Асфальтобетон что это такое: асфальтобетон | это… Что такое асфальтобетон?

Содержание

Асфальтобетон: описание,виды,применение,свойства,фото,видео.

adminАсфальтобетон: описание,виды,применение,свойства,фото,видео. 0 Comment

Содержание статьи

Асфальтобетонное покрытие — подходящий стройматериал для дорог. Его техническая характеристика позволяет обеспечить гладкость и нужную шероховатость поверхности при помощи выравнивающего асфальтоукладчика. Еще одним преимуществом асфальтобетонной смеси является возможность использования дорожного полотна сразу после укладки. В свою очередь, цементобетон приобретает необходимую структуру только через двадцать восемь дней. Кроме того, теплые асфальтобетонные смеси распределяются равномерным выравнивающим слоем. Такие поверхности легко ремонтировать, мыть, на них долго держится краска.

Типы и предназначение асфальтобетона

Универсальный асфальтобетон — это смесь, которая содержит не более 15% асфальта. В ее состав входят дополнительные инертные вещества (тонкодисперсные минеральные добавки), улучшающие показатели и эксплуатационные характеристики состава. Асфальтобетонные смеси используют при строительстве дорог, так как они выдерживают значительные механические нагрузки, отличаются прочностью и долговечностью. Благодаря составляющим компонентам, этот стройматериал может подвергаться укатке и уплотнению с целью повышения прочности. Асфальтобетон разделяют на крупнозернистый, среднезернистый и мелкозернистый. Разные типы дорожного асфальтобетона отличаются между собой количеством основного заполнителя (гравия, щебня, песка). Для создания крупнозернистого используют щебень размером до 40 мм, среднезернистого — до 25 мм, мелкозернистого — до 20 мм.

Невозможно точно определить, какой асфальтобетон лучше. Каждый тип имеет свое предназначение в дорожном строительстве: Крупнозернистый асфальтобетон обычно используется для обустройства нижнего слоя дороги. В составе смеси имеется щебень размером до 0,4 см. Среднезернистый асфальтобетон применяется для укладки однослойных дорожных покрытий или для создания верхнего слоя двухслойного полотна. Один из основных компонентов асфальтобетонной смеси этого типа — щебень размером до 0,25 см. Мелкозернистый асфальтобетон отличается высокой сопротивляемостью к атмосферным и механическим воздействиям. Поэтому его часто используют для устройства автомобильных трасс с интенсивным движением и укладки верхнего слоя в двухслойных дорожных покрытиях. Щебень, содержащийся в составе смеси, имеет размеры 0,5-2 см.

Применение

Плотные пористые стройматериалы применяют при укладке слоев дорожного полотна, взлетно-посадочных полос, площадок и других поверхностей. Для этого специалисты используют смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.

Виды

Растворы классифицируют, согласно нескольким параметрам. Классификация зависит от особенностей компонентов, содержащихся в асфальтобетонных смесях. Различают четыре типа растворов. Классификация асфальтобетонных смесей выглядит так:

  1. По наличию минеральной составляющей. Растворы классифицируют в зависимости от того, какой тип составляющей используется при изготовлении. Существуют разные типы компонентов, входящих в состав асфальтобетонной смеси. Например, для типа А характерно пятидесятипроцентное содержание щебня в растворе.
  2. По размеру минеральных зерен составы бывают трех типов: песчаная (зерна для песчаной смеси должны быть менее пяти миллиметров), крупнозернистая (зерна менее сорока миллиметров) и мелкозернистая асфальтобетонная смесь (зерна размером менее двадцати миллиметров).
  3. В зависимости от используемого стройматериала, смесь бывает песчаная, гравийная и щебеночная.
  4. Температура также влияет на технические характеристики растворов. Классификация производится согласно температуре, которая зафиксирована в то время, когда происходила укладка смеси. Различают две разновидности: горячие асфальтобетонные смеси и теплые асфальтобетонные смеси. В частности, при распределении холодная асфальтобетонная смесь должна иметь температуру около 5°С, горячая – не ниже 120°С.

Марки растворов

На рынке строительных материалов представлены две марки. Первая марка предполагает использование щебня 1000-1200. Для второй марки — применяют щебенку 800-1000. Перед тем как воспользоваться той или иной смесью, необходимо определить ее марку. Горячие составы, которые укладываются при определенной температуре, имеют следующую маркировку (i):

  • раствор марка;
  • высокоплотные; i;
  • плотные;
  • А; i, ii;
  • Б, В; i, ii, iii;
  • Г, Д. ii, iii;
  • пористые i, ii.

Органоминеральные составы

Кроме перечисленных выше классификаций, существуют органоминеральные растворы. Их изготавливают за счет смешивания битума и известняка. Применение плотных составов заключается в ремонте асфальтобетонного дорожного полотна.

Требования к смесям

В соответствии с государственным стандартом, содержание зерен пластинчатой формы в гравии, щебенке не должно превышать следующие значения:

  • пятнадцать процентов — для высокоплотных составов и растворов «А»;
  • двадцать пять процентов — для материалов Б и Бх;
  • тридцать пять процентов — для растворов В и Вх.

Свойства асфальтовых эмульсий

Асфальтовые эмульсии – это дисперсии из очень тонко измельченного битума, находящегося в водной среде. Такие эмульсии характеризуются низкой вязкостью – их используют при температуре окружающей среды, то есть этот материал идеален для строительной отрасли и применяется очень широко. Существует два класса асфальтовых эмульсий: химические (эмульсии со щелочным эмульгатором) и глинистые.

Асфальтовые эмульсии чаще всего применяют при строительстве дорожных покрытий для автострад, устройстве кровельных покрытий, а также в качестве адгезивных и герметизирующих соединений в строительной отрасли.

Одно из главных преимуществ адгезивов и герметиков на битумной основе – их низкая себестоимость. Битум в разы дешевле, чем синтетические полимеры и каучуки, поэтому выгода его применения как в качестве самостоятельного материала, так и в смесях с прочими полимерами, не вызывает никаких сомнений.

При помощи эмульсий осуществляется склеивание, создание покрытий, пропитка поверхностей, создание влагонепроницаемых покрытий, изоляция поверхностей. Используют битумные эмульсии и как адгезивы при укладке кровли,

создании строительных оболочек, изоляции зданий, а также других операциях, требующих осуществление быстрого испарения воды из мест соединений.

