Уральский путь в будущее асфальтобетона - «Строим Дороги»

Недавно прошедшая в Екатеринбурге отраслевая конференция «Уральский путь 2021» собрала в своих стенах более 250 участников из многих городов нашей страны. За время ее работы прозвучало 39 различных докладов, которые так или иначе пересекались на теме современных требований к качеству асфальтобетонной смеси и сегодняшних норм ее приготовления.  Одной из ключевых тем, обсуждаемых на мероприятии, стал вопрос перехода на нормы даже не сегодняшнего, а завтрашнего дня. Об асфальтобетоне вчера, сегодня и завтра, а также смене приоритетов в дорожной отрасли наш сегодняшний рассказ.

Что было «вчера»

Сегодня применяется несколько систем разработки составов асфальтобетонной смеси. Некоторые до сих пор считают, что ее приготовление по прежним ГОСТам 9128 и 31015 - это лучший норматив для РФ. Хотя, положа руку на сердце, это уже методики вчерашнего дня.

При работе по этим ГОСТам при выпуске смеси на АБЗ (асфальтобетонном заводе) контроль качества опирается на требования к зерновому составу, указанному в ГОСТе, но почти не акцентируется внимание на рецептуре, разработанной в лаборатории. Получается, что в лаборатории сделали серьезную работу по подбору оптимально подходящей для данной дороги смеси, а на заводе снова вернулись к ГОСТу. То есть, не особо принимали во внимание лабораторные данные, или смотрели на них только для того, чтобы что-то откорректировать, понять какой процент какого материала надо брать. Таким образом, асфальтобетон по методу «вчера» просто рационально подбирали: по сути, делали подбор в лаборатории чтобы после произвести на АБЗ и снова применить ГОСТ.  

Разумеется, велика разница в контролируемых параметрах в асфальтобетоне вчера и сегодня. По вчерашним ГОСТам контролируется температура отгружаемой смеси, зерновой состав минеральной части, водонасыщение, предел прочности, водостойкость. Это конечно важные показатели! Но, ведь никакой информации об эксплуатационных характеристиках асфальтобетона в показателях водонасыщения и пределе прочности при сжатии нет. И понять какими характеристиками такой асфальтобетон будет обладать  при его эксплуатации, вчерашние ГОСТы не позволяют.

Старые и новые подходы к битумным вяжущим

Похожим образом стоит вопрос и со старыми и новыми ГОСТами при подборе битумных вяжущих.  В работе с ними отрасль сегодня также переходит на современную технологию. Так, подход к оценке вяжущих по новым и старым стандартам кардинально разный. По старым ГОСТам 33133 и  52056 действуют такие параметры, как пенетрация, растяжимость, температура размягчения и т.д. - существует порядка 11 необходимых параметров, которые надо измерить для того, чтобы оценить качества битума. При этом, по старым ГОСТам, невозможно определить, как это битумное вяжущее поведет себя в асфальтобетоне в различных климатических районах страны, особенно при критических температурах (когда будет либо очень холодно, либо очень жарко).

Что, в итоге, станет с вяжущим? Как оно себя поведет? Старые ГОСТы ответа не дают.

При этом у старой и новой методик есть и плюсы, и минусы. Плюсами старой методики являются недорогое оборудование для проверки битумных вяжущих и общее понимание метода работы. Основной минус - почти все методы косвенные, то есть, они не показывают, какую работу выполняет вяжущий материал в момент эксплуатации: нет глубокой имитации старения, не прогнозируется его работа на перспективу. 

Работая по старым методам, почти невозможно добиться требуемых отраслью межремонтных сроков в 12 лет для ремонта дороги и 24 года - для ее капремонта.

Теперь поговорим про «сегодня»

Под «сегодня» подразумеваются два метода, существующих с 2016 года.  Они представляют собой две системы объёмного проектирования. Первая - это система объёмного проектирования по «Маршаллу». И вторая - система объёмно- функционального проектирования с применением гираторного уплотнителя (по-другому- Superpave).

Система объемного проектирования асфальтобетонной смеси по ГОСТ Р 58406 использует ударный уплотнитель Маршалла, который позволяет учитывать транспортную нагрузку на автомобильную дорогу, для которой проектируется смесь.

Смесь по ГОСТ Р 58401 - это асфальтобетонная смесь, запроектированная по объёмно-функциональному методу с использованием Гиратора. 

Именно благодаря этим двум методам асфальтобетон сегодня и проектируется. Раньше просто делался подбор в лаборатории, чтобы потом его воспроизвести на АБЗ – асфальто-бетонном заводе. Сейчас ставится задача – сделать на АБЗ смесь, которая соответствует всем требованиям ГОСТа, но и учитывает конкретную ситуацию на проектируемой дороге. 

