ОДМ_218.3.021_2012 Методические рекомендации по подбору составов асфальтобетонных смесей с учетом влияния адгезионных добавок на старение органических вяжущих в битумоминеральных смесях

ОДМ 218.3.021-2012 — это отраслевой дорожный методический документ, содержащий рекомендации по подбору составов асфальтобетонных смесей с учетом влияния адгезионных добавок на старение органических вяжущих в битумоминеральных смесях. Документ имеет рекомендательный характер, введен впервые и предназначен для применения при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц, площадей и дорог промышленных предприятий.

Для чего нужен документ

Главная задача методических рекомендаций — помочь подобрать такой состав асфальтобетонной смеси, который обеспечит не только требуемые физико-механические характеристики покрытия, но и устойчивость вяжущего к старению. В центре внимания находится влияние адгезионных добавок на битум и асфальтобетон, поскольку одни добавки улучшают сцепление без негативных последствий, а другие могут ускорять старение органического вяжущего.

Что понимается под адгезионными добавками

В документе адгезионные добавки определяются как химические соединения, которые концентрируются на границе раздела битум и минеральный материал, снижают поверхностное натяжение и способствуют повышению адгезии. Такие добавки особенно актуальны для улучшения сцепления органических вяжущих с минеральными материалами из кислых пород, а также для неактивных битумов при работе с карбонатными материалами.

Как подбирают состав асфальтобетонной смеси

Согласно ОДМ 218.3.021-2012, подбор состава асфальтобетона выполняют в три этапа. Сначала подбирают состав минеральной части смеси, затем определяют оптимальное количество битума, после чего выбирают адгезионную добавку и устанавливают ее оптимальное содержание, при необходимости корректируя расход битума. Такой подход позволяет сформировать оптимальную структуру асфальтобетона с учетом дорожной конструкции, климатических условий и интенсивности движения.

Минеральная часть и физико-механические свойства асфальтобетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 9128-2009. Оптимальное содержание битума рекомендуется определять опытным путем на пробных составах с разным количеством вяжущего, ориентируясь на максимальную прочность и нормативную остаточную пористость.

Почему важно учитывать старение битума с добавками

Документ подчеркивает, что положительный эффект от использования адгезионных добавок достигается только при их оптимальной концентрации. Критерием назначения оптимального содержания названы свойства асфальтобетона, прежде всего коэффициент водостойкости после длительного водонасыщения. При этом сами добавки могут по-разному влиять на интенсивность старения битума, поэтому выбирать следует те составы, которые не ускоряют деградацию вяжущего.

Перед введением адгезионной добавки вязкий битум рекомендуется нагревать до температуры 110–130 градусов, а жидкий — до 80–100 градусов. Для объективной оценки влияния добавок документ предлагает сравнивать изменение свойств модифицированного битума и асфальтобетона с аналогичными показателями немодифицированного состава. Если ухудшение свойств не превышает изменения у битума без добавок, считают, что выбранная добавка не ускоряет старение.

Как оценивают устойчивость к старению битума

Устойчивость битума с адгезионной добавкой к старению рекомендуется определять по двум ключевым показателям: растяжимости при температуре 13 градусов и условной вязкости после прогрева в тонком слое толщиной 4 мм при температуре 163 градуса в течение 5 часов. Такой подход позволяет оценить, насколько сильно изменяются свойства самого вяжущего под действием нагрева и старения.

Обязательным условием получения достоверных результатов является равномерное распределение адгезионной добавки в битуме. Для этого в документе рекомендуют использовать принудительное перемешивание механическими мешалками или установками для приготовления полимерно-битумных вяжущих. За исходное время перемешивания принимают 1,5 часа, после чего продолжают контроль с отбором проб до получения однородного продукта по всему объему.

Определение растяжимости битума

Метод определения растяжимости основан на измерении максимальной длины, на которую может вытянуться битумная нить без разрыва при заданной температуре и постоянной скорости растяжения. Для испытаний используют дуктилометр, формы-восьмерки, водяную баню, нож для среза битума и вспомогательные материалы. Испытание проводят при температуре 13 ± 0,5 градуса, а скорость растяжения должна составлять 5 см в минуту.

За результат принимают среднее арифметическое трех параллельных определений. Именно изменение этого показателя после прогрева битума помогает судить о том, усиливает ли адгезионная добавка процессы старения или, наоборот, не оказывает отрицательного влияния на вяжущее.

Определение условной вязкости битума

Условную вязкость битума определяют по времени истечения 50 мл материала через отверстие диаметром 3 мм при температуре 140 градусов. В документе описано специальное устройство с резервуаром, масляной баней, автоматическим перемешиванием, температурным контролем и фотоэлементами для точной фиксации времени истечения. На странице 8 приведена схема этого прибора, которая показывает его основные узлы и принцип работы.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух испытаний при условии, что расхождение между ними не превышает 5 процентов. Этот показатель вместе с растяжимостью позволяет оценить изменение свойств битума после старения и сравнить модифицированный состав с исходным.

Как оценивают устойчивость к старению асфальтобетона

Для асфальтобетона с адгезионными добавками устойчивость к старению рекомендуют определять по изменению предела прочности на сжатие при температуре 20 градусов в сухом состоянии и по водостойкости. Эти показатели сравнивают с аналогичными характеристиками асфальтобетона на немодифицированном битуме. Испытания проводят как на образцах, изготовленных сразу после перемешивания смеси, так и на образцах, полученных после термостатирования смеси в лабораторном смесителе в течение 30 и 60 минут.

Смесь после полного перемешивания используют для изготовления контрольных образцов, затем выдерживают при температуре 163 градуса и через 30 и 60 минут снова отбирают материал для формования и последующих испытаний. Такой подход позволяет смоделировать влияние технологического нагрева на старение битума уже в составе асфальтобетона.

Как определяют прочность и водостойкость

Для испытаний готовят образцы плотного горячего асфальтобетона по ГОСТ 12801-98. Перед определением водостойкости образцы помещают в вакуумную установку, создают давление не более 2000 Па в течение 1 часа, затем выдерживают в воде при температуре 20 ± 2 градуса в течение 30 минут. После этого образцы испытывают на прочность при сжатии на прессах при скорости движения плиты 3,0 ± 0,3 мм в минуту.

Критерием положительного влияния адгезионной добавки является отсутствие большего ухудшения показателей по сравнению с немодифицированным битумом. Если условная вязкость, растяжимость, прочность на сжатие и водостойкость изменяются не сильнее, чем у контрольного состава без добавок, материал считают несклонным к интенсивному старению.

Какая точность предусмотрена документом

В рекомендациях приведены требования к точности методов испытаний. Результаты, полученные одним исполнителем, признаются достоверными с доверительной вероятностью 95 процентов, если расхождение между каждым определением и средним результатом не превышает 5 процентов. Для разных лабораторий допустимое расхождение между результатами составляет не более 7 процентов.

Вывод

ОДМ 218.3.021-2012 — это практический методический документ для подбора асфальтобетонных смесей с адгезионными добавками с учетом их влияния на старение битума и асфальтобетона. Он помогает не просто улучшить сцепление вяжущего с минеральным материалом, но и выбрать такие добавки, которые не ухудшают долговечность покрытия. Для дорожных лабораторий, проектировщиков и производителей асфальтобетонных смесей эти рекомендации полезны как инструмент технологически грамотного подбора состава с учетом водостойкости, прочности и устойчивости к старению.