Западный скоростной диаметр (ЗСД), стратегический инвестиционный проект города Санкт-Петербург, представляет собой крупный транспортный узел мирового класса. Внутригородская 46-километровая магистраль состоит из трех участков и соединяет север и юг Санкт-Петербурга.
В 2018 году с целью повышения качества жизни города был реализован проект по устройству опытных участков с дорожным шумопоглощающим покрытием. Для реализации проекта и поиска эффективного решения была привлечена Группа компаний АБЗ-1. В России применение традиционных высокопористых асфальтобетонных смесей горячего типа для снижения шума нецелесообразно из-за использования шипованных шин в холодное время года, что способствует преждевременному износу дорожного полотна.
Задача состояла в том, чтобы найти смесь с низким содержанием воздушных пустот (2 процента или менее), способную обеспечить эффективное снижение шума, стойкость колеи, образующуюся под воздействием шипованных шин, сцепление. Заместитель директора по качеству Майданова Наталья Васильевна к.т.н., руководитель научно-исследовательского центра АБЗ-1 предложила использовать горячую асфальтобетонную смесь с модифицированной резиновой крошкой RARX, которая сочетает в себе преимущества сухого и мокрого способа производства резиноасфальта. Такое решение позволяет увеличить процентное содержание резиновой крошки в горячей смеси. Модификатор RARX представляет собой активированную прореагировавшую резиновую крошку, которая может быть введена в виде сухого порошка в асфальтосмеситель непосредственно на заводе.
В лаборатории были разработаны и испытаны несколько смесей. Задача, поставленная заказчиком, — снизить шум от движущихся по трассе автомобилей, т.к. магистраль проходит через город, иногда — вблизи населенных пунктов. Вторая задача — снизить износ покрытия от воздействия шипованных шин. Для решения этих задач разработаны композиции с RARX и добавками суперизносостойких минеральных материалов.
|
Наименование показателей |
RARX-ЩМА 16 |
RARX-THINGAP |
RARX THINGAP+абразив |
ЩМА 20 с полимером |
|
Зерновой состав и содержание вяжущего |
6,2 4,1 |
6,4 3,9 |
6,4 3,9 |
5,4 0 |
|
Средняя плотность |
2,517 |
2,502 |
2,492 |
2,620 |
|
Водонасыщение, % по объему Прочность при сжатии, MПа при температуре +20С |
1,3
3,7 |
0,7
3,5 |
0,7
3,8 |
2,5
3,4 |
|
Прочность при сжатии MПа при температуре +50С |
1,09 |
1,36 |
1,34 |
1,00 |
|
Водостойкость при длительном насыщении Сдвигоустойчивость — коэфф. внутреннего трения |
0,95
0,972 |
1,0
0,951 |
0,95
0,949 |
0,92
0,981 |
|
Сцепление при сдвиге при температурах +50С, Мпа Трещиностойкость после растяжения при расколе при 0С и скорости деформирования 50 мм/мин, Мпа Показатель устойчивости к расслаиванию, % |
0,29
3,1
0,10 |
0,34
3,4
0,11
|
0,33
3,2
0,12 |
0,28
3,7
0,14 |
|
Абразивный износ, мм (Prall) Средняя глубина колеи после 20000 проходов колеса, мм |
2,25 |
1,90 |
1,8 |
1,4 |
|
Скорость образования колеи, мм/1000 циклов нагрузки |
0,026 |
0,018 |
0,016 |
0,0125 |
|
Предел прочности на растяжение при изгибе, Мпа (при −18) |
9,66 |
7,62 |
8,36 |
Не пройден |
|
Предельная относительная деформация растяжения (при-18) |
0,272 |
0,190 |
0,158 |
Не пройден |
|
Содержание воздушных пустот, % |
1,4 |
0,3 |
2,0 |
2,9 |
|
Максимальная плотность, г/см3 |
2,554 |
2,509 |
2,542 |
2,697 |
Были выбраны несколько смесей, например, ЩМА 20 с полимером имеет самую высокую прочность на растяжение при −18⁰C. В то время как RARX-THINGAP + абразив обладал лучшей стойкостью к колейности. Обе смеси имели большую износостойкость в Prall тесте.
Демонстрационные проекты (RARX ЩМА 16 и THING GAP RARX) были построены 13 октября 2018 года. Температура воздуха была 15⁰C! Толщина слоя — 5 см для RARX-ЩМА 16 и 4 см для смеси THING GAP RARX.
Температура смеси в смесителе после Шаттл-бага составила 182⁰С, при загрузке в укладчик — 165⁰С, после плиты укладчика 164⁰С, после 2 проходов катка HM 90 — 157⁰С, после 4 проходов — 151⁰С, после 6-ти проходов — 145⁰С, после 8 проходов — 139⁰С. После 8 проходов уплотнение достигнуто.
Результаты тестов различных смесей на износостойкость показывают, что для повышения сопротивляемости износу, вызванному использованием шипованных шин, необходимо применять крупные минеральные заполнители. Для снижения шума, напротив, следует использовать заполнители с мелким размером частиц.
Таким образом, компромиссы, сделанные в сторону снижения шума, могут повлиять на стойкость покрытия к воздействию шипованной резины независимо от положительных результатов Prall теста. Комбинация RARX с суперизносостойким минеральным материалом не была использована ранее. Через год или два можно будет оценить экономическую и экологическую выгоду от инновационного решения для производства асфальтобетона с пониженным уровнем шума с использованием модификатора RARX.
Консультантом данного проекта был Доктор Джордж Соуза, директор Ассоциации Резиноасфальтобетона. Эксклюзивным поставщиком материалов RARX в России является компания ООО ЮСИДЖИ.
