Статья:

Superpave - стандарт для асфальтобетона

Конференция: LI Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Коркмазов А.К., Коркмазов Ш.Р., Кипкеев М.А. [и др.] Superpave - стандарт для асфальтобетона // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. LI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(51). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/11(51).pdf (дата обращения: 10.04.2020)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Superpave - стандарт для асфальтобетона

Коркмазов Асланбек Казбекович
студент Института строительства, транспорта и машиностроения Северо-Кавказского федерального университета, РФ, г. Ставрополь
Коркмазов Шамиль Раулевич
студент Института строительства, транспорта и машиностроения Северо-Кавказского федерального университета, РФ, г. Ставрополь
Кипкеев Мурат Айтекович
студент Института строительства, транспорта и машиностроения Северо-Кавказского федерального университета, РФ, г. Ставрополь
Бостанов Солтан Идрисович
студент Института строительства, транспорта и машиностроения Северо-Кавказского федерального университета, РФ, г. Ставрополь

 

Понятие SUPERPAVE

Само слово  «Суперпейв»  (Superpave) расшифровывается как Superior Performance Pavements, т.е. способ проектирования составов асфальтобетонных смесей для автодорожных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками. Главные пункты этого метода были сформулированы в период c 1987 по 1993 года в рамках стратегической программы автодорожных исследований (SHRP) с привлечением Института асфальта и других ведущих высших учебных заведений США. Программа исследований предназначалась для улучшения эксплуатационных показателей и сроков службы автодорог США и увеличения безопасности автомобильного движения.  Метод Superpave был разработан для замены методов Hveem и Marshall. Объемный анализ, общий для методов Хвейма и Маршалла, обеспечивает основу для метода проектирования Superpave. Система проектирования смесей для асфальтобетона Superpave связывает связующее вещество асфальта и агрегатный выбор в процессе проектирования смеси, а также рассматривает движение и климат. Устройства уплотнения из процедур Xveem и Marshall  были заменены гираторным уплотнителем, а уплотняющее усилие в конструкции смеси связано с ожидаемой загруженностью дороги. В рамках стратегической программы исследования дорог, была предпринята инициатива по улучшению подбора материалов и дизайна смеси путем разработки:

1. Новый метод проектирования смеси, которая приходится на нагрузки и условия окружающей среды.

2. Новый метод оценки битумного вяжущего.

3. Новые методы анализа смеси.

SHRP в 1993 презентовал эти разработки и назвал их - метод проектирования составов асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий с повышенными эксплуатационными характеристиками (Superpave). Хотя новая методика тестирования производительности смеси еще не были установлены, то метод смеси хорошо себя зарекомендовал.

В Superpave метод проектирования состоит из 7 основных этапов:

1) Совокупный выбор.

2) Выбор асфальтовяжущего

3) Пробоподготовка (включая уплотнения).

4) Тесты производительности.

5) Плотности и пустоты расчетов.

6) Оптимальное битумное вяжущее отбора содержания.

7) Влагооценки восприимчивости.

Системой введена новая классификация дорожных битумов по PG (Performance Grade) (уровень эксплуатационных качеств). От испытаний свойств был сделан переход к испытаниям функций вяжущего. Марку битумного вяжущего «PG X-Y» определяют на основании результатов испытаний, которые проводят при Х – максимальной летней температуре климатической зоны, эксплуатации покрытия (верхний PG) и Y – минимальной зимней температуре (нижний PG). Иллюстрация последовательности методов функциональных испытаний битума показана на рисунке 1.



Рисунок 1. последовательность функциональных испытаний битумов

 

Система Superpave в России

Система проектирования  Superpave предназначена для улучшения качества состава асфальтобетона дорог. В этом Российские дороги нуждаются, как люди нуждаются в кислороде. О плачевных состояниях большинства Российских дорог можно писать очень много, и говорить, что дороги были бы у нас хорошие, если бы все деньги, выделяемые из бюджета, применялись по назначению. Безусловно, халатное отношение «властей» - это одна из причин плохих дорог. Но нужно еще учитывать то, что просто-напросто в России устарела система проектирования асфальтовых дорожных покрытий. Учитывая то, что Россия находится в нескольких климатических поясах, проектирования дорог по единой схеме, как делают у нас, неуместна. Например, система проектирования асфальтовых  дорожных покрытий не может быть одна для Краснодарского края и республики Якутия. Это все к тому, что нужна новая, модернизированная система проектирования, которая позволяла бы учитывать природные условия для проложения конкретной асфальтовой дороги. И с недавних пор в России началось внедрение системы проектирования на базе  Superpave. Но есть один нюанс – в США систему Superpave разработали под свои дорожные «проблемы». Их три:

• появлениепколеи вследствиепвысокого грузового трафика,

• усталостные растрескивания

• появление трещин вследствие отрицательных температур.

А у российских дорог есть «проблемы», которых в Америке нет. Таких, как колея, образованная после проезда на шипованной резине. Еще нужно учитывать и климатические особенности России. И геологическую составляющую.

Давайте рассмотрим таблицу 1

Таблица 1.

