Европе не существует точных рекомендаций по проектированию смесей SMA. Существенные характеристики, а именно скелет крупного заполнителя и состав мастики, а также, как следствие, текстура поверхности и стабильность смеси, во многом определяются выбором сорта заполнителя, а также типом и соотношением наполнителя и связующего. В США подробные рекомендации по проектированию смеси были разработаны для SMA и опубликованы Национальной ассоциацией асфальтовых покрытий США в публикации QIP 122 по улучшению качества, как указано в ссылках.

Производство

SMA смешивается и помещается на ту же установку, что и обычная горячая смесь. На периодических установках волокнистую добавку добавляют непосредственно в мельницу с использованием индивидуально упакованных пресс-пакетов или оборудования для массового дозирования. Время смешивания может быть увеличено, чтобы гарантировать однородное распределение волокна по всей смеси, а температура контролируется во избежание перегрева или повреждения волокна. На барабанных установках необходимо уделять особое внимание тому, чтобы как дополнительное содержание наполнителя, так и волокнистая добавка вводились в смесь без чрезмерных потерь через систему пылеудаления. Предпочтительны системы наполнителя, в которых наполнитель добавляется непосредственно в барабан, а не заполнитель. Гранулированные волокна можно добавлять через системы, предназначенные для добавления переработанных материалов , но более эффективным способом является добавление через специальную линию подачи, совмещенную с подачей битума, так что волокно захватывается битумом в точке добавления в смесь. .

Размещение

Основное отличие размещения SMA от DGA заключается в процедурах уплотнения. Многокольцевые катки не используются из-за возможного попадания на поверхность асфальта материала с высоким содержанием вяжущего и последующего смывания и захвата. Движение по только что уложенному асфальту, пока он еще теплый, может иметь такой же эффект, и обычно предпочтительно, чтобы поверхность остыла ниже примерно 40 °C, прежде чем открыться для движения транспорта. Предпочтительным методом уплотнения является использование тяжелых, невибрирующих катков со стальными колесами. Если они недоступны, можно использовать вибрационные ролики, но вибрациюдолжно быть сведено к минимуму, чтобы избежать разрушения частиц крупного заполнителя или вытягивания вяжущего вещества на поверхность смеси. Использование связующего, модифицированного полимером, может снизить удобоукладываемость смеси и потребовать увеличения усилий по уплотнению для достижения высоких стандартов плотности уплотнения. Достижение высоких стандартов уплотненной плотности и малых 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 помогает достичь соответствующих стандартов плотности уплотнения.

Материалы

Агрегаты, используемые в SMA, должны быть высокого качества – иметь хорошую форму, устойчивы к раздавливанию и иметь подходящую стойкость к полировке.

Связующие, используемые при СМА, включают:

• Битум класса 320 – используется во многих сферах общего применения.
• Универсальное связующее — используется для повышения производительности при более высоких уровнях трафика.
• Полимерно-модифицированное связующее – все чаще используется в условиях интенсивного дорожного движения для обеспечения дополнительной устойчивости к вымыванию и образованию колей .

Целлюлозное волокно чаще всего используется при работе со СМА в Австралии. Другие типы волокон, в том числе стекловолокно, минеральная вата , полиэстер и даже натуральная шерсть , оказались подходящими, но целлюлозное волокно, как правило, является наиболее экономически эффективным. Содержание клетчатки обычно составляет 0,3% (по массе) от общей массы смеси.

Преимущества

• SMA обеспечивает текстурированное, прочное и устойчивое к колеям покрытие .
• Характеристики текстуры поверхности SMA аналогичны асфальту с открытым уклоном (OGA), поэтому шум, создаваемый движением транспорта, ниже, чем у DGA, но равен или немного выше, чем у OGA.
• SMA можно производить и уплотнять с использованием той же установки и оборудования, что и для обычных горячих смесей , с использованием описанных выше модификаций процедуры.
• SMA можно использовать на перекрестках и в других ситуациях с высокой интенсивностью движения, когда OGA не подходит.
• Покрытия SMA могут обеспечить уменьшение растрескивания при отражении от нижележащих покрытий с трещинами благодаря гибкой мастике.
• Долговечность SMA должна быть равна или выше, чем у DGA, и значительно выше, чем у OGA.

Недостатки

• Увеличение стоимости материала, связанное с более высоким содержанием асфальтового связующего и наполнителя, а также волокнистой добавки.
• Увеличение времени смешивания и времени, затрачиваемого на добавление дополнительного наполнителя, может привести к снижению производительности.
• Возможны задержки с открытием для движения транспорта, так как смесь SMA следует охладить до 40 °C, чтобы предотвратить вымывание связующего на поверхность (вытекание).
• Первоначальное сопротивление скольжению (дорожное трение ) может быть низким до тех пор, пока толстая связующая пленка не сотрется с верхней части поверхности в результате движения транспорта. В критических ситуациях может потребоваться нанесение мелкого чистого песка перед открытием двери для движения транспорта.
• Материал удаляется путем фрезерования последующих слоев, поскольку пустоты в зазорах будут удерживать воду и замерзать, что приведет к удалению асфальтового вяжущего.

См. также

• Водопроницаемое покрытие
• Пластиковая броня
• TexSys — Техасская экспертная система для выбора горячего асфальта (HMA) на основе TxDOT (2004 г.).
• Дорожное строительство

Ссылки

• AAPA (2000) Руководство по проектированию и применению каменно-мастического асфальта,
• Руководство по внедрению AAPA IG-4.
• Austrroads (2002) Руководство по асфальту AP-G666/02
• Austroads (2003) Выбор и проектирование асфальтовых смесей: Австралийское предварительное руководство. Отчет 18 APRG.
• ARRB Транспортные исследования
• Austroads (2003) Руководство по выбору дорожного покрытия, AP-G63/03.
• Национальная ассоциация асфальтовых покрытий (1999 г.) Проектирование и изготовление смесей SMA — современное состояние практики. КИП 122.