Горячий асфальтовый бетон быстро набирает прочность при уплотнении и остывании

Обновлено: 15.05.2024

Асфальтовые материалы

Общая характеристика. Асфальтовыми называют битумоминеральные материалы: асфальтовые бетоны, мастики, черный щебень и др. По свойствам к асфальтовым близки дегтеминеральные материалы.
Структурообразование и формирование свойств асфальтовых материалов определяется не только свойствами органических вяжущих, но и их взаимодействием с минеральными компонентами. На границе раздела битум - минеральный материал происходят адсорбционные процессы. В результате формируются адсорбционные слои высокомолекулярных составляющих битума. Кроме того, битум попадая в зону межмолекулярных сил минерального материала, образует цепочки перпендикулярные к поверхности минеральных зерен. В ориентированном слое битума выделяют твердообразную зону, граничащую с поверхностью минерального материала и обогащенную асфальтенами и смолами, структурированную зону, состоящую из упорядоченно расположенных высокомолекулярных компонентов и диффузную зону, характеризующуюся слабым упорядочением и переходящую в объемный битум.
При полном переводе битума в асфальтовых материалах из объемного в ориентированное состояние достигается наибольшая прочность системы, которая зависит от толщины битумного слоя на минеральных частицах (рис. 13.8). Асфальтовое вяжущее, представленное смесью битума и минерального порошка-наполнителя, в котором толщина битумной пленки менее 1 мкм, обладает значительно большей прочностью, чем асфальтовый раствор и тем более асфальтобетон.

При объединении битумов с карбонатными породами протекают хемосорбционные процессы с прохождением реакции между CaCO3 и асфальтогенными кислотами:

Из битумно-полимерных мастик распространены битумнорезиновые, битумно-латексные и битумно-эпоксидные композиции.
Асфальтовый бетон. Асфальтовым бетоном называют материал, получаемый в результате затвердевания уплотненной и рационально подобранной однородной смеси асфальтового вяжущего и минеральных заполнителей (рис. 13.9). В качестве минеральных заполнителей служат песок и щебень или гравий.
Асфальтобетонные смеси в зависимости от вязкости используемого битума и температуры при укладке подразделяют на:
- горячие, приготавливаемые с использованием вязких и жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее120°С;
- холодные, приготавливаемые с использованием жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 5°С.
Горячие смеси в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен подразделяют на: крупнозернистые с размером зерен до 40 мм; мелкозернистые - до 20 мм; песчаные - до 5 мм.

Особенностью разрушения асфальтобетона по сравнению с цементобетоном является резко выраженная зависимость прочности от времени действия нагрузки и температуры (рис. 13.10).
На прочность асфальтобетона определяющее значение оказывают сцепление частиц между собой и внутреннее трение, возникающее между ними. Сцепление частиц в асфальтовом бетоне повышается с увеличением вязкости битума, если количество битума превышает оптимальное, величина сцепления снижается (рис. 13.11) и соответственно уменьшается прочность.

Многощебенистый асфальтобетон имеет более высокую сдвигоустойчивость по сравнению с малощебенистым в результате образования жесткого пространственного скелета из крупных зерен минеральной части. Повышение сдвигоустойчивости достигается также активированием териалов и созданием на их зернах контактных слоев высокоструктурированного битума.
Для характеристики пластичности асфальтобетона при положительных температурах служит показатель пластичности:

Обеспечение необходимых свойств асфальтового бетона в значительной мере достигается правильным выбором марки битума с учетом климатических условий, интенсивности движения автотранспорта, типа бетона и характера используемых материалов. Haпример, для первой дорожно-климатической зоны при строительстве автомобильных дорог первой и второй категории для марки смеси I при получении плотного и высокоплотного асфальтобетона рекомендуется использовать битумы БН 90/130, БНД 130/200 и БНД 200/300. Для второй и третьей дорожно-климатических зон не следует применять битум БНД200/300, зато рекомендуется более вязкий битум БНД 90/130. Эта тенденция еще более усиливается для асфальтобетона, который должен эксплуатироваться в IV и V до-рожно-климатических зонах. Для него рекомендуется использовать битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БН 40/60 и 60/90. При повышении теплоустойчивости битумов важно в то же время для предотвращения излишней хрупкости асфальтобетона в зимний период, чтобы битум при повышенной температуре размягчения имел достаточную пенетрацию, характеризуемую глубиной погружения иглы.
По мере снижения категории и соответственно грузонапряженности дороги допускаются к применению менее вязкие битумные вяжущие.
Улучшение свойств асфальтобетонов достигается при введении различных добавок. Предложено и применяется большое количество добавок к битумным вяжущим: добавки-разжижители, пластификаторы, добавки, улучшающие адгезию битумов к минеральным материалам, повышающие огнестойкость, устойчивость к микроорганизмам и др. Разжижающие добавки содержат углеводороды близкие по составу к углеводородам, входящим в состав битумов. Это лигроин, керосин, мазут и др., вводимые в битум от 2 до 50% в зависимости от требуемой вязкости. Применение разжижителей, содержащих ароматические углеводороды, приводит к пластификации битумов. К добавкам, улучшающим адгезию битума к минеральным материалам, относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащие полярные группы и увеличивающие подвижность звеньев высокомолекулярных соединений. Анионактивные ПАВ вводят в количестве 3-10%. Они повышают сцепление битумов, в основном с карбонатными материалами. Катионактивные ПАВ вводятся в меньшем количестве (0,5-3%) и повышают сцепление со всеми каменными материалами, особенно кислыми.

