Для чего нужны стабилизирующие добавки

В целях лучшего уплотнения и снижения вероятности разрушения зерен щебня на минеральном зерне важно создать пленки ориентированного битума. Это, в свою очередь, обуславливает необходимость применения в смеси большего количества вяжущего в отличие от асфальтобетона (типа А 4,5-6 % по массе).

Чтобы удержать такое количество горячего битума на поверхности щебня, необходимо обязательное присутствие в смеси специальных стабилизирующих добавок. Отличительной особенностью ЩМА является присутствие в его составе свободного битума.

Многолетние исследования различных специалистов позволили выработать действующие в настоящее время технические требования к ЩМАС, и маркируют их по максимальной крупности зерен щебня. При устройстве тонкослойных покрытий (слоев износа) обычно применяются смеси с крупностью минерального зерна от 4 до 6 мм. Самое широкое распространение в мировой практике получили щебеночно-мастичные смеси с максимальным размером зерен щебня 8 мм и 11 мм, как наиболее универсальные для укладки слоев различной толщины. В Скандинавских странах весьма популярны крупнозернистые смеси с максимальной крупностью зерен щебня от 16 до 22 мм, вследствие их большей устойчивости к истирающему воздействию шипованной резины.

Кроме зернового состава также нормируют содержание битума и стабилизирующей добавки. Для оценки удерживающей способности добавок в ЩMA разработан специальный метод испытания на отслаивание вяжущего. Его применяют при выборе эффективных стабилизирующих добавок, а также при проектировании составов смесей. Данный метод рекомендован к применению и при контроле качества выпускаемой смеси в условиях нашей страны.

Обозначенные в спецификациях различных стран отличия в компонентном составе и показателях свойств ЩМА обусловлены главным образом их национальными особенностями, такими, как различия в погодно-климатических условиях, максимально разрешенные осевые нагрузки, вязкость применяемого вяжущего и т.п. В России оптимальные составы ЩМА регламентированы государственным стандартом ГОСТ 31015–2002, разработчиком которого является ФГУП «Союздорнии». Согласно ГОСТ в зависимости от крупности щебня ЩМА подразделяют ЩМА-10 (с размером зерен до 10 мм.), ЩМА-15 (до 15 мм), ЩМА-20 (до 20 мм.), указанные смеси рекомендуются для устройства дорог любых технических категорий в I-V дорожно-климатических зонах, с толщиной покрытия для ЩМА-10 от 1 до 4 см., ЩМА 15 от 3 до 5 см., ЩМА-20 от 4 до 6 см. При этом зерновой состав ЩМА согласуется с Европейскими нормами prEN 13108-6.

Экономический эффект от применения ЩМА достигается прежде всего в сфере эксплуатации за счет увеличения срока службы покрытия и улучшения транспортно-эксплуатационных показателей. Единовременный экономический эффект при строительстве может быть получен за счет уменьшения толщины поверхностного слоя на 30%.

Во избежание вытекания вяжущего, в соответствие со стандартом во время приготовления, транспортировки и укладки смеси, а также для равномерного распределения мастики в межзерновом пространстве, используют стабилизирующие добавки. Они позволяют не только увеличить толщину битумного слоя вокруг зерен щебня, но и является армирующим агентом, что в свою очередь может устранить проблемы возникающие при нарушении технологии укладки.

Стабилизирующая добавкаСтабилизирующая добавка – вещество, оказывающее структурирующее действие на ЩМАС и обеспечивающее устойчивость к расслаиванию.

В качестве стабилизирующей добавки применяют целлюлозное волокно или специальные гранулы на его основе, которые должны иметь ленточную структуру нитей длиной от 0,1 мм до 2,0 мм. Волокно должно быть однородным и не содержать пучков, сложений нераздробленного материала или посторонних включений. По физико-химическим свойствам целлюлозное волокно должно соответствовать значениям, указанным в таблице.

 

 

 Таблица  – Требования к целлюлозному волокну

Наименование показателя

Значения

Влажность, % по массе, не более

8,0

Термостойкость при температуре 220 °С по изменению массы при прогреве, %, не более

7,0

Содержание волокон длиной от 0,1 мм до 2,0 мм, %, не менее

80

 

  Также допускается применять другие стабилизирующие добавки, включая полимерные или иные волокна с круглым или удлиненным поперечным сечением нитей длиной от 0,1 до 10,0 мм, способные сорбировать битум при технологических температурах, не оказывая отрицательного воздействия на вяжущее и смеси. Эффективность использования таких добавок должно быть исследовано отдельно.