ОДМ 218.3.007-2011 Нормирование свойств органических вяжущих в зависимости от климатических условий и условий эксплуатации покрытий

     4 Общие положения

4.1 Существенные ежегодные убытки России, связанные с недостаточной сетью автомобильных дорог, затратами на малоэффективные ремонты и неудовлетворительным качеством дорог, ограничивающим скорость перемещения грузов, обусловливают настоятельную необходимость разработки и скорейшего внедрения комплексных решений, которые позволили бы гарантировать увеличение сроков службы бездефектной работы покрытий как на вновь построенных, так и на реконструированных и отремонтированных дорогах.

4.2 Комплексное решение, позволяющее в два-три раза повысить межремонтные сроки службы бездефектной работы дорожных, мостовых и аэродромных покрытий при условии обеспечения требуемой капитальности дорожной одежды и работоспособного водоотвода, заключается в проведении следующих мероприятий:

- для устройства верхнего слоя покрытия и поверхностной обработки, устраиваемых одновременно, рекомендуется применять органические вяжущие материалы (ОВМ), удовлетворяющие требованиям, которые продиктованы климатическими условиями, условиями движения автомобилей в районе эксплуатации покрытия и не противоречащие требованиям действующих государственных стандартов;

- в целях исключения образования отраженных трещин на покрытиях подгрунтовка под верхним слоем покрытия должна выполнять роль трещинопрерывающей прослойки в течение межремонтного срока службы покрытия;

- в целях минимизации стоимости производства работ в процессе ремонта и реконструкции дорожной одежды, в частности, снижения толщины верхнего слоя до минимально возможной, но не менее 5 см, рекомендуется устраивать слой усиления, необходимый для обеспечения требуемой капитальности дорожной одежды, выполняемый из смесей на основе высоковязких ОВМ, характеризуемых высоким расчетным модулем упругости.

4.3 Поверхностная обработка, возобновляемая каждые 5 лет, предназначена, в первую очередь, для обеспечения требуемой безопасности движения автомобилей, а также для значительного повышения сроков службы верхнего слоя покрытия за счет исключения его износа и проникания в материал покрытия и в другие конструктивные слои дорожной одежды атмосферных осадков, а также агрессивных жидкостей.

4.4 Для обеспечения требуемой работоспособности трещинопрерывающей прослойки-подгрунтовки необходимо, чтобы после уплотнения смеси, используемой для устройства верхнего слоя покрытия, между ним и нижним слоем сохранялась прослойка толщиной от 1,5 до 2,0 мм, то есть необходимо исключить или резко уменьшить диффузию материала прослойки в горячую смесь за счет распределения по ее поверхности щебня или песка.

4.5 Качество ОВМ для каждого из рассматриваемых конструктивных слоев: верхнего слоя покрытия; слоя усиления; поверхностной обработки; трещинопрерывающей прослойки-подгрунтовки регламентируется комплексом простых, широко применяемых, апробированных показателей свойств, определяемых по стандартным методикам, на которые устанавливаются нормы, гарантирующие стабильность заданного качества ОВМ.

4.6 Существенное отличие и важная особенность предлагаемого комплекса показателей свойств - наличие технических параметров, тесно связанных как с климатическими условиями, так и с условиями движения автомобилей в разных регионах России, с одной стороны, и работоспособностью материалов рассматриваемых слоев - с другой.

4.7 Техническим параметром ОВМ, характеризующим его переход в вязкое реологическое состояние и связанным со сдвигоустойчивостью и теплостойкостью при критических высоких положительных температурах собственно ОВМ и материалов на их основе, является температура размягчения , определяемая по методу "Кольцо и Шар" (ГОСТ 11506). Это обосновывается тесной корреляцией (0,82) между и глубиной вдавливания штампа в щебеночные полимерасфальтобетонные смеси типов А, Б, В независимо от марки ОВМ и повышением предела прочности асфальтобетонов и полимерасфальтобетонов при 50°С.

4.8 Техническим параметром ОВМ, характеризующим его переход в упруго-хрупкое реологическое состояние и связанным с трещиностойкостью при критических отрицательных температурах собственно ОВМ и материалов на их основе, является температура хрупкости по Фраасу (ГОСТ 11507). Это обосновывается тесной корреляцией между и температурой хрупкости асфальтобетонных и полимерасфальтобетонных смесей типов А, Б, В, Г, Д независимо от марки ОВМ (0,87), а также тесной корреляцией с показателем предела прочности этих материалов при 0°С - R, характеризующим их деформативность при низких температурах (0,87).

4.9 Техническим параметром ОВМ, характеризующим усталостную и долговременную прочность материалов на их основе, который продиктован условиями движения автомобилей, а именно с интенсивностью и грузонапряженностью, является показатель эластичности - Э (ГОСТ Р 52056). Это обосновывается значительным увеличением усталостной прочности полимерасфальтобетонов при малоцикловых испытаниях на основе ОВМ с показателем эластичности более 80% по сравнению с асфальтобетонами - в среднем в 2 раза для смесей типов А, Б, В, Г и в 3,7 раза для типа Д, а также значительным увеличением долговременной прочности в условиях исследования многоцикловой усталости при 10°С и постоянной амплитуде деформации в пределах от 0,0001 до 0,001 в 30-45 раз по сравнению с асфальтобетоном. При этом увеличение Э ОВМ приводит к повышению малоцикловой усталостной прочности полимерасфальтобетонных смесей всех типов структуры.

