Цели, достигаемые введением СТО АВТОДОР 2.11-2015 «Требования к подборам составов асфальтобетонных смесей для устройства нижних слоев покрытий и слоев оснований дорожных одежд» Чернов Сергей Анатольевич, доцент кафедры Автомобильные дороги Ростовского государственного строительного университета, к.т.н. Цели, достигаемые введением СТО АВТОДОР 2.11-2015 «Требования к подборам составов асфальтобетонных смесей для устройства нижних слоев покрытий и слоев оснований дорожных одежд» I часть Основные положения СТО АВТОДОР 2.11-2015: область применения; классификация транспортной нагрузки; классификация смесей и технические требования; рекомендованные типы асфальтобетонов и органических вяжущих; особенности подбора составов на ситах с квадратными ячейками; особенности методов испытания введенных впервые. Испытание исходных дорожно-строительных материалов на соответствие нормативным документам с учетом требований СТО АВТОДОР 2.11-2015. Подбор зернового состава одного из типов асфальтобетона (на ситах с круглыми или квадратными ячейками) II часть Испытания асфальтобетонов на приборе CRT-WTEN2 для оценки устойчивости к колееобразованию СТО АВТОДОР 2.11-2015 «ТРЕБОВАНИЯ К ПОДБОРАМ СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ УСТРОЙСТВА НИЖНИХ СЛОЕВ ПОКРЫТИЙ И СЛОЕВ ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД» Настоящий стандарт устанавливает требования к минеральным заполнителям, органическим вяжущим и подборам зерновых составов асфальтобетонных смесей, предназначенных для устройства нижних слоев покрытий и слоев оснований дорожных одежд ЦЕЛИ, ДОСТИГАЕМЫЕ ВВЕДЕНИЕМ СТО АВТОДОР 2.11-2015 Гармонизация отечественной нормативной базы с многолетним опытом зарубежных стран в области проектирования зерновых составов асфальтобетонных смесей нижних слоев покрытий и верхних слоев оснований Учет условий эксплуатации на этапе подбора зерновых составов асфальтобетонных смесей Повышение однородности и стабильности показателей физико-механических свойств асфальтобетонов путем применения минеральных материалов узких фракций Повышение несущей способности (модуля упругости) асфальтобетонов нижних слоев покрытий и верхних слоев оснований за счет увеличения щебеночной части в их зерновых составах и применения технологии полимерно-дисперсного армирования КОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ I-II ТЕХНИЧЕСКОЙ КАТЕГОРИИ На объектах Росавтодора Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА -15 Горячий крупнозернистый пористый асфальтобетон Горячий крупнозернистый пористый асфальтобетон Щебеночная смесь с максимальным размером зерен 40мм Песок среднезернистый Грунт земляного полотна На объектах Государственной компании Щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА -15 Полимерно-дисперсно-армированный горячий крупнозернистый плотный асфальтобетон тип А Горячий крупнозернистый пористый асфальтобетон В зарубежных странах Щебеночно-мастичный асфальтобетон SMA-11 AC 22 BS (горячий крупнозернистый асфальтобетон) AC 32 ТS (горячий крупнозернистый асфальтобетон) Щебеночная смесь с максимальным размером зерен 40мм Щебеночная смесь с максимальным размером зерен 40мм Песок среднезернистый Песок среднезернистый Грунт земляного полотна Грунт земляного полотна НЕДОСТАТКИ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ПО ГОСТ 9128 Горячий крупнозернистый пористый асфальтобетон Горячий крупнозернистый плотный асфальтобетон Большие интервалы между границами зернового состава Малое содержание щебня по сравнению с асфальтобетонами зарубежных стран Отсутствие показателей, отражающих поведение асфальтобетона при эксплуатации Низкая несущая способность Сегрегация асфальтобетонной смеси при транспортировке и укладке Низкая стабильность показателей физико-механических свойств изза неоднородности зернового состава Высокий коэффициент вариации по прочностным показателям ЗЕРНОВЫЕ СОСТАВЫ ГОРЯЧЕГО ПОРИСТОГО КРУПНОЗЕРНИСТОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГОДА ВЫПУСКА ГОСТ 9128 Массовая доля, % зерен минерального материала мельче 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 40 20 15 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 Размер зерен, мм 1959 1984 1997 и 2009 0.16 0.071 ГОРЯЧИЙ КРУПНОЗЕРНИСТЫЙ ПОРИСТЫЙ АСФАЛЬТОБЕТОН Керны из крупнозернистого пористого асфальтобетона по ГОСТ 9128-2009 Керны из крупнозернистого асфальтобетона AC 32 TS по нормативам Германии СРАВНЕНИЕ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА КРУПНОЗЕРНИСТОГО ПЛОТНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА ТИПА А ПО ОТЕЧЕСТВЕННЫМ НОРМАТИВНЫМ ДОКУМЕНТАМ С АСФАЛЬТОБЕТОНОМ ДЛЯ СВЯЗУЮЩИХ СЛОЕВ ПОКРЫТИЯ ПО НЕМЕЦКИМ СТАНДАРТАМ Массовая доля, % зерен минерального материала мельче 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 40 20 15 10 5 2.5 1.25 Размер зерен, мм 0.63 0.315 0.16 Зерновой состав плотного асфальтобетона (ГОСТ 9128-1959) Зерновой состав плотного асфальтобетона (ГОСТ 9128-2009) Зерновой состав асфальтобетона AC 22 ВS (TL Asphalt-StB-07) 0.071 ПОДБОР И ПРИГОТОВЛЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ Подбор зернового состава асфальтобетонной смеси в лаборатории на ситах с круглыми ячейками Приготовление асфальтобетонной смеси на АБЗ с грохотом с квадратными ячейками не соответствие зернового состава подбору выполненному в лаборатории внесение «поправочных» коэффициентов ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТО АВТОДОР 2.11-2015 Разработаны зерновые составы многощебенистых асфальтобетонных смесей для нижних слоев покрытий и верхних слоев оснований - на ситах с круглыми ячейками 40 мм - на ситах с квадратными ячейками 20 мм 15мм 10 мм 5 мм 2мм 8 мм 22,4мм 4мм 11,2мм 31,5мм 5,6мм 16мм 45мм МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ ГАРМОНИЗИРОВАННЫЕ С ЗАРУБЕЖНЫМИ НОРМАМИ ГОСТ 32824-2014 ГОСТ 32730-2014 ГОСТ 32703-2014 ГОСТ 32761-2014 ГОСТ 31424-2010 Переход на узкофракционированный щебень ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТО АВТОДОР 2.11-2015 Переход на сита с квадратными ячейками по европейской классификации позволит увеличить количество фракций применяемых минеральных материалов с более узкими их интервалами, что повысит однородность состава асфальтобетонных смесей МИНЕРАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ПО СИТАМ С КРУГЛЫМИ ЯЧЕЙКАМИ МИНЕРАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ПО СИТАМ С КВАДРАТНЫМИ ЯЧЕЙКАМИ ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТО АВТОДОР 2.11-2015 Уменьшение размеров фракций минеральных материалов приведет к увеличению количества бункеров предварительного дозирования, что в свою очередь позволит исключить их взаимное перемешивание и повысит стабильность качества показателей физико-механических свойств асфальтобетонов ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТО АВТОДОР 2.11-2015 Содержание зерен мельче,мм % Содержание зерен мельче,мм % Изменены интервалы между границами кривых зернового состава 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 График сравнения зерновых составов горячих плотных асфальтобетонов Тип А приготовленных по ГОСТ 9128 и СТО 2.11.2015 ТИПА А40 ПО СТО АВТОДОР 2.11 40 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ТИПА А ПО ГОСТ 9128 20 15 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 Размер зерен минерального материала,мм 0.16 0.071 График сравнения зерновых составов горячих крупнозернистых пористых асфальтобетонов приготовленных по ГОСТ 9128 и СТО 2.11-2015 ПОРИСТЫЙ ПО ГОСТ 9128 ПОРИСТЫЙ Р40 ПО СТО АВТОДОР 2.11.2015 40 20 15 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 Размер зерен минерального материала,мм 0.16 0.071 ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТО АВТОДОР 2.11-2015 Содержание зерен мельче,мм % Границы зерновых составов асфальтобетонных смесей при применении сит с квадратными ячейками График зернового состава горячего плотного асфальтобетона Тип АE31,5 по СТО 2.11.2015 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 