Морозостойкость – это важное эксплуатационное свойство дорожного покрытия, которое характеризует его способность переносить неоднократные циклы заморозки и оттаивания. Оно особенно актуально для России, где во многих регионах бывают морозные зимы, а осенью и весной оттепели часто сменяются заморозками.
В этой статье мы ответим на следующие вопросы:
- От чего зависит морозостойкость асфальта
- Как можно увеличить морозостойкость асфальта
От чего зависит морозостойкость асфальта
Прежде чем мы перейдем к рассмотрению конкретных факторов, давайте поговорим о том, что происходит с дорожным покрытием при низких температурах.
Тут можно выделить два важных момента:
- Переход битума в хрупкое состояние
- Замерзание воды в порах асфальта
Давайте для начала рассмотрим их обособленно.
Переход битума в хрупкое состояние
Битум – это продукт переработки нефти, который при производстве асфальтобетона используется в качестве вяжущего. При «рабочей» температуре он придает покрытию твердость и упругость. Это значит, что асфальт под нагрузкой от транспорта прогибается, а затем возвращается в прежнее положение, не разрушаясь.
Но при минусовых температурах битум становится хрупким и теряет способность к деформации.
В таблице ниже приведены температуры хрупкости для разных марок вяжущего:
Примечания к таблице:
- Обозначение БНД расшифровывается как «битум нефтяной дорожный». Он обозначает вязкие битумы, которые используются при производстве горячих асфальтобетонных смесей (АБС). У жидких битумов для холодного асфальта температура хрупкости не нормируется.
- Числа в названии марки обозначают верхние и нижние пределы значений, полученных в испытании на глубину пенетрации. Они характеризуют вязкость битума. Самая высокая она у марки БНД 40/60, а самая низкая – у БНД 200/300.
Как видите, эти значения зачастую выше российских зимних температур. Это приводит к тому, что в морозы асфальт на дорогах трескается и разрушается под колесами транспорта. В результате срок службы покрытий значительно сокращается.
Но потеря асфальтом деформативных свойств – это полбеды. Большую опасность зимой представляет скопление влаги в порах материала.
Замерзание воды в порах асфальта
Между зернами минерального наполнителя в асфальтобетоне образуются пустоты – поры. Через них в толщу покрытия может проникать вода.
При минусовой температуре эта влага замерзает и увеличивается в объеме. Лед распирает асфальт изнутри, из-за чего тот постепенно теряет прочность. И этот процесс многократно повторяется – особенно осенью и весной, когда температуры постоянно колеблются возле отметки в 0°С.
Соответственно, морозостойкость асфальта напрямую зависит от того, какое количество воды он может в себя вобрать. Наиболее высокий показатель будет у плотного водонепроницаемого покрытия. А вот у пористых асфальтов характеристика будет низкой.
На водонасыщение материала влияют такие факторы:
- Размер зерен наполнителя
Чем крупнее щебень в составе асфальта, тем сложнее утрамбовать его без образования пустот. Поэтому плотное покрытие легко обустроить из песчаной или мелкозернистой (с зернами размером до 20 мм) АБС, а вот из крупнозернистой (до 40 мм) – гораздо сложнее. - Содержание битума
В ходе укладки битум частично закупоривает поры между зернами наполнителя. Это значит, что повышение доли вяжущего в смеси позволяет получить более водонепроницаемое покрытие. - Качество уплотнения
В ходе укатки асфальта закладываются его основные физико-механические свойства. На этом этапе важно добиться, чтобы пористость покрытия была не выше проектной. - Однородность смеси при укладке
Во время транспортировки АБС охлаждается неравномерно. В результате может получиться так, что в укладываемом покрытии будут холодные пятна. Их не получится качественно уплотнить, и асфальт в этих местах будет впитывать много воды.
Итак, уязвимость асфальтовых покрытий в зимний период обусловлена хрупкостью битума в сочетании с разрушительным воздействием замерзающей воды. При планировании дорожных работ важно это учитывать, чтобы в будущем сэкономить на ремонте трещин, ям и прочих повреждений асфальта.
Далее мы поговорим о том, как можно улучшить показатель морозостойкости асфальтобетона.
Способы улучшения морозостойкости асфальта
Как мы уже отмечали, морозостойкость асфальта зависит от свойств вяжущего и пористости готового дорожного покрытия.
Соответственно, повысить ее можно такими методами:
- Использование менее вязких битумов
Поскольку они имеют более низкую температуру хрупкости, асфальт на их основе дольше сохраняет деформативность при охлаждении. Но этого будет недостаточно для северных регионов и Сибири, где зимой температура может опускаться до -30°С и ниже. - Увеличение доли битума
За счет этого повышается водонепроницаемость асфальта – следовательно, он меньше разрушается льдом. Отметим, что избыток битума требует использования стабилизирующих добавок – например, целлюлозного волокна. В противном случае вяжущее растекается и перестает выполнять свою функцию. - Использование активированного минерального порошка и ПАВ
Поверхностно-активные вещества в составе смеси увеличивают ее адгезию и сцепление битума с наполнителем. В результате улучшается водостойкость асфальта и снижается его водонасыщение. - Внесение полимерных добавок и резиновой крошки
Эти добавки модифицируют битум, улучшая его водные свойства и снижая теплочувствительность. Так получают прочные, водо- и морозостойкие полимерасфальтобетоны и резиноасфальтобетоны
Полную версию данной статьи вы найдете на нашей странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#асфальт #асфальтобетон #асфальтовое покрытие #асфальтобетонное покрытие #асфальтированное покрытие #морозостойкость асфальта #морозостойкость асфальтобетона #полезные советы #морозостойкость #морозостойкость бетонной смеси