Важнейшим компонентом асфальтобетонов является наполнитель, который улучшает основные свойства материала, связывает битум на своей поверхности и структурирует его. Минеральный наполнитель способствует повышению прочности асфальтового вяжущего (рис. 13.14) плотности асфальтобетона и снижению расхода битума. В качестве наполнителя применяют тонкоизмельченные низкогидрофильные порошки из основных материалов - известняков, доломитов и асфальтовых пород. Иногда используют также пылеватые отходы промышленности. Содержание глинистых частиц в наполнителе должно быть не более 5%. Оптимальной является дисперсность порошка, при которой его удельная поверхность составляет 4000-5000 см2/г. Минеральный порошок, полученный из кислых горных пород, не оказывает на битум необходимого структурирующего влияния. Для снижения содержания битума пористость минеральных порошков должна быть не более 35%. Набухание в воде смеси порошка с битумом не должно превышать 2,5%. Эффективный способ улучшения качества наполнителя - его активизация обработкой битумом и поверхностно-активными веществами в процессе измельчения.
Основную часть асфальтобетонов по массе составляет минеральная смесь песка и щебня (рис. 13.15).
Пески применяют природные и дробленые из отсевов, желательно применение песков с остроугольными частицами, а также фракционированных, полученных смешением отдельных фракций в соотношении, обеспечивающем наибольшую плотность. По основным качественным показателям песок должен отвечать требованиям, стандартизованным на песок для строительных работ.

Одним из наиболее эффективных способов улучшения свойств песка является его физико-химическая активация, производимая в условиях обнажения новых поверхностей зерен. Активация песка может быть выполнена путем совместного дробления с известью, (2,5-4,5% массы песка) которая, активируя гидрофильную поверхность его зерен, одновременно является активным наполнителем битума, способствующим его структурированию и частично заменяющим минеральный порошок. Эффект активации проявляется тем лучше, чем ниже качество исходного песка.
В качестве крупного заполнителя для асфальтобетонов применяют щебень, полученный дроблением горных пород, металлургических шлаков, а также гравий. Марки по прочности, истираемости и морозостойкости щебня назначаются в зависимости от требуемой марки асфальтобетонной смеси.
Из методов проектирования составов асфальтобетона наиболее распространен метод, включающий определение гранулометрического состава щебня, песка и наполнителя; выбор соотношения между минеральными материалами из условия получения достаточно плотных смесей; назначение ориентировочного количества вяжущего с последующим его корректированием пробными замесами и испытанием образцов.
Исследованиями В.В. Охотина и Н.Н. Иванова было показано, что между плотностью и зерновым составом смеси имеется определенная зависимость. Наибольшая плотность минеральной смеси достигается в том случае, когда зерна каждой последующей фракции уменьшаются примерно в 2 раза:

где d1 - наибольший размер зерен минеральной смеси, устанавливаемый в зависимости от типа асфальтобетона; dm - наименьший размер зерен.
Величина, показывающая, во сколько раз количество последующей фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега (К). Наилучшие результаты по получению плотных минеральных смесей достигаются при К = 0,7-0,9.
Задавшись граничными значениями К - можно построить область зернового состава минеральной смеси, в пределах которой должен располагаться зерновой состав конкретной рассчитываемой смеси. Если масса первой фракции m1=y1, то массу второй фракции можно найти из условия m2=у1к, третьей - m3=y2к=у1к2, nой - фракции - mn=yn-1=y1кn-1.
В табл. 13.6 приведены рекомендуемые зерновые составы минеральных смесей для мелкозернистых горячих асфальтобетонов.
Ориентировочное количество битума рассчитывают с учетом рекомендаций табл. 13.7 по формуле:

