Ни для кого не секрет, что дороги в России не отличаются долгим сроком эксплуатации. За исключением отдельных участков, обычно покрытия приходят в негодность уже на 4-5 год активного использования и постоянно требуют ремонта. Такие печальные результаты объясняются низкими эксплуатационными свойствами асфальта. Именно от них зависят долговечность покрытия и безопасность дорожного движения.
К этим характеристикам относятся:
- Морозостойкость
- Трещиностойкость
- Износостойкость
- Шероховатость
- Горючесть (пожароопасность)
- Срок службы
В этой статье мы расскажем о каждом показателе.
Морозостойкость асфальта
Она характеризует свойство покрытия переносить неоднократную заморозку и оттаивание.
В толще асфальта есть поры, через которые внутрь попадает вода. При температуре ниже 0°С она превращается в лед и увеличивается в объеме, распирая покрытие изнутри. При потеплении лед тает и сжимается – внутреннее давление в асфальтобетоне падает. И такие перепады нагрузок случаются десятки раз в период межсезонья.
В результате связи между битумом и наполнителем в асфальте разрушаются, его структура расшатывается. Если материал имеет низкую морозостойкость, он быстро теряет прочность, крошится и трескается.
Морозостойкость асфальта зависит от таких его показателей:
- Остаточная пористость
Это объем воздушных пустот, которые остались в покрытии после укладки и уплотнения. - Водонасыщение
Это количество воды, которое может впитать асфальт. - Водостойкость
Это способность материала сопротивляться разрушительному воздействию влаги.
Взаимосвязь здесь такая: чем более пористый материал и чем больше воды он может поглотить, тем больше будет объем образующегося льда и тем выше внутренние нагрузки в покрытии.
Хотя свойство это очень важное, в действующих ГОСТах на асфальт оно не нормируется, и стандартного метода его определения нет. Но на практике используется способ, схожий с испытанием на водостойкость.
Процедура выглядит так: образец асфальта насыщают водой, а затем несколько раз замораживают и отогревают. Таких циклов может быть 25, 50, 100 или более. Затем для материала вычисляют отношение его пределов прочности при сжатии до и после испытания. Этот показатель называется коэффициентом морозостойкости.
Оптимальными считаются такие значения (при 100 циклах):
- Для асфальта I марки – 0,85
- Для асфальта II марки – 0,80
- Для асфальта III марки – 0,75
Свойство морозостойкости важно определять, так как практически на всей территории России бывают регулярные переходы от минусовых температур к плюсовым.
Трещиностойкость асфальта
Как и морозостойкость, это свойство особенно актуально в период холодов. Оно характеризует способность материала сопротивляться образованию трещин.
Дело в том, что целостность асфальта под приложением механических нагрузок во многом зависит от его способности к деформированию. Если она высокая, материал будет сжиматься, растягиваться и изгибаться без разрушения. Но при температуре ниже -15-20°С (-30°С – для модифицированных составов) битум становится хрупким и ломким.
Трещины в дорожном покрытии различаются по происхождению:
- Технологические
Появляются вследствие нарушений при укладке асфальта. - Силовые
Покрытие трескается под действием нагрузок, превышающих расчетные. - Отраженные
Образуются над швами и трещинами в нижележащих слоях основания. - Усталостные
Развиваются после нескольких лет эксплуатации дороги из-за того, что качественные характеристики асфальта со временем ухудшаются. - Температурные
Возникают из-за внутренних напряжений, вызванных резкими колебаниями температуры и неравномерным остыванием покрытия.
Для оценки трещиностойкости, в соответствии с ГОСТ 9128-2013, используется показатель предела прочности на растяжение при расколе.
Стандарт устанавливает такие пределы допустимых значений:
- Для асфальта I марки – от 3,0 до 6,5 МПа
- Для асфальта II марки – от 2,5 до 7,0 МПа
- Для асфальта III марки – от 2,0 до 7,5 Мпа
Появление трещин в асфальте – это серьезный дефект. Через них в покрытие дороги попадают вода, грязь, агрессивные химикаты и семена растений. Поэтому задача инженеров-дорожников – спроектировать максимально трещиностойкий состав асфальтобетонной смеси.
