Щебеночно-мастичный асфальтобетон: где применяют ЩМА и в чем его преимущества

Интенсивное движение, тяжелый транспорт и частые торможения создают повышенную нагрузку на верхний слой дороги. Для таких условий используют щебеночно-мастичный состав, устойчивый к колееобразованию, истиранию и другим эксплуатационным деформациям. Целесообразность его применения определяют с учетом категории объекта, расчетной транспортной нагрузки, климата, состояния основания и требований проекта.

Что такое ЩМА и из чего он состоит

Щебеночно-мастичный асфальтобетон - это горячая смесь с прерывистым зерновым составом. Крупный щебень соприкасается внутри уплотненного слоя и образует несущий каменный каркас. Пространство между зернами заполняет мастика, состоящая из битума, минерального порошка и мелкого заполнителя.

Рецептура включает:

• прочный щебень преимущественно кубовидной формы;
• дробленый песок или отсев дробления;
• минеральный порошок;
• дорожный битум либо полимерно-битумное вяжущее;
• стабилизирующую добавку, чаще волокнистого типа.

Повышенная доля битума увеличивает риск его стекания. Для предотвращения этого явления в состав вводят стабилизатор, который удерживает вяжущее на поверхности минеральных зерен при хранении, транспортировке и укладке смеси. Мастичная часть связывает каменный скелет, ограничивает смещение зерен и снижает водопроницаемость готового покрытия.

Требования к продукции для автомобильных дорог общего пользования устанавливает ГОСТ Р 58406.1-2020. Стандарт предусматривает типы с номинально максимальным размером заполнителя 8, 11, 16 и 22 мм.

Чем отличается ЩМА от обычного асфальтобетона

Главное отличие состоит в структуре минеральной части. В традиционном плотном составе зерна распределены более непрерывно, а в ЩМА крупный щебень формирует несущий каркас.

Практическая разница проявляется в нескольких свойствах:

• каменный каркас лучше сопротивляется сдвигу под повторяющейся колесной нагрузкой;
• после качественного уплотнения покрытие лучше защищено от проникновения влаги;
• шероховатая фактура обеспечивает требуемое сцепление шин с проезжей частью;
• верхняя часть устойчива к истиранию, в том числе под воздействием шипованных шин;
• производство требует точной дозировки стабилизатора и контроля однородности;
• при перевозке и укладке необходимо соблюдать установленный температурный режим, чтобы материал не потерял рабочие свойства.

В отличие от ЩМА, плотные и пористые асфальтобетонные смеси чаще применяют в нижних слоях покрытия.

Стоимость каркасной смеси может быть выше из-за требований к щебню, увеличенного количества вяжущего и обязательного стабилизатора. Расчет должен учитывать толщину, площадь, условия движения, ожидаемый износ и будущий ремонт.

Применение ЩМА в дорожном строительстве

Материал используют для участков с повышенными требованиями к устойчивости верхнего слоя и длительности его эксплуатации.

Основные сферы применения:

• федеральные и региональные трассы с большим грузовым потоком;
• городские магистрали, перекрестки и полосы общественного транспорта;
• мосты, путепроводы и эстакады;
• взлетно-посадочные полосы и рулежные дорожки;
• терминалы, подъездные пути и промышленные площадки;
• зоны разгона, торможения и поворота тяжелой техники.

Неправильно подготовленное или поврежденное основание может привести к появлению дефектов на поверхности дороги. Срок эксплуатации также зависит от климата, водоотвода, качества компонентов, производства, уплотнения и состояния стыков.

Для дорог с небольшой нагрузкой применение такой технологии требует отдельного технико-экономического расчета.

Производство, укладка и восстановление покрытия

Материал выпускают на заводе по утвержденному рецепту. Компоненты дозируют и перемешивают до равномерного распределения вяжущего и волокнистой добавки. Рабочую температуру устанавливают по марке битума, рецептуре и нормативной документации — единое значение для всех типов использовать нельзя.

Горячий материал перевозят в самосвалах под укрывным пологом. Основание очищают и обрабатывают битумной эмульсией для сцепления слоев. Асфальтоукладчик распределяет массу непрерывной полосой, затем катки выполняют уплотнение по технологической схеме.

Контроль включает проверку исходных компонентов, зернового состава, содержания битума, однородности, толщины, ровности и степени уплотнения. Для ЩМА также определяют показатель стекания вяжущего, который по ГОСТ Р 58406.1-2020 должен составлять не более 0,20 % по массе. Продольные и поперечные стыки требуют отдельного внимания: неплотное соединение полос ускоряет проникновение воды и образование локальных дефектов.

Выбоины и поврежденные кромки возникают не только из-за износа верхней части: причиной могут стать слабое основание, переувлажнение, нарушение соединения полос или механическое воздействие. Способ восстановления выбирают после оценки глубины дефекта. Для оперативного ремонта отдельных выбоин применяют холодный асфальт, а глубокие повреждения и разрушение нижних слоев требуют восстановления всей конструкции участка.

Компания "Новые Технологии Асфальта - NovTecAs" выпускает холодный асфальт PermaPatch NovTecAs по канадской технологии на основе собственных разработок. Продукция предназначена для локального ремонта дорожных покрытий при разных погодных условиях. Ассортимент также включает вяжущее для производства холодных смесей. Компания организует поставки по России и консультирует по выбору продукции с учетом сезона, вида повреждения и условий эксплуатации.