Содержание битума, уточняемое экспериментально, должно обеспечить требуемую остаточную пористость, определяемую по величине водонасыщения.
Готовая асфальтобетонная смесь с температурой 140-160°С транспортируется на строительный объект, где укладывается на специальную основу механическими укладчиками и уплотняется при помощи статических и вибрационных катков, поверхностных вибраторов и других специальных виброуплотнителей. Основание под асфальтовый бетон должна быть уплотненным, сухим и ровным, обеспечивать хорошее сцепление и принимать без значительных деформаций эксплуатационные нагрузки.
Близкими к асфальтобетонам по природе вяжущих и свойствам являются дегтебетоны.
Дегтебетоны - материалы, полученные уплотнением смеси дегтевых вяжущих, заполнителей и минерального порошка. В зависимости от вязкости дегтя дегтебетонные смеси разделяют на горячие и холодные. Для получения горячих смесей используют окисленные дегти и дегти, модифицированные добавками полимеров (поливинилхлорида, полистирола и др.) марок Д-6 и Д-5, а для холодных -Д-4 и Д-5 (марки дегтя отличаются вязкостью).
В зависимости от крупности зерен щебня дегтебетоны подразделяют на крупнозернистые (размер зерен до 40 мм) и мелкозернистые (менее 20 мм). Увеличение в бетоне количества щебня способствует повышению его плотности, водостойкости, коррозионной стойкости и стойкости против истирания. По показателям пористости дегтебетоны бывают плотными (пористость до 5%) и пористыми (6-12%). Введение в дегтебетоны минеральных порошков, полученных дроблением карбонатных пород, способствует повышению их плотности, прочности, водо- и морозостойкости.
Показатели физико-механических свойств плотных дегтебетонов должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 13.8.
Дегтебетоны рекомендуется использовать для верхнего слоя дорог 3-й категории и нижнего слоя дорог 3-й и 4-й категорий. Устройство таких покрытий разрешается за пределами населенных пунктов, поскольку во время их эксплуатации возможно выделение фенола.

Что такое горячий асфальт, его особенности и сферы использования

Асфальтобетон является, без преувеличения, самым востребованным материалом для обустройства различных покрытий. Причем речь идет не только об автомобильных дорогах, и не только о нашей стране. Хотя именно для России этот материал является незаменимым, учитывая наши климатические условия.

Как известно, асфальтобетон может быть разделен на определенные категории:

горячий асфальт;
теплый асфальтобетон;
литой асфальтобетон;
холодная асфальтовая смесь;

Также возможно разделение по составу, зернистости, пористости и другим категориям. Однако в этой статье мы подробно расскажем именно про горячий асфальт, который является самым популярным из всех видов асфальтобетона. Что такое горячий асфальт по определению?

«Горячий асфальт – тип асфальтобетонной смеси, которая при укладке разогревается до температуры 110-130 ° C, так как имеет в своем составе вязкий битум. Отличается высокими характеристиками прочности, длительным сроком службы, а также повышенной влагоустойчивостью»

Преимущества горячего асфальта

Широкое использование, которое получил горячий асфальт, обусловлено его эксплуатационными характеристиками. Причем свойства горячей асфальтовой смеси актуальны даже для дорог и автомагистралей с высокой нагрузкой. Например, Москва и область включают в себя дороги, протяженностью более 50 000 километров, и львиную долю твердого дорожного покрытия составляет именно горячий асфальт.

Преимущества горячего асфальта:

высокая твердость готового покрытия;
хорошая сопротивляемость износу;
длительный срок службы;
высокий показатель влагоустойчивости;
хорошая гладкость поверхности;
относительно невысока стоимость;
возможность легко провести ямочный или масштабный ремонт;

Какие характеристики отличают горячий асфальт от холодного и литого

Тип асфальтобетона	Прочность	Износостойкость	Срок службы	Влагоустойчивость
Горячий асфальт	Высокая	Высокая	Достаточно высокий	Достаточно высокая
Холодная асфальтовая смесь	Средняя	Средняя	Средний	Средняя
Литой асфальтобетон	Достаточно высокая	Высокая	Высокий	Высокая

Возрастание: средний – достаточно высокий – высокий

Технология укладки горячего асфальта

Технологический процесс отчасти зависит от того, где и с какой целью обустраивается покрытие. При строительстве дороги и при асфальтировании садовой дорожки преследуются различные цели, и ожидается разная нагрузка, что отражается на процессе асфальтировки.

Горячий асфальт при укладке разогревается до температуры 110-130 ° C, так как имеет в своем составе вязкий битум. Без разогрева данный вид асфальтобетона потеряет свои характеристики.

Также рекомендуется укладывать горячий асфальт в теплые месяцы – с поздней весны до ранней осени. Требуемая температура воздуха – не ниже +5 ° C, в экстренных случаях до -10 ° C.

Технология укладки горячего асфальта при строительстве дорожного полотна:

1. Комплексные геодезические исследования;
2. Подготовительные работы: расчистка местности, устранение преград и т.д.;
3. Обустройство грунта: снятие, разравнивание, отсыпка, уплотнение и прочее;
4. Укладка геотекстиля;
5. Отсыпка слоя песка;
6. Установка георешетки;
7. Отсыпка щебня;
8. Устройство асфальтового покрытия;

Разумеется, во всем процессе участвует дорожная техника. Нужно копать, отсыпать, привозить и увозить материалы, нагревать асфальтовую смесь, а также производить уплотнение и трамбовку слоев.

Технология укладки горячего асфальта на малых площадях подразумевает такой же порядок действий, однако, в менее масштабном варианте. Также при обустройстве покрытий, на которые не будет осуществляться серьезного воздействия, можно отказаться от георешетки. Ее основная задача – равномерно распределять точечную нагрузку от автомобилей, чтобы продлить срок службы дорожного полотна.