Для этого применяются такие методы:
- Увеличение доли щебня
- Использование битумов пониженной вязкости
- Использование полимерно-битумного вяжущего (ПБВ)
- Добавление резиновой крошки из переработанных шин
- Добавление технического углерода, который замедляет старение битума
А если предупредить появление повреждений не удалось, их необходимо оперативно устранять. Для этого используются битумные эмульсии и битумоминеральные смеси, а также герметики для асфальта.
Износостойкость асфальта
Из-за трения от колес транспорта асфальт постепенно истирается и теряет свою толщину. Этот процесс называется износом.
Его интенсивность зависит от таких факторов:
- Соотношение компонентов асфальтобетонной смеси
Песчаные покрытия стираются быстрее, чем щебеночные. - Пористость покрытия
Плотный асфальт лучше сопротивляется износу. - Истираемость щебня
Смеси на основе хрупких минеральных наполнителей сильно подвержены износу. - Адгезия битума к минеральному наполнителю
Чем крепче «хватка» вяжущего, тем сильнее оно сопротивляется выдиранию мелких зерен щебня и песка из асфальта. - Температура воздуха
В жару битум размягчается, а структурные связи в материале – ослабевают. - Водонасыщение
Постоянное присутствие влаги снижает сцепление компонентов асфальта и повышает его истираемость. - Интенсивность и режим движения
Чем больше автомобилей ездит по дороге, тем быстрее изнашивается ее поверхность. - Использование противогололедных материалов
Агрессивные химикаты постепенно разъедают поверхностный слой дороги. - Использование шипованных колес
Тяжелые и острые шипы вгрызаются в покрытие дороги и ускоряют темпы его износа.
Эта характеристика не нормируется в старом ГОСТ 9128-2013 на асфальтобетон. Однако новые стандарты, принятые в 2019-2020 годах, предусматривают определение износостойкости асфальта по Пралль-тесту. Это метод испытания, в котором образцы асфальта галтуют при помощи стальных шариков и фиксируют потери в их объеме.
По результатам опыта материал относят к определенному классу:
- Класс 1 – истираемость до 25 см3 по Пралль-тесту
- Класс 2 – истираемость от 26 до 35 см3 по Пралль-тесту
- Класс 3 – истираемость от 36 до 45 см3 по Пралль-тесту
Для дорог с тяжелыми условиями движения рекомендуется использовать асфальт 1 класса, а с нормальными – 2 и 3 классов. Для других случаев этот показатель не нормируется.
Хорошая износостойкость – это обязательное условие для обустройства надежного и долговечного покрытия.
Шероховатость асфальта
Под шероховатостью понимают совокупность неровностей на поверхности покрытия, которые обеспечивают хорошее сцепление шин с дорогой.
Хорошую шероховатость обеспечивают:
- Высокое содержание щебня в асфальтобетонной смеси
- Крупные размеры щебня
- Отсутствие на асфальте воды, льда, грязи и смазочных материалов
- Низкая степень износа покрытия
Шероховатость в дорожном строительстве характеризуется средней глубиной впадин, которая измеряется методом «песчаного пятна».
В соответствии с ней выделяются такие типы покрытий:
- Гладкие – средняя глубина впадины до 1 мм
- Шероховатые – от 1 до 3 мм
- Среднешероховатые – от 3 до 6 мм
- Сильношероховатые – от 6 до 9 мм
- Крупношероховатые – более 9 мм
Каждому типу соответствуют свои разновидности асфальта. Например, гладкие поверхности получаются из песчаных смесей на природном наполнителе. А самая высокая шероховатость – у щебеночно-мастичного асфальтобетона с размером зерен до 20 мм.
Существуют требования к шероховатости верхнего слоя дороги в зависимости от условий движения:
- Легкие условия – гладкие, шероховатые и среднешероховатые покрытия
- Затрудненные условия – средне- и сильношероховатые покрытия
- Опасные условия – сильно- и крупношероховатые покрытия
Гладкий асфальт на опасном участке не сможет обеспечить надежного сцепления с шинами. А вот на просторной и прямой дороге чрезмерно неровная поверхность ни к чему. Она будет только повышать уровень шума и стирать колеса машин, как наждачка.
Для увеличения безопасности дорожного движения используются такие методы:
- Использование щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМА)
- Устройство слоя износа из битумоминеральных смесей
- Обработка асфальта литой эмульсионно-минеральной смесью
- Обработка покрытия щебнем мелкой фракции при укладке
Горючесть (пожароопасность) асфальта
Это свойство показывает, насколько материал склонен к развитию горения. Ее актуальность для асфальта обусловлена тем, что он может использоваться для покрытия полов в закрытых помещениях (гаражах, складах, промышленных сооружениях) и на участках повышенной пожароопасности – например, АЗС.
Выделяются такие группы стройматериалов по горючести:
- Негорючие (НГ)
- Слабогорючие (Г1)
- Умеренногорючие (Г2)
- Нормальногорючие (Г3)
- Сильногорючие (Г4)
В зависимости от соотношения битума, которой легко воспламеняется, и негорючего минерального наполнителя, асфальтобетон может быть отнесен к группе Г1 или Г2. Он может загореться в присутствии достаточно горячего источника огня, но после его удаления быстро потухает.
В дорожном строительстве и благоустройстве территорий асфальт не создает пожарной опасности. Но в качестве напольного покрытия он может требовать обработки специальными противопожарными составами.
Срок службы асфальта
Эта интегральная характеристика зависит от всех перечисленных выше и многих других свойств асфальтобетона.
В нормативных документах устанавливаются два вида сроков для дорожных покрытий:
- Гарантийный – срок после сдачи дороги в эксплуатацию, в течение которого подрядчик ручается за отсутствие дефектов в уложенном асфальте
- Межремонтный – срок эксплуатации до следующего ремонта (текущего или капитального), на который рассчитано покрытие
Гарантийный срок применяется для улаживания возможных разногласий между сторонами дорожных контрактов, а межремонтный – для расчета средств, выделяемых из бюджета на строительство и содержание дорог.
Минимальная гарантия устанавливается в зависимости от интенсивности движения:
- До 1000 авт./сут. – 8 лет
- От 1000 до 2500 авт./сут. – 7 лет
- От 2500 до 5000 авт./сут. – 6 лет
- От 5000 до 10 000 авт./сут. – 5 лет
- От 10 000 до 20 000 авт./сут. – 4 года
- От 20 000 авт./сут. – 2 года
Межремонтные сроки для дорог федерального значения составляют:
- Для текущего ремонта – 12 лет
- Для капитального ремонта – 24 года
Для дорог регионального, межмуниципального и местного значения они устанавливаются администрацией соответствующего субъекта. Эти сроки обычно не превышают 4-6 лет для текущего и 10-12 лет для капитального ремонта.
Асфальт во дворе многоквартирного или частного дома, где отсутствуют регулярные высокие нагрузки, «живет» в среднем от 10 до 20 лет.
Здесь его долговечность зависит от таких факторов:
- Солнечная радиация
- Разрушающее воздействие воды и льда
- Перепады температур
- Использование противогололедных реагентов
Это значит, что продлить срок эксплуатации покрытия может качественная укладка, правильный уход, а также использование защитных мастик, красок и пропиток.
Подведем итог.
Эксплуатационные свойства асфальта характеризуют его долговечность и безопасность использования в качестве дорожного (реже – напольного) покрытия. К ним относятся морозостойкость, трещиностойкость, износостойкость, шероховатость, горючесть (пожароопасность) и срок службы асфальтобетона. Для улучшения этих свойств необходимо повышать деформативные и прочностные показатели материала. Нелишней будет и обработка покрытия защитной пропиткой, мастикой или краской.
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 #свойства асфальта #характеристики асфальта #эксплуатационные свойства асфальта #полезные советы