4.10 Региональными техническими параметрами ОВМ, связанными с климатическими условиями района эксплуатации верхнего слоя покрытия и поверхностной обработки служат и . При этом за верхнюю границу работоспособности ОВМ, используемых для верхнего слоя покрытия и поверхностной обработки в районе эксплуатации принимается расчетная температура сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий, определяемая по формуле Я.Н.Ковалева (ОДМ 218.2.003-2007). Нижнюю границу работоспособности ОВМ, используемых для верхнего слоя покрытия, поверхностной обработки и трещинопрерывающей прослойки при низких отрицательных температурах принимается температура наружного воздуха наиболее холодных суток в районе эксплуатации (СНиП 23-01-99).

4.11 Техническим параметром ОВМ, определяющим работоспособность материалов на его основе, которые продиктованы условиями движения, принимается показатель Э, значение которого должно быть не менее 80%.

4.12 При назначении региональных нормативных требований к ОВМ, учитывающих климатические условия эксплуатации, приняли:

- требования к показателю температуры размягчения ОВМ должны быть не ниже расчетной температуры сдвигоустойчивости асфальтобетонного покрытия для дорог III, IV, V категорий и на 2°С выше для дорог I и II категории, мостов и аэродромов, а для ОВМ, применяемых для поверхностных обработок на 5°С выше;

- требования к температуре хрупкости должны быть не выше температуры наружного воздуха наиболее холодных суток района эксплуатации (СНиП 23.01.99) с обеспеченностью 0,98 для дорог I и II категории движения, поверхностных обработок, мостов и аэродромов и с обеспеченностью 0,92 для дорог III, IV, V категории.

4.13 При назначении региональных нормативных требований к ОВМ, учитывающих условия движения, приняли:

- нормативные требования к показателю эластичности ОВМ должны быть не ниже требований к ПБВ, соответствующих марок по ГОСТ Р 52056 при 25°С и 0°С для дорог III, IV, V категории и на 5% выше для дорог I и II категории и поверхностных обработок;

- требования к показателю сцепления ОВМ со щебнем, применяемым для устройства поверхностных обработок, установлены - "выдерживает по контрольному образцу N 1".

4.14 Подобраны ориентировочные составы ОВМ для верхнего слоя покрытий как на дорогах I и II категории, так и на дорогах III, IV, V категории и поверхностных обработок для пяти регионов России, охватывающих весь диапазон требуемой температуры хрупкости и соответственно выбраны следующие города с резко различающимися требованиями по данному параметру: Дербент, Ставрополь, Москва, Красноярск, Якутск.

Эти данные необходимы при расчете сметной стоимости проектов строительства, ремонта и реконструкции, включающих применение ОВМ требуемого качества, содержащие необходимое количество полимера, пластификатора и ПАВ.

4.15 Трещинопрерывающая прослойка после укладки на нее горячей полимерасфальтобетонной смеси должна сохранить минимально необходимую толщину, чтобы выполнять возложенную на нее задачу - исключить образование отраженных трещин на покрытии. Для этого температура размягчения ОВМ, используемого для этой цели, должна быть максимально возможной, чтобы не допустить большого объема проникания ОВМ в смесь. Предполагается, что указанное ОВМ будет распределяться по всей поверхности в горячем виде с помощью автогудронатора. При этом нежелательно, чтобы температура ОВМ превышала 160°С для предотвращения процесса старения битума и деструкции полимера, а также во избежание трудностей, связанных с распределением вязких вяжущих. Исходя из этих соображений, приняли, что температура размягчения искомых ОВМ должна быть не ниже 80°С.

При этом комплекс показателей свойств ОВМ, рекомендуемых в качестве трещинопрерывающей прослойки, должен удовлетворять требованиям действующих ГОСТов на вяжущие материалы.

4.16 Ранее разработанный прибор для оценки работоспособности ОВМ, используемых в качестве трещинопрерывающей прослойки, позволяет смоделировать условия работы полимерасфальтобетонного покрытия над швом или трещиной в нижележащем слое и определить величину относительного удлинения в прослойке, при которой образуется отраженная трещина на покрытии.

4.17 Использование битума в качестве прослойки-подгрунтовки не позволяет предотвратить образование отраженных трещин на полимерасфальтобетонном покрытии.

4.18 Часть напряжений, возникающих при наличии трещинопрерывающей прослойки над швом в нижележащем слое, передается и в само покрытие.

4.19 ОВМ, рекомендуемые в качестве трещинопрерывающей прослойки-подгрунтовки, предотвращают образование отраженных трещин на полимерасфальтобетонном покрытии, но не предотвращают их образование на асфальтобетонном покрытии.