Также не обязательно использовать крупную дорожную технику. Однако все же желательно производить уплотнение с помощью специальных катков, чтобы обеспечить наилучший результат. В некоторых случаях допускается трамбовка ручными инструментами, если речь идет лишь о минимальных нагрузках на покрытие.

Какой толщины должен быть асфальт

Толщина асфальтового слоя зависит от назначения покрытия. Чем больше будет нагрузка, тем толще нужно делать слой. Также играет роль материал основания. Далее вы увидите таблицу, которая поможет вам понять, в каких ситуациях какую толщину следует обустраивать.

Информация актуальна и для материала горячий асфальт, и для любого другого типа асфальтобетона.

Толщина асфальтового слоя в зависимости от нагрузки

Малая нагрузка : тропинки, тротуары, садовые дорожки, придомовые площадки

Средняя нагрузка : стоянки под автомобили, пригаражные территории, подъездные пути

Существенная нагрузка : автомобильные дороги преимущественно для легковых автомобилей

Серьезная нагрузка : автомобильные дороги, по которым будет часто двигаться большегрузный транспорт

Высокая нагрузка : автомобильные дороги, по которым предполагается интенсивное движение большегрузного транспорта

Материал основания наиболее актуален при строительстве дорожного полотна. В данном случае определение толщины слоя также требует учета нагрузки на полотно. Однако закономерность общая – чем менее прочное основание, тем толще нужно делать слои асфальта.

Из чего состоит горячий асфальт

Состав любой асфальтовой смеси, в том числе и горячего асфальта, может быть разным. Это зависит от необходимого вам уровня качества готового покрытия. Однако у любого типа асфальтобетона есть общие компоненты:

заполнитель – песок и/ или горные породы;
минеральные порошки;
вяжущий элемент – битум;
полимеры;
возможные добавки;

Особенность состава горячего асфальта заключается в применении вязкого битума. Именно поэтому горячий асфальт разогревается до температуры 110-130 ° C, так как при более низкой температуре смеси вязкий битум начинает затвердевать.

Выбор материала-заполнителя влияет на пористость и качество асфальтовой смеси. Разумеется, учитывается и предполагаемая нагрузка. Существует 3 основных состава асфальтовых смесей:

песчаная асфальтовая смесь;
щебеночный асфальт или гравийная смесь;
щебеночно-мастичный асфальт;

Таблица с назначениями асфальтовых составов

Вид асфальтового состава	Назначение
Песчаная асфальтовая смесь	Для малых нагрузок, не предусматривающих движение автотранспорта
Гравийная смесь или щебеночный асфальт	Для средних и существенных нагрузок. На данный момент чаще заменяется щебеночно-мастичным асфальтом
Щебеночно-мастичная асфальтовая смесь	Для серьезных и высоких нагрузок

Щебеночно-мастичный горячий асфальт считается одним из лучших вариантов, поэтому используется при строительстве автомагистралей с высокой нагрузкой. Горные породы создают прочный каркас для дорожного полотна, сводя возможную деформацию к минимуму.

Также данный вид асфальтобетона включает в себя волокнистые добавки для стабилизации, что помогает битуму не растекаться. Кроме того, горячий асфальт на щебеночно-мастичной основе имеет более длительный срок службы, в сравнении с другими составами, при равных условиях.

Где используется горячий асфальт

Особенности горячего асфальта позволяет сделать его использование универсальным. Некоторые процессы при укладке будут отличаться в зависимости от ситуации. Смесь отлично подходит для трасс федерального значения, при этом используется и при асфальтировании дорожек на загородных участках.

Где можно использовать горячий асфальт:

обычные дороги;
федеральные трассы;
скоростные дороги;
автомагистрали;
аэродромы;
парковки;
при устройстве тротуаров;
для асфальтирования дворов;
для площадок на загородных участках;
при обустройстве тропинок на участках;
для строительства спортивных площадок;
в других целях;

Также горячий асфальт используется для проведения ремонтных дорожных работ. Этот тип асфальтобетона хорошо сцепляется с другими слоями, за счет чего обеспечивается высокое качество ямочного и крупного ремонта.

Итоги

Горячий асфальт является качественным и прочным материалом. Подходит как для строительства крупных автомобильных трасс или аэродромов, так и для обустройства площадок или дорожек на загородном участке.

Технология укладки горячего асфальтобетона отличается требованием к температуре смеси и окружающей среды. Горячий асфальт разогревается до 110-130 ° C перед укладкой, а температура воздуха не должна быть ниже -5 ° C.

Толщина асфальтового слоя, как и расход материала, зависит от назначения покрытия и материала основания. Чем выше предполагается нагрузка, тем толще следует укладывать горячий асфальт (актуально для любого типа асфальтовых смесей). Чем менее прочное основание, тем толще слой покрытия.

Горячий асфальт может быть разного состава. Отличия заключаются в характеристиках смеси, что зависит от назначения. Также состав асфальтобетона влияет на его стоимость: качественные составы дороже. Однако это компенсируется эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы.