Вязкость эмульсии — основной критерий для ее применения. Как правило, при создании покрытия или осуществлении герметизации поверхности необходимо придать эмульсии большую вязкость, чтобы получить пленку необходимой толщины. Асфальтовая эмульсия, которую используют при склеивании слоев оболочки, должна обладать достаточной текучестью, чтобы слой был максимально однородным. Поэтому для получения нужных свойств может быть необходимо разбавить эмульсию водой.

Особенности и основные характеристики асфальта

Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с каждым из этих материалов.

Люди ассоциируют асфальт с автомобильной дорогой или тротуаром. Материал может быть искусственным или натуральным. Параметр определяется в зависимости от содержания битума который находится в диапазоне от 13 до 75%.

Асфальт – это смесь битума, гравия и песка, которая применяется в строительстве чаще всего. В искусственный вариант добавляют минеральный порошок.

Главное отличие асфальта от асфальтобетона состоит в том, что в последний вариант принято добавлять искусственные компоненты.

Сфера использования асфальта:

  • Основное покрытие дорог со средне нагрузкой.
  • Благоустройство тротуаров и детских площадок.
  • Выравнивание площади дома.

Асфальт может применяться и не по назначению. К примеру, из него делают лавки, печати гравюр и лаков.

Преимущества использования асфальта:

  • Влага остается на поверхности. Она не мигрирует по ней, поэтому не может уменьшить плотность. Для уплотняемых асфальтобетонов данное свойство не характерно.
  • Асфальт отличается большей адгезией. Асфальтобетон получают посредством воздействия высокой температуры, приводящей к нежелательному спеканию. Дополнительно приходится использовать рулонный материал для повышения гидроизоляции. Асфальт функционирует как системное покрытие. В нем нет пролетов. Она также применяется для мостовых сооружений.
  • Материал прослужит долго даже при условии постоянной нагрузки. Асфальт не пострадает от воздействия частот разного уровня. Жизненный цикл конструкции напрямую зависит от толщины слоя.
  • Демпфирование – колебания автоматически гасятся в поверхности.
  • Материал не подвержен коррозии. На его поверхности не могут размножаться бактерии. Он состоит из экологически чистых материалов.

Если стоит выбор асфальтобетон или асфальт, то выбирать нужно после тщательного анализа требований к будущей поверхности. К примеру, первый вариант материала водонепроницаем и более долговечен. Он получил такие свойства благодаря добавлению модифицированных термоэластопластов. Материал по устойчивости в несколько раз превышает битум.

Недостатки использования обычного асфальта:

  • Состав прослужит долго только в случае правильного замешивания.
  • Для укладки требуется специальная тяжелая техника.
  • Высокая себестоимость доставки, погрузки и разгрузки материала.
  • Отсутствие сопротивления пластического колебанию. Такая характеристика фиксируется при технических ошибках или отсутствии опыта работы в данной области у строителей.
  • Повышенный риск образования трещин в поверхности в холодное время года.
  • Повышается хрупкость материала при увеличении температуры воздуха.

Особенности и основные характеристики асфальтобетона

Материал имеет широкую сферу применения. Он ориентирован не только на создание покрытий дорог. Асфальтобетон получают посредством тщательного перемешивания битума и химических компонентов.

Для укрепления смеси добавляют инертные вещества. Они позволяют поверхности не деформироваться даже в случае сильной нагрузки. Асфальтобетон характеризуется твердостью и прочностью. Для повышения данных свойств используется щебень, гравий и песок.

Если рассматривать асфальтобетон, то его главное отличие от асфальта – возможность тщательного уплотнения. Характеристика достигается посредством искусственных добавок. Материал уже полностью уплотнен перед началом работ. Отличие между материалами также заключается в способе укладки и необходимом оборудовании. Без их наличия невозможно начать дорожные работы.

Существуют холодные смеси. Они набирают прочность при остывании поверхности. Затвердевание получается посредством устранения их состава углевода. Он входит в немедленную связь с воздухом и начинает испаряться. Химическая реакция происходит между добавками и битумов. Благодаря этому удается получить прочное покрытие. Оно обладает следующими преимуществами:

  • Ремонтные работы производятся в любое время года.
  • Ремонт ям не требует наличия специальной тяжелой техники или оборудования.
  • Дороге не нужно время для сушки. После окончания работ по ней сразу же пускают транспорт.
  • Широкое распространение и ассортимент материала. Для удобства использования производитель фасует смесь в пластиковые мешки. Вес составляет 25 и 30 кг. Это очень удобно, комфортно и выгодно.
  • Максимальный срок годности составляет год.

Асфальтобетон характеризуется также рядом недостатков:

  • У холодного варианта смеси повышена водонепроницаемость. При использовании горячего варианта показатель снижается в три раза.
  • Покрытие страдает от сдвиговых нагрузок. От воздействия образуются волны.
  • Высокая стоимость в сравнении с обычным асфальтом.

Что входит в состав асфальтобетона?

Различают несколько типов асфальтобетона, состав которых заметно отличается. В отдельных случаях состав и качества исходных ингредиентов оказываются связанными с методом производства.

В общем виде АБ состоит из трех основных частей: вяжущего, минерального компонента и каменного. Последнее, однако, не касается песчаных модификаций асфальта, где каменная составляющая исключена.

О том, что входит по ГОСТУ в состав холодного, теплого и горячего, мелкозернистого и крупнозернистого асфальтобетона, а также песчаного и пористого, расскажем вам далее.

Вяжущее вещество

В производстве АБ в качестве вяжущего применяют битум. Несколько ранее использовался также деготь, но сегодня от его применения отказались.

Главная особенность этого ингредиента – вязкость. Она должна быть достаточной, чтобы при смешении покрывать щебень или гравий, но недостаточной, чтобы стекать с них. Вяжущее должно обладать приличной стойкостью, чтобы противостоять деформации, но при этом оставаться пластичным и не формировать трещины. Битум рекомендованных марок вполне подходит для этой задачи.

Может использоваться разжиженный битум – праймер, или эмульсия. В первом случае вещество разводят растворителем, во втором – смешивают с водой и эмульгатором. Цель такой операции – обеспечить высокую текучесть битума, что требуется при работе в морозы. Вода и растворитель по мере охлаждения состава испаряются, а битум сохраняет свои качества.

