ОДМ 218.3.026-2012

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВЫСОКОПЛОТНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОКС 93.080.20

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Инновационный технический центр" и Обществом с ограниченной ответственностью "СК Дорстройтехнологии"

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований информационного обеспечения и ценообразования Федерального дорожного агентства

3 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 07.05.2013 N 663-р

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

     1 Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - ОДМ) распространяется на высокоплотные асфальтобетоны, приготовленные на основе полимерно-битумных вяжущих (ПБВ), предназначенные в качестве материала для дорожного строительства в России при устройстве покрытий в процессе строительства, реконструкции и ремонта дорог, мостов и аэродромов.

Настоящий отраслевой дорожный методический документ устанавливает требования к ПБВ и высокоплотному асфальтобетону на его основе, а также рекомендует их ориентировочные составы для различных климатических условий России.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы.

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.04.011-89* Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 12.4.011-89, здесь и далее по тексту.  - Примечание изготовителя базы данных.     

ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями

ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 4333-87 Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы

ГОСТ 11505-75 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости

ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по Кольцу и Шару

ГОСТ 11507-74* Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 11507-78. - Примечание изготовителя базы данных.     

ГОСТ 11508-74 Битумы нефтяные. Методы определения сцепления битума с мрамором и песком

ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 18180-72 Битумы нефтяные. Метод определения изменения массы после прогрева

ГОСТ 20799-88 Масла индустриальные. Технические условия

ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия

ГОСТ Р 52056-2003 Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия

ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия

     3 Термины и определения

В настоящем ОДМ применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 полимерно-битумное вяжущее (ПБВ): Вяжущее, полученное введением блоксополимера типа СБС, пластификатора и ПАВ в вязкие дорожные битумы.

3.2 эластичность: Способность к большим обратимым деформациям в широком диапазоне температур.

3.3 асфальтобетонная смесь: Рационально подобранная смесь минеральных материалов: щебня (гравия), песка и минерального порошка (или без него) с битумом, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии.

3.4 асфальтобетонная смесь на основе ПБВ: Рационально подобранная смесь минеральных материалов: щебня (гравия), песка и минерального порошка (или без него) с полимерно-битумным вяжущим, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии.

3.5 асфальтобетон: Уплотненная асфальтобетонная смесь.

3.6 асфальтобетон на основе ПБВ: Уплотненная асфальтобетонная смесь, приготовленная на основе ПБВ.

3.7 теплостойкость: Устойчивость материала к образованию и накоплению необратимых (остаточных) деформаций под действием высоких эксплуатационных температур и нагрузки, возникающей от автомобилей.

3.8 трещиностойкость: Устойчивость материала к образованию трещин при отрицательных температурах и деформаций, возникающих при движении автомобилей.

3.9 трещинопрерывающая прослойка-подгрунтовка: Сплошной слой из специальных материалов под верхним слоем покрытия для склеивания его с нижележащим слоем и исключения образования отраженных трещин на покрытии.

3.10 поверхностная обработка: Слой, состоящий из высокопрочных труднополируемых каменных материалов, приклеенный с помощью ПБВ требуемого качества к верхнему слою покрытия.

3.11 дорожная одежда: Многослойное искусственное сооружение, ограниченное проезжей частью автомобильной дороги, состоящее из дорожного покрытия, слоев основания и подстилающего слоя, воспринимающее многократно повторяющиеся воздействия транспортных средств и погодно-климатических факторов и обеспечивающее передачу транспортной нагрузки на верхнюю часть земляного полотна.

3.12 слои усиления дорожной одежды: Конструктивные слои, необходимые для обеспечения требуемой капитальности дорожной одежды, выполняемые перед устройством покрытия в процессе ремонта или реконструкции автомобильной дороги.

3.13 долговременная прочность: Число циклов нагружения, которое выдерживает образец материала до разрушения при многоцикловом испытании и малых амплитудах относительной деформации порядка 1х101x10.

3.14 усталостная прочность: Число циклов нагружения, которое выдерживает образец до разрушения, при малоцикловом испытании и больших амплитудах деформации порядка 2х101x10.

3.15 коэффициент парной корреляции: Коэффициент в уравнении линейной регрессии, свидетельствующий о том, насколько тесно взаимосвязаны между собой переменные данного уравнения.

3.16 альбедо покрытия: Величина, характеризующая способность поверхности покрытия отражать падающий на нее поток электромагнитного излучения или частиц и равная отношению отраженного потока к падающему.

3.17 выносливость асфальтобетонных покрытий: долговременная и усталостная прочность материала, использованного для устройства покрытия (см. 3.13 и 3.14).

3.18 пластификаторы: вещества, которые входят в состав лаков, красок, клеёв (а в данном случае в ПБВ) для повышения их пластичности и (или) эластичности. В качестве пластификаторов используют главным образом нелетучие, химически инертные вещества, например нефтяные масла.

3.19 ПАВ (поверхностно-активные вещества): вещества, способные накапливаться на поверхности соприкосновения двух тел (сред, фаз) понижая её свободную энергию (поверхностное натяжение).