Коэффициент уплотнения асфальта: что за показатель и зачем он нужен

Любое асфальтовое покрытие должно обладать высоким качеством, определенными физико-механическими свойствами, а также отвечать всем существующим требованиям. Чтобы этого добиться, нужно предусмотреть массу факторов, произвести верные расчеты, соблюсти правильную технологию асфальтирования, а также уделить особое внимание плотности, учитывая коэффициент уплотнения асфальта.

В противном случае, если нарушить технологию асфальтирования и недостаточно уплотнить асфальт при укладке, покрытие получится низкого качества, и в скором времени начнет разрушаться. Чтобы проверить, какую плотность имеет конкретное асфальтовое покрытие, измеряется коэффициент уплотнения асфальта.

В этой статье мы подробно расскажем:

На что влияет укатка асфальта;
Что такое коэффициент уплотнения асфальта;
Для чего нужен данный параметр;
Как измеряется его значение, и каких результатов требует ГОСТ;
Почему так важно качественно уплотнять асфальт, и как это делают профессионалы;

Чтобы понять, для чего нужен коэффициент уплотнения асфальта и почему этот показатель так важен, нужно четко определить, что такое уплотнение асфальтобетона.

Что конкретно дает уплотнение асфальтобетона

Уплотнение асфальта является одним из важнейших этапов процесса укладки или ремонта покрытия. Уплотнение также называют трамбовкой, укаткой или укатыванием, а его выполнение напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и срок службы будущего покрытия.

Чем качественней уплотнено покрытие, тем лучше его физико-механические свойства. Другими словами, качественное уплотнение обеспечивает высокую прочность асфальта, а также повышает его износостойкость, сопротивление деформации, срок службы и другие важные параметры, которые влияют и на коэффициент уплотнения асфальта.

Результаты уплотнения асфальта

Первичный результат	Итоговый результат
Сокращается расстояние между твердыми частицами в составе асфальтобетона	Повышается прочность дорожного полотна
Из покрытия вытесняется воздух, за счет чего оно становится менее пористым	Улучшается влагоустойчивость и стойкость к низким температурам
Становится больше связей на фиксированном объеме	Продлевается срок службы и возрастает прочность
Температурные свойства становятся лучше	Возрастает стойкость к высоким и низким температурам

Помимо повышения описанных в таблице параметров, качественное уплотнение асфальтобетона оказывает комплексное действие на все характеристики и свойства материала. Многие параметры асфальтового покрытия связаны между собой, и с улучшением одного показателя возрастают и другие физико-технические свойства АБ, за счет чего также растет коэффициент уплотнения асфальта.

Коэффициент уплотнения асфальта: определение

Коэффициент уплотнения асфальта является показателем, отражающим качество дорожного асфальтобетонного покрытия. Представляет собой отношение фактической плотности исследуемого образца к величине средней плотности переформованных образцов. Если значение коэффициента соответствует принятым нормам, то покрытие считается достаточно уплотненным.

Как определяют коэффициент уплотнения асфальта

Чтобы определить коэффициент уплотнения асфальта, из покрытия вырубаются или высверливаются 5-6 образцов (керны) из 3-х разных мест. Не следует брать пробы с края дорожного полотна, нужно отступить от него хотя бы на 1 метр.

Если речь о горячем асфальтобетоне, пробы берутся в течение 3 суток с момента укладки. Если исследуется холодный АБ, то срок увеличивается до 30 суток. После изъятия следует очистить керны от мусора, грязи и пыли.

В зависимости от особенностей состава, требуются образцы исследуемого асфальтобетона не менее определенного размера и массы. Если размер образцов будет меньше установленного минимума, испытания не будут считаться полностью достоверными. В таком случае коэффициент уплотнения асфальта придется определять заново.

Минимальные размеры и массы кернов

Вид асфальта	Минимальный диаметр	Минимальная масса
Песчаный	5 см	1 кг
Мелкозернистый	7 см	2 кг
Крупнозернистый	10 см	6 кг

Из предоставленных кернов отбираются 3 образца для исследования. Требования ГОСТ четко регламентируют алгоритм проведения экспертизы, а также нормативный коэффициент уплотнения асфальта для определенных типов смесей.

Как определяется коэффициент уплотнения асфальта:

1. Образцы высушивают до тех пор, пока масса не станет стабильной;
2. Пробы охлаждают и вывешивают на воздухе;
3. Определяется фактическая плотность;
4. Устанавливается среднее значение по 3 образцам;
5. Образцы помещают в термические шкафы для разогрева (температура индивидуальна для каждого вида АБ);
6. Пробы измельчаются и помещаются в подготовленные формы;
7. С помощью пресса материал уплотняется под давлением 40 МПа;
8. Измеряется получившаяся высота;
9. Образцы горячего асфальта трамбуют с помощью вибрации, а затем повторно уплотняют под прессом;
10. Высчитывается стандартная плотность переформованных образцов;

Зная фактическую плотность проб асфальтобетона, а также стандартную плотность переформованных образцов, можно получить итоговое значение. Фактическая плотность делится на стандартную, в результате чего мы получаем коэффициент уплотнения асфальта.

Каким должен быть коэффициент уплотнения асфальта по ГОСТу

Тип смеси	Значение коэффициента
Холодная	более 0,98
Горячая типа В	более 0,98
Горячая типа А и Б	более 0,99

Если значение коэффициента будет соответствовать установленным нормам, то данный асфальт будет считаться достаточно качественным. Если же коэффициент уплотнения асфальта имеет недостаточную величину – укатка выполнена некачественно.

Для чего нужен коэффициент уплотнения асфальта

Данный коэффициент позволяет с высокой точностью оценить степени уплотнения асфальтобетонного покрытия, а также качество дорожного полотна в целом. Если значение коэффициента соответствует нормам, дорогу можно запускать в эксплуатацию.

Наряду с коэффициентом уплотнения существует коэффициент водонасыщения асфальта, который также отражает качество асфальтобетона. Перед запуском дорожного полотна в эксплуатацию определяются оба этих значения, и каждое из них должно соответствовать стандарту качества.

Водонасыщение зависит от пористости и плотности, что указывает на способность асфальта противостоять попаданию влаги. При этом, чем выше коэффициент уплотнения асфальта, тем выше плотность и ниже пористость. Получается, что коэффициент водонасыщения и коэффициент уплотнения асфальта коррелируют между собой.

Как обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта

Чтобы получить достаточно высокую плотность асфальта, необходимо производить его уплотнение по определенной технологии. Также важную роль играет соблюдение всего технологического процесса асфальтирования и укатки.

Соблюдение технологии уплотнения асфальта

Укатка асфальтобетона на первый взгляд кажется достаточно простым процессом – дорожный каток ездит по свежему покрытию, утрамбовывая его своим весом. Однако на практике процесс укатки АБ не так прост.

В некоторых случаях, чтобы повысить свойства покрытия, укладывается несколько слоев асфальта. В такой ситуации следует уплотнять каждый слой перед тем, как укладывать следующий. В противном случае необходимый коэффициент уплотнения асфальта не будет достигнут.

Перед тем, как приступить к уплотнению полотна катками, необходимо выполнить предварительную укатку. Данную функцию выполняет асфальтоукладчик, в то же время, когда наносит асфальтовую смесь на основание. За счет этого последующая укатка катками будет более эффективна, а сам процесс уплотнения займет меньше времени.

Если не выполнить предварительную трамбовку полотна, дорожный каток может нарушить геометрию покрытия и деформировать материал. Это приведет к серьезному повреждению дорожного покрытия на завершающей стадии строительства.

Соблюдение технологии укладки асфальта

Если нарушить технологию укладки асфальта, то даже при укатке тяжелыми дорожными катками плотность покрытия будет снижена, и коэффициент уплотнения асфальта окажется ниже нормы.

При асфальтировании автомобильных дорог на территории нашей страны чаще всего используется горячий асфальтобетон. Он обладает достаточно высокими эксплуатационными характеристиками, а также приемлемой стоимостью.

Однако такой тип асфальта имеет требования, которые должны быть соблюдены при укладке, чтобы обеспечить высокое качество и коэффициент уплотнения асфальта:

Температура смеси должна быть 110-130°C;
Температура воздуха не менее +5°C;

При более низких температурах смесь теряет часть своих свойств, так как в ее составе присутствует вязкий битум, которому для выполнения своих функций нужна высокая температура.

Если уложить горячую асфальтовую смеси, не разогрев ее до нужной температуры или же производить укладку при температуре ниже +5°C, даже после тщательной укатки покрытия тяжелыми катками коэффициент уплотнения асфальта не будет соответствовать требованиям ГОСТ.

В данном случае важно начать трамбовку свежего покрытия как можно быстрее, чтобы смесь не успела остыть. При высокой температуре битум действует как смазка, позволяя катку свободнее и быстрее передвигаться. Укатка горячего асфальта, как правило, заканчивается в момент остывания смеси до 80°C.

Как состав влияет на уплотнение

Также стоит обратить внимание на состав асфальтобетона. Некоторые материалы, используемые при производстве асфальта, отличаются повышенной твердостью. Такой асфальтобетон применяется при строительстве дорог, на которые будет оказываться серьезное и интенсивное давление.

Например, по федеральной трассе постоянно двигается большегрузный транспорт, поэтому дорожное полотно должно иметь повышенную прочность. Для этих целей используется щебеночно-мастичный асфальтобетон, в чей состав входят твердые горные породы.

Чтобы коэффициент уплотнения асфальта в данном случае был достаточно высоким, на процесс укатки покрытия нужно потратить больше времени. Также обязательно использование тяжелой дорожной техники.

Какая спецтехника и оборудование используется для уплотнения асфальта

Чтобы обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта, необходимо использовать специальную дорожную технику и оборудование. В зависимости от ситуации подбирается наиболее подходящая под конкретный случай техника. Если неправильно выбрать каток для укатки асфальта, то можно получить недостаточно плотное покрытие или же деформировать свежее полотно.