Методы испытаний и нормирования битумных вяжущих

Элементы «SHRP»

Назначение

Преимущества

Недостатки

 Технические усло-

 вия:

Принципиально новый подход к нормированию реоло- гических свойств битумов и ПБВ

Повышение требований к качеству битума, взаимосвязь с эксплуатационными показателями асфальтобетона в покрытии.

 

Дифференцированный выбор требуемой марки битума в зави- симости от климатических условий региона

Не вполне обосно- ванный выбор нуж- ной марки битума в зависимости от дорожной конструкции и грузонапряженности движения.

 Испытания и прибо-

 ры (основные)

Для оценки свойств:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Возможность задавать различные температурно-временные условия деформиро- вания образцов при испытании.

2.                       Высокая точность измерений.

3.                 Цифровое протоко- лирование результатов испытаний и создание баз данных.

 

 

 

 

 

1. Не учитываются нелинейные свойства при испытании

вяжущих.

2.Сложность эксплуатации, обслуживания и калибровки приборного обеспечения.

3.Необходимость высокой квалифика- ции операторов и лаборантов.

4. Дороговизна ла- бораторного оборудования (до 1 млн.

$), как и его обслуживания.

 

1. Ротационный вис- козиметр (RV)

- при технологических температурах перемешивания и уплотнения смеси;

2. Динамический сдвиговой реометр

(DSR)

- при высоких и умеренных температурах эксплуата-

ции;

3.Реометр для испытания образцов- балочек на изгиб (BBR)

 

 

 

- при низких температурах эксплуата-

ции.

4.Испытание образ- цов вяжущего при одноосном растяжении (DTT)

Вспомогательные методы испытаний

с учётом влияния:

5.Старение вяжущего в тонкой пленке (RTFO)

- условий приготовления смеси;

6.Старение при высоких температурах под давлением (PAV)

 

- времени эксплуатации покрытия.

 

На приведенных данных из таблицы, легко приходим к выводу, что для того, чтобы применять технические условия «Superpave» в России необходимы не только кардинальные изменения нормативно-технической базы в области битумных вяжущих, но и привязка нормативных требований «SHRP» к местным условиям. Новейшие методы испытания битумных образцов различаются высокой сложностью, и вследствие того могут найти применение в крупнейших российских заводах по производству органических вяжущих для дорожного строительства и в дорожных научно-исследовательских центрах.

Заключение

Перечислим основные проблемы, которые должны решиться с применением системы проектирования асфальтобетона для автодорожных покрытий superpave:

1. Замена многочисленных, да еще и аналогичных технических условий, способов и требований проектирования асфальтобетона для автодорожных покрытий в России.

2. Возможность «предвидеть» состояния автодорожного покрытия после нескольких лет эксплуатации.

3. Введения единых требований состава смеси для каждой климатической зоны России, учитывая загруженность трасс.

4. Уменьшение затрат на прокладывание дорог с учетом последующих ремонтных мероприятий

5. Уменьшение ремонтных мероприятий

Все эти проблемы планируется решить с помощью системы проектирования смесей superpave. Стоит сказать, что эта система уже доказала свою надежность в США, некоторых арабских странах и в Турции. В России же полное внедрение этой системы невозможна, ввиду причин о которых было написано выше, но частичное внедрение superpave уже началось. Например, время показало, что благодаря разработанным смесям асфальтобетона с использованием принципов superpave  на основе полимерно-битумного вяжущего, появление колеи, которая появляется после проезда на шипованной резине,  сведено до минимума. Фактом остается то, что срок службы автодорог строящихся на основе системы проектирования superpave, определенно увеличился. Хоть и эта система не полностью пригодна для использования ее в России, но совсем скоро появится новая система проектирования составов на основе superpave, которая будет удовлетворять всем нашим условиям эксплуатации.

 

Список литературы:
1. Горелышев Н.В. «Технология и организация строительства автомобильных дорог» / 1992г. Издательство – «Транспорт»
2. В.М. Могилевич. «Строительство автомобильных дорог. Часть II. Устройство усовершенствованных покрытий, производственные предприятия дорожного строительства, организация дорожностроительных работ» / 1964г.
3. Калашникова Т.Н., Сокальская М.Б. «Строительство и ремонт асфальтобетонных покрытий» / 2010г.
4. Американская технология строительства дорог и укладки асфальта  - (электронный ресурс) – режим доступа URL: https://sdmachinery.ru/tehnologii/superpave/  (дата обращения 06.08.2017)
5. Проектирование состава асфальтобетонных смесей в США по методу «СУПЕРПЕЙВ» - (электронный ресурс) – режим доступа URL: http://docs.cntd.ru/document/473941357 (дата обращения 06.08.2017)
6. Что такое SUPERPAVE (СУПЕРПЕЙВ)? – (электронный ресурс) – режим доступа URL: http://massenza.pulscen.ru/news/420488 (дата обращения 07.08.2017)
7. Суперпейв: от направлений к хайвэям - (электронный ресурс) – режим доступа URL: http://dorinfo.ru/99_detail.php?ELEMENT_ID=9501 (дата обращения 07.08.2017)
8. Суперпейв: требования к вяжущему  – (электронный ресурс) – режим доступа URL: http://www.avtodorogi-magazine.ru/item/142-superpejv-trebovaniya-k-vyazhushchemu.html (дата обращения 07.08.2017)