Все об асфальтобетоне: состав, использование, ГОСТы

Оглавление:

1. Состав асфальтобетона
2. Современные технологии изменили асфальтобетон
3. Декорирование дорожных покрытий, тротуаров, площадок
4. Физико-механические характеристики материала
5. Расход дорожной смеси
6. Прочный асфальтобетон с низкой себестоимостью

Для строительства дорог и благоустройства территорий во всем мире применяют асфальтобетон, дающий качественное и долговечное покрытие. Он представляет собой смесь природных минералов и дорожного битума. Натуральные составляющие обеспечивают прочность покрытия, а битум связывает их в единую консистенцию. Технология его укладки практически не отличается в разных странах, но качество дорожного покрытия зависит от современных компонентов, которые добавляют или не добавляют в асфальтовую смесь.

Состав асфальтобетона

Количество, качество и размер фракций минеральных веществ определяет ГОСТ 9128-2009. Собственно покрытие состоит из мелкого щебня или гравия, которые настолько измельчены, что представляют собой крошку. Также в состав смеси входит песок. Битум является смолоподобным продуктом и, как любая смола, он обладает скрепляющими свойствами лишь в разогретом состоянии. Именно поэтому асфальтобетон кладут горячим.

Однако существует технология, благодаря которой получают битум, сохраняющий вязкую консистенцию до +5ºC. Современные способы переработки нефти позволили создать жидкий битум, не застывающий до -30ºC. Содержание минеральных веществ в составе дорожной смеси разделяется на 3 стандартных значения:

• 50-60% щебня или гравия — группа А,
• 40-50% минеральных веществ соответствуют группе Б,
• 30-40% щебня или гравия относится к группе В.

Величина фракций щебня регламентируется ТУ-5718.030.01393697-99, которые разработал СоюздорНИИ. В соответствии с ними асфальтобетон изготавливают с применением щебня крупностью 10-20 мм. Такая смесь применяется для создания верхнего слоя дорожного полотна. Технология считается традиционной и используется повсеместно, однако в зависимости от сложности условий эксплуатации в смесь добавляют ПАВ и полимеры.

Современные технологии изменили асфальтобетон

Нагрузки на дорожные покрытия увеличиваются, и это привело к поиску новых современных материалов для улучшения качества. В итоге был создан литой асфальтобетон, который применяется и для строительства дорог, и для их ремонта. Данная технология регулируется ГОСТом Р 54401-2011 и предусматривает укладку дорожной смеси без уплотнения поверхности. Температура полученного конгломерата должна быть от 190ºC, при этом ее повышение увеличивает пластичность смеси.

Таким образом, состав отличается хорошими эластичными свойствами, которыми наделяют его полимерные добавки. За счет того, что литой асфальтобетон содержит больше битума и полимерных добавок, объем минералов в нем соответственно уменьшен. Так, содержание фракций щебня размером до 5 мм может составлять от половины массы до нуля. Таким образом, масса получает минимально возможную зернистость и, благодаря этому, приобретает тягучую консистенцию, не требующую уплотнения.

Физические свойства состава улучшены за счет ПБВ — полимерно-битумного вяжущего. Именно поэтому литой асфальтобетон наделяет дорожные покрытия высокой прочностью верхнего слоя, его целостностью, износостойкостью, длительному сроку службы без трещин. При изготовлении дорожного покрытия по данной технологии важно, чтобы условия и пропорции соблюдались абсолютно точно. В этом состоит уязвимость, которой отличается литой асфальтобетон, так как отклонение от норм меняет ее прочностные характеристики.

Декорирование дорожных покрытий, тротуаров, площадок

Преимущество состоит также в возможности декорирования данного вида дорожного покрытия. Это расширило области его применения: можно делать красивые тротуары, дорожки, аллеи. На проезжей части цветной асфальтобетон применяют для обозначения пешеходных переходов, разделительных полос, других разметок. Эффекты достигаются методами тиснения, рифления, добавления в состав цветных минералов. Технологии окрашивания предусматривают примешивание к составу следующих материалов:

• цветной щебень размером фракций до 5 мм,
• песок из гранита, известняка, мрамора, клинкера,
• пигменты-колеры: сурик, крон, окись хрома, белила цинковые.

Для того, чтобы получить литой асфальтобетон более ярких тонов, применяют осветленные и синтетические битумы. Данная технология повышает себестоимость дорожного покрытия, поэтому применяется редко, но нашел применение другой способ. Цветную крошку не добавляют в смесь при ее изготовлении, а втирают в покрытие на стадии строительства дороги. Она остается в верхнем слое, что позволяет снизить стоимость работ и добиться достаточной степени окрашивания.

Физико-механические характеристики

Качество покрытия зависит от его физических параметров, которые определяет ГОСТ 9128-97. Согласно нормативам плотность асфальтобетона зависит от типа применяемого песка. В зависимости от этого она составляет:

• на шлаковом песке 2300 кг/м3,
• на кварцевом песке 2100 кг/м3.

Первый показатель выше за счет лучшего уплотнения состава со шлаковым песком. Данные цифры имеют значение для расчета объемного веса, и, значит, для определения количества материалов перед изготовлением дорожного покрытия. При этом нормы расхода, по которым укладывается асфальтобетон, зависят от толщины слоя конкретной марки смеси. Эти данные можно посмотреть в СНиП 3.06.06-88, чтобы избежать ошибок при самостоятельных расчетах.

В формулах учитывается также удельный вес асфальтобетона, который составляет 2000-2200 кг/м3. Эти данные регулирует ГОСТ 9128-97. При этом следует учесть погрешности в зависимости от климатических зон и марки асфальта (I, II, III). Средний расход дорожного покрытия определяют с учетом толщины слоя и площади поверхности, так как физико-механические показатели практически не отличаются.

Расход дорожной смеси

Например, при толщине слоя 15 см (для прогулочных дорожек, площадок) на 100 м2 поверхности требуется 37,5 тонн асфальтобетона. Если применяется литой асфальтобетон, эти данные будут меньше за счет его большей эластичности и возможности ограничиться более тонким слоем без потерь качества.

Другая формула расчета расхода асфальтобетона еще проще:

• на 1 м2 дороги требуется 25 кг смеси при толщине слоя 1 см.

В эту формулу подставляют заданные параметры, независимо от зернистости щебня. Погрешностей при таких упрощенных расчетах не избежать, но для облагораживания небольшой территории можно обойтись данной формулой.

Прочный асфальтобетон с низкой себестоимостью

Для увеличения шероховатости поверхности и лучшего сцепления автомобильных колес с дорогой в состав смеси вносят повышенное содержание измельченного щебня. Этот показатель увеличивают также добавлением переработанных в порошок автомобильных шин, но чаще добавляют именно измельченный щебень. Его содержание может достичь показателя 80%. Также состав предусматривает применение до 7,5% мастики.

Такая технология позволила получить жесткую структуру полотна и увеличить коэффициент сцепления, прочность, срок службы покрытия. Данный состав называется щебеночно мастичный асфальтобетон, и он также укладывается в горячем виде. Величина и количество минеральных фракций регулирует ГОСТ 31015-2002 "Смеси асфальтобетонные и щебеночно-мастичные".

Современные технологии усовершенствовали данный состав добавлением целлюлозной составляющей. Она имеет форму мельчайших гранул и позволила получить смесь, которая сократила расход на ремонт дорог на 40%. На них практически не появляются трещины, ямы, выбоины. ЩМА можно изготавливать без применения высокотехнологичного оборудования, надо лишь обеспечить контроль над дозированием компонентов.