Комплексная система проектирования составов смесей, удовлетворяющих самым высоким требованиям к эксплуатационным характеристикам в зависимости от транспортной нагрузки, климатических и структурных условий на конкретном участке укладки покрытия. Улучшение эксплуатационных характеристик покрытия достигается за счет проектирования и сочетания наиболее подходящего битумного вяжущего, минерального компонента и, если это требуется, модификатора. [1]
Комплект, объединяющий свыше 25 продуктов в единую систему проектирования и анализа смесей. Система Superpave объединяет технические условия на новые материалы, методы испытаний, методы проектирования смесей в единый комплексный координированный пакет;
Технология "superpave" получила свое название путем расшифровки английского словосочетания SUperior PERfomance asphalt PAVEments (асфальтовое покрытие с идеальными характеристиками). Особенностью данной технологии является совершенствование вяжущей битумной эмульсии на основе современных исследований физических свойств битума. На этапах разработки и тестирования покрытий технологии "superpave" они подвергались воздействию реальных температур повседневной эксплуатации асфальта. Также проверялся факт стойкости покрытия к возрастной деформации. Технология "superpave" превосходно справляется со следующими типами разрушения дорожных одежд:
* Колееобразование (заезженные "тропки" на дороге);
* Усталостное растрескивание (постоянная нагрузка);
* Термическое растрескивание (высокие температуры).
Разработчики системы «Superpave» поставили перед собой благороднейшую цель: установить новый научно обоснованный комплекс показателей качества битумов и асфальтобетонов, характеризующих сдвигоустойчивость и трещиностойкость асфальтобетонных покрытий при расчетных климатических и транспортных условиях в течение заданного периода эксплуатации. Прогнозирование работоспособности и долговечности асфальтобетонных покрытий в различных условиях эксплуатации относится к одной из сложнейших проблем дорожной отрасли. Трудности решения данной проблемы обусловлены с одной стороны сложностью процессов нелинейного деформирования и разрушения битумных материалов, а с другой стороны необходимостью учета влияния внешних факторов (уровня напряжений, температуры, влажности, вида и режимов нагружения, агрессивности окружающей среды и пр.). Поэтому исследования в указанном направлении проводятся во многих странах. В США они продолжаются в рамках других программ и грантов, действующих в настоящее время, в том числе под брендом «Superpave».
В систему «Superpave» вошли 3 взаимосвязанные компонента, последовательно обновив нормативную базу AASHTO и ASTM:
– SHARP – технические условия и методы испытаний битума;
– Superpave – технические условия и метод проектирования составов асфальтобетонных смесей с определением поровых характеристик уплотненных образцов асфальтобетона;
– методы испытаний и система анализа реологических свойств асфальтобетона с использованием математических моделей работоспособности и компьютерного программного обеспечения. [2]
Технические условия на битумные вяжущие и соответствующие методы реологических испытаний являются наиболее завершенной частью реализованной программы исследований. Кардинально изменились не только стандартные методы испытаний, но и подход к нормированию показателей качества битумных вяжущих для асфальтобетонных смесей, проектируемых по рекомендациям «Superpave». Марка битумного вяжущего определяется интервалом работоспособности (PG Grade) между двумя температурами испытания, соответствующими минимальной и максимальной расчетным температурам асфальтобетонного покрытия в рассматриваемом регионе строительства. При определении марки вяжущего требования к показателям деформативности и вязкоупругим свойствам остаются неизменными, а изменяется температурный диапазон, в котором эти требования должны выполняться.
Марку битумного вяжущего PG grade определяют на основании результатов реологических испытаний, которые проводят при максимальной расчетной температуре (взамен определения температуры размягчения по КиШ) и минимальной расчетной температуре (взамен определения температуры хрупкости по Фраасу). Максимальная температура, характеризующая теплостойкость битумного вяжущего, может принимать значения с градацией 6 Сº в диапазоне от плюс 46 Сº до плюс 82 Сº. Минимальная температура, характеризующая низкотемпературные свойства, может принимать значения в диапазоне от минус10 Сº до минус 46 Сº при той же градации 6 Сº. При выборе марки битума или полимерно-битумного вяжущего (ПБВ) заказчик и проектировщик вправе принимать не только наиболее вероятные в заданном регионе (средние) величины высоких и низких температур, соответствующие 50 % надежности. В зависимости от заданной степени риска в качестве расчетных температур покрытия могут быть приняты и менее вероятные значения. При этом надежность представляет собой выраженную в процентах вероятность того, что фактическая температура в регионе не будет выходить за пределы температур воздуха (однодневной низкой и семидневной средней высокой), которые рассчитываются по многолетним данным ближайшей метеостанции. [3]
Таким образом, при проектировании составов асфальтобетонных смесей марка битумного вяжущего назначается по диапазону температур работоспособности исходя из климатических условий эксплуатации асфальтобетонного покрытия.
Система Суперпэйв признана на международном уровне, однако внедрена далеко не везде. В большинстве стран Европы и Китае широко используется оборудование и методы тестирования дорожных материалов подобные Суперпейву, но сама система не внедрена. Далеко не каждое государство готово совершить революцию в дорожной отрасли по американскому шаблону. И этому есть ряд объективных и субъективных причин.
На принципах Суперпейва работают дорожники ряда арабских стран, например, в Саудовской Аравии. Систему официально внедряют в Турции. В России так же не отрицают готовности перейти на новые принципы — работа в этом направлении уже ведется, но, сколько это потребует времени и сил, сказать сложно.
Литература:
- Система Superpave: [Электронный ресурс] URL: http://uprdor.e-mordovia.ru/doc/nt/Prez_Superpave.pdf. (дата обращения 6.03.2017)
- Superpave. Методы испытаний битумного вяжущего: [Электронный ресурс] URL: http://promvest.info/ru/innovatsii/superpave-metodyi-ispyitaniy-bitumnogo-vyazhuschego/. (дата обращения 10.03.2017)
- ПНСТ 114-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Технические требования для метода объемного проектирования по методологии Superpave. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200134466 (дата обращения 10.03.2017)
