ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО |
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ, ИХ УКЛАДКЕ, А ТАКЖЕ ПРИЕМКЕ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ, ОСНОВАННЫЕ НА МЕТОДОЛО! ИИ «SUPERPAVE»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (Росавтодор)
Москва 2017
Мрел нс. ю вне
1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса» (АНО «НИИ ТСЮ>).
2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.
3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 15.05.2017 г. №967-р.
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.
II
ОДМ 218.4.036-2017
Минеральный порошок должен храниться в специальных силосах с возможностью подачи в смеситель с требуемой точностью.
4.2 Хранение битумного вяжущего
Битумное вяжущее следует хранить в специально оборудованных цистернах-хранилищах при постоянной температуре, рекомендованной заводом-изготовителем и способной обеспечить необходимую вязкость вяжущего для возможности подачи его через трубопроводы. В основном для хранения применяют цистерны с масляным или электрическим обогревом.
Следует хранить отдельно друг от друга разные марки битумного вяжущего во избежание смешивания.
5 Проектирование горячих асфальтобетонных смесей на основе методологии «Superpave»
Для работы с асфальтобетонными смесями по методологии «Superpave» сотрудникам рекомендуется пройти обучение на специализированных курсах.
5.1 Расчет требуемой марки вяжущего
При проектировании асфальтобетонных смесей по методологии «Superpave» отдельное внимание необходимо уделять выбору битумного вяжущего. Характеристики битумного вяжущего должны соответствовать требованиям ПНСТ 85.
Чтобы произвести правильный выбор марки битумного вяжущего при проектировании асфальтобетонной смеси необходимо знать географическое расположение района строительства автодороги с ее применением, а также статистические данные за максимально возможный период по максимальным и минимальным суточным температурам воздуха в данном районе (рекомендуется использовать данные за двадцатилетний период наблюдений).
Используя статистические климатические данные, необходимо определить расчетные температуры (максимальную и минимальную) слоя дорожного покрытия, для устройства которого будет применяться
11
ОДМ 218.4.036-2017
проектируемая асфальтобетонная смесь. Расчетные температуры слоя дорожного покрытия - это соответствующие температуры покрытия на заданной глубине, рассчитанные по специализированным методикам с использованием значений температур воздуха.
По полученным значениям расчетных температур определяются допустимые верхние значения марки битумного вяжущего (X) и допустимые нижние значения марки битумного вяжущего (Y). Допустимые верхние значения марки биту много вяжущего - это такие значения, которые выше расчетной максимальной температуры дорожного покрытия. Допустимые нижние значения марки битумного вяжущего - это такие значения, которые ниже расчетной минимальной температу ры дорожного покрытия.
Таким образом, допустимыми для применения являются все марки битумных вяжущих, верхние значения которых выше расчетной максимальной температуры дорожного покрытия и одновременно, нижние значения которых ниже расчетной минимальной температуры дорожного покрытия.
В проект рекомендуется закладывать марку битумного вяжущего из допустимых, рассчитанных с 98 % надежностью, с минимальным верхним значением и максимальным нижним значением. По согласованию с Заказчиком допускается закладывать марку битумного вяжущего, из допустимых рассчитанных с 50 % надежностью, с минимальным верхним значением и максимальным нижним значением
Для определения максимальной расчетной температуры слоя необходимо определить максимальные средние семидневные температуры воздуха для каждого года наблюдений. Чтобы определить среднюю максимальную годовую семидневную температуру (далее семидневная температура (Т*)), необходимо для каждого дня в году вычислить среднее значение максимальных температур воздуха за семь дней, включающие в себя этот день, трое предыдущих и трое последующих дней. Далее необходимо выбрать большее из полученных значений. Используя массив 12
ОДМ 218.4.036-2017
средних максимальных годовых семидневных температур за максимально возможный срок наблюдений вычисляется среднее значение данных температур (далее - средняя температура (Tq>)) и стандартное отклонение.
Вычисление значения стандартного отклонения семидневных температур (s) проводится по формуле 1:
(1)
где: п - количество лет наблюдений;
Tq, - средняя температура;
Т,- семидневная температура в (i-тый) год наблюдения.