При получении АБ применяют вязкие битумы, свойства которых регулирует ГОСТ 22245, и жидкие – по ГОСТ 11955. Марки битума подбирают исходя из марки, класса асфальта и метода получения – холодная, горячая смесь.

Кроме того, используют и специальные разработки – полимерно-битумные вяжущие, повышающие коэффициент упругости готового покрытия, модифицированные битумы и так далее. Эти варианты регламентирует не ГОСТ, а ТУ.

Количество битума по массе или объему занимает разную долю в разных АБ.

Вид и тип АБ Содержание битума, % по массе
Горячие 
Высокоплотные и плотные4,0–6,0
А4,5–6,0
Б5,0–6,5
В6,0–7,0
Г, Д6,0–9,0
Пористые3,5–5,5
Высокопористые щебеночные2,5–4,5
Высокопористые песчаные4,0–6,0
Холодные Б3,5–5,5
Холодные В4,0–6. 0
Холодные Г, Д4.5–6,5

В щебеночно-мастичных асфальтах и литом асфальтобетоне содержание его выше: 5,5–7,5 в первом случае и до 9,5% во втором.

Состав минеральной части асфальтобетона, а также щебень и гравий рассмотрены ниже.

Видео ниже посвящено гранулированному резинобитумному вяжущему веществу для модификации битумов в составе асфальтобетонов:

Каменный наполнитель

Под ним подразумевают не только собственно камень – гравий или щебень, но и любые минеральные ингредиенты, в том числе и песок, и отсев. Важным здесь является буквально все: процентное содержание, форма , размер камня, происхождение, собственное сопротивление износу и много другое.

Для каменного материала значимым является зерновой состав. Причем именно соотношение зерен разного диаметра, количество пылевых частиц, глины и так далее определяет дальнейшее использование наполнителя.

Наиболее губительными для качества готового покрытия выступают пластинчатые и игольчатые зерна.  Содержание подобных регулирует ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344:

  • не более 15 % по массе для АБ типа. А и АБ высокой плотности:
  • не более 25% для типа Б горячего и холодного;
  • не более 35% для типа. А горячего и холодного.

Зерновой состав гравия и песка регулирует ГОСТ 23735. Происхождение его в немалой степени влияет на твердость и прочность асфальта, а также не износостойкость и морозостойкость.

  • Так, для получения высокоплотных типов материала, применяют щебень из метаморфических горных пород и из изверженных – базальт, диабаз, перидотит, серпентин, габбро. Также допускается камень из осадочных пород – известняк, доломит, марка дробимости которого должна быть не менее 1200.
  • Материал с меньшими параметрами используют для всех остальных типов АБ. Щебень из металлургического шлака для получения высокоплотного слоя не используется, но для плотного холодного типа и других применяют камень марки 1200, 1000 и ниже.
  • Щебень из гравия тоже неприменим для изготовления высокоплотного АБ.

Этот же материал проходит проверку на соответствие параметров по морозостойкости.

  • Так, для 1–3 климатического пояса плотные и высокоплотные АБ изготавливают из щебня, чей класс морозостойкости равен F50. Пористые и высокопористые – из камня классом F 15 и F25.
  • Для зон 4 и 5 только высокоплотный горячий асфальт выполняют на основе щебня классом F 50

Про роль песка в составе асфальтобетона поговорим ниже.

Песок

Добавляется в любые виды АБ, но в некоторых – песчаный асфальтобетон, он выступает как единственная минеральная часть. Песок применяют как природный – из карьеров, так и получаемый отсевом при дроблении. Требования к материалу диктует ГОСТ 8736.

  • Так, для плотных и высокоплотных подходит песок с классом прочности в 800 и 1000. Для пористых — уменьшается до 400.
  • Число глинистых частиц – в диаметре менее 0,16 мм, тоже регулируется: для плотных – 0,5%. Для пористых – 1%.
  • Глина увеличивает способность АБ к набуханию и снижает морозостойкость, поэтому за этим фактором следят особо.

Минеральный порошок

Эта часть формирует вместе с битумом вяжущее вещество. Также порошок заполняет поры между крупными каменными частицами, что снижает внутреннее трение. Размеры зерна крайне малы – 0, 074 мм. Получают их из системы пылеуловителей.

По сути дела, минеральный порошок производят из отходов цементных предприятий и металлургических – это пыль-унос цемента, золошлаковые смеси, отходы переработки металлургических шлаков. Зерновой состав, количество водорастворимых соединений, водостойкость и прочее регулирует ГОСТ 16557.

Дополнительные компоненты

Для улучшения состава или придания каких-то определенных свойств в исходную смесь вводят различные добавки. Разделяют их на 2 основные группы:

  • компоненты, разработанные и изготавливаемые специально для улучшения свойств – пластификаторы, стабилизаторы, вещества, препятствующие старению и прочее;
  • отходы или вторичное сырье – сера, гранулированная резина и так далее. Стоимость таких добавок, конечно, намного меньше.

Особенности изготовления

Мелкозернистые асфальтные смеси изготавливаются на специализированных заводах, а их укладка выполняется при помощи техники, с использованием специальных способов. Этот стройматериал обычно доставляется на объект при помощи спецтранспорта, так как некоторые асфальтобетонные смеси требуют непрерывного подогрева. Важная информация! Объемный вес готового мелкозернистого асфальтобетона зависит от пропорций составляющих элементов. Стройматериал представлен производителями в нескольких вариантах, которые отличаются комбинацией смеси или наличием дополнительных компонентов.

Главная задача производителя — при изготовлении мелкозернистого асфальтобетона надо определиться с фракцией наполнителя. Обычно для этого используется определенное количество щебенки, диаметр которой не превышает 20 мм. Правильно подобранные пропорции позволяют обеспечить требуемый удельный вес готового мелкозернистого асфальтобетона.
Также в асфальтобетонную смесь добавляют нужное количество сыпучих веществ, например, шлак или песок. От этого компонента зависит густота и тягучесть состава. Инструкция, по которой изготавливают асфальтобетон, содержит этап добавления связывающего вещества. Им является гудрон, получаемый в результате перегонки нефти. Полезный совет! Обычно производители изготавливают на специализированном предприятии 2-3 вида асфальта, которые оптимально подходят для конкретных климатических условий. При крупном заказе они могут внести изменения в состав асфальтобетонной смеси.