По новым ГОСТам, проверяется температура отгружаемой смеси, зерновой состав минеральной части, содержание вяжущего, объёмная плотность и содержание воздушных пустот. Через объёмную и максимальную плотность, а также содержание воздушных пустот, можно четко понять, что произведен нужный состав, который действительно отработает расчётное время службы.

В сегодняшних асфальтобетонах есть также испытания на водостойкость. Это очень важный показатель, который демонстрирует работу смеси в период отрицательных температур и характеризует адгезию в асфальтобетоне. Теперь дорожники могут четко определить количество и необходимость ввода адгезионной добавки.

Все определяемые характеристики смеси в новых методиках четко привязаны к эксплуатационным свойствам.  В частности, контроль плотности укладываемой асфальтобетонной смеси теперь - благодаря понятию количества воздушных пустот - можно контролировать в реальном времени. Уже не надо после укладки асфальта ждать сутки, чтобы выпилить керн и посмотреть качество уплотнения. Сегодня это видно сразу.

В объёмном проектировании можно учитывать климатическую зону, транспортную нагрузку. Есть деление на легкие, тяжёлые и даже экстремальные условия движения. Можно даже прогнозировать поведение асфальтобетона при критических воздействиях. Гиратор моделирует разрушение асфальта под колесом от нагрузки в период до 20 лет.

И еще одно хорошее преимущество: теперь есть нормативная возможность применения RAP (асфальтобетонной крошки, получаемой после фрезерования верхних слоев). Ее применение улучшает характеристики асфальтобетона. Плюс она дает хорошую экономию для подрядной компании – правда, не стоит забывать, что ее подготовка перед вводом в асфальтобетонную смесь также стоит определенных финансовых затрат для подрядчика.

В новых ГОСТах 58400.1 и 58400.2 уже не 11 параметров оценки качества вяжущих, а всего 7.   При этом они более четко показывают весь спектр работы вяжущих в покрытии.   Новые стандарты оценивают вяжущий материал непосредственно на его устойчивость к сдвигаемым нагрузкам - тут прогнозируется поведение вяжущего на дороге. 

Новые ГОСТы хорошо демонстрируют, как вяжущий материал старится. Как итог, новые стандарты оценки вяжущих более близки к реальности и более четко показывают работу вяжущего материала в покрытии. Они расширяют возможности модификации битума, не регламентируя применение каких-то конкретных модификаторов. Позволяют применять несколько методов оценки низкотемпературных свойств. Дают более широкое поле для деятельности тем, кто с ними работают.

Нужно учитывать, что минусы у новых систем тоже имеются. Первый из них - дороговизна оборудования.  В вопросе с битумными вяжущими оно на порядок дороже, чем то, которое необходимо для работы по старым ГОСТам, кроме того, в РФ не выпускается.  Используемый при проектировании асфальтобетона «молоток Маршалла» стоит порядка 150-200 тысяч рублей. Гиратор же стоит и того дороже: не менее миллиона рублей. Отчего многие компании не спешат покупать Гираторы. 

Пока еще у дорожников слабая лабораторная база, немного специалистов умеет работать в рамках новых ГОСТов и на необходимом для этого оборудовании.

В качестве вывода

Нужно понять, что объёмные системы проектирования асфальтобетона способны дать качество на долгие годы.  Преимущества проектирования, производства и укладки асфальтобетона по объёмному и объёмно-функциональному методу очевидны. Это возможность повышения эксплуатационных характеристик покрытия, повышение безопасности дорожного движения, увеличение межремонтных сроков, комфортность движения. Отчего оценка уровня работы дорожника в глазах пользователей, несомненно, поднимается.

Сейчас  происходит смена приоритетов в дорожной отрасли. Применение новых систем заставляет дорожников менять культуру производства. Меняется отношение дорожника к своему труду.

Чтобы эти новые типы асфальтобетонов успешно внедрять и применять, нужна правильная настройка асфальтобетонных заводов, нужен входной контроль материалов, лабораторный контроль готовой продукции, контроль качества на укладке. Лучше один раз сделать правильно, чем потом много раз переделывать.

Необходимо также обучение инженерно-технического персонала, соблюдение технологии производства работ и соблюдение технологии проектирования. Как только  этот путь будет пройден, успех во внедрении этих систем гарантирован.

Главной целью проектирования асфальтобетонной смеси является выработка оптимального зернового состав. Необходимо уже сейчас повсеместно переходить на методы работы по сегодняшним ГОСТам.  Нужно работать с асфальтобетоном «сегодня», чтобы у отрасли было «завтра».

Станислав ДОНИН