4.5. Другие преимущества покрытий из щма

Как уже отмечалось, щебеночно-мастичный асфальтобетон способствует снижению уровня шума от автомобильного движения.

По результатам сравнительных измерений на опытных участках покрытий автомагистрали Иннеталь, проводившихся в 1995-1996 годах, уровень звукового давления при применении ЩМА снизился в среднем на 4,5 дБ по сравнению с допустимым значением [54].

При строительстве покрытий с крупной шероховатостью поверхности применение ЩМА, по сравнению с другими асфальтобетонами, существенно снижает уровень шума.

Поверхности покрытий из ЩМА характеризуются низким бликующим эффектом и резким уменьшением количества брызг за движущимся транспортным средством в пасмурную погоду. Высокая шероховатость поверхности ЩМА по сравнению с обычным асфальтобетоном позволяет большему количеству воды «скрыться» внутри текстуры поверхности и естественным образом за счет поперечного уклона сойти на обочину, а не разливаться по поверхности в виде сплошной водяной пленки и луж [38]. Отсюда меньшая возможность возникновения бликов от освещения фар, отсутствие брызг и лучшая обзорность дорожной разметки.

Срок службы покрытий зависит не только от достигнутых эксплуатационных показателей, но и от их стабильности во времени.

Как известно, любые битумные материалы подвержены процессам старения, что во многом определяет срок службы дорожных конструкций.

Из опыта известно, что ускоренное старение асфальтобетонных смесей и асфальтобетона происходит в том случае, если толщина пленок битума меньше чем 9-10 микрон, а остаточная пористость уплотненной смеси достигает 6-8 % и более [55].

В этом отношении щебеночно-мастичный асфальтобетон обладает благоприятными свойствами и характеризуется высокой устойчивостью к старению.

Так, на стадии приготовления смеси большое влияние на кинетику старения битума при высоких температурах оказывает толщина битумной пленки на поверхности минеральных материалов, которая у ЩМА является максимальной.

С увеличением толщины битумных прослоек снижается скорость диффузии в них кислорода и существенно замедляются процессы старения, что особенно важно для склонных к старению окисленных битумов [16].

В уплотненном состоянии ЩМА характеризуются малой величиной остаточной пористости, что позволяет рекомендовать их как менее водопроницаемые для гидроизоляционных покрытий мостовых сооружений.

Отличительной особенностью щебеночно-мастичного асфальтобетона с добавкой целлюлозного волокна является присутствие в его составе «объемного» битума.

В связи с этим была выдвинута гипотеза, что специфические реологические свойств асфальтового вяжущего, способного к большей текучести и диффузии в эксплуатационном диапазоне температур, способствуют его перераспределению в межзерновом пространстве сформировавшегося щебеночного остова после уплотнения покрытия, вследствие чего проявляется эффект «самозалечивания» дефектов.

Для проверки гипотезы был проведен следующий эксперимент в процессе научно-технического сопровождения строительства покрытия из ЩМА.

По результатам приемочного контроля специально были выделены места с повышенными показателями водонасыщения покрытия. Лунки от высверленных кернов были помечены, чтобы точно в том же месте взять для повторного исследования через определенный промежуток времени новые керны. Повторный отбор образцов производился примерно через 3 месяца. Результаты контроля плотности покрытия, представленные на рис. 54, указывают на доуплотнение ЩМА, причем в течение достаточно короткого промежутка времени.

Рис. 54. Изменение плотности и водонасыщения ЩМА в покрытии

Из диаграммы следует, что величины изменения характеристик уплотнения покрытия в различных местах отбора кернов отличаются между собой. Поэтому интересно было установить факторы, определяющие этот процесс, в том числе влияние конкретного состава ЩМА в образцах-кернах.

Для корреляционного анализа были определены следующие параметры: толщина слоя покрытия (Х₁) содержание щебня в % по массе (Х₂), содержание битума в % по массе (Х₃), отношение содержания битума к минеральному порошку (Х₄) и объемное содержание асфальтового вяжущего вещества (Х₅).

В качестве выходного параметра (У) приняли величину изменения показателя водонасыщения, вычисленную по разности значений водонасыщения в кернах, отобранных в начале и в конце эксперимента. Результаты испытаний приведены в табл. 20.

Таблица 20. Экспериментальные данные испытаний кернов

Матрица соответствующих коэффициентов парной корреляции представлена в табл. 21.

Таблица 21. Матрица коэффициентов парной корреляции

Факторы	У	Х1	Х2	Х3	Х4	Х5
Х1	- 0,6656	1
Х2	- 0,8204	0,79079	1
Х3	0,9441	- 0,6466	- 0,8641
Х4	0,5354	- 0,5148	- 0,5880	0,71757	1
Х5	0,9651	- 0,6040	- 0,8585	0,9520	0,4743	1

Выявленные статистически значимые коэффициенты парной корреляции показывают, что состав щебеночно-мастичного асфальтобетона влияет на способность к «самозалечиванию» пор в верхнем слое покрытия.

Наибольшее влияние на изменение плотности и водонасыщения покрытия оказывает объемное содержание асфальтового вяжущего в кернах, которое вычисляли как отношение суммы объема битума и минеральных зерен мельче 0,071 мм к объему уплотненного асфальтобетона.

Влияние объема асфальтового вяжущего вещества на уменьшение показателя водонасыщения в течение заданного промежутка времени представлено на рис. 55.

Рис. 55. Влияние объемного содержания асфальтового вяжущего вещества

на доуплотнение покрытия из ЩМА

Из рисунка следует, что доуплотнение ЩМА проявляется при объемном содержании асфальтового вяжущего вещества более 24 %.

Причем, чем больше объем асфальтового вяжущего, тем значительнее снизилось водонасыщение асфальтобетона.

Таким образом, полученные экспериментальные данные указывают на дополнительную особенность ЩМА - возможность его доуплотнения в течение короткого срока эксплуатации покрытия.

Предположительно этот эффект связан с «самозалечиванием» дефектов и пор, т.е. является положительным.

Установлен структурный критерий этого эффекта, который позволяет обосновать минимальное содержание битумного вяжущего в проектируемом составе щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси.

5