Асфальтобетонные дорожные смеси: все их типы, разновидности и марки, предусмотренные стандартами

0
10977

При дорожном строительстве самым распространенным материалом является асфальтный бетон.

От обычного аналога он отличается тем, что в качестве вяжущего вещества в нем применяют нефтепродукты:

  • асфальт,
  • битум,
  • гудрон, а не цемент.

Асфальтобетон незаменим при укладке дорожного полотна.

Кроме этого, приготовление и отвердение материала происходит без участия воды (гидратации).

Вяжущие вещества

В переводе с греческого слово «asphaltos» означает «горная смола».

Что такое асфальт

Выход натурального асфальта.

Данный материал может быть природным или искусственным.

  • Природный аналог преобразуется из нефти в итоге улетучивания ее легких фракций и дальнейшего окисления под действием гипергенеза. Первоначально нефть становится вязкой и густой мальтой, потом твердым, легко расплавляющимся асфальтом. При уплотнении он превращается в асфальтит.
  • Данное вещество распространено в местах близкого залегания к поверхности либо выходов на нее нефтеносных пластов. Оно содержится в кавернах и трещинах известняков, доломитов и пр. Содержание вещества в породе по ее массе составляет 2/20%.

  • Искусственный асфальт является композитом битума (13/60%) и тонкомолотых минеральных заполнителей, чаще всего известняка. Инструкция предупреждает, что в отличие от природного аналога, такой асфальт содержит несколько процентов парафина, а объем нефтяных масел в нем больше.
  • Обратите внимание! Асфальт незаменим при дорожных и строительных работах. Применяется он, как правило, смешанный с песком, щебнем либо гравием. Такой материал носит название «асфальтовая мастика».

    Битум и гудрон

  • Натуральный битум – это твердое вещество либо вязкая жидкость, состоящая из композита углеводов, а также их производных. Получается он в ходе полимеризации (окислительной) нефти. Природный битум залегает в районах нефтяных пластов, образуя линзы в осадочных породах, а изредка и асфальтовые «озера».
  • Искусственный битум получают, перерабатывая сырую нефть. Известны три технологии его производства.
  • Остаточный материал получают из гудрона путем глубокого извлечения из него нефтяных масел. Окисленный аналог производят, окисляя гудрон в специальных установках при продувании воздухом. Крекинговый битум – это продут переработки остатков крекинга нефти.

  • Гудрон является остатком отбора масел из мазута. Это основное сырье для производства нефтяного битума. Он также применяется, как вяжущее вещество при дорожных работах.
  • Виды асфальтобетонных смесей

    Состав асфальтового бетона.

    Дорожные асфальтобетонные смеси по ГоСТу состоят из:

    • минеральных наполнителей;
    • органического вяжущего вещества.

    По типу производства, применяемым компонентам и способу укладки асфальтобетонные смеси делятся на множество категорий.

    По типу наполнителей асфальтобетоны делятся, согласно ГоСТу №9128/2009 на нижеследующие разновидности:

    • гравийные;
    • щебеночные;
    • песчаные.

    ГоСТ 9128 97 на аэродромные и дорожные асфальтные смеси делит их по уровню вязкости битума, а также допустимых показателях температуры укладки.

  • В горячих растворах вяжущим веществом выступают разогретые вязкие и жидкие нефтяные битумы. Укладка их должна осуществляться при температуре бетона не менее +120 градусов.
  • Холодные аналоги включают в себя жидкие виды нефтяных битумов. Укладку можно производить при режиме температур, начиная от +5 градусов.
  • Асфальтовый бетон имеет типовые различия и по фракционности заполнителей. Они приведены в нижней таблице.

                   Разделение смесей по размеру частиц  наполнителя
    №    Фракционность асфальтобетонной смеси    Размер зерен наполнителя
    1      Крупнозернистая                                               от 20 мм до 40
    2      Мелкозернистая                                                 от 5 мм до 20
    3      Песчаная                                                             до 5 мм

    При этом холодные разновидности материала бывают только мелкозернистыми или песчаными.

    Горячие смеси делят на категории, исходя из уровня их остаточной пористости. Данный показатель означает процентную величину числа пор в уложенном покрытии. Это демонстрирует таблица внизу.

                     Типы асфальтобетонов по плотности
    №       Уровень плотности горячей смеси         Показатель остаточной пористости
    1.         Высокоплотная                                        1/2.5%.
    2.         Плотная                                                    2.5/5%.
    3.         Пористая                                                  5/10%.
    4.         Высокопористая                                     10/18%.

    Холодные разновидности смесей обладают остаточной пористостью от 6 до 10%.

    По массовому содержанию гравия либо щебня горячие смеси делятся на нижеследующие виды:

    • тип А – 50/60%;
    • тип Б – 40/50%;
    • тип В – 30/40%.

    Холодные аналоги на гравии либо щебне разделяются по данному показателю на типы Бх и Вх.

    По разновидности применяемого песка горячие и холодные асфальтовые бетоны делятся на нижеследующие категории.

  • Тип Г или Гх. Используется отсев дробления либо его смесь с натуральным песком (не больше 30 процентов).
  • Тип Д или Дх. Используется натуральный песок либо его смесь с отсевом дробления (меньше 70 процентов).
  • Исходя из применяемого сырья, а также физико-механических качеств, горячие дорожные аэродромные асфальтобетонные смеси и асфальтобетон делятся на марки, представленные в таблице.

    №    Плотность смеси   Тип по содержанию наполнителя  Марка
    1      Высокоплотная                            —                                         М-I
    2      Плотная                                       А                                            М-I и М-II
    3      Плотная                                       Б и Г                                      М-I, М-II и М-III
    4      Плотная                                       В и Д                                     М-II и М-III
    5      Пористая и высокопористая       —                                         М-I и М-II

    Холодные смеси делятся на такие категории:

    • Типы Бх и Вх — на марки М-I и М-II;
    • Тип Гх – на марки М-I и М-II;
    • Тип Дх может иметь марку М-II.

    Подбор состава и производство материала

    На данный момент разработано несколько методик подбора композиции асфальтобетонных смесей. Любая из них содержит мероприятия по уплотнению горячего материала, определению пористости покрытия и включает испытания бетона на предмет определения его характеристик.

    Обратите внимание! Основополагающий фактор при этом — это проектирование смеси. Оно дает возможность соблюдения всех требований и норм, применяемых к качественности бетона. Главная цель проектирования – найти оптимальные характеристики дорожного покрытия и обеспечить долговечность его службы.

    Проектирование смеси

    Один из вариантов состава смеси при ее проектировании.

  • Подбор состава начинают с выбора характеристик компонентов смеси и установления их соответствия нормам, которые прописаны технической документацией.
  • Далее определяются оптимальные пропорции компонентов, которые будут гарантировать производство покрытия с заданными качествами.
  • Завершающий этап проектирования – оценивание вариантов подбора и производство пробной партии асфальтобетона на заводе.
  • Есть 2 подхода, касающиеся проектирования асфальтового бетона.

    Первый метод — это подбор состава смеси с постоянной гранулометрией наполнителей. 

  • Он гарантирует увеличенные механические качества дорожного полотна, из-за расклинивания мелкофракционным гравием/щебнем более крупных их зерен.
  • Покрытие, уложенное из материала, приготовленного с непрерывной гранолуметрией наполнителя, имеет высокий уровень шероховатости и стойкость к сдвигам.
  • Характеристики бетона не меняются, если есть отклонения в дозировании его компонентов. Материал легко укладывается, распределяется и уплотняется в ходе обустройства дорожного покрытия.
  • Сравнительная таблица проектированных вариантов смеси.

  • Для асфальтовых смесей подобного типа нужен щебень или гравий из прочных пород (например, гранита) с обколотой больше, чем на 50% поверхностью зерен.
  • Важно при этом использовать битум, стойкий к старению (в том числе, замещению фазового и группового состава). Он также должен иметь хорошую адгезию к каменным материалам, потому как для таких бетонов характерна открытая пористость.
  • Обратите внимание! Вторая методика подбора состава смеси использует принцип плотного бетона. При ее использовании применятся крупный наполнитель, имеющий окатанную форму частиц и прерывистая гранулометрия.

  • В ходе уплотнения подобной смеси получается покрытие, имеющее закрытую пористость, которое обладает большей водостойкостью и морозоустойчивостью.
  • Такой материал более склонен к неравномерности распределения в среде зерен крупного наполнителя битума и минеральных составляющих.
  • На физико-механические качества такого бетона большое влияние оказывают отклонения от нормативного дозирования вяжущего вещества и минерального порошка.
  • Для плотных асфальтных бетонов типичен низкий уровень шероховатости.
  • Замешивание партии

    Схема производства материала.

    Асфальтобетонные материалы вкратце производят так.

  • В первую очередь подбирается сырье для смеси и определяется его качественность.
  • Затем определяется объем нужных компонентов для заказанного количества смеси.
  • Зная качество и кубатуру асфальтобетона, специалисты определяют, какова будет цена заказа.
  • Затем сырье загружается в специальный бункер, в котором осуществляется предварительная его дозировка.
  • Там минеральные материалы сушатся и греются до нормативной температуры.
  • Потом они сортируются по фракционности и подаются на точный весовой дозатор.
  • Одновременно с этим осуществляется нагревание вяжущего вещества до температуры, величина которой зависит от разновидности асфальтобетонной смеси. Затем битум взвешивается и дозируется.
  • На заключительной стадии производства компоненты материала подаются в смеситель.
  • Дорожные работы

    На фото — укладка асфальта.

  • Исходя из предназначения покрытия (промышленный пол, дорога), асфальт рабочие укладывают своими руками в один либо два слоя. Основанием для него служит щебень/гравий либо бетон.
  • Нижний слой (толщина 4/5 см) делают из средне- либо крупнофракционной смеси, имеющей остаточную пористость 5/10%. Наружный слой (толщина 3/4 см) укладывается из мелко- либо среднефракционного асфальтобетона, обладающего остаточной пористостью 3/5%.
  • Если нагрузки будут тяжелыми (взлетная полоса аэродрома) или ожидается интенсивное передвижение автотранспорта, покрытие кладут в 3/4 слоя, которые обладают общей толщиной 11/15 см.
  • Слои дорожного полотна: 1 — асфальт, 2 – его основание, 3 – дополнительная прослойка основания, 4 — грунт.

  • В любом случае дорожные работы следует начинать с очищения основания от грязи и пыли машинами с установленными щетками и поливными системами. Затем выправляются неровности основания, и оно обрабатывается битумной мастикой.
  • Материал производится в асфальтобетонных смесителях на стационарных линиях заводов либо в передвижных установках. Транспортируется он до места укладки самосвалами, затем загружается в бункер машины-укладчика. Она распределяет, выравнивает, и первый раз уплотняет покрытие.
  • Окончательно бетон уплотняют дорожными автомобильными катками.
  • Обустройство тротуаров

    Толщина покрытия, исходя из его назначения.

  • Сначала устанавливаются бортовые камни, отделяющие тротуар и дорогу.
  • Далее укладывается основание – асфальтобетон с наполнителем из щебня, шлака, кирпичного боя. Часто используется и асфальтовая крошка («старый» асфальтобетон).
  • Исходя из типа грунта, основание тротуара может иметь толщину от 10 до 15 см.
  • После укладки смеси, она тщательно разравнивается, а потом уплотняется самоходными и ручными катками.
  • Далее производится расклинцовка мелкими камнями и шлаком.
  • Само тротуарное покрытие (обычно на песчаном наполнителе) имеет толщину 3/4 см. Исключение составляет въездная дорожная часть, которая ведет в кварталы и дворы. Она должна иметь толщину 5 см.
  • Вывод

    Асфальтобетон пока не имеет альтернативы при обустройстве дорог, взлетных полос аэродромов, а часто и промышленных полов, тротуаров. Этот материал надежен, долговечен и недорог. Существует много его марок и разновидностей. Поэтому к проектированию покрытия надо подходить очень внимательно.

    Видео в этой статье содержит в себе еще много полезного.

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here