7.2.7 Отдельные зерна щебня должны по возможности иметь кубовидную форму, быть трудношлифуемыми и чистыми (без пленки пыли или грязи). С позиции обеспечения шероховатости дорожного покрытия наиболее активны щебенки пирамидальной, затем кубовидной и многогранной формы. Наименее активны овальные и выпуклые формы.
7.2.8 Варьируя процентным содержанием в смеси фракций и формы щебня получают наиболее плотные и шероховатые смеси. Получить фракции соответствующей формы и диапазона можно путем рассева на ситах с соответствующей формой отверстий.
7.2.9 Улучшение сцепных свойств шероховатого поверхностного слоя достигается смешением фракций щебня исходного и входящего в него диапазонов в заданной пропорции (например, фракции 10-15 и 10-12 мм в пропорции 2:1).
7.2.10 Яркость шероховатых поверхностных слоев достигается использованием в качестве структурообразующего компонента щебня светлого цвета (белого, светло-серого, серого) по массе не менее 30 % от общего количества.
7.3 Характеристики битумов, рекомендуемые для шероховатых поверхностных слоев с применением фиброволокон, приведены в ГОСТ 11955, ГОСТ 22245.
7.3.1. Оптимальный вариант модификации битума предоставляется лабораторией.
7.3.2. Регулированием расхода и свойствами битумов обеспечивают проектные прочностные, деформационные и эксплуатационные качества шероховатых поверхностных слоев в течение срока службы при воздействии расчетных нагрузок в условиях регионального температурно-влажностного режима.
7.3.3. Применение вяжущих, модифицированных полимерами типа СБС, установление их расхода проводится по согласованию с Заказчиком в рамках контракта на устройство шероховатых поверхностных слоев с применением фиброволокон. Целью применения полимерно-битумных вяжущих должно быть увеличение срока службы шероховатых поверхностных слоев с применением фиброволокон и уменьшение расхода материалов [17].
7.4 Песок для приготовления асфальтобетона и других битумоминеральных смесей применяется согласно ГОСТ 8735, ГОСТ 8736. Рекомендуется использовать дробленый песок из прочных известняков. Содержание пылеватых и глинистых частиц в песке не должно превышать 1,0 % по массе. Песок целесообразно активировать.
7.5. Для изготовления асфальтобетонных смесей применяют минеральные порошки, представляющие собой продукты тонкого измельчения известняков, доломитов, доломитизированных известняков и других карбонатных горных пород, отвечающих требованиям ГОСТ 16557, ГОСТ Р 52129, а также тонкого измельчения некарбонатных пород и пылевидных отходов промышленности. Они подразделяются на активированные и неактивированные. Для устройства шероховатых поверхностных слоев предпочтительны однородные по цвету активированные порошки. Минеральные порошки применяются сухими и рыхлыми.
7.6. В качестве рекомендуемого вида фиброволокон возможно использование стекловолокна, углеродного, базальтового, полиэфирного, полиакринонитрильного, нейлонового, капронового, кевларового и другие виды.
7.6.1. Рекомендуется учитывать, что формование фиброволокон на производстве производится из прядильного раствора, последующей обработки сформованного волокна на прядильных агрегатах с получением волокна, имеющего заданные свойства и последующей резки волокна на режущих установках барабанного типа с получением фиброволокон заданной длины.
7.6.2. Рекомендуется применение преднапряженных фиброволокон.
7.6.3. Содержание фиброволокон в заявленной смеси рекомендуется устанавливать, например, от 0,1 до 0,15 мас.% сверх массы минерального материала.
7.6.4. Критерием нижнего предела является обеспечение свойств смеси и полученного из нее покрытия, а критерием верхнего предела - появление эффекта комкования фиброволокон при его введении в смесь.
7.6.5. Увеличение содержания фиброволокон сверх верхнего предела приводит к повышению стоимости асфальтобетонной смеси без существенного улучшения ее свойств.
7.7. Типовые рекомендуемые характеристики фиброволокон приведены в таблице 5. Возможно применение фиброволокон с отличными от приведенных таблице 5 показателей
Таблица 5 - Типовые характеристики фиброволокон
| № | Показатель фиброволокон | Значение |
| 1 | Плотность, г/см3 | 1,17 |
| 2 | Диаметр, мкм | от 14 до 31 |
| 3 | Модуль упругости, ГПа | от 8 до 11 |
| 4 | Прочность на растяжение, МПа,не менее | 500 |
| 5 | Удлинение при разрыве, % | от 20 до 26 |
| 6 | Щелочестойкость | ++ |
| 7 | Длина резки волокна, мм | 6; 12; 18; 28; 30, 36; 60; 120, 150 |
| 8 | Температура плавления, не менее | 300°С |
| 9 | Температура размягчения содновременной деструкцией, неменее | 220°С |
| 10 | Технология подачи | В ручном и полуавтоматическомрежиме дозирования |
7.8. Эффективность применения фиброволокон в шероховатых поверхностных слоях возрастает с увеличением их длины. Существует критическая длина волокна LKp, до которой напряжение, воспринимаемое фиброволокном, в асфальтобетоне возрастает и при L= LKp оно равно прочности фиброволокна. При разрушении асфальтобетона, наполненного волокном при L менее Ькр, из него выдергиваются короткие фиброволокна, разрушение происходит по границе «фиброволокно-битум». Длина погруженного в асфальтобетон фиброволокна не должна быть менее 3 мм. Прочность шероховатого поверхностного слоя, наполненного фиброволокном при условии L более LKp, значительно больше, чем для волокон с L менее LKp.
