Каждому - свой: выбираем правильный битум для дорожных работ - «Технологии строительства»

Новые отраслевые стандарты и требования отвергают выбор одного универсального вида асфальтобетонной (АСБ) смеси для всех регионов РФ. В каждом конкретном случае необходимо выбирать максимально подходящий для данной местности тип покрытия. Как это сделать? Какие предварительные испытания необходимо проводить? На что в первую очередь, обращать внимание? На эти вопросы, в рамках прошедшей в Екатеринбурге пятой юбилейной дорожной конференции  «Уральский путь», дал ответы директор испытательного центра НИИ «ЛАДОР» Александр ДЕДЮХИН.

Старые требования устарели

В современных условиях появилась возможность прогнозировать, как асфальтобетон поведет себя на конкретной дороге.

Как известно, основными свойствами асфальтобетона являются: - сопротивляемость пластическим деформациям (колееустойчивость); удобоукладываемость; износостойкость; устойчивость к старению; усталостная долговечность.

Раньше АСБ смеси проверяли на соответствие требованиям ГОСТ 12801. Этот норматив предусматривал проверку их прочностных характеристик, но без учета нюансов. Сегодня требования ГОСТ 12801, во многом, устарели.  По ним уже нельзя прогнозировать, сколько асфальтобетон простоит в каком-либо регионе – поскольку интенсивность движения (а в некоторых случаях, и климатические условия!) кардинально изменились.

На смену старому нормативу пришли методики испытаний по ГОСТам 58401 и 58406: теперь то, как ведет себя асфальтобетон, изучают непосредственно на месте, в тех регионах, где он будет применяться. Соответственно, теперь можно прогнозировать нюансы поведения асфальтобетонной смеси в реальных условиях. 

Выбираем битум

Область применения битумов в дорожном строительстве по ГОСТ 33133 очень обширна. Безусловно, есть универсальные битумы, подходящие и для Якутии, и для Краснодарского края - например, БНД (битум нефтяной дорожный) 100/130 или БНД 90/130. Но условия эксплуатации в двух названых регионах все-таки совершенно разные – поэтому лучше подобрать эксклюзивный вариант, подходящий к конкретному случаю. 

Существующие на сегодняшний день ГОСТы позволяют определить, какой битум эффективнее использовать для каждой климатической зоны. Для этого используется, например, такое оборудование как Реометр-Rheolab - он фиксирует динамическую вязкость при 60 °С, и DSR - динамический сдвиговый реометр, который определяют марку по PG (температурный диапазон).

Для выбора наиболее подходящего состава АСБ берутся битумы различных производителей и испытываются по ряду показателей.

Пример №1

Берем битум БНД 70/100.

Динамическая вязкость при 60°С, Pa*s (Паскалей в секунду) 350.

Взята марка PGX (kPa) 64.

Средняя глубина колеи - 3.3мм. 

Испытания проходили на асфальтобетонной плите из ЩМА-16 (щебеночно-мастичного асфальтобетона) с применением уплотнения на компакторе. Такая колейность при правильном уплотнении соответствует практической ситуации на дорогах. 

Далее тем же методом проверяются характеристики ПБВ.

Пример № 2 

Динамическая вязкость

при 60°С, Pa*s 750

PGX (kPa) 70

Средняя глубина колеи, 2,6 мм (ЩМА-16, плита) 

После этого в рамках следующего испытания необходимо проводить изучение различных битумных вяжущих на соответствие марки PGХ по тем же критериям. Только глубина колеи уже определяется тремя методами: на плите ЩМА-16, на гираторном уплотнителе и на дороге. 

В частности, один из взятых образцов дал следующие показатели. 

Пример № 3

Битумное вяжущие PG 64-34

Динамическая вязкость при 60°С, Pa*s составила 450.61

PGX (kPa) 64

Средняя глубина колеи, (SMA 16, гираторные образцы/плита/дорога       1,5/3,5/4,0мм. 

Колея ты моя, колея... 

Испытание на колееобразование производится при расчетных температурах 65, 60 или 55°С. Какую из них брать?

Зачастую исследуют «с запасом» - выбирают температуру 60°С.

Тем не менее, в «Предварительном национальном стандарте (ПНСТ) 397-2020» приведены климатические данные для регионов России. Согласно им, на половине территории РФ можно проводить испытания «на колею» при 55° С. К сожалению, этими возможностями не пользуются заказчики и требуют выбирать максимальный температурный режим 60 °С. Но при этом закладывают в «испытательную программу» обычный битум нефтяной дорожный (БНД), который не подходит для экстремальных погодных условий.

Между тем, можно законным путем проектировать смеси, беря в расчет температуру 55 °С и не боятся, что-то нарушить.

Либо тогда уж выделять дополнительные средства на закупку более дорого и качественного вяжущего , чтоб каждый раз не гадать, подойдет он для данных условий эксплуатации или нет.

Вяжущее играет огромную роль в проектировании качественных асфальтобетонных смесей. Большинство битумов соответствуют стандартным требованиям ГОСТ, но не всегда пригодны для использования в асфальтобетонных смесях. Для применения ПБВ, которые имеют низкие значения по динамической вязкости, либо по марке PG, требуется дальнейшая модификация - это должно учитываться заказчиком и соответствующим образом оплачиваться.

В дополнение к вышеописанному, зачастую нужно проводить дополнительные исследования асфальтобетонных смесей. В частности, на 4х-точечный изгиб, так называемую усталостную долговечность, так как все вяжущие, особенно модифицированные, могут вести себя непредсказуемо.

Некоторые испытания проводятся на сложном и дорогостоящем оборудовании, которое, по сути, уже является не просто испытательным, а научно-исследовательским. Соответственно, для работы на нем лаборанты должны иметь необходимую подготовку. Понятно, что обучение, как и само оборудование, стоит немало, а себе в убыток подрядчику работать не хочется. Но тут надо понимать, что если не проводить вышеназванные испытания, то вряд ли удастся добиться качества и долговечности укладываемого покрытия.

Только после проведения полного комплекса исследований подрядная организация может приступить к укладке асфальтобетонной смеси. А не полагаться на то, что если она взяла чужой рецепт и сделала асфальтобетон на своих материалах, то она получила лучший асфальтобетон, который будет стоять долгое время.

Отказавшись от закупки качественных материалов, необходимого оборудования и трат на обучение сотрудников, подрядчик рискует оказаться в ситуации, когда придется тратиться на постоянные ремонты.  В среднесрочной перспективе это вряд ли выйдет дешевле.

Подготовил Станислав ДОНИН