Для обеспечения 98 % вероятности того, что за время эксплуатации покрытия температура воздуха не превысит выбранного значения, эта температура должна быть не менее (Tcp+2*s) °С, причем при выборе температуры равной (Тср) °С данная вероятность равна 50 %.
Максимальная расчетная температура слоя покрытия принимается равной температу ре в точке расчета слоя, которая находится на глубине 20 мм от его поверхности.
Расчет максимальной расчетной температуры слоя покрытия (Т) выполняется по формуле 2:
Т = 54,32 + 0,78 * Тср - 0,0025(Lat)2 - 15,14 log10(H + 25) + Z * (9 + 0,61 • s2)05 (2)
где: T- максимальная расчетная температура покрытия (°С);
Тср - средняя температу ра воздуха (°С);
Lat - географическая широта в градусах;
Н - глубина от поверхности дороги до точки расчета (мм);
Z- табличное значение стандартного нормального распределения, (Z= 2,055 для вероятности 98 % или Z= 0 для вероятности 50 %);
s - стандартное отклонение семидневных температур.
13
ОДМ 218.4.036-2017
Для верхних слоев покрытий максимальная расчетная температура покрытия рассчитывается на глубине 20 мм (Н=20).
Для определения минимальной расчетной температуры покрытия необходимо фиксировать в каждом году самую низкую температуру воздуха (Т„). Используя массив значений самых низких температур за каждый год наблюдений, необходимо вычислить среднее значение минимальных температур воздуха за все время наблюдений (далее - средняя минимальная температура (Ттш)).
Также необходимо вычислить значение стандартного отклонения самых низких температур воздуха (s). Для этого может быть использована формула 3.
(3)
где п - количество лет наблюдений;
Тпйп - средняя минимальная температура;
Ti самая низкая температу ра в (i-тый) год наблюдения.
Для обеспечения 98 % вероятности того, что за время эксплуатации покрытия температура воздуха не будет ниже выбранного значения, эта температура должна быть не более (Tmu, - 2*s)°C, причем при выборе температуры, равной (Tmin) °С, данная вероятность будет равна 50 %.
За минимальную расчетную температу ру слоя покрытия принимается температура на его поверхности.
Расчет минимальной расчетной температу ры покрытия выполняется по формуле 4.
Тт = -1,56 + 0.72 • Tmin - 0,004(Lat)2 + 6.26 log10(H + 25) - Z * (4.4 + 0.52 • s2)05 (4)
где: Тт- минимальная расчетная температура покрытия (°С);
Tmin - средняя минимальная температура (°С);
Lat - географическая широта в градусах;
ОДМ 218.4.036-2017 Н - глубина от поверхности дороги до поверхности слоя (мм);
Z- табличное значение стандартного нормального распределения, (Z= 2,055 для вероятности 98 % или Z= 0 для вероятности 50 %); s - стандартное отклонение минимальных температур.
Для верхних слоев покрытий минимальная расчетная температура покрытия рассчитывается на поверхности дороги (Н=0).
На основании полученных температур выбирается марка PG с надёжностью 98%.
Значение марки битума при проектировании может быть скорректировано с учетом предполагаемой нагрузки и скорости движения, а также величины прогнозируемого трафика (автотранспортного потока) при будущей эксплуатации объекта дорожного строительства (или его участков). 5.2 Требования к битумному вяжущему Характеристики битумного вяжущего должны соответствовать требованиям ПНСТ 85. При выборе марки вяжущего, в зависимости от количества приложений ЭООН и характера движения транспорта в месте проведения работ, верхнее значение марки вяжущего (полученное с учетом максимальной расчетной температуры покрытия), следует увеличить с шагом 6°С, на количество шагов указанное в таблице 1.
|
Таблица 1 |
|
Приложения ЭООН1, миллион |
Количество шагов для увеличения высокотемпературных свойств вяжущего |
|
Характер движения |
|
Неподвижный* |
Медленный' |
Стандартный^ |
|
<0,3 |
f4 |
- |
- |
|
От 0,3 до <3 |
2 |
1 |
- |
|
От 3 до <10 |
2 |
1 |
- |
|
От 10 до <30 |
2 |
1 |
С |
|
>30 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Примечания:
1 Количество приложений ЭООН рассчитывается на 20 лет срока службы автомобильной дороги
2 Средняя скорость движения транспорта меньше 20 км/ч.