3.20 ПАВ двойного действия: поверхностно-активные вещества, которые обеспечивают повышение адгезии органических вяжущих материалов как к поверхности материалов кислых, так и основных пород.

     4 Общие положения

4.1 Высокоплотные асфальтобетоны характеризуются высокой усталостной прочностью, износостойкостью, водо- и морозостойкостью, присущей литым асфальтобетонам, а также в течение длительного времени сохраняют шероховатость, свойственную высокощебенистым смесям и по своей поровой структуре занимают промежуточное положение между литыми и уплотняемыми асфальтобетонами, отличаясь низкой пористостью минерального остова.

4.2 Применение ПБВ по ГОСТ Р 52056 в составе высокоплотных асфальтобетонов взамен битумов по ГОСТ 22245 позволяет значительно повысить его качество, так как даже при сопоставлении значений показателей гарантированных указанными нормативными документами очевидны значительные преимущества ПБВ, а главное - их свойства в отличие от битумов можно регулировать в широких пределах и следовательно учитывать фактические климатические условия и условия движения автомобилей, при которых эксплуатируются дорожные, мостовые и аэродромные покрытия в любом регионе России.

4.3 Работоспособность покрытия, его ровность, отсутствие или наличие дефектов на нем является важнейшей, а в ряде случаев и главной характеристикой потребительского качества автомобильной дороги, аэродрома или моста, так как она определяется быстро и визуально.

4.4 Комплексное решение, позволяющее значительно повысить межремонтные сроки службы без образования дефектов в виде трещин, сдвигов, коллей, шелушений, выкрашиваний, выбоин на дорожных, мостовых и аэродромных покрытиях при условии обеспечения требуемой капитальности дорожной одежды и работоспособного водоотвода, заключается в проведении следующих мероприятий:

- для устройства верхнего слоя покрытия из высокоплотного асфальтобетона и поверхностной обработки, устраиваемых одновременно, рекомендуется применять ПБВ по ГОСТ Р 52056, удовлетворяющие требованиям, которые продиктованы климатическими условиями, условиями движения автомобилей в районе эксплуатации покрытия и не противоречащие требованиям действующих государственных стандартов;

- поверхностная обработка, возобновляемая по мере её износа, 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;

- 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 вяжущих, характеризуемых высоким расчетным модулем упругости.

4.5 Специфические условия дорожных мостовых и аэродромных покрытий в России определяются суровым и резко континентальным климатом, с одной стороны, с низкими отрицательными температурами, так температура воздуха наиболее холодных суток колеблется от минус 63 °С до минус 9 °С, то есть изменяется в 7 раз (на 622%), для 98% населенных пунктов России составляет от минус 22 °С до минус 63 °С (СНиП 23.01.99 [1]), в том числе для 75% населённых пунктов - ниже минус 37 °С, а для 50% - ниже минус 43 °С; а с другой стороны поверхность покрытия в жаркие летние дни может нагреваться до высоких положительных температур, так расчетная температура сдвигоустойчивости покрытия, то есть максимально возможная средняя температура его поверхности, определенная по методике Я.Н.Ковалева на основе температуры воздуха, радиационного и теплового баланса асфальтобетонного покрытия, его альбедо (коэффициент отражения) и скорости ветра колеблется в среднем в России от 55 °С до 62 °С (для 90% населённых пунктов от 57,5 °С до 62 °С ) - то есть изменяется в 1,13-1,08 раза (на 8-13%) - существенно меньше, чем низкие отрицательные температуры; температурный интервал, в котором работает покрытие, достигает 117 °С. Кроме того в потоке автомобилей значительную часть составляют грузовые, которые и определяют повышенные динамические воздействия на покрытия, увеличивая амплитуду прогиба, провоцируя усталостные процессы и ускоряя накопления пластических деформаций и микротрещин.

4.6 Исходя из перечисленных в п.4.5 климатических условий эксплуатации покрытий в целях обеспечения их требуемой трещиностойкости и сдвигоустойчивости температура трещиностойкости высокоплотного асфальтобетона на основе ПБВ должна быть не выше температуры воздуха наиболее холодных суток района их эксплуатации, а сдвигоустойчивость должна обеспечиваться при температурах не ниже расчетной температуры сдвигоустойчивости покрытия, определенной по методике Я.Н.Яковлева. Для выполнения этой задачи применяемое ПБВ должно сохранять работоспособность во всем диапазоне эксплуатационных температур: не переходить в хрупкое состояние при низких отрицательных и в текучее при высоких положительных температурах.

4.7 Исходя из условий движения автомобилей, обуславливающих многократные динамические воздействия колес автомобилей на покрытия высокоплотный асфальтобетон на основе ПБВ должен обладать высокой усталостной и долговременной прочностью. Для этого ПБВ должно обладать высокой эластичностью (способностью к большим обратимым деформациям), которая присуща эластомерам.

4.8 Температура трещиностойкости асфальтобетона на основе ПБВ () в целях обеспечения требуемой трещиностойкости покрытия принимается равной или более низкой, чем температура воздуха наиболее холодных суток района эксплуатации покрытия. Для выполнения этой задачи требуемые значения температуры хрупкости ПБВ по Фраасу () рассчитывается по следующей формуле: