Предел прочности при сжатии асфальтобетона

Прочность асфальта – это одна из его важнейших механических характеристик. Она показывает, какую нагрузку может выдержать материал при р азного рода воздействиях. Это свойство обязательно учитывается при проектировании дорожного покрытия.

В этой статье мы рассмотрим такие вопросы:

• От чего зависит прочность асфальта
• Как асфальт набирает прочность
• Для чего нужно знать прочность асфальта
• Как определяется прочность асфальта
• Как нормируется прочность асфальта
• Как можно улучшить прочность асфальта

Давайте остановимся на каждом из них подробнее.

От чего зависит прочность асфальта

Асфальтобетон – это сложный материал, в состав которого входят как неорганические компоненты (щебень, песок, минеральный порошок), так и органические (битум). Все они имеют свои физико-механические свойства и определяют качество готового композита.

В первую очередь на прочность дорожного покрытия влияют такие факторы:

Прочность минеральных компонентовЗдесь речь главным образом идет о щебне, хотя и у мелких заполнителей – отсева и песка – тоже есть свои ограничения в этом плане. Но именно крупные зерна формируют тот жесткий каркас асфальта, который принимает на себя нагрузки от движущегося транспорта. Поэтому, например, для покрытия автомагистрали возьмут асфальтобетонную смесь (АБС) на основе щебня из гранита, диорита или других прочных пород. А для тротуара или пешеходной дорожки сгодится и материал на мраморном или известняковом щебне. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье Щебень для асфальта.

Свойства вяжущегоДля производства прочных асфальтобетонов обычно берут более вязкие битумы – такие, которые дольше сохраняют свою твердость при нагревании. Однако нужно отметить, что такие материалы обычно плохо переносят низкие температуры: они становятся хрупкими и ломкими. Эта проблема обычно решается внесением полимерных добавок.

Внутреннее сцепление смесиОно характеризует то, насколько прочные связи существуют между компонентами смеси: битумом и наполнителем, а также частицами наполнителя. Эта адгезия зависит как от физических (форма и окатанность зерен), так и химических свойств материалов. Так, например, битум слабо сцепляется с щебнем и отсевом из кислых пород – гранита и кварца. Поэтому они требуют добавления специальных адгезионных присадок.

Плотность и пористостьМежду зернами наполнителя в покрытии остаются воздушные пустоты. В зависимости от их размера и количества асфальты делят на плотные и пористые. Вторые имеют более низкие значения прочности, а также быстрее разрушаются под действием воды, льда и противогололедных реагентов.

ТемператураФизико-механические свойства асфальтобетона зависят от его температуры. Это обусловлено тем, что вяжущее в его составе размягчается при нагревании. В сильную жару асфальтовое покрытие становится пластичнее и начинает деформироваться под колесами машин. Поэтому при обустройстве дорог с высокой нагрузкой часто используют материал на модифицированном битуме.

Теперь вы имеете представление о том, из чего складывается такая важная характеристика покрытия как прочность. Но необходимо отметить, что максимальных показателей асфальтобетон достигает только после качественного уплотнения. В продолжении статьи мы поговорим о том, как это происходит.

Как асфальт набирает прочность

Говорят, что по асфальтовому покрытию можно ходить и ездить чуть ли не сразу после укладки. Этим он выгодно отличается от бетона , который затвердевает в течение 28 дней – то есть почти месяц. Правда ли это? Давайте разберемся.

Выделяются три основных вида асфальтобетонных смесей:

• Горячие
• Холодные
• Литые

Каждая разновидность затвердевает и набирает прочность немного по-разному.

Горячий асфальт

Это, пожалуй, самый распространенный вид асфальтобетона. Он используется как в капитальном дорожном строительстве, так и для благоустройства городских и частных территорий.

Горячий асфальт набирает прочность в три этапа:

1. Уплотнение катками или виброплитамиОно начинается сразу после укладки АБС на подготовленный участок. При этом зерна наполнителя подгоняются друг к другу, а воздушные пустоты между ними заполняются асфальтовяжущим веществом – смесью битума и минерального порошка. Покрытие доводится до проектной плотности. Только при таком условии оно будет действительно прочным и долговечным. Подробнее о технологии уплотнения вы можете прочитать в статье Уплотнение асфальта – как и чем уплотнить асфальт.
2. Остывание и затвердевание смесиПо мере понижения температуры битум теряет свою пластичность, становится твердым. В толще покрытия происходят сложные физико-химические процессы, которые сопровождают образование его прочной структуры. Они могут занимать от нескольких часов до нескольких дней.
3. Доуплотнение в ходе эксплуатации Нагрузки от автотранспорта сильно отличаются от уплотнения катком. Поэтому в первые недели или даже месяцы после укладки дорожное покрытие продолжает деформироваться под колесами машин. Если оно было уложено по всем правилам, то такой процесс его только закалит и упрочнит. А вот если асфальт плохо укатали , то на этом этапе он начнет расползаться и «плыть».

Как видите, это процесс почти такой же долгий, как затвердевание бетона. Разница в том, что бетон для набора прочности нужно оставить в покое, а асфальтовое покрытие уже через считанные дни можно использовать без ограничений.

В таблице ниже вы найдете ответ на вопрос, в какое время можно начинать ходить и ездить по горячему асфальту:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Заметим, что эти цифры носят ориентировочный характер. Свойства асфальтобетона сильно зависят от его температуры. Если на улице стоит жара, то покрытию понадобится гораздо больше времени, чтобы затвердеть. В таком случае его лучше не трогать все 3 дня.

Возможно, вам также будет интересна наша статья по теме – Технология укладки горячего асфальта.

Холодный асфальт

В отличие от горячих смесей, эту разновидность не нужно разогревать перед использованием. Она может укладываться при низких температурах (до -5°С) и не требует применения тяжелых катков. Холодный асфальт часто применяется для срочного ямочного ремонта, обустройства пешеходных дорожек и покрытий на придомовом участке.

Все эти свойства обусловлены тем, что такие смеси производятся с использованием жидких вяжущих. Они получаются путем разжижения вязкого битума различными растворителями – керосином , бензином, жидкими нефтепродуктами и так далее.

Холодный асфальт набирает прочность за счет постепенного испарения этих растворителей, которое приводит к затвердеванию битума. Этот процесс достаточно долгий и занимает 20-30 суток. Только через месяц покрытие в полной мере стабилизируется и будет демонстрировать свои физико-механические свойства. А вот ходить и ездить по нему можно сразу же после укладки и трамбовки. Как и в случае с горячим асфальтом, холодный доупрочняется в ходе эксплуатации.

Возможно, вам также будет интересна наша статья по теме – Технология укладки холодного асфальта.

Литой асфальт

Это особенный вид материала, который характеризуется повышенным содержанием асфальтовяжущего. Если горячий и холодный асфальт – это рассыпчатая щебеночно-песчаная масса, хорошо смазанная битумом, то литой – это пластичная и текучая смесь. Она не требует ни разравнивания, ни уплотнения.

Набор прочности литого асфальта также обусловлен затвердением битума. Разница состоит в том, что у него нет такого жесткого каркаса из щебенки, какой бывает у обычных горячих смесей. Это значит, что в период застывания он более пластичен и легко деформируется. Так что по литому покрытию лучше совсем не ездить в течение 2-3 дней после укладки.

Испытание асфальтобетона согласно ГОСТ 12801-84

Широкое применение асфальтобетона в строительной индустрии России развернулось в конце девятнадцатого века. Благодаря высокопрочному качеству, асфальт используется для укладки дорог и покрытий полов в технических помещениях. В испытание асфальтобетона ежегодно вносятся поправки, которые улучшают качество производимой смеси.

Для чего нужно знать прочность асфальта

Этот показатель имеет самое что ни на есть практическое значение. На его основании подбираются составы АБС для конкретных задач. Например, для прокладки нагруженной автомагистрали нужен прочный асфальт с жестким каркасом и минимальным содержанием пор. А если речь о пешеходной дорожке или площадке у частного дома, то можно сэкономить и взять материал с характеристиками похуже.

Также значение прочности используется для определения других свойств асфальта и АБС:

• Однородности
• Водостойкости
• Морозостойкости
• Сдвигоустойчивости

Давайте поговорим о них немного подробнее.

Однородность

Это технологическое свойство АБС, которое показывает, насколько равномерно перемешаны компоненты смеси. От него напрямую зависит качество укладки асфальта. Неоднородный материал невозможно качественно уплотнить, в нем образуются слабые участки – места с пониженными значениями прочности и водостойкости. Такое дорожное покрытие быстро покрывается ямами и требует частого ремонта.

Однородность горячих смесей оценивается статистически. Для этого смотрят, насколько сильно расходятся значения прочности у нескольких проб одного и того же материала – то есть высчитывают коэффициент вариации.

Больше узнать об этом свойстве вы можете на странице Однородность асфальта.

Водостойкость

Она характеризует способность асфальтобетона сопротивляться разрушению водой. Агрессивное действие влаги заключается в том, что она проникает под битумные пленки на зернах наполнителя и сдирает их, разрушая структурные связи в покрытии.

Водостойкость высчитывается как отношение прочностей асфальта в двух состояниях: сухом и водонасыщенном.

Больше узнать об этом свойстве вы можете на странице Водостойкость асфальта.

Морозостойкость

Под нею понимают способность асфальтобетона переносить циклы заморозки и оттаивания. Опасность таких температурных колебаний заключается в том, что вода, скопившаяся в порах покрытия , при замерзании расширяется и давит на него изнутри.

Для определения морозостойкости образцы асфальта напитывают влагой, несколько раз замораживают и отогревают, а затем замеряют, насколько уменьшилась его прочность при сжатии.

Больше узнать об этом свойстве вы можете на странице Морозостойкость асфальта.

Сдвигоустойчивость

Данная характеристика показывает, насколько легко асфальт деформируется под колесами машин при высоких температурах – например, в летнюю жару. Чем она выше, тем лучше покрытие сохраняет свою жесткость.

Сдвигоустойчивость описывается двумя показателями: коэффициентом внутреннего трения и сцеплением при сдвиге. Для расчета последнего используется значение предела прочности при сжатии при температуре 50°С.

Больше узнать об этом свойстве вы можете на странице Сдвигоустойчивость асфальта.

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим, какие показатели используются для описания прочности асфальтобетона и как они измеряются.

Водонасыщение асфальтобетона: от чего зависит и на что влияет

Водонасыщение — это одно из свойств любого материала. Его показатель формируется на основе способности к заполнению пор и трещин жидкостью. Водонасыщение для асфальтобетона зависит от его пористости. Величина увеличивается в случае недостаточного уплотнения. Показатель будет нормальным, если в точности следовать технологии производства. С полученного асфальта берется несколько образцов. Они исследуются посредством специальной методики.
Водонасыщение асфальтобетона ГОСТ 9128-2009 определяется в лабораторных условиях. Для этого предварительно производится забор материала с различных участков поверхности. В выбранном режиме поверхность заливается водой. Лаборант замеряет количество, которое будет поглощено структурой. Дополнительно выполняется замораживание. Низкие температуры негативно влияют на слой асфальта. При наличии трещин заметно увеличивается их объем.

Избежать ситуации можно при дополнительном уплотнении материала.

Особенности термина

Для нормальной эксплуатации асфальта недопустимо повышенное водонасыщение. При отклонении в показателе невозможно заметить негативные изменения плоскости в летнее время. Правильно поставить оценку смогут только специалисты после проведения исследования. Повышенное водонасыщение наблюдается, если на поверхности невооруженным глазом можно обнаружить большое количество пор. На фоне этого наблюдается также скорое выкрашивание щебня из поверхности.

Повышенный показатель в несколько раз снижает морозостойкость асфальта. Покрытие испортиться при наступлении холодов и морозов. Если вода ранее успела попасть в поверхность, то она начинает расширяться. Увеличение объема приводит к ухудшению технических характеристик и целостности. Законы физики приводят к тому, что лед начинает ломать асфальт изнутри. Поверхность рвется от давления, созданного жидкостью внутри. Покрытие начинает прогрессивно разрушаться, поэтому дальнейшее использование считается нецелесообразным.

Покрытие из асфальтобетона страдает из-за длительного увлажнения. Наблюдается выкрашивание минеральных зерен. Оно быстро изнашивается, поэтому появляются выбоины. Водостойкость напрямую зависит от плотности и образования устойчивых связей между отдельными компонентами. Благодаря этому удается добиться необходимого уровня адгезии. Если водонасыщение асфальтобетона ниже нормы, то со временем можно наблюдать диффузию жидкости. Она проникает под битумную пленку и уничтожает связи. Минеральные материалы имеют положительный потенциал. Свойство позволяет препятствовать устранению битумной пленки.

Жидкость имеет свойства проникать в трещины материала. Ситуация приводит к понижению прочности веществ. Трещины ослабляют свойства структуры. Они начинают заметно увеличиваться в размере. Асфальтобетон теряет свои первоначальные свойства прочности. Жидкости также свойственна диффузия — проникновение воды внутрь материала и застаивание. Это приводит к расклинивающему эффекту. Структура намокает, а затем высыхает. Попеременное действие приводит к увеличению пористости до 7%. При этом размер зерна заметно уменьшается, а в порах начинает скапливаться большее количество жидкости.

Крупнозернистый бетон имеет много открытых пор. Для мелкозернистого их количество составляет от 30 до 40% от общей массы. Водонасыщение вычисляется после анализа набухания и вычисления коэффициента водостойкости. Показатель должен быть больше 0,9. Только при длительном водонасыщении его можно снизить до 0,8.

Морозостойкость напрямую зависит от количества открытых пор. Во внимание также следует брать созданные связи между битумом и минеральными веществами. Они страдают весной и осенью. В этот период наблюдается поочередное замерзание и размерзание. На фоне этого формируются трещины, которые увеличивается при каждом цикле.

Морозостойкость принято выражать в качестве коэффициента. Он увеличивается в каждом цикле, поэтому страдает прочность сформированной поверхности. Показатель ниже у гранита, но выше у известняка. Асфальтобетон выдерживает больше циклов только при правильной технологии формирования. Иначе разрушение можно будет наблюдать в первом сезоне. Поверхность такого образца не получиться эксплуатировать в течение долгого периода времени.

Асфальтобетон: характеристики и свойства

Асфальтобетон является неоднородным материалом, причем его свойства определяются не только параметрами составляющих, но и методикой приготовления, температурными показателями, способом укладывания и воздушного охлаждения. Чтобы оценить свойства асфальта, применяются лабораторные исследования. Рассмотрим основные свойства асфальта, технические и эксплуатационные, от которых зависит его использование.

Плотность

Плотность можно вычислить или выяснить экспериментально, используя опытные образцы, получаемые из проверяемой смеси в условиях лаборатории. Пробы могут быть отобраны из смесителя при подготовке асфальта, а также из уложенного покрытия дороги (керны). Достаточно просто определить среднюю плотность, по которой может быть вычислена средняя пористость и плотность твердой составляющей:

• производится взвешивание проб на воздухе;
• пробы опускаются в воду при 20оС, где находятся 30 минут для пропитывания водой, взвешиваются в воде;
• пробы вынимают из воды, вытирают тканью и повторяют взвешивание в воздушной среде.

В результате измерений могут быть получены два показателя плотности:

• Плотность остова, в качестве которого выступает минеральная составляющая асфальта, причем учитывается наличие пор. Это показатель применяется в некоторых расчетах. Он вычисляется по замеренной средней плотности с учетом состава смеси – сколько в нем имеется минеральных компонентов и сколько используется битума.
• Истинная плотность асфальта, в которой объем пор не учитывается. Данный показатель определяют по плотности отдельных составляющих смеси или замеряют экспериментальным путем. Если исследуется керн, истинная плотность устанавливается опытным методом.

Пористость

Этот показатель определяется объемом пор. Его можно вычислить по показателям истинной и средней плотности. В условиях лаборатории используется также опытная методика:

1. пробы взвешиваются в воздухе, а также в H2O;
2. помещенные в 20-градусную воду пробы отправляют в вакуумную установку;
3. устанавливается давление в 2000 атм и удерживается целый час для асфальта горячего и теплого типов и полчаса – для асфальта холодного;
4. 30 минут поддерживается давление 94250-104150;
5. производится взвешивание в воде и на воздухе.

Методы определения прочности асфальта

Асфальтобетон в ходе своей эксплуатации подвергается самому разнообразному воздействию. Ведь машины на дорожном покрытии не только стоят неподвижно, но и ездят, разгоняются, тормозят, круто разворачиваются. Все это – разная по степени и направленности нагрузка. Именно поэтому для асфальта определяются разные виды прочности.

В нормативных документах устанавливаются такие методы испытаний:

• Предел прочности при сжатии
• Предел прочности на растяжение при расколе
• Предел прочности на растяжение при изгибе
• Усталостная прочность при многократном изгибе

Давайте разберемся, чем они отличаются друг от друга.

Предел прочности при сжатии

Он показывает, какое максимальное давление может выдержать материал при вертикальном сжатии. Например, когда на покрытии стоит или по нему едет тяжелый транспорт.

Это самый распространенный показатель, который нормируется в ГОСТ 9128-2013.

Он обязательно указывается в сертификате качества на асфальт:

• Для горячих смесей – при температуре 50°С и 20°С
• Для холодных смесей – при температуре 20°С, в сухом и водонасыщенном состоянии

Это обусловлено тем, что прочность материала, как мы уже отмечали, зависит от его температуры.

Испытание начинается с подготовки цилиндрических образцов – проб свежеприготовленной смеси или вырубок из уложенного покрытия. При этом первые уплотняются в лабораторном прессе , а вторые очищаются от пыли и мусора, промываются и высушиваются.

Перед началом измерений асфальт доводится до нужной температуры в термостате.

Прочность на сжатие определяют так:

1. Образец нужной температуры ставят вертикально на нижнюю плиту гидравлического пресса. Верхнюю плиту устанавливают так, чтобы между ней и верхним краем образца оставалось еще 1,5-2 мм.
2. Пробу асфальта начинают нагружать со скоростью движения плиты пресса 3 мм/мин. Фиксируют давление, при котором образец начинает разрушаться.
3. Предел прочности при сжатии Rсж вычисляют по формуле:

Таким же образом определяется прочность асфальта, напитанного влагой. Для этого берутся образцы, прошедшие испытание на водонасыщение. Подробнее об этой процедуре вы можете прочитать в статье Водонасыщение асфальта.

Предел прочности на растяжение при расколе

Это испытание показывает, какая нагрузка требуется для раскалывания образца асфальта по образующей. Показатель замеряется при температуре 0°С и используется для оценки такого свойства материала как трещиностойкость.

Процедура испытания аналогична описанной выше.

Отличаются только два момента:

• Цилиндрический образец устанавливается на нижнюю плиту пресса не вертикально, а горизонтально
• Верхняя плита движется быстрее – со скоростью 50 мм/мин

Как и при сжатии, фиксируют максимальную нагрузку, которую может выдержать образец.

Предел прочности на растяжение при расколе Rр вычисляют по формуле:

Обычно этот показатель в 6-8 раз меньше предела прочности при сжатии.

Предел прочности на растяжение при изгибе

Эта характеристика показывает, какую нагрузку может выдержать асфальт при изгибании, не ломаясь. В общем ГОСТе на асфальтобетон она пока не нормируется.

Для проведения испытания из проб асфальтобетонной смеси формируют плотные параллелепипеды.

Процедура выглядит следующим образом:

1. Образец асфальта горизонтально устанавливают на две опоры , которые располагаются у его краев. Сверху на образец посередине кладут металлический стержень диаметром 10 мм.
2. Опускают верхнюю плиту пресса и начинают нагружать образец со скоростью 3 мм/мин. При этом давление концентрируется в области под стержнем – образец прогибается посередине.
3. Фиксируют максимальную нагрузку, под которой асфальт начинает разрушаться.
4. Предел прочности на растяжение при изгибе Rизг вычисляется по формуле:

В этом же испытании фиксируют и определяют другие показатели:

• Величину прогиба
• Предельную относительную деформацию
• Модуль деформации

Они используются для характеристики деформативных свойств материала. Подробнее о них вы можете прочитать на странице Деформативность асфальта.

Усталостная прочность при многократном изгибе

Описанные выше характеристики показывают, насколько хорошо материал выдерживает статическое давление. Но это не совсем объективные показатели. Ведь в реальности нагрузка на дорожное покрытие – циклическая. Она то возрастает (например, в часы пик), то снижается.

Что происходит с материалом в это время? В его толще появляются крохотные трещины. На первых порах они никак себя не проявляют. Но со временем эти микроповреждения накапливаются, разрастаются и объединяются. В какой-то момент асфальт больше не выдерживает и разрушается.

Такой процесс называют усталостью материала. А способность сопротивляться ему – усталостной прочностью или выносливостью. Процедуру ее определения для асфальтобетона вывели сравнительно недавно.

Суть ее заключается в том, что на образец в форме плиты – уплотненный в лаборатории или вырезанный из покрытия – прикладывают циклическую нагрузку и смотрят, как изменяется его прочность с увеличением числа циклов. Эту зависимость изображают в виде графика.

Если вас интересуют конкретные инструкции к проведению испытания и формулы расчетов, вы можете найти их в ГОСТ Р 58401.11-2019.

Требования к прочности асфальта

Из всех перечисленных выше показателей в ГОСТ 9128-2013 нормируются два: предел прочности при сжатии и предел прочности на растяжение при расколе. Последний используется для характеристики трещиностойкости.

Ниже мы рассмотрим, какие допустимые значения приводятся в документе. Но сначала давайте вспомним две классификации асфальта: по остаточной пористости и качеству.

По пористости материалы делятся на:

• Высокоплотные (остаточная пористость от 1% до 2,5%)
• Плотные (от 2,5% до 5%)
• Пористые (от 5% до 10%)
• Высокопористые (от 10% до 18%)

Как мы уже отмечали, с увеличением пористости – содержания воздушных пустот – падает прочность дорожного покрытия.

По качеству асфальтобетоны делятся на три марки:

• Марка I
• Марка II
• Марка III

Об этих и других классификациях вы можете подробнее прочитать в статье Виды асфальта.

Минимально допустимые значения прочности варьируются в зависимости от этих двух характеристик. Например, высокоплотный асфальт марки I считается материалом высшего качества. Он используется при прокладке сильнонагруженных трасс и магистралей, покрытий на мостах и путепроводах. Естественно, требования к нему будут жесткие. А вот для пористых асфальтобетонов, которые обычно берут на тротуары, высокая прочность не так принципиальна.

Для горячих асфальтобетонных смесей ГОСТ устанавливает такие нормы:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Для холодных смесей показатели приводятся ниже. Это связано с тем, что они в капитальном дорожном строительстве не применяются. Такой асфальт берут либо для срочного ремонта ям, либо для укладки тротуаров и пешеходных дорожек.

Требования к нему такие:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Остальные показатели не нормируются в общем ГОСТе, но могут учитываться в более специфичных рекомендациях и инструкциях.

В заключительном разделе статьи мы поговорим о том , как при производстве асфальтобетонных смесей улучшаются их прочностные свойства.

Асфальтобетон: характеристики и свойства

Асфальтобетон является неоднородным материалом, причем его свойства определяются не только параметрами составляющих, но и методикой приготовления, температурными показателями, способом укладывания и воздушного охлаждения. Чтобы оценить свойства асфальта, применяются лабораторные исследования. Рассмотрим основные свойства асфальта, технические и эксплуатационные, от которых зависит его использование.

Продолжительность эксплуатации

Время службы покрытия автодороги определяется значительным числом факторов, в которые входят не только показатели самого асфальтобетона, но и многочисленные факторы внешнего происхождения – активность движения по дороге, состояние грунта под полотном и другие. В зависимости от предназначения долговечность покрытия может достигать 10-20 лет.

Водостойкость

Если вода оказывает на покрытие длительное воздействие, структурные контакты между минеральными частицами могут оказаться нарушены, начнут выкрашиваться, а покрытие начнет разрушаться. Если дорога смачивается и высыхает периодически, это ускоряет разрушение полотна.

Водостойкость асфальта рассматривают как соотношение прочностных характеристик образца сухого и пропитанного водой. Спустя две недели насыщения водой показатель должен быть равен 0,8. Самые хорошие показатели водостойкости имеют асфальты, обладающие минимальной пористостью.

Морозостойкость

Способность асфальта выдерживать мороз непосредственно увязана с количеством открытых пор. Если в них попадает и замерзает вода, асфальт начинает растрескиваться. Морозостойкость определяется коэффициентом, отражающим понижение прочности на растяжение при проведении заданного количества циклов замораживания с последующим размораживанием образцов. Важное значение при этом имеет контакт минерального заполнителя с битумом.

Связь щебня из гранита с битумом осуществляется на физическом уровне, поэтому морозостойкость асфальта на основе гранита невелика. А вот щебень из известняка входит с битумом в химическую реакцию, обеспечивая повышенную морозостойкость асфальта.

Износостойкость

Данный параметр зависит от трения, создаваемого при перемещении по покрытию автомобильных колес. Износ происходит вследствие выпадения отдельных частиц содержащегося в асфальте песка или щебня. В этом отношении гранитный щебень в асфальте проявляет лучшие свойства, чем известняковый. Практически износ асфальта около 0,3 -1,0 миллиметра в год.

Технические показатели

Структурные связи асфальта являются обратимыми. То есть он способен проявить различные качества при различной температуре и при изменении нагрузки. Асфальт может находиться в трех состояниях:

• упруго-хрупком, напоминающем цемент, когда прослойки битума фиксируют минеральную структуру асфальта;
• упруго-пластичном, когда битумные прослойки, связывающие зерна, обладают эластичностью и упругостью;
• вязко-пластичном, когда соединяющий минеральные элементы битум находится в полужидком состоянии и деформируется под нагрузкой.

Важнее всего, насколько асфальт, находящийся во всех трех состояниях, способен сохранять свои свойства.

Общие свойства асфальта

Прочность – самый важный показатель асфальтобетона. Ее отлично отражают физико-механические показатели, описанные ниже:

1. Деформативность, измеренная в сравнении с эталоном способность деформироваться при изгибе и растяжении. Нормальным можно считать относительное удлинение на 0,004–0,008 (при 0оС) и 0,001–0,002 при +20оС.
2. Ползучесть, под которой понимают малозаметную деформацию, происходящую в течение долгого времени. При испытаниях непрерывная нагрузка прикладывается к образцу.
3. Релаксация – свойство асфальта, состоящего из частей, пребывающих в различных агрегатных состояниях, изменять свою структуру под нагрузкой, вследствие чего ее влияние на материал уменьшается. При нагревании способность к релаксации повышается, а при снижении ее – уменьшается. Интенсивностью понижения напряжения определяется устойчивость асфальтобетона к деформации.
4. Шероховатость – серьезный показатель асфальтобетона, от которого зависит сцепляемость с поверхностью автомобильных колес. Оценкой служит коэффициент сопротивления скольжению. Этот показатель зависит от влажности: сухое покрытие наиболее шершаво, и коэффициент скольжения равен 0,7 – 0,9. На мокром сопротивление снижается и достигает 0,5 – 0,7. Если показатель снижается до 0,4 и ниже, это является недопустимым, поскольку дорога перестает удовлетворять условиям безопасности.

Специальные свойства асфальта

Параметры асфальтобетонных смесей все время изучаются. Они могут быть различными для разных видов асфальта, а также отличаются при разных условиях эксплуатации: в дождливых и засушливых районах, в местах зимних холодов и т.д. Обязательные требования по составу и технике приготовления асфальтовых смесей могут опираться на требования, предусмотренные ГОСТом.

Для любых типов асфальта должны выдерживаться показатели сцепляемости минерального наполнителя с вяжущим веществом – расслоение является недопустимым.

Наши преимущества

Спасибо, ваша заявка успешно отправлена!

Источник: https://iso-altair.ru/info/asfaltobeton-xarakteristiki-i-svojstva/

Способы увеличить прочность асфальта

В начале статьи мы рассмотрели основные факторы, которые влияют на это свойство материала. Именно с ними работают производители и исследователи при проектировании составов АБС.

Можно выделить четыре группы способов:

• Использование оптимального сырья
• Увеличение адгезии смеси
• Увеличение плотности асфальтобетона
• Использование защитных покрытий

Давайте рассмотрим каждую из них подробнее.

Использование оптимального сырья

Главный компонент асфальтобетона, который принимает на себя нагрузку от транспорта – это минеральный наполнитель: щебень и песок (отсев). Соответственно, прочность покрытия можно повысить, если взять для АБС материал с более высокими показателями.

ГОСТ 9128-2013 устанавливает такие требования к минеральным компонентам:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Также повысить прочность при высокой температуре можно путем использования оптимальной марки вяжущего. Она обозначает вязкость битума. Чем выше марка, тем быстрее материал размягчается, становится податливым.

Характеристики битумов разных марок такие:

Для вашего удобства, ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки:

Вы можете заметить, что оба показателя – температуры размягчения и хрупкости – растут по мере уменьшения марки. Это значит, что асфальт на вязком битуме хорошо сохраняет прочность в жару, но легко трескается в мороз. Но ведь в России бывают и холодные зимы, и высокие температуры летом, причем часто – в одних и тех же регионах. И как тогда быть?

Для решения этой проблемы обычный битум модифицируют добавками полимеров – например, искусственного каучука (СБС). Получившееся полимернобитумное вяжущее сохраняет свои качества как при высоких, так и при низких температурах.

Увеличение адгезии смеси

Под этим подразумевается способность вяжущего плотно прилипать к зернам наполнителя. Если сцепление компонентов низкое, то битум оказывается неспособен удержать минеральные частицы в покрытии. Следовательно, асфальт быстро теряет свою прочность.

Увеличить сцепление можно такими способами:

• Частично или полностью заменить природный песок отсевом
• Использовать активированный минеральный порошок
• Добавить адгезионную присадку (ПАВ)

Отметим, что адгезия битума к минеральном у наполнителю влияет не только на прочность асфальта. Повысив ее, можно улучшить еще целый ряд показателей.

К ним относятся:

• Водостойкость
• Морозостойкость
• Химическая стойкость
• Сдвигоустойчивость

Подробнее о них вы можете прочитать в соответствующих статьях на нашем сайте.

Увеличение плотности асфальтобетона

Чем больше пустот в материале, тем ниже его прочность. Кроме того, высокая пористость отрицательно сказывается и на других характеристиках асфальта – в первую очередь, на водо- и морозостойкости.

Получить более плотное покрытие можно такими способами:

• Спроектировать смесь с высоким содержанием мелких зерен
• Увеличить содержание асфальтовяжущего – смеси битума с минеральным порошком
• Использовать более тяжелую технику для укатки АБС

Отметим, что первый вариант далеко не универсален. Мелкий щебень и песок действительно хорошо трамбуются, между ними образуется минимум пустот. Но они не образуют такого жесткого каркаса, как крупная щебенка.

Наилучший результат достигается тогда , когда вышеописанные способы применяются одновременно. Хотя на практике это не всегда реализуемо – все-таки бюджет на дорожное строительство не резиновый.