3 Средняя скорость движения транспорта находится в днапа юнс от 20 до 70 км/ч.
4 Средняя скорость движения транспорта более 70 км/ч.
5 Увеличение марки вяжущего происходит по согласованию с Заказчиком._ |
5.3 Требования к исходным минеральным материалам
15
Для проектирования горячей плотной асфальтобетонной смеси по методологии «Superpave» применяются следующие исходные материалы:
- крупнозернистый заполнитель;
- мелкозернистый заполнитель;
- минеральный порошок (в случае необходимости); битумное вяжущее.
Крупнозернистый заполнитель по методологии «Superpave» - это каменный материал с крупностью зерен более 4,75 мм. В соответствии с отечественной терминологией данный заполнитель является щебнем различных фракций.
Мелкозернистый заполнитель по методологии «Superpave» - это каменный материал с крупностью зерен менее 4,75 мм. В соответствии с отечественной терминологией данный заполнитель яаляется песком, в том числе и из отсева дробления.
5.3.1 Требования к крупнозернистому и мелкозернистому
минеральному заполнителю
Применяемые исходные минеральные материалы должны
соответствовать требованиям ПНСТ 114 и требованиям таблицы 2. Требования к исходным материалам меняются в зависимости от количества приложения эквивалентных одноосных нагрузок (ЭООН). Количество приложений ЭООН рассчитывается в соответствии с приложением А
ПНСТ 114. Таблица 2
|
Приложения
ЭООН,
миллион |
Количество дробленых зерен в крупнозернистом заполнителе, %, не менее |
Количество пустот в мелкозернистом заполнителе, %, не менее |
Эквивалент песка, %, не менее |
Количество плоских и удлиненных зерен в крупнозернистом заполнителе, %, не более |
|
Глубина от поверхности, мм |
Глубина от поверхности, мм |
|
<100 |
>100 |
<100 |
>100 |
|
<0,3 |
55/- |
-/- |
- |
- |
40 |
- |
|
От 0,3 до <3 |
75/- |
50/- |
40 |
40 |
40 |
10 |
Содержание
1 Область применения..............................................................................................
2 Нормативные ссылки.............................................................................................
3 Термины и определения........................................................................................
4 Хранение исходных материалов...........................................................................
5 Проектирование горячих асфальтобетонных смесей на основе методологии
«Superpave»................................................................................................................
6 Приготовление горячих асфальтобетонных смесей на АБЗ..............................
7 Транспортировка и укладка горячих асфальтобетонных смесей......................
8 Правила приемки....................................................................................................
Приложение А Пример проектирования горячей асфальтобетонной смеси SP-
19 по методологии «Superpave»......................................................
Приложение Б Методика определения температу рных интервалов
смешивания и уплотнения с использованием значений динамической вязкости...................................................
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Методические рекомендации по приготовлению асфальтобетонных смесей, их укладке, а также приемке выполненных работ, основанные на методологии «Superpave»
1 Область применения
Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее -ОДМ) распространяется на асфальтобетонные смеси, запроектированные по методологии «Superpave» и асфальтобетон, применяемые для устройства конструктивных слоев дорожных одежд, и устанавливает процедуры приготовления, укладки и приемки выполненных работ.
2 Нормативные ссылки
В настоящем ОДМ использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 32703-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования»
ГОСТ 33137-2014 «Дороги автомобильные общего пользования.
Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения динамической вязкости ротационным вискозиметром»
ПНСТ 71-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные мелкозернистые для приготовления
асфальтобетонных смесей. Метод определения плотности и абсорбции»
ПНСТ 72-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения максимальной плотности минерального порошка»
ПНСТ 73-2015 «Дороги автомобильные общего пользования.
Материалы минеральные крупнозернистые для приготовления
асфальтобетонных смесей. Метод определения содержания дробленых збрен»
4
ОДМ 218.4.036-2017
ПНСТ 74-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные мелкозернистые для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения объёма пустот»
ПНСТ 75-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения зернового состава»
ПНСТ 76-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения содержания пылеватых частиц при промывке»
ПНСТ 78-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные крупнозернистые для приготовления асфальтобетонных смесей. Метод определения плотности и абсорбции»
ПНСТ 85-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом температурного диапазона эксплуатации»
ПНСТ 86-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Порядок определения марки с учетом температу рного диапазона эксплуатации»
ПНСТ 91-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод сокращения пробы»
ПНСТ 90-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфатьтобетон. Метод отбора проб»
ПНСТ 92-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения максимальной плотности»
ПНСТ 93-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Определение содержания битумного вяжущею методом выжигания»
5
ПНСТ 94-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Определение количества битумного вяжущего методом экстрагирования»
ПНСТ 95-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения степени обволакивания зерен заполнителя битумным вяжущим»
ПНСТ 106-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения объемной плотности»
ПНСТ 108-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения содержания воздушных пустот»
ПНСТ 111-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод проведения термостатирования»
ПНСТ 112-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод приготовления образцов вращательным уплотнителем (Гиратором)»
ПНСТ 113-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения
водостойкости и адгезионных свойств»
ПНСТ 114-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Технические требования для метода объемного проектирования по методологии «Supcrpave»
ПНСТ 115-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод объемного проектирования по методологии «Superpave»
ПНСТ 131-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения
плотности на месте укладки с помощью гамма-плотномера»
6
ОДМ 218.4.036-2017 ПНСТ 181-2016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения стойкости к колееобразованию прокатыванием нагруженного колеса»
3 Термины и определения
В настоящем ОДМ применяются следующие термины с соответству ющи м и о п ре дел ен и ям и:
3.1 расчетные температуры (максимальная и минимальная) слоя дорожного покрытия (determined temperatures of pavement coat): Температу ры слоя дорожного покрытия на заданной глубине, рассчитанные по специализированным методикам с использованием значений температу р воздуха.
Примечание - Допускается определение расчетных температур слоя дорожного покрытия по методикам в соответствии с ПНСТ 86, а также использование специализированных программ и документов, позволяющих определять данные температуры.
3.2 обозначение марки битумного вяжущего PG Х± Y (performance graded (PG) bitumen binder): Обозначение марки битумного вяжущего, установленное в соответствии с температурным диапазоном эксплуатации дорожного покрытия, определяемого с учетом расчетных температу р.
Примечание - В обозначении используется знак «минус», если значение Y менее нуля и знак «плюс» - в остальных случаях.
3.3 верхнее значение марки битумного вяжущего X (high temperature grade of the bitumen binder): Значение марки биту много вяжущего равное числовому значению расчетной максимальной температуры дорожного покрытия.
3.4 нижнее значение марки битумного вяжущего Y (low temperature grade of the bitumen binder): Значение марки битумного вяжу щего равное числовому значению расчетной минимальной температуры дорожного покрытия.
3.5 эквивалентная одноосная нагрузка: ЭООН (design ESALs): Нагрузка, равная 80 кН, передаваемая на дорожное покрытие от одной оси транспортного средства.
3.6 кривая максимальной плотности: это кривая, рассчитанная в степени 0,45, которая характеризует максимально возможную упаковку зерен минерального заполнителя для данного номинального максимального размера смеси;
3.7 воздушные пустоты Уа, % (air voids): Общее количество пустот в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси.
3.8 пустоты в минеральном заполнителе: ПМЗ (voids in the mineral aggregate; VMA): Общее количество пустот между зернами минерального заполнителя в уплотненной асфальтобетонной смеси, выраженное в процентах от объема смеси, которое включает в себя количество воздушных пустот и оптимально эффективное содержание вяжу щего.
