ОДМ 218.5.008-2008

     

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТРЕЩИНОПРЕРЫВАЮЩЕЙ ПРОСЛОЙКИ
ПРИ УСТРОЙСТВЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
С ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОННЫМ ПОКРЫТИЕМ
(для опытно-экспериментального внедрения)

УТВЕРЖДЕНЫ распоряжением Росавтодора от 20.08.2008 N 352-р

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАН: ОАО "Союздорнии" (Открытое Акционерное общество "Дорожный научно-исследовательский институт "Союздорнии") по заказу Федерального дорожного агентства. Методический документ разработан в соответствии с пунктом 3 статьи 4 Федерального закона от 27.12.2002 N 184-ФЗ "О техническом регулировании" и является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве.

2. ВНЕСЕН: Управлением эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

З. ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 20.08.2008 N 352-р.

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

5. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

Раздел 1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

В данных методических рекомендациях приведены сведения о составе материала для устройства трещинопрерывающей прослойки, технологии получения этого материала, способе устройства прослойки при строительстве нежесткой дорожной одежды с полимерасфальтобетонным покрытием на автомобильной дороге. Также возможно ее применение при реконструкции и капитальном ремонте нежесткой дорожной одежды с условием укладки полимерасфальтобетонной смеси в покрытие автомобильной дороги.

Раздел 2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящих методических рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

ГОСТ 17.2.3.02-78 Система стандартов безопасности труда. Охрана природы. Атмосфера.

ГОСТ 400-80 Термометры стеклянные для испытания нефтепродуктов.

ГОСТ 2477-65 Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды.

ГОСТ 2768-84 Ацетон технический. Технические условия.

ГОСТ 3900-85 Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.

ГОСТ 4333-87 Нефтепродукты. Методы определения температур воспламенения и вспышки в открытом тигле.

ГОСТ 7328-2001 Гири общие. Технические условия.

ГОСТ 8420-74 Материалы лакокрасочные. Методы определения условной вязкости.

ГОСТ 8677-76 Кальций окись. Технические условия.

ГОСТ 9179-77 с изм.1 Известь строительная. Технические условия.

ГОСТ 10227-86 Топлива для реактивных двигателей. Технические условия.

ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы.

ГОСТ 11503-74 Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости.

ГОСТ 11505-75 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости.

ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по Кольцу и Шару.

ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости.

ГОСТ 11508-74 Битумы нефтяные. Метод определения сцепления битума с мрамором и песком.

ГОСТ 18180-72 Битумы нефтяные. Метод определения массы после прогрева.

ГОСТ 20799-88 Масла индустриальные. Технические условия.

ГОСТ 22245-90 с изм. N 1 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.

ГОСТ 22688-77 Известь строительная. Методы испытания.

ГОСТ 24104-88* Весы лабораторные общего назначения и образцовые.

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 24104-2001. Здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 25709-83 Латексы синтетические. Метод определения содержания сухого вещества.

ГОСТ 25945-87* Материалы и изделия полимерные строительные герметизирующие нетвердеющие. Методы испытаний.

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 25945-98. Здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ Р 52056-2003 Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия.

ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия.

Раздел 3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящих методических рекомендациях применяются следующие термины с соответствующими определениями:

трещинопрерывающая прослойка - промежуточный слой на основе полимерно-битумного вяжущего, который задерживает (или прерывает) развитие трещины за счет снижения возникающих в покрытиях напряжений;

подгрунтовка - материал, предназначенный для склеивания верхнего слоя покрытия с нижним;

трещинопрерывающая прослойка - подгрунтовка - материал, который совмещает в себе функции трещинопрерывающей прослойки и подгрунтовки;

латекс - дисперсия полимеров в воде;

гашеная известь - тонкий рыхлый порошок, "пушонка", получаемый при действии воды на негашеную известь;

негашеная известь (оксид кальция, СаО) - белое тугоплавкое вещество, получаемое при обжиге известняка или мела при высокой температуре (выше 900  °С).

Раздел 4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

а) Применение покрытий из полимерасфальтобетона на основе полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) по ГОСТ Р 52056 позволяет исключить или резко уменьшить образование температурных трещин на дорожных покрытиях при условии применения ПБВ с температурой хрупкости, соответствующей температуре наиболее холодных суток (СНиП 23-01-99) района эксплуатации покрытий, рекомендуемое значение которой приведено в ОДМ 218.2.003-2007, там же рекомендованы и требуемые в этом случае значения температуры трещиностойкости полимерасфальтобетона.

б) Наряду с образованием температурных трещин на покрытиях возникают отраженные трещины, обусловленные высокими локальными напряжениями над трещинами или швами в нижележащем конструктивном слое, причем настолько высокими, что полимерасфальтобетон по п.а) раздела 4 не позволяет их избежать.

в) В целях исключения или значительного сокращения количества отраженных трещин на дорожных покрытиях необходимо и целесообразно под полимерасфальтобетонным покрытием устраивать сплошную трещинопрерывающую прослойку, которая бы компенсировала полностью или частично указанные в п.б) раздела 4 локальные напряжения. Материал, используемый для этой цели, должен выполнять и роль подгрунтовки, надежно склеивая верхний слой с нижним. Широко используемые в качестве подгрунтовки битумы как в горячем виде, так и в виде эмульсий, не только не служат в качестве трещинопрерывающей прослойки, но известны случаи, когда они после зимней эксплуатации отслаиваются и покрытие начинает работать в значительно более жестких нерасчетных условиях.

г) Материал, используемый в качестве трещинопрерывающей прослойки, должен сохранять пластичность и эластичность (не менее 70%) до значения температуры наиболее холодных суток района эксплуатации полимерасфальтобетонного покрытия, характеризоваться высокой температурой размягчения, значение которой должно быть выше максимально возможной температуры полимерасфальтобетонной смеси при ее укладке (160 °С) и играть роль подгрунтовки, т.е. хорошо склеивать слой покрытия с нижележащим слоем, чтобы обеспечить расчетные условия для работы дорожной одежды.

д) Эффективная работа трещинопрерывающей прослойки возможна только при условии обеспечения требуемых капитальности дорожной одежды и водоотвода. При этом ровность слоя, расположенного под полимерасфальтобетонным покрытием, должна соответствовать требованиям, предъявляемым СНиП 3.06.03-85 к верхнему слою покрытия дороги I категории.

е) Рекомендуется к применению в качестве трещинопрерывающей прослойки двухкомпонентная мастика холодного отверждения марки КОВ-190.

ж) Мастику КОВ-190 получают простым перемешиванием двух жидких при нормальной температуре компонентов А и Б в соотношении 4,26:1 соответственно.

Компонент А представляет собой вязкотекучую жидкость от темно-коричневого до черного цвета и состоит из пластифицированных битума или гудрона, наполненных негашеной известью в количестве около 30% по массе. Негашеная известь содержит 98,5% оксида (окиси) кальция.

Компонент Б представляет собой латекс бутадиенстирольного каучука марки СКС-С с концентрацией около 66%. Содержание полистирола в бутадиенстирольном каучуке составляет около 30% по массе.

Состав мастики: битум ~29,5%, пластификатор ~31,1%, минеральный наполнитель ~20,4%, полимер ~12%, вода ~6,5%, эмульгатор ~0,5%.

з) В процессе формирования мастики КОВ-190 повышается температура смеси на 3545  °С, что связано с протеканием экзотермической реакции, происходит объединение извести и воды, содержащейся в латексе, приводящее к гашению извести и высвобождению полимера из латекса. В результате, по нашему мнению, образуется пространственная структурная сетка полимера в пластифицированном битуме, известь-пушонка является тонкодисперсным наполнителем в системе. КОВ-190 представляет собой мастику на основе полимерно-битумного вяжущего.

и) Процесс формирования мастики проходит в несколько этапов. На первом этапе смесь постепенно густеет, но остается подвижной (течет) и ее температура незначительно возрастает - на 4-5 °С. На втором этапе смесь густеет с более высокой скоростью и через 15-20 мин практически не течет. На третьем этапе скорость повышения температуры увеличивается и она достигает максимального значения. На этом этапе у смеси начинает проявляться эластичность. При дальнейшем перемешивании температура смеси снижается. В конце второго этапа при испытании мастики по методу Кольцо и Шар шарик проваливается, то есть определить температуру размягчения не удается. После 2-часового выдерживания смеси при определении температуры размягчения наблюдается провисание шарика, величина температуры размягчения достигает 50 °С. После 3-4-часового выдерживания смеси шарик не провисает, а температура размягчения становится выше 190 °С. Таким образом установлено, что технологичность мастики - способность легко распределяться по горизонтальной поверхности - сохраняется в течение 20-25 мин, а окончательное формирование мастики происходит через 3-4 ч.

