Заведующая лабораторией дорожных одежд "РосдорНИИ" Лидия Горелышева разъяснила обозревателю RCC особенности ПАВ и модификаторов битумных вяжущих для асфальтобетонов.
"Выбор резинобитумного вяжущего продиктован самой идеей устройства слоев износа. Слои износа устраиваются для защиты нижележащих конструктивных слоев дорожной одежды от старения под воздействием условий окружающей среды и разрушительного действия нагрузок от транспортных средств. Для придания высоких эксплуатационных свойств в состав смеси слоя износа рекомендуется вводить 10-20% резины от массы вяжущего. Кроме того, у резиноасфальтобетонных покрытий высокие водоотталкивающие свойства за счет высокой их гидрофобности.
На участках применения резиноасфальтобетонных смесей в качестве слоев износа замечено значительное снижение шума. По сути, это уменьшение громкости в 2-3 раза. В числе других преимуществ резиноасфальтобетонов - улучшение характеристик самих асфальтобетонов; увеличение долговечности покрытий; снижение шума в населенных пунктах на 8-12 дБ; увеличение коэффициента сцепления покрытия. Немаловажными преимуществами являются также возможность уменьшения толщины конструктивного слоя (1см РАБ = 2.6см АБ) и более темный цвет (контраст с разметкой), а также решение экологических задач в связи с утилизацией шин.
Что касается проблем в сферах производства - применения резиноасфальтобетонов, это, например, отсутствие идентификационных норм на добавки и на резиноасфальтобетон; высокие цены монопольных производителей; нестабильность качества.
Если говорить о технологии производства, резинобитумное вяжущее (БИТРЭК) – это смесь битума с дробленой резиной и другими добавками, где она вступает в реакцию с битумом, имеющим достаточно высокую температуру для набухания резиновых частиц.
При "мокром" способе производства используют от 10 до 25% - по отношению к массе битума - резинового порошка с размером частиц менее 0,9 мм, который перемешивают с битумом при повышенных температурах, получая дисперсную систему резинобитумноговяжущего с высокой вязкостью и эластичностью.
Свойства асфальтобетонов зависят не столько от вязкости вяжущего, сколько от его адгезионных свойств. При этом вяжущее БИТРЭК имеет очень хорошую адгезию; остальные модификаторы, особенно из класса СБС, чаще всего требуют дополнительного введения адгезионных присадок, особенно на российских битумах.
Сдвигоустойчивость асфальтобетонов типа Б с повышением вязкости вяжущего увеличивается примерно на 10%. Для ЩМА она увеличивается на 12%.
Но трещиностойкость с увеличением вязкости вяжущего, напротив, уменьшается на 10-15%.
Обследования участков с дорожными покрытиями из литого, щебеночно-мастичного (на основе вяжущего ПБВ, БИТРЭК и классического состава на битумном вяжущем) и горячего плотного типа Б в условиях Москвы и Московской области показали, что наименьшее колееобразование происходит на участках, имеющих покрытие из ЩМА 20 с резинобитумным вяжущим (БИТРЭК); затем следует ЩМА 20 с использованием ПБВ ифракционированного габбро-диабазового щебня. Установлено также, что асфальтобетон, приготовленный на различных вяжущих, по-разному сопротивляется воздействию высоких температур.
Исходный битум без добавок имеет достаточно высокое значение коэффициента внутреннего трения и низкое значение показателя сцепления. А наиболее сбалансированное значение по сдвигоустойчивости показывает асфальтобетон типа Б на вяжущем с добавкой Wetfix. Асфальтобетон на вяжущем с добавкой Амдор 10 имеет наиболее высокие показатели при разрушениях адгезионного типа. В свою очередь, асфальтобетон на вяжущем с добавкой ДОРОС АП показывает лучшие результаты при использовании там, где премущественно, имеет место когезионное разрушение материала.
Лабораторные точечные испытания асфальтобетона на колейность по методике Росдорнии показали такие результаты:
Асфальтобетон на исходном битуме (без добавок) после 30000 циклов нагружения при 500С дает колею глубиной в 1,78 см (65% толщины образца); асфальтобетон на битуме сдобавкой Амдор 10, соответственно, - в 1,56 см.
Опытные участки через 4 года эксплуатации характеризуются тем, что состояние покрытий из ЩМА 20 на стандартном битуме БНД 60/90 и вяжущем БИТРЭК60 хорошее. И дефектов после трех лет эксплуатации не наблюдается.
Участок ЩМА 20 на битуме модифицированном "Элвалой" через год эксплуатации имел незначительную колейность (глубина колеи в среднем 1,6 см). В течение последующих трех лет глубина колеи на участке практически не менялась.
В то же время, на участке с ЩМА 20 через год проявились температурные трещины с шагом 10-20 м, которые в течение 4-х лет медленно развивались. ЩМА на битуме, модифицированном "Элвалой" и ДСТ, имеет дефекты в виде колеи (глубина около 1,8 см) и поперечные трещины с шагом от 10 до 20 м соответственно. При этом ЩМА, уложенный на самом тяжелом участке, показал хорошие результаты и после 4-х лет эксплуатации не имеет дефектов.
Стандартные показатели свойств асфальтобетонов на основе вяжущих с разными модификаторами типа Б (горячий плотный) и ЩМА-15, которые, как правило, соответствуют требованиям ГОСТ, близки по значениям. Это не позволяет максимально точно определить степень влияния типа модификатора на изменение свойств асфальтобетонов. А нестандартные испытания (например, испытания усталостной долговечности при двух температурах) позволяют более определенно выделить степень влияния модификаторов на долговечность асфальтобетонов.
При этом температурная чувствительность асфальтобетонов, выраженная через соотношение усталостной долговечности при температурах +20 С и - 16 С наиболее четко проявляет влияние модификаторов на свойства асфальтобетонов.
Асфальтобетоны обоих типов на вяжущем БИТРЭК и на вяжущем с модификатором Кратон 11101 показывают практически одинаково низкую чувствительность к изменениям температуры.
Свойства асфальтобетонов зависят не столько от вязкости вяжущего, сколько от его адгезионных свойств. В этой связи, вяжущее БИТРЭК имеет очень хорошую адгезию. Остальные модификаторы, особенно класса СБС, зачастую требуют дополнительного введения адгезионных присадок, особенно на российских битумах".