Катки можно классифицировать по нескольким направлениям:

Способ передвижения;
Масса;
Тип вальцов;
Число вальцов;
Способ воздействия на покрытие;

Катки по способу передвижения

Тип катков	Описание
Прицепные	Не имеют двигателя, поэтому передвигаются за счет тягача, чаще всего с помощью тракторов. На сегодняшний день практически не встречаются.
Самоходные	Имеют двигатель, передвигаются полностью самостоятельно. Отличаются более высокой скоростью, маневренностью и удобством.

Катки по размеру и массе

Тип катков	Назначение
Легкие – до 6 тонн	Укатка тротуаров, площадок и других площадей, на которые не будет оказываться серьезной нагрузки. Также подходят для предварительной укатки.
Средние – от 6 до 10 тонн	Большинство дорог укатываются именно такой категорией катков.
Тяжелые – более 10 тонн	Используются для укатки дорог, а также для трамбовки щебеночного слоя при устройстве основания.

Катки по виду вальцов

Вальцы – рабочие элементы дорожного катка, которые непосредственно контактируют с полотном, а также часто выступают в роли колес.

Вальцы	Назначение	Описание
Гладкие	Уплотнение асфальта	Гладкие цилиндры из металла
Пневматические	Уплотнение асфальта	Несколько пневматических колес
Сегментные	Уплотнение асфальта	Гладкие цилиндры из металла с сегментами на ободе
Кулачковые	Укатка грунта	Цилиндрические вальцы с множеством выступов
Компакторные	Укатка грунта	Более узкие цилиндрические вальцы с меньшим числом выступов
Решетчатые	Укатка грунта	Гладкие вальцы, на которых расположена металлическая решетка

Также существуют катки со «специальными» вальцами. Такие варианты очень редкие, так как делаются только под заказ, и под конкретные задачи. Предусматривают комбинацию нескольких видов вальцов.

Катки по числу вальцов

1. Одновальцовые – валец располагается только с одной стороны. Другая сторона снабжена колесами.
2. Двухвальцовые – вальцы расположены с обеих сторон. Один или оба могут быть ведущими.
3. Трехвальцовые – имеют три вальца.

Катки по методу уплотнения

Способ уплотнения	Описание
Статическое уплотнение	Укатывает асфальт за счет собственного веса.
Вибрационное уплотнение	Помимо статической укатки, оказывают вибрационное воздействие вальцами. Современный и эффективный способ уплотнения.

Правильный выбор дорожного катка позволяет обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта за короткий период. При этом для уплотнения небольших площадей может использоваться специальное оборудование, когда задействование катка невозможно или неоправданно.

К данному оборудованию можно отнести трамбовки, виброплиты, а также ручные катки. Обратите внимание, что уплотнение небольших участков малогабаритным оборудованием должно идти по спирали – от краев к центру. Когда инструмент перестанет оставлять следы на асфальтобетоне, можно завершать трамбовку.

Какой асфальт не требует уплотнения

На данный момент можно выделить 3 основных вида асфальтобетона, которые используются в России – это горячий, холодный и литой асфальт. Данные разновидности АБ обладают различными эксплуатационными характеристиками и физико-механическими свойствами, а также имею немного разное назначение.

Краткое сравнение разновидностей асфальтобетона

Тип	Качество	Основное назначение	Потребность в уплотнении
Горячий асфальт	Высокое	Строительство и ремонт дорог	Есть
Холодный асфальт	Среднее	Ямочный ремонт дорог	Есть
Литой асфальт	Очень высокое	Строительство и ремонт дорог	Отсутствует

Горячие смеси могут иметь достаточный коэффициент уплотнения асфальта только при хорошей укатке и учете остальных параметров, влияющих на качество.

Холодные смеси имеют более низкие характеристики, уступая горячему АБ. Даже после хорошего уплотнения качество такого покрытия будет недостаточным. По этой причине холодный асфальт не используется при строительстве дорог, однако хорошо подходит для быстрого ямочного ремонта.

Литые смеси асфальтобетона обладают более высокими эксплуатационными характеристиками, чем холодные и горячие составы. Отличительная особенность литого асфальта заключается в его жидкой консистенции, а также особой технологии укладки.

Жидкая структура позволяет без труда распределять литой АБ по необходимой площади, нивелируя любые неровности или мелкие трещины. Преимущество данного асфальтобетона заключается в отсутствии необходимости как-либо уплотнять материал. Коэффициент уплотнения асфальта такого типа по умолчанию будет достаточно высоким.

После остывания покрытие самостоятельно набирает высокую плотность и прочность, а также остается гладким и ровным. Кроме того, литой асфальт практически не пропускает влагу, имеет длительный срок службы и высокую сопротивляемость износу.

В России материал используется не столь часто, так как его стоимость значительно выше, чем цена того же горячего асфальтобетона. Официальных норм по величине коэффициентов также нет.