7.9. Основные виды фиброволокон (например, углеродные, стеклянные) выпускаются круглого сечения диаметром 8-20 мкм, а также треугольного, ромбического и других форм сечения.
8 Основные технологии устройства поверхностной обработки и тонких слоев износа с применением различных видов фиброволокон
8.1 Устройство тонких слоев износа с применением различных видов фиброволокон из асфальтобетонных смесей.
8.1.1 Для устройства тонких слоев износа применяют асфальтобетонные смеси, указанные в таблице 6.
Таблица 6 - Температура асфальтобетонных смесей при их укладке
Вид смеси | Марка битума | Температура смеси,°С, не ниже | |
без ПАВ | сПАВ | ||
| Г орячие БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60 | 120 | 100 | |
| Теплые БНД 200/300, БНД 130/200 | 80 | 80 | |
8.1.2 На подготовительном этапе осуществляется очистка нижележащего покрытия от пыли и грязи, ямочный ремонт, заделка трещин и т.п. Покрытие устраивают на сухом, чистом и непромерзшем покрытии (или основании). Повышение адгезионной активности обрабатываемого покрытия рекомендуется осуществлять с учетом его кислотности. За три-пять часов до начала укладки смеси поверхность покрытия обрабатывают битумной эмульсией, вязким разжиженным битумом или жидким битумом. Норма расхода материалов: разжиженного или жидкого битума по основанию от 0,5 до 0,8 л/м2 и по покрытию от 0,2 до 0,3 л/м2; 60 %-ной битумной эмульсии по основанию от 0,6 до 0,9 л/м2 и по покрытию - от 0,3 до 0,4 л/м2. Обработку вяжущими материалами исключают, если шероховатый слой устраивают на свежеуложенном слое покрытия. Температура вяжущего при распределении: для вязких битумов от 130°С до 150°С; для жидких битумов от 80°С до 100°С; для битумных эмульсий не менее 15°С и не более 90°С.
8.1.3 Температура асфальтобетонных смесей при их укладке устанавливают не ниже указанной в таблице 6. Температуру смеси проверяют в каждой прибывающей машине. При транспортировании смеси снижается ее температура (примерно 1°С на 1 км пути или 10°С за каждый час в пути). Поэтому время транспортировки не должно превышать 1,5 час. или 50 км пути. При транспортировании асфальтобетонную смесь укрывают пологом.
8.1.4 Укладка асфальтобетона осуществляется укладчиком на всю ширину покрытия. Следят за отсутствием атмосферных осадков и увлажнения поверхности, работы производятся при температуре воздуха весной не ниже 5°С, осенью не ниже 10°С. Для лучшего проявления шероховатой текстуры рекомендуется применять обрезиненные вальцы (слой резины толщиной не менее 10 мм), способствующие вдавливанию заполнителя асфальтобетона в межзерновое пространство и выпиранию зерен щебня. Оптимальные параметры укладки и уплотнения асфальтобетона определяются в процессе пробных укладок и укаток. Для проведения опытно-производственных работ по устройству верхнего слоя покрытия с применением армированного асфальтобетона следует использовать плотный горячий мелкозернистый асфальтобетон типа «Б» согласно ГОСТ 9128.
8.1.5 Физико-механические показатели свойств армированного асфальтобетона выбирают согласно требованиям п. 5 ГОСТ 9128. Используемые для его приготовления материалы - щебень, песок, минеральный порошок и битум выбирают согласно требованиям п. 5.15 ГОСТ 9128. Выбор типа каменных материалов, используемых для производства асфальтобетонной смеси, проводят в соответствии с требованиями табл. 10 ГОСТ 9128.
8.1.6 Выбор марки битума выполняется в соответствии с рекомендациями, содержащимися в приложении «А» ГОСТ 9128. При проведении опытно-производственных работ в центральных регионах страны для производства асфальтобетона следует использовать битум, отвечающий требованиям ГОСТ 22245 к марке БНД 60/90.
8.1.7 Рекомендуется использовать, например, базальтовые волокна длиной 5-15 мм, с влажностью не более 1,0 %, фиброволокна не должны комковаться и слипаться, содержать загрязняющих примесей.
8.1.8 Асфальтобетонную смесь с добавкой базальтового волокна приготавливают в асфальтобетонных установках, оборудованных линией подачи и дозирования базальтового волокна. Погрешность дозирования при приготовлении смеси не должна превышать (% массы): для щебня, песка, минерального порошка и битума ± 1,0 %, для добавок базальтового волокна ±3,0 %. Система дозирования базальтового волокна может быть объемная или весовая. Температура асфальтобетонной смеси при выходе из смесителя должна соответствовать требованиям таблицы 7.