АЕ 31,5 по СТО АВТОДОР 2.11 Содержание зерен мельче,мм % 31.5 22.4 16 11.2 8 5.6 4 2 Размер зерен минерального материала, мм 0.5 0.125 0.063 График зернового состава горячего пористого асфальтобетона Тип PE31,5 по СТО 2.11.2015 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 PE 31,5 по СТО АВТОДОР 2.11 31.5 22.4 16 11.2 8 5.6 4 2 Размер зерен минерального материала, мм 0.5 0.125 0.063 ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В СТО АВТОДОР 2.11-2015 Разработана дифференцированная область применения асфальтобетонов, исходя из различных условий движения и транспортной нагрузки для каждого из элементов пакета асфальтобетонных слоев Влияние интенсивности, состава и скорости транспортного потока Разрушение конструктивного слоя при несоответствии качества асфальтобетона условиям эксплуатации ЭТАПЫ ПОДБОРА СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ПО СТО АВТОДОР 2.11-2015 Показатели по действующим нормативам Выбор минеральных материалов соответствующего качества Минералого-петрографический анализ Адсорбционная активность по метиленовому голубому Рациональный выбор марки вяжущего Проверка качества показателей эксплуатационных свойств асфальтобетона физико-механических и ТРЕБОВАНИЯ К МИНЕРАЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ Повышенные требования к прочности, морозостойкости и истираемости минеральных материалов Минералого-петрографический анализ Истираемость по показателю микро-Деваль ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВОЙСТВ С УЧЕТОМ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АСФАЛЬТОБЕТОНА НА ЭТАПЕ ПОДБОРА Оборудование для определения стойкости к колееобразованию Оборудование для определения остаточной деформации на приборе ПДИ СТРОИТЕЛЬСТВО ЭТАЛОННЫХ УЧАСТКОВ цель строительства эталонных участков: - сравнение работоспособности конструкций дорожных одежд в условиях интенсивного грузонапряженного движения с разными зерновыми составами асфальтобетонов; - разработка требований к дорожно-строительным материалам и подборам асфальтобетонных смесей; - оценка распределения остаточных деформаций в элементах дорожной одежды в реальных условиях эксплуатации с последующим предложением по области применения типов асфальтобетонов в пакете слоев дорожной конструкции; Эталонный участок Эталонный участок М-4 «Дон» км 877 + 326 – км 877 + 476 М-11 «Москва - Санкт-Петербург» км 276+600 – км 277+000 МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ЭТАЛОННЫХ И СМЕЖНЫХ УЧАСТКОВ Поперечные ровности на эталонном и отечественном (смежном) участке на автомобильных дорогах: 3.5 1.4 1.2 2.5 Глубина колеи ,мм Глубина колеи ,мм 3 2 1.5 1 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.5 0 0 25.03.14 07.05.14 29.10.14 09.04.15 эталонный участок смежный участок М-4 «Дон» км 877 + 326 – км 877 + 476 05.10.15 25.03.14 07.05.14 29.10.14 09.04.15 Эталонный участок Смежный участок М-11 «Москва - Санкт-Петербург» км 276+600 – км 277+000 ЭТАПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМПАНИИ ПО ПЕРЕХОДУ НА ЗЕРНОВЫЕ СОСТАВЫ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ПО СТО АВТОДОР 2.11-2015 I. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ И СОСТАВА ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА НА ЭТАПЕ ПОДБОРА ЗЕРНОВЫХ СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ИХ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ; II. ПЕРЕХОД НА ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОЩЕБЕНИСТЫХ В КОНСТРУКТИВНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ, СЛОЯХ ЗЕРНОВЫЕ ДОРОЖНЫХ СОСТАВЫ ОДЕЖД КОТОРЫХ ПОДОБРАНЫ НА СИТАХ С КРУГЛЫМИ ЯЧЕЙКАМИ; III. ПРОИЗВОДСТВО И ПОСТАВКА МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ УЗКИХ ФРАКЦИЙ НА СИТАХ С КВАДРАТНЫМИ ЯЧЕЙКАМИ; IV. ПРИМЕНЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ, ЗЕРНОВЫЕ СОСТАВЫ КОТОРЫХ ПОДОБРАНЫ НА УЗКОФРАКЦИОНИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИТ С КВАДРАТНЫМИ ЯЧЕЙКАМИ.