3.9 объем абсорбированною вяжущего У/*,, см3 (absorbed binder volume): Объем вяжущего, абсорбированного в минеральный заполнитель.
3.10 эффективный объем вяжущего У^ см3 (effective binder volume): Объем вяжущего, который не абсорбировался в минеральный заполнитель.
3.11 пустоты, наполненные битумом: ПНБ (voids filled with asphalt; VFA): Общее количество пустот, заполненных вяжущим, выраженное в процентах от объема ПМЗ.
3.12 отношение ныль-вяжушее (dust-to-binder ratio): Коэффициент, выраженный как отношение между количеством наполнителя, прошедшим через сито с размером ячеек 0,075 мм, и оптимальным содержанием вяжущего вещества.
3.13 номинальный максимальный размер минеральною заполнителя (nominal maximum aggregate size): Размер минераэьного
ОДМ 218.4.036-2017
заполнителя, соответствующий размеру ячейки сита, которое на один размер больше первого сита, остаток минерального заполнителя на котором составляет более 10%.
3.13 максимальный размер минерального заполнителя (maximum aggregate size): Размер минерального заполнителя, который на один размер больше, чем номинальный максимальный размер минерального заполнителя.
3.14 зона пластичности (area of plasticity): Зона, которая расположена на кривой максимальной плотности, попадание в которую делает асфальтобетоны более подверженными пластическим деформациям.
3.15 водостойкость (moisture resistance): Отношение предела
прочности при непрямом растяжении серии образцов, подверженных водонасыщснию и циклу «замораживание-оттаивание», к пределу прочности при непрямом растяжении серии образцов, выдержанных при комнатных условиях.
4 Хранение исходных материалов
4.1 Хранение минеральных материалов
Для выпуска асфальтобетонных смесей, запроектированных по методологии «Superpave», подрядной организации рекомендуется заключить контракт с производителем (поставщиком) минеральных материалов, гарантирующий поставку материалов заданного качества в полном объеме и в установленные сроки, обеспечивающие бесперебойную работу на объекте.
Минеральные материалы для производства смесей запроектированных по методологии «Superpave» рекомендуется заготавливать заранее. Каждая фракция минерального заполнителя должна иметь стабильный гранулометрический состав, плотность и относится к определенной горной породе.
Примечание - Если в процессе строительства заготовленный материал выработался, а новый минеральный материал заготавливается из другой горной породы и имеет отличия по плотностям и гранулометрическому составу, то проектирование асфальтобетонной смеси рекомендуется провести заново.
9
ОДМ 218.4.036-2017
Для минимизации отклонений по гранулометрическому составу минеральной части асфальтобетонной смеси в процессе укладки от проектного состава, необходимо применять не менее двух фракций крупнозернистого заполнителя и не менее одной фракции мелкозернистого.
Многие проблемы, связанные с отклонением от проектных составов связаны с неправильным обращением с минеральными заполнителями при устройстве штабелей. Применение широких фракций минерального заполнителя, зачастую ведет к сегрегации такого материала при устройстве штабелей, так как более крупные частицы имеют склонность осыпаться дальше к основанию штабеля, чем мелкие. По возможности штабели следует конструировать горизонтально или с небольшим уклоном слоев чтобы не допускать их осыпания.
Не допускается загрязнение минерального материала, а так же смешивание штабелей различных фракций минерального заполнителя при хранении.
При хранении минеральных материалов необходимо принимать меры по минимизации содержания в них влаги. Для этого крупнозернистый заполнитель рекомендуется складировать на ровной цементобетонной или асфальтобетонной поверхности с уклоном от места складирования или наличием дренажа.
Мелкозернистый заполнитель рекомендуется складировать в местах, оборудованных крышей или навесом, так как высокое содержание влаги в нем увеличивает производственные затраты и снижает производительность АБЗ.
Контроль влажности минеральных материалов должен осуществляться не реже одного раза в день, а также каждый раз после изменений условий влажности (после дождя) в каждом штабеле. Для производства ас фаз ьтобето иных смесей рекомендуется применять минеральные заполнители влажностью не более чем 3 %.