Выводы

Коэффициент уплотнения асфальта позволяет определить качество асфальтобетона, а также понять, достаточно ли было уплотнено покрытие при укладке. Определение данного коэффициента проводится в лабораторных условиях, а размер и вес образцов, как и другие нюансы, регламентирован.

Коэффициент уплотнения асфальта рассчитывается после завершения работ по асфальтированию, чтобы получить разрешение на ввод дороги в эксплуатацию.

Если по результатам определения плотности будут получены значения, соответствующие требованиям ГОСТ, то это будет означать достаточное качество дорожного полотна. Если же плотность образцов будет ниже нормы, дорогу нельзя будет ввести в эксплуатацию.

Чтобы обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта, необходимо соблюдать общую технологию асфальтирования, технологию укатки асфальтобетона, а также учитывать разновидность асфальтовой смеси и ее состав. Качественное уплотнение дорожного покрытия очень важно, так как напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и другие физико-механические свойства полотна.

В дорожном строительстве для трамбовки свежего асфальтобетона используется спецтехника, представленная различными видами дорожных катков. Каждый из катков больше подходит для определенных ситуаций, исходя из своих параметров.

Если в использовании крупной техники нет потребности или же это невозможно сделать, уплотнение покрытия можно осуществить с помощью виброплит и трамбовок.

Еще одним вариантом является использование литого асфальта, который не требует никакого уплотнения при укладке. При этом коэффициент уплотнения асфальта в данном случае гарантированно будет высоким, как и стоимость материала, ограничивающая его широкое использование.

Асфальтовые бетоны и растворы

Асфальтовым бетоном называют искусственный каменный материал, полученный при твердении рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси, состоящей из крупного и мелкого заполнителей, битума и минерального порошка. В отличие от бетона, асфальтовый раствор не содержит крупного заполнителя. Смесь, состоящая из битума и минерального порошка, называется асфальтовым вяжущим веществом.
В зависимости от температуры приготовления и укладки асфальтовые бетоны подразделяются на три типа.
1. Горячие приготавливают на вязких битумах при температуре (120-160) °C, укладывают при температуре не ниже 100 °С;
2. Тёплые приготавливают на вязких или жидких битумах при температуре (80-130) °C, укладывают при температуре (70-80) °C;
3. Холодные получают на жидких битумах или битумных эмульсиях, кладывают при температуре не ниже +5 °C.
По наибольшей крупности заполнителя различают асфальтовые бетоны крупнозернистые (до 40 мм), среднезернистые (до 20 мм), мелкозернистые (до 15 мм) и песчаные (до 5 мм).
Асфальтовые бетоны применяют при устройстве дорожных и аэродромных покрытий, а также для гидроизоляции.
Заполнители для асфальтобетона изготавливают из прочных, морозостойких горных пород. Зерновой состав заполнителей подбирают с учетом образования плотного каркаса, с минимальным объемом межзерновых пустот, что позволяет сократить расход битума и минерального порошка.
Минеральный порошок приготавливают помолом известняков, доломитов, а также отходов - доменных шлаков и др. Минеральный порошок позволяет сократить расход битума в асфальтобетоне. Содержание битума в асфальтовом бетоне изменяется в пределах от 4 до 9 % массы, а в растворе от 9 до 11 %. При смешивании с битумом на поверхности зерен минерального порошка образуются тонкие (3-5 мкм) оболочки битума с повышенной плотностью, при этом часть масел, содержащихся в битуме, поглощается системой открытых пор минерального порошка. Минеральный порошок повышает вязкость битума и теплоустойчивость асфальтовых бетонов, его содержание изменяется в пределах от 55 до 70 % массы битума (10-15 % массы асфальтобетона).

Асфальтобетонные смеси приготавливают на стационарных или передвижных асфальтобетонных заводах (АБЗ) (А.66, А.67). Основной агрегат АБЗ - асфальтобетоносмесители периодического или непрерывного действия, в которых производится перемешивание предварительно высушенных, нагретых до необходимой температуры и от-дозированных компонентов асфальтобетонной смеси. Транспортировка смеси к месту укладки и уплотнения производится автотранспортом, укладка - асфальтоукладчиками.
Уплотнение асфальтобетонных смесей осуществляется моторными катками массой от 5 до 20 т (рис. А.68, А.69). Прочность асфальтового бетона при сжатии зависит от температуры.
Коэффициент размягчения асфальтового бетона должен быть не менее 0,60-0,85, его пористость после укладки и уплотнения должна изменяться в пределах от 2,5 до 4,5 %.

Холодный асфальтовый бетон приготавливают на жидких битумах или эмульсиях. Его можно укладывать на влажное основание и вести работы при отрицательных температурах. Холодную асфальтобетонную смесь распределяют на заранее подготовленном основании. Плотность и прочность асфальтобетона повышаются постепенно при эксплуатации дороги. Твердение холодного асфальтового бетона обусловлено испарением летучих составляющих жидкого битума или распадом эмульсии.

Читайте также: