Товары в корзине

Что такое Superpave / Суперпэйв

10.12.2019 09:09
Что такое Superpave / Суперпэйв
Суперпэйв(Superpave) методология объёмного проектирования
 Суперпейв (Superpave или Superior Performance Pavements) – это метод проектирования составов асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий с повышенными эксплуатационными характеристиками. Данная технология была разработана в США и стала результатом многолетних исследований по увеличению срока службы асфальтобетонных покрытий. Основная задача данного метода – разработка состава асфальтобетона с учетом процессов его нелинейного деформирования и разрушения. При этом пристальное внимание уделяется климатическим условиям эксплуатации автомобильной дороги и перспективной интенсивности движения. В результате применения метода Суперпейв становится возможным получить покрытие устойчивое к образованию колеи, низкотемпературной сетки трещин и усталостному разрушению. Это достигается применением специальных способов проектирования состава асфальтобетона и методов испытаний исходных компонентов. Уже более 20 лет система Суперпейв успешно применяется во многих странах Европы и практически по всей территории США. Сейчас данная технология начинает внедряться и в России.
Из чего состоит технология Суперпейв:
 Критерии подбора и испытания вяжущего. Преимущество достигается посредством наиболее точного подбора марки битумного вяжущего по специально разработанной шкале PG Grade, основанной на реологических свойствах вяжущего и температурных диапазонах его применения. В отличие от традиционной классификации битумного вяжущего по маркам, шкала PG позволяет подбирать вяжущее под конкретные условия эксплуатации гораздо точнее. Такая точность увеличивает срок службы дорожной одежды. Метод Суперпейв основывается на определении так называемых фундаментальных параметров битумного вяжущего без необходимости учитывать его природу и происхождение (битум, модифицированный битум, ПБВ). Большинство характеристик, которые нормируются в настоящее время в ГОСТ 22245-90 и ГОСТ52056-2003, являются эмпирическими, поэтому битумы, испытанные в соответствии с ними, могут быть успешно использованы только в определенных климатических условиях. Например, глубина проникания иглы; температура размягчения по методу «кольцо и шар», температура хрупкости по Фраасу. Фундаментальные характеристики вяжущего не должны зависеть от его природы или от конструкции прибора, на котором их определяют. К такими характеристикам относятся, например, модуль сдвига, функция релаксации, плотность (масса единицы объема), «абсолютная» (динамическая) вязкость при нулевой скорости деформации и другие. Все эти важные параметры оцениваются при исследованиях по методу Суперпейв. Такой подход позволяет максимально продлить срок службы дорог и снизить использование лишних материалов. Данные исследования проводят специалисты нашей лаборатории, это позволяет нам в кратчайшие сроки определить использование только нужных материалов и приступить к работе.
Шкала PG Grade для определения марки вяжущего
Марки по высокой температуре, °C
Марки по низкой температуре, °C
PG 46
-34
-40
-46
PG 52
-10
-16
-22
-28
-34
-40
-46
PG 58
-16
-22
-28
-34
-40
PG 64
-10
-16
-22
-28
-34
-40
PG 70
-10
-16
-22
-28
-34
-40
PG 76
-10
-16
-22
-28
-34
PG 82
-10
-16
-22
-28
-34
Критерии подбора и испытания каменного материала
Большинство характеристик щебня, определяемых по методу Суперпейв, являются аналогичными ГОСТ 8269.0-97 и ГОСТ 32703-2014. Это износостойкость, морозостойкость, содержание дробленых зерен, содержание пылеватых и глинистых частиц, содержание лещадных и игловатых зерен. Однако при испытаниях по методу Суперпейв, необходимо обратить внимание на использование более узких фракций гранулометрического состава каменного материала и применение сит с квадратными ячейками. Это позволяет достигнуть более плотной упаковки минеральных материалов в составе асфальтобетонной смеси. И, как следствие, получить материал с максимальной плотностью и каркасностью, то есть который сможет одинаково эффективно сопротивляться пластическим деформациям и усталостным разрушениям.
Зависимость расчетной нагрузки от параметров гранулометрического состава асфальтобетонной смеси
Число Проездов осей с расчетной нагрузкой 80 кН по одной полосе
Процент крупных зерен с отколотой гранью, не менее
Пористость неуплотненного мелкого каменного материала, % не менее
Песчаный эквивалент, % не менее
Содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % не более
При глубине слоя менее 10 см
При глубине слоя более 10 см
При глубине слоя менее 10 см
При глубине слоя более 10 см
<0,3
55/-
-/-
-
-
40
-
0,3-3
74/-
50/-
40
40
40
10
3-10
85/80
60/-
45
40
45
10
10-30
95-90
80/75
45
40
45
10
>30
100/100
100/100
45
45
50
10
Объемное проектирование асфальтобетонной смеси и прогноз ее поведения
Заключительным этапом проектирования асфальтобетонной смеси по методу Суперпейв является определение оптимального содержания битума и каменного материала по двум параметрам: остаточной пористости и пористости минеральной части. Важно отметить, что уплотнение материала в лабораторных условиях осуществляется на гираторе-компакторе (пресс вращательного уплотнения), имитирующего уплотнение асфальтобетонной смеси гладковальцевым катком. А важным параметром при использовании гиратора-компактора является показатель уплотняемости смеси, по которой косвенно можно охарактеризовать качество ее состава.
Параметры уплотнения на гираторе-компакторе
Движение ESALs*, миллионы
Параметры уплотнения
Типичные условия движения
Ninitial
Ndesign
Nmax
<0,3
6
50
75
Легкое движение. Местные дороги и городские улицы, на которых проезд грузовых автомобилей запрещен
0,3-3
7
74
115
Среднее движение на коллекторных дорогах и большинстве дорог
3-30
8
100
160
Интенсивность от средней до высокой. Городские улицы, дороги областного значения, некоторые дороги федерального значения
>30
9
125
205
Высокая интенсивность. Большая часть межобластных дорог, полосы замедленного грузового движения на подъеме
* ESALs (Equivalent single axle loads) – суммарное приведенное к расчетной нагрузке число проездов осей с нагрузкой 80 кН на одиночную ось по одной полосе проезжей части за 20-летний срок (независимо от фактического планируемого срока службы)
Сравнение с классическими технологиями
Классические технологии
Суперпейв
Надежность
Обычно дорожное полотно служит 5-7 лет и рассчитано на нагрузку до 4-6 т на ось.
Асфальтобетонное покрытие, спроектированное по методу Суперпейв может служить до 10-12 лет и выдерживать нагрузку до 8-12 т на ось.
 
Стандарт
Используются старые технологии, ГОСТы и СНИПы, не соответствующие существующим нагрузкам на асфальтобетонное покрытие.
Подбор вяжущего по шкале PG-grade, гранулометрического состава каменного материала, а также оптимального соотношения количества вяжущего и каменного материала.
 
Экономичность строительства и проектирования.
Технология строительства обходится дешевле примерно на 10-20% по отношению к технологии Суперпейв.
Технология строительства обходится дороже примерно на 10-20% по отношению к классической технологии.
Экономичность эксплуатации
Высокая эксплуатационная нагрузка на дорожное покрытие начинает требовать частичного ремонта уже на следующий год эксплуатации, а через несколько лет уже требуется замена дорожного покрытия. Таким образом, фактическая стоимость дороги оказывается значительно выше.
Увеличение срока службы дорожного покрытия на 30-50% способствует увеличению его межремонтных сроков. При этом экономическая эффективность может достигать 50% на м2, то есть около 1000-1500 р. на м2.
 
Лучшее основание для укладки асфальтобетона по методу Суперпейв
Идеальным основанием (но не единственно возможным) для асфальтобетонного покрытия, запроектированного по методу Суперпейв, является слой дорожной одежды, устроенный по методу холодного ресайклинга. С помощью технологии холодного ресайклинга можно максимально снизить возможность возникновения усталостных трещин, исключить возможность возникновения трещин на асфальтобетонном покрытии из-за неровностей нижележащих слоев, выровнять профиль дорожного полотна и т.д. Ресайклинг осуществляется с помощью нескольких специальных машин, ключевой из которых является рециклер Wirtgen WR250. Данная машина оснащена фрезерным барабаном, перерабатывающим и укрепляющим дорожное полотно с помощью внесения специальных модифицирующих добавок и стабилизаторов таких как Чимстон, Никофлок, АНТ и другие на месте без необходимости подвоза большого количества дополнительных материалов. В итоге получается прочная монолитная плита, являющаяся дорожным основанием. В сравнении с классическими технологиями переработки существующего асфальтобетонного покрытия при его реконструкции, можно достигнуть четырехкратного увеличения экономической выгоды при использовании холодного ресайклинга.
Практическое применение метода Суперпейв
После того как основание дорожной одежды готово, можно приступать к конечной стадии строительства дороги - к проектированию асфальтобетонной смеси по методу Суперпейв и ее укладке. Для этого исследуют свойства исходных материалов, определяют оптимальное количество вяжущего и гранулометрический состав смеси с учетом погодно-климатических и эксплуатационных характеристик автомобильной дороги. Разработанные составы исследуют в лабораторных условиях по методу Суперпейв, а также на соответствие существующим нормативным документам Российской Федерации. При этом определяют следующие характеристики: плотность, остаточную пористость, пористость минеральной части, предел прочности при сжатии при 20, 50 и 0 С, водонасыщение, набухание, свигоустойчивость, трещиностойкость.
Кроме того асфальтобетонные образцы подвергаются испытаниям на устойчивость к накоплению пластических деформаций, водостойкость, морозостойкость, уплотняемость, а также усталостную долговечность и прочность при различных способах нагружения.
На основе анализа полученных данных выбирается оптимальный состав асфальтобетонной смеси.
При необходимости вносят коррективы в разработанный состав и проводят исследования образцов повторно по вышеуказанным параметрам.
В итоге мы получаем оптимальную для заказчика асфальтобетонную смесь, максимально отвечающую его требованиям по климатическим условиям эксплуатации, устойчивости к транспортной нагрузке и требуемой долговечности.
Вернуться к списку