Таблица 7 - Температура асфальтобетонной смеси при выпуске из смесителя
| Марка вяжущего по глубине проникания иглы | Температура смеси, °С |
| 40-60 | от 160 до 175 |
| 60-90 | от 155 до 170 |
| 90-130 | от 150 до 165 |
| 130-200 | от 140 до 160 |
8.1.9 Асфальтобетонную смесь с добавкой базальтового волокна укладывают асфальтоукладчиком и уплотняют звеном катков, обеспечивающим требуемый темп строительства слоя асфальтобетонного покрытия. Укладку и уплотнение асфальтобетонной смеси с добавкой базальтового волокна ведут по типовым технологическим схемам с контролем температурного режима. Все работы по подготовке поверхности основания или нижнего слоя покрытия производят в сухую погоду, на сухом нижележащем слое при температуре воздуха не ниже 5°С и силе ветра не более 6 м/с.
8.1.10 Обработку поверхности нижележащего слоя битумом (битумной эмульсией) выполняют на ширину укладки от 0,1 до 0,15 с плотным слоем без разрывов. Температуру битума задают в диапазоне от 140°С до 160°С, температура битумной эмульсии при температуре воздуха 20°С и выше равна температуревоздуха, ниже 20°С – не ниже 50°С. Температура асфальтобетонной смеси в автомобилях-самосвалах на месте укладки, в начале уплотнения уложенной смеси и в конце процесса уплотнения устанавливают в соответствии требованиям таблицы 8.
Таблица 8 - Температура асфальтобетонной смеси
| Марка вяжущегопо глубинепроникания иглы | Температура асфальтобетонной смеси, °С | ||
| В автомобиле-самосвале на местеукладки (не ниже) | В слое в началеукладки (невыше) | В слое в концеукладки (не ниже) | |
| 40-60 | 150 | 170 | 115 |
| 60-90 | 145 | 165 | 110 |
| 90-130 | 140 | 160 | 105 |
| 130-200 | 130 | 150 | 100 |
8.1.11 Показатели к рубленому базальтовому волокну устанавливают согласно таблицы 9.
Таблица 9 - Требования к рубленому базальтовому волокну
| Наименование технологическихпоказателей | Значения показателей сдопустимыми отклонениями |
| Диаметр элементарного волокна, мкм | от 8 от 17 ±1,0 |
| Длина отрезка, мм | от 5 до 15 ±0,5 |
| Тип замасливателя | по согласованию |
| Массовая доля веществ, удаляемыхпри прокаливании, % | от 0,27 до 0,5 |
| Влажность, %, не более | 5 |
| Непроруб массы партии, %, не более | 5 |
| Плотность, г/см3, не менее | 2,8 |
| Водопоглощение за 24 ч, %, не более | 0,2 |
8.2. Щебеночно-мастичный асфальтобетон применяется согласно [11].
8.2.1. Для приготовления щебеночно-мастичных смесей используется, например, стабилизирующая добавка - однородное короткофиберное целлюлозное волокно, с коротковолокнистой структурой (длина фиброволокон определяется под лупой или микроскопом); содержание фиброволокон от 1,2 до 1,9 мм составляет не менее 80 % от массы волокна, содержание фиброволокон короче 0,9 мм составляет не более 20 %.
8.2.2.Готовую смесь с применением фиброволокон испытывают согласно ГОСТ 12801.
8.2.3.Введение фиброволокон рекомендуется производить после его распределения в целлюлозном волокне.
8.3 Устройство шероховатого поверхностного слоя методом втапливания заключается в распределении одномерного прочного черненного щебня по свежеуложенному асфальтобетонному слою в горячем состоянии.
8.3.1. Толщина асфальтобетонного слоя покрытия - не менее 3 см. Втапливание щебня целесообразно осуществлять в малощебенистые смеси типов В и Д. Для втапливания рекомендуется использовать щебень изверженных горных пород марки по прочности не менее 1200, а по износу не ниже И-1, фракций 5-10 мм, 10-15 мм или 15-20 мм.
8.3.2. Обработка щебня вяжущим осуществляется в асфальтобетонном смесителе при температурах от 140°С до 170°С при использовании битумов БНД 60/90 и БНД 90/130; при температурах от 110°Сдо 160°С при использовании битумов Д-6, СГ 130/200, МГ 130/200; при температурах от 80°С до 120°С при использовании битумов Д-5, СГ 70/130, МГ 70/130. Массовая доля вяжущего составляет от 1,0 до 1,3 % от массы щебня. Лучшие результаты получаются, когда вяжущее полностью обволакивает щебень и не стекает с него. Целесообразно осуществлять обработку щебня вспененным битумом. Для повышения сцепления вяжущего со щебнем используются поверхностно-активные вещества.
8.3.3. Лучшие результаты по качеству шероховатого слоя достигаются при втапливании горячего черненного щебня в горячий асфальтобетон. Такая технология возможна при наличии двух смесителей для синхронного приготовления черненного щебня и асфальтобетона. Возможно втапливание холодного черненного щебня в горячий асфальтобетон, при этом щебень должен обрабатываться вяжущим заблаговременно.