к) Мастика КОВ-190 сразу после перемешивания через 2-3 мин представляет собой однородную вязкую текучую массу, которая в течение не менее 20 мин сохраняет текучесть при температуре окружающего воздуха не ниже 15 °С и сохраняет способность наноситься на вертикальную поверхность без стекания до 30 мин. Через 60 мин мастику невозможно наносить на поверхность и выравнивать.

л) После формирования мастика КОВ-190 характеризуется высокой температурой размягчения - выше 190  °С, одновременно высокой трещиностойкостью (температура хрупкости по Фраасу составляет минус 57 °С и ниже), высокой эластичностью как при 25 °С, так и при 0 °С - более 80%, высокой растяжимостью и пенетрацией при 0  °С, присущими полимерно-битумным вяжущим (ПБВ), но низкой растяжимостью при 25 °С, характерной для сильно структурированных систем (ПБВ с большим содержанием полимера), высоким относительным удлинением даже при отрицательных температурах (более 800% при минус 20 °С).

м) Мастика КОВ-190 является хорошо зарекомендовавшим себя материалом, используемым при устройстве защитных гидроизоляционных покрытий на мостах как в России, так и за рубежом.

н) В качестве минеральной составляющей компонента А, обеспечивающей протекание реакции гидратации для получения мастики КОВ-190, рекомендуется использование оксида кальция, цемента, строительной извести, известнякового минерального порошка. При этом применение строительной извести (ГОСТ 9179), цемента и минерального порошка (ГОСТ Р 52129) возможно только после их обжига (прокаливание в течение 2 ч при температуре 1000 °С) с целью получения оксида кальция, содержащего не менее 98,5% активного СаО.

При использовании оксида кальция, как полученного при обжиге, так и в заводских образцах, следует избегать их контакта с воздухом и влагой, приводящих к дезактивации окиси кальция, следовательно, необходимо немедленно приступить к изготовлению компонента А.

В случае нарушения герметичности упаковки оксида (окиси) кальция необходимо провести обжиг этого материала при температуре 1000 °С в течение 2 ч. Наилучшие результаты получены при изготовлении компонента А с оксидом кальция фирмы Kirsch-Pharma, поступающей в упаковке высокого качества.

о) В качестве компонента Б мастики КОВ-190 опробованы латексы марок: Европрен 5571, Европрен 5577, Интекс 131, Интекс 133, СКС-С.

Наилучшими результатами по комплексу показателей свойств характеризуется мастика КОВ-190 с использованием в качестве компонента Б латекса синтетического марки СКС-С, отвечающая требованиям п.г) раздела 4.

п) Процесс формирования мастики можно регулировать в части реакционной способности и технологичности за счет содержания пластификатора, оксида кальция в битуме и полимера в мастике.

р) Разработана, опробована и предложена технология получения мастики КОВ-190. Установка для получения мастики КОВ-190 состоит из обогреваемой емкости с мешалкой для приготовления пластифицированного битума или гудрона, емкости для приготовления компонента А, дисольвера для гомогонезации компонента А, узлов расфасовки компонентов А и Б в установленных по рецепту соотношениях. Для обеспечения необходимой производительности установки в ее составе могут быть предусмотрены две параллельные емкости, где попеременно будут происходить загрузка сырья и приготовление компонента А.

с) Мастика КОВ-190 эффективна при использовании ее в качестве сплошной трещинопрерывающей прослойки, устраиваемой слоем 3 мм, позволяет избежать отраженных трещин на полимерасфальтобетонном покрытии при температурах до минус 50  °С, относительном удлинении в шве (или трещине) нижнего слоя 1700% и одновременно выполняет роль подгрунтовки. Однако эта прослойка не обеспечивает отсутствие отраженных трещин на асфальтобетонном покрытии, так как оно не выдерживает ту часть напряжений, которая передается и в покрытие.