Проектирование

Состав устройства покрытия из асфальтобетона подбирают исходя из назначения: улица в небольшом городе, скоростное шоссе и велосипедная дорожка требуют разного асфальта.Чтобы получить лучшее покрытие, но при этом не перерасходовать материалы, используют следующие принципы подбора.

Основные принципы

  • Зерновой состав минерального ингредиента, то есть, камня, песка и порошка, является базовым для обеспечения плотности и шероховатости покрытия. Чаще всего используют принцип непрерывной гранулометрии, и только в отсутствие крупного песка – метод прерывистой гранулометрии. Зерновой состав – диаметры частиц и правильное их соотношение, должны полностью соответствовать ТУ.

Смесь подбирают таким образом, чтобы кривая, помещалась на участке между предельными значениями и не включала переломов: последнее означает, что наблюдается избыток или недостаток какой-то фракции.

  • Различные типы асфальта могут формировать каркасную и бескаркасную структуру минеральной составляющей. В первом случае щебня достаточно, чтобы камни соприкасались друг с другом и в готовом продукте образовывали четко выраженную структуру асфальтобетона. Во втором случае камни и зерна крупного песка не соприкасаются. Несколько условной границей между двумя структурами выступает содержание щебня в пределах 40–45%. При подборе это нюанс нужно учитывать.
  • Максимальную прочность гарантирует щебень кубовидной или тетраэдральной формы. Такой камень наиболее износостоек.
  • Шероховатость поверхности сообщает 50–60% щебня из труднополируемых горных пород или песка из них. Такой камень сохраняет шероховатость естественного скола, а это важно для обеспечения сдвигоустойчивости асфальта.
  • В общем случае асфальт на основе дробленного песка более сдвигоустойчив, чем на основе карьерного благодаря гладкой поверхности последнего. По тем же причинам долговечность и стойкость материала на основе гравия, особенно морского меньше.
  • Избыточное измельчение минпорошка ведет к повышению пористости, а, значит, к расходу битума. А таким свойством обладает большинство промышленных отходов . Чтобы снизить параметр, минеральный порошок активируют – обрабатывают ПАВ и битумом. Такая модификация не только снижает содержани
  • е битума, но и повышает водо- и морозостойкость.
  • При подборе битума следует ориентироваться не только на его абсолютную вязкость – чем она выше, тем выше плотность асфальт, но и на погодные условия. Так, в засушливых районах подбирают состав, обеспечивающий минимально возможную пористость. В холодных смесях, наоборот, снижают объем битума на 10–15%, чтобы снизить уровень слеживаемости.

Чем отличается асфальт от асфальтобетона

В дорожном строительстве используются многочисленные виды асфальтобетонных смесей. На их выбор оказывают влияние различные факторы. Основные из них – характеристика режима движения автотранспорта и климатические условия в регионе строительства. Кроме этого, выбор материала (асфальт или асфальтобетон) зависит от способа его укладки и применяемого для дорожных работ оборудования.

По происхождению асфальт бывает природный и созданный искусственно путем смешивания гравия, песка с битумом, минеральным порошком. Природный материал получается из тяжелых нефтяных фракций при испарении из них наиболее легких компонентов. Добыча асфальта осуществляется из пластовых жильных залежей, а также там, где нефть имеет естественный выход нефти на поверхность.

В природном асфальте количество смолисто-асфальтеновых веществ может достигать до 75 процентов, масел – до 40 процентов. Масла придают битуму подвижность и текучесть. Сравнивая между собой асфальт и асфальтобетон в чем разница между ними, следует обратить внимание, что внешне природный асфальт трудно отличить от обычной смолы. Поэтому его называют горной смолой. Асфальтобетонная смесь часто содержит в своем составе крупные фракции щебня, гравий.

Выбирая асфальтобетон или асфальт, сравнивая их характеристики, отмечены положительные качества искусственного материала. Он выдерживает большие нагрузки, обладает лучшей демпфирующей способностью. В зависимости от процентного содержания битума, щебня, минерального порошка, песка производится асфальт следующих марок: 1, 2, 3.

Асфальтобетон – его разновидности и свойства

Получаемый в результате уплотнения асфальтобетонной смеси и включения в ее состав других добавок материал называется асфальтобетоном. Для его изготовления применяется смесь следующего состава:

  • Минеральный заполнитель (щебень и гравий из высокопрочных горных пород, природный или дробленый песок). В качестве структурообразующего компонента также используется минеральный порошок, который производится путем измельчения доломита, битуминозного известняка, доменных шлаков. Он необходим для заполнения пор между гравием (щебнем), а также для увеличения прочности битума.
  • Битумное вяжущее. В эту категорию входят битумы, а также их модифицированные разновидности. Класс и марка битума выбирается с учетом особенностей климата в местах использования асфальтобетона, категории дорожного покрытия. Требования к дорожным нефтяным битумам содержатся в ГОСТ 22245-90.

Перемешиваются компоненты в нагретом состоянии и при определенной температуре. Вид используемых добавок оказывает влияние на свойства асфальта или асфальтобетона, который подразделяется на следующие виды:

  • Щебеночный.
  • Гравийный.
  •  Песчаный.

По типу вяжущего вещества и способу укладки асфальтобетонные смеси бывают:

  • Холодные. Для них применяются жидкие нефтяные дорожные битумы. Укладывается смесь при температуре не менее 5°C. Асфальтобетон, одним из компонентов которого является полимермодифицированное битумное вяжущее, и приготовленный без нагревания, может использоваться при температуре от +5 до -5 °C. Одно из главных свойств, чем асфальт отличается от асфальтобетона, это способность последнего после приготовления долго находиться в рыхлом состоянии. Составы холодных асфальтобетонных смесей отличаются от горячих тем, что в холодных составах содержится большее количество минерального порошка (до 20%), а щебня – не более 50%.
  • Теплые. Производятся на вязких и жидких нефтяных битумах. Укладываются при температуре смеси не менее 70°C.
  • Горячие. Готовятся на дорожных нефтяных битумах (вязких и жидких). Применяются сразу после изготовления смеси, температура которой должна быть равной или выше 120°C.

К основным характеристикам, определяющим свойства и отличие асфальта от асфальтобетона, относятся:

  • прочность;
  • водостойкость;
  • плотность.

Их значения указаны в ГОСТ 9128-2013 и других нормативных документах.

Выбор сферы применения

Асфальт или асфальтобетонная смесь – что выбрать? Это зависит от областей применения, главной из которых является дорожное строительство. Асфальтобетон находит широкое применение при создании монолитных слоев дорожного покрытия, где ценится высокая механическая прочность, технологичность, более низкая стоимость по сравнению с природным асфальтом. Асфальтобетонные смеси незаменимы при строительстве:

  • автомобильных дорог различных категорий;
  • взлетных полос на аэродромах;
  • автостоянок;
  • торговых площадок;
  • улиц, тротуаров в населенных пунктах, пр.

В чем разница между асфальтом и асфальтобетоном, из-за которой асфальтобетонная смесь может использоваться для ремонта дорог даже в холодное время года?  Различие заключается в том, что смесь не замерзает при температуре до -5°C. Благодаря этому можно увеличить промежуток времени, необходимого для проведения ремонтных работ. Работы с асфальтом можно осуществлять при плюсовых температурах.

UG-Ap-Asphalt Бетонное покрытие | Recycled Materials Resource Center

ВВЕДЕНИЕ

Асфальтобетонное покрытие состоит из комбинации слоев, которые включают асфальтобетонную поверхность, построенную поверх гранулированного или асфальтобетонного основания и подстилающего слоя. Вся конструкция дорожного покрытия, уложенная над земляным полотном, рассчитана на то, чтобы выдерживать транспортную нагрузку и распределять нагрузку по дорожному полотну. Тротуары могут быть построены с использованием горячего или холодного асфальтобетона. Обработка поверхности иногда используется во время строительства дорожного покрытия. Обработка поверхности действует как водонепроницаемое покрытие для существующей поверхности дорожного покрытия, а также обеспечивает устойчивость к истиранию при движении транспорта.

Горячий асфальтобетон представляет собой смесь мелкого и крупного заполнителя с битумно-цементным вяжущим, которую смешивают, укладывают и уплотняют в нагретом состоянии. Компоненты нагреваются и смешиваются на центральном заводе и укладываются на дорогу с помощью асфальтоукладчика.

Холодный асфальтобетон представляет собой смесь эмульгированного асфальта и заполнителя, изготовленную, уложенную и уплотненную при температуре окружающего воздуха. Использование холодного асфальтобетона обычно ограничивается сельскими дорогами с относительно небольшой интенсивностью движения. Для более интенсивного движения асфальтовое покрытие с холодной смесью обычно требует верхнего слоя асфальтобетонной смеси с горячей смесью или обработки поверхности, чтобы противостоять движению транспорта. Компоненты холодной асфальтобетонной смеси можно смешивать на центральном заводе или на месте с помощью передвижного миксера.

Обработка поверхности состоит из нанесения (иногда многократного нанесения) эмульгированного или жидкого асфальта и выбранного заполнителя, наносимого на подготовленную гранулированную основу или существующую поверхность. После укладки заполнителя смесь укатывают и уплотняют, чтобы получить чистую от пыли поверхность, на которой можно двигаться. Этот тип покрытия распространен на дорогах с легкой и средней интенсивностью движения, которые могут иметь или не иметь существующее битумное покрытие.

МАТЕРИАЛЫ

Компоненты асфальтобетона включают асфальтовый заполнитель и битумное вяжущее. Иногда в горячую асфальтобетонную смесь добавляют минеральный наполнитель.

Асфальтовый заполнитель

Заполнители, используемые в асфальтовых смесях (горячие асфальтовые смеси, холодные асфальтовые смеси, поверхностные покрытия), составляют примерно 95 процентов смеси по массе. Правильная сортировка заполнителя, прочность, ударная вязкость и форма необходимы для стабильности смеси.

Асфальтовое вяжущее

Асфальтовое вяжущее в асфальтовом покрытии обычно составляет от 5 до 6 процентов от общей массы асфальтовой смеси, оно покрывает и связывает частицы заполнителя вместе. Асфальтовый цемент используется в горячих асфальтобетонных смесях. Жидкий асфальт, представляющий собой асфальтовое вяжущее, диспергированное в воде с помощью эмульгатора или растворителя, используется в качестве связующего при поверхностной обработке и холодных асфальтобетонных покрытиях. Свойства вяжущих часто улучшают или улучшают за счет использования добавок или модификаторов для улучшения адгезии (сопротивления отрыву), текучести, характеристик окисления и эластичности. К модификаторам относятся масла, наполнители, порошки, волокна, воск, растворители, эмульгаторы, смачивающие агенты, а также другие запатентованные добавки.

Минеральный наполнитель

Минеральный наполнитель состоит из очень мелкого инертного минерального вещества, которое добавляется в горячую асфальтовую смесь для улучшения плотности и прочности смеси. Минеральные наполнители составляют менее 6% горячей асфальтобетонной смеси по массе и обычно менее 3%. Типичный минеральный наполнитель полностью проходит через сито 0,060 мм (№ 30), при этом не менее 65% частиц проходят через сито 0,075 мм (№ 200).

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Асфальтовый заполнитель

Поскольку заполнители, используемые в битумных смесях (горячие асфальтовые смеси, холодные асфальтовые смеси, поверхностные покрытия), составляют примерно 95 процентов смеси по массе и примерно 80 процентов по объему, заполнитель(и), используемые в асфальтобетоне оказывают сильное влияние на свойства и характеристики смеси. Ниже приводится список и краткий комментарий некоторых из наиболее важных свойств заполнителей, используемых в асфальтобетонных смесях:

  • Градация  – распределение частиц заполнителя по размерам должно представлять собой комбинацию размеров, обеспечивающую оптимальный баланс пустот (плотности) и прочности дорожного покрытия.
  • Форма частиц  – частицы заполнителя должны иметь угловатую и почти равномерную или кубическую форму, чтобы минимизировать площадь поверхности. Следует избегать плоских или удлиненных частиц.
  • Текстура частиц  – частицы должны иметь шероховатую, а не гладкую текстуру, чтобы свести к минимуму удаление асфальтового вяжущего.
  • Прочность частиц  – частицы должны иметь достаточную прочность, чтобы сопротивляться разрушению или разрушению при уплотнении или транспортировке.
  • Долговечность  – частицы должны быть достаточно прочными, чтобы оставаться неповрежденными в различных климатических условиях и/или при химическом воздействии.
  • Удельный вес  – удельный вес заполнителя необходим для правильного расчета и распределения асфальтобетонной смеси.
  • Абсорбция  – абсорбция заполнителя относится к количеству пустот внутри частицы, которые могут быть заполнены битумным вяжущим (или воздухом, или водой), и является мерой склонности заполнителя поглощать асфальт. Чем выше абсорбция, тем больше потребуется битумного вяжущего.
  • Удельный вес  – удельный вес заполнителя является показателем уплотненной плотности асфальтобетонной смеси, содержащей этот заполнитель, и выхода дорожного покрытия (объем дорожного покрытия, который потребуется для данной массы дорожного покрытия).
  • Стабильность объема  – некоторые заполнители могут подвергаться объемному расширению после длительного воздействия влаги, солей против обледенения и т. д., что может способствовать вздутию, растрескиванию и случайному растрескиванию асфальтовых покрытий.
  • Вредные компоненты  – некоторые заполнители могут содержать опасные количества потенциально реакционноспособных компонентов (сланцы, кремни, сульфаты, щелочи, расширяющиеся силикаты и т. д.), которые могут способствовать вздутию, расслаиванию и растрескиванию дорожного покрытия.

Асфальтовое вяжущее

Хотя компонент асфальтового вяжущего обычно составляет от 5 до 6 процентов массы асфальтобетонной смеси, выбор надлежащего сорта асфальта (асфальтовый вяжущий или эмульсионный) для дорожного движения и климатических условий, в которых укладывается дорожное покрытие смесь, которая должна быть подвергнута воздействию, имеет важное значение для производительности смеси. Некоторые из наиболее важных свойств асфальтового вяжущего, которые используются для различения различных цементов и оценки их качества, включают:

  • Пенетрация — мера относительной мягкости или твердости асфальтового вяжущего (или эмульсии) при данной температуре.
  • Вязкость  – мера сопротивления асфальтового вяжущего течению при данной температуре.
  • Пластичность  – мера способности асфальтового вяжущего подвергаться удлинению под действием напряжения растяжения при данной температуре.
  • Несовместимость  – мера фазового разделения компонентов полимер-модифицированных битумных вяжущих при хранении и использовании. Такое разделение нежелательно, так как оно приводит к значительному изменению свойств вяжущего и асфальта, в котором оно используется.

В таблице 1 приведен список стандартных методов испытаний, которые используются для оценки пригодности обычных минеральных заполнителей для использования в асфальтовых покрытиях.

Таблица 1. Процедуры испытаний заполнителя асфальтобетонного покрытия.

Собственность Метод испытаний Артикул
Общие характеристики Крупный заполнитель для битумных смесей для дорожного покрытия АСТМ D692
Мелкие заполнители для битумных смесей для дорожного покрытия АСТМ Д1073/ААШТО М 29
Стальные шлаковые заполнители для битумных смесей для дорожного покрытия АСТМ Д5106
Заполнитель для обработки одной или нескольких поверхностей АСТМ D1139
Дробленый заполнитель для тротуаров из щебня АСТМ D693
Градация Ситовой анализ мелких и крупных заполнителей АСТМ К136/ААШТО Т27
Размеры заполнителя для строительства дорог и мостов АСТМ Д448/ААШТО М43
Форма частиц Индекс формы и текстуры совокупных частиц АСТМ D3398
Плоские и удлиненные частицы в крупном заполнителе АСТМ D4791
Содержание неуплотненных пустот в мелкозернистом заполнителе (в зависимости от формы частиц, текстуры поверхности и гранулометрического состава)
(Испытания являются частью процедуры проектирования SHRP Superpave Level 1 для горячей асфальтобетонной смеси)
АСТМ К1252/ААШТО ТР33
Текстура частиц Ускоренная полировка заполнителей с использованием британского круга (не получило широкого распространения в Северной Америке) АСТМ Д3319/Т279
Нерастворимый остаток в карбонатных заполнителях Косвенная мера сопротивления заполнителя износу путем определения количества присутствующей карбонатной породы) АСТМ D3042
Керосиновый эквивалент центрифуги (используется только как часть процедуры разработки смеси Hveem) АСТМ Д5148
Прочность частиц Стойкость к разложению крупногабаритного грубого заполнителя при истирании и ударе в машине Лос-Анджелеса АСТМ С535
Стойкость к разложению мелкого крупного заполнителя при истирании и ударе в машине Los Angeles АСТМ К131/ААШТО Т96
Деградация мелких заполнителей вследствие истирания АСТМ С1137
Долговечность Совокупный индекс долговечности АСТМ Д3744/ААШТО Т210
Прочность заполнителей при использовании сульфата натрия или сульфата магния АСТМ К88/ААШТО Т104
Прочность агрегатов путем замораживания и оттаивания ААШТО Т103
Удельный вес и абсорбция Удельный вес и поглощение крупного заполнителя АСТМ К127/ААШТО Т85
Удельный вес и абсорбция мелких заполнителей АСТМ К128/ААШТО Т84
Масса Удельный вес и пустоты в заполнителе АСТМ К29/К29М/ААШТО Т19
Стабильность объема Потенциальное расширение заполнителей в результате реакций гидратации
(Разработан для измерения потенциала расширения заполнителей стального шлака)
АСТМ D4792
Вредные компоненты Эквивалентная стоимость песка в почвах и мелких заполнителях (косвенная мера содержания глины в смесях заполнителей) АСТМ D2419
Глинистые комки и рыхлые частицы в заполнителях АСТМ С142

В таблице 2 приведен список стандартных методов испытаний, используемых для определения свойств битумного вяжущего.

Таблица 2   Процедуры испытаний асфальтового вяжущего

Руководство по проектированию смеси SHRP

Собственность Метод испытаний Артикул
Общие характеристики Извлечение асфальта из раствора по методу Абсона АСТМ Д1856
Асфальтовый цемент с фракциями для использования в дорожном строительстве АСТМ D946
Асфальтовый цемент с фракциями для использования в дорожном строительстве АСТМ D3381
Эмульгированный асфальт АСТМ D977
Реология Проникновение в битумные материалы АСТМ Д5
Приготовление смесей вязкости для переработанных битумных материалов АСТМ D4887
Кинематическая вязкость асфальта АСТМ Д2170
Пластичность битумных материалов АСТМ Д113
Воздействие тепла/воздуха на асфальтовые материалы при испытании в тонкопленочной печи АСТМ Д1754
Тестирование вяжущего уровня 1 SHRP A-407
Несовместимость Испытание на стабильность при хранении Справочник по производству битума Shell, 1995 г.

Минеральный наполнитель

Минеральный наполнитель состоит из мелкодисперсного минерального вещества, такого как каменная пыль, шлаковая пыль, гашеная известь, гидравлический цемент, летучая зола, лесс или другие подходящие минеральные вещества.

Минеральные наполнители служат двойной цели при добавлении в асфальтобетонные смеси. Та часть минерального наполнителя, которая меньше толщины асфальтовой пленки, и битумно-цементное вяжущее образуют строительный раствор или мастику, что способствует повышению жесткости смеси. Частицы, превышающие толщину асфальтовой пленки, ведут себя как минеральные заполнители и, следовательно, вносят свой вклад в точки контакта между отдельными частицами заполнителя. Градация, форма и текстура минерального наполнителя существенно влияют на характеристики горячей асфальтобетонной смеси.

Некоторые из наиболее важных свойств минерального наполнителя, используемого в асфальтобетонных покрытиях, следующие:

  • Градация — минеральные наполнители должны иметь 100 процентов частиц, проходящих через 0,60 мм (сито № 30), от 95 до 100 процентов 0,30 мм (сито № 40) и 70 процентов проходят 0,075 мм (сито № 200).
  • Пластичность  – минеральные наполнители должны быть непластичными, чтобы частицы не связывались друг с другом.
  • Вредные материалы  – процентное содержание вредных материалов, таких как глина и сланец, в минеральном наполнителе должно быть сведено к минимуму, чтобы предотвратить разрушение частиц.

В таблице 3 приведен список применимых методов испытаний, содержащих критерии, которые используются для определения пригодности обычных наполнителей для использования в асфальтобетонных покрытиях.

Таблица 3. Процедуры испытаний минерального наполнителя.

Собственность Метод испытаний Артикул
Общие характеристики Минеральный наполнитель для битумных смесей для дорожного покрытия АСТМ Д242/ААШТО М 17
Градация Ситовой анализ минерального наполнителя для дорожных и дорожных материалов АСТМ Д546
Пластичность Предел жидкости, предел пластичности и индекс пластичности почв АСТМ D4315
Вредные материалы Эквивалентное значение песка в почвах и мелком заполнителе
(Косвенный показатель содержания глины в смесях заполнителей)
АСТМ D2419

 

АСФАЛЬТОБЕТОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Пропорции смеси для должным образом уплотненной асфальтобетонной смеси для дорожного покрытия определяются в лаборатории во время испытаний состава смеси. Способность правильно подобранной асфальтовой смеси для дорожного покрытия противостоять потенциально опасным последствиям отделения асфальтового вяжущего от частиц заполнителя также регулярно оценивается в лаборатории. Чтобы правильно работать в полевых условиях, хорошо разработанная смесь для асфальтобетонного покрытия должна быть уложена в надлежащем диапазоне температур и должным образом уплотнена. Асфальтобетонные смеси для дорожного покрытия следует оценивать по следующим свойствам:

  • Стабильность  – нагрузка, которую может принять хорошо уплотненная смесь для дорожного покрытия до разрушения. Требуется достаточная стабильность микса, чтобы удовлетворить требования трафика без искажений или смещения.
  • Поток  – максимальная диаметральная деформация сжатия, измеренная в момент разрушения. Отношение устойчивости по Маршаллу к текучести приблизительно соответствует характеристикам нагрузки-деформации смеси и, следовательно, указывает на устойчивость материала к остаточной деформации в процессе эксплуатации.
  • Воздушные пустоты  – процент пустот в матрице заполнителя-вяжущего, которые не заполнены вяжущим. Должны быть обеспечены достаточные пустоты, чтобы обеспечить небольшое дополнительное уплотнение при движении и небольшое расширение асфальта из-за повышения температуры без смывания, просачивания или потери устойчивости.
  • Стойкость к отрыву  – способность смеси для дорожного покрытия сопротивляться потере прочности на растяжение из-за отделения битумного вяжущего от заполнителя. Низкая устойчивость к зачистке может привести к распаду смеси.
  • Модуль упругости  – мера жесткости хорошо уплотненной смеси для дорожного покрытия в заданных условиях приложения нагрузки. Смесь с низким модулем упругости будет подвержена деформации, тогда как высокий модуль упругости указывает на хрупкость смеси.
  • Уплотненная плотность  – максимальный удельный вес или плотность надлежащим образом разработанной смеси для дорожного покрытия, уплотненной в соответствии с предписанными лабораторными процедурами уплотнения.
  • Удельный вес  – мера плотности асфальтобетонной смеси, уплотняемой в полевых условиях в соответствии с техническими условиями проекта.

В таблице 4 приведен список стандартных лабораторных испытаний, которые в настоящее время используются для оценки состава смеси или ожидаемых характеристик смесей для дорожного покрытия.

Недавние разработки в области исследования конструкции асфальтового покрытия, которые проводились в рамках Стратегической программы исследований автомобильных дорог (SHRP), привели к разработке новой процедуры расчета асфальтобетонной смеси, получившей название Superpave (Процедура расчета превосходных характеристик асфальтового покрытия). В то время как традиционный подход к расчету смеси (с использованием методов расчета смеси Маршалла или методов Хвеема) был основан на эмпирических лабораторных процедурах расчета, подход к расчету смеси Superpave представляет собой усовершенствованную систему для определения асфальтового вяжущего и минеральных заполнителей, разработки состава асфальтобетонной смеси, а также анализа и определения Прогноз работы дорожного покрытия. Система включает в себя спецификацию асфальтового вяжущего (вяжущие с классом эффективности), систему проектирования и анализа горячей асфальтобетонной смеси, а также компьютерное программное обеспечение, объединяющее компоненты системы. Уникальная особенность системы Superpave заключается в том, что это подход к спецификации, основанный на характеристиках, при этом испытания и анализ имеют прямое отношение к полевым характеристикам.

Таблица 4. Процедуры испытаний асфальтобетонного покрытия.

Собственность Метод испытаний Артикул
Стабильность и характеристики текучести
(также воздушные пустоты)
Метод Маршалла ААШТО Т245
Метод Хвеем ААШТО Т246, Т247
Метод холодной смеси, рекомендованный институтом асфальта Руководство по холодным смесям Института асфальта
Сопротивление пластическому течению битумных смесей с использованием аппарата Маршалла АСТМ Д1559
Сопротивление зачистке Погружение – метод Маршалла АСТМ D4867
Погружение – метод Маршалла AASHTO T283 (модифицированный метод Лоттмана)
Модуль упругости Дизайн смеси Superpave Асфальтовый институт Superpave Серия № 1 (СП-1)
Асфальтовый институт Superpave Серия № 2 (СП-2)
Масса Теоретический максимальный удельный вес и плотность битумных смесей для дорожного покрытия АСТМ Д2041
Уплотненная плотность Плотность уплотненных битумных смесей для дорожного покрытия на месте АСТМ Д2950

Состав и анализ смеси Superpave выполняются на одном из трех все более строгих уровней производительности. Superpave Level 1 — это усовершенствованная процедура подбора материалов и расчета объемной смеси; На уровне 2 в качестве отправной точки используется та же процедура объемного расчета смеси, что и на уровне 1, в сочетании с набором тестов для прогнозирования характеристик смеси; а Уровень 3 включает в себя более полный набор тестов для достижения более надежного уровня прогнозирования производительности. В настоящее время завершена только спецификация асфальтобетонного вяжущего с классом характеристик и подход Superpave уровня 1, а модели прогнозирования характеристик, используемые в процедурах уровня 2 и уровня 3, все еще проходят проверку.

Пользователям рекомендуется ознакомиться с публикациями Superpave Series № 1 и № 2 Института асфальтобетона, перечисленными в справочном разделе, для получения подробной информации об оборудовании для проектирования смесей Superpave и методах испытаний, а также о требованиях к асфальтобетонному вяжущему с классом характеристик.

ССЫЛКИ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Руководство AASHTO по проектированию конструкций дорожного покрытия . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1993 г.

Базовая битумная эмульсия Руководство . Институт асфальта, Серия руководств № 19, Лексингтон, Кентукки.

Методы расчета состава асфальтобетона и других видов горячих смесей . Серия руководств № 2 (MS-2), шестое издание, Институт асфальта, Лексингтон, Кентукки, 1994 г.

Морган, П. и А. Малдер. Промышленный справочник Shell по производству битума . Shell Bitumen, Riversdell House, Surrey, UK, 1995.

Спецификация и испытания битумного вяжущего с классом эффективности . Серия Superpave № 1 (SP-1), Институт асфальта, Лексингтон, Кентукки.

Superpave Level 1 Mix Design . Серия Superpave № 2 (SP-2), Институт асфальта, Лексингтон, Кентукки.

Асфальт, цемент и бетон: в чем разница?

Келли Комбот, коммерческий оценщик, менеджер по маркетингу

Большинство людей, вероятно, не задумываются о разнице между асфальтом, цементом и бетоном — ведь они все одинаковые, верно? При этом у вас могут возникнуть определенные ассоциации с каждым словом: асфальт может вызывать в воображении образы шоссе; бетон может натолкнуть вас на мысли о гаражах; а цемент может означать для вас тротуары.

Производственный процесс и области применения каждого из них весьма различны, и тип дорожного покрытия, используемого Superior для подъездной дорожки, дорожки или патио, может меняться в зависимости от местоположения, размера и многих других факторов. Если вы когда-нибудь задумывались над научными тонкостями повседневного дорожного покрытия, этот блог для вас!

Асфальт

Начнем с нашего тезки: асфальт. Асфальт, известный в некоторых частях мира как «битум», представляет собой сложный органический материал, полученный из нефти. Он черный, очень липкий, его можно найти в природных месторождениях или в виде очищенного продукта (вещество, которое мы используем). Иногда асфальт даже изготавливают из переработанного автомобильного моторного масла.

Асфальт чаще всего используется для дорог, потому что он гибкий, экономичный и быстрый в использовании — вы можете ездить по нему в тот же день, когда он уложен! Вы увидите его либо в жидком виде (используется для герметизации дорожных швов), либо в полутвердом (большинство дорог).

Знаете ли вы?
Хотя асфальт обычно имеет черный цвет, его можно штамповать и окрашивать в великолепные узоры и привлекательные оттенки.

Цемент

Цемент редко используется сам по себе, так как он действует скорее как связующее, чем как отделочный материал. Его можно использовать с мелким заполнителем (песок и гравий) для приготовления раствора для кладки, или его чаще используют с песком и гравием для производства бетона.

Цемент, используемый в строительстве, обычно является неорганическим и изготавливается из извести или силиката кальция и бывает либо гидравлическим , либо негидравлическим , что указывает на то, может ли он схватываться во влажном состоянии. Негидравлический цемент должен оставаться сухим, чтобы он застыл, и после этого он становится устойчивым к химическим разливам.

Гидравлический цемент, как по волшебству, действительно может затвердевать под водой, так как он активируется химической реакцией между сухими ингредиентами и водой. Этот тип цемента также химически стоек.

Забавный факт №1: Цемент является наиболее широко используемым материалом и уступает только воде в качестве наиболее потребляемого ресурса на Земле!

Забавный факт № 2: химический процесс производства гидравлического цемента был изобретен древними римлянами, которые использовали вулканический пепел с добавлением в смесь извести.

Бетон

Бетон представляет собой смесь цемента, песка, гальки или щебня и воды и является основным материалом, используемым для строительства зданий. Он имеет очень высокую «прочность на сжатие», что означает, что он может выдерживать чрезмерный вес и давление.

Хотя бетон в основном используется для больших конструкций, он также используется для строительства дорог, поскольку на самом деле он более экономичен по топливу, лучше отражает свет и более долговечен, чем другие материалы для мощения. Поскольку необработанные бетонные поверхности обычно довольно пористые, что делает их восприимчивыми к химическим веществам, таким как масло и красители, для их защиты и улучшения внешнего вида можно наносить различные покрытия.