Стандартный метод определения водонасыщения асфальта описан в ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний».
В соответствии с ним могут исследоваться:
- Образцы АБС, приготовленные в лабораторных условиях
Такие испытания проводятся для определения свойств конкретного состава. Они позволяют судить о качестве смеси и ее соответствии нормативам. - Вырубки (керны) из готового дорожного покрытия или основания
Исследования вырубок проводятся для оценки качества дорожных работ.
Начинается испытание с подготовки образцов. Если речь идет об АБС, то из нее отбирается несколько проб (не менее 3), которые затем уплотняются в гидравлическом прессе под давлением в 40 МПа. Вырубки из покрытия очищаются от мусора и промываются, после чего высушиваются до постоянной массы.
Процедура измерения выглядит таким образом:
- Подготовленные образцы взвешивают на воздухе и фиксируют массу g.
- Затем их погружают в воду комнатной температуры, выдерживают 30 минут и взвешивают в воде, а затем на воздухе. Записывают массы g1 и g2 соответственно. Часто исследователи не проводят эти замеры специально, а берут значения, полученные в ходе определения средней плотности.
- Взвешенные образцы или керны помещают в емкость с водой так, чтобы она покрывала их не менее чем на 3 см. Ее помещают в вакуумную установку под давлением до 2000 Па.
- Образцы, приготовленные из горячих смесей, держат под вакуумом в течение часа, холодный асфальт – 30 мин.
- Затем вакуум сбрасывают, и образцы выдерживают еще 30 мин в воде под атмосферным давлением.
- Асфальт извлекают из вакуумной установки, убирают излишки воды тряпкой и взвешивают на воздухе. Получают массу g5.
- Водонасыщение W вычисляют по формуле:
Такие расчеты осуществляются для всех испытываемых образцов – обычно их три. За итоговое значение берется среднеарифметическое всех измерений.
При исследовании кернов добавляется еще один шаг – подготовка переформованных образцов. Это вырубки из готового асфальтового слоя, которые переуплотняют заново – уже в лаборатории. Сравнение показателей обычных и переформованных образцов позволяет оценить качество дорожных работ. В идеале они должны быть если не одинаковыми, то очень близкими.
Процедура переформовки выглядит так:
- Вырубки разогреваются до температуры около 150°С. В результате битум плавится, а асфальт превращается в сыпучую смесь – как при укладке.
- Смесь размельчают вручную. Мелкие зерна отделяют от крупных, а комки материала разрыхляют.
- Пробы размельченной смеси загружают в гидравлический пресс и уплотняют под давлением 40 МПа в течение 3 минут.
Полученные образцы используются в качестве эталона. Для них проводятся все те же испытания, что и для обычных вырубок. Затем результаты сравниваются.
Если водонасыщение лабораторного образца соответствует норме, а у керна из покрытия оно завышено – значит, при укладке были допущены серьезные ошибки. Если же показатель в обоих случаях выходит за рамки нормы, то проблема в самом материале.
Для асфальтобетона нормируются оба значения водонасыщения: для обычных образцов и переформованных. Давайте остановимся на этом подробнее.
Требования к водонасыщению асфальта
Технические характеристики горячих (теплых) и холодных АБС нормируются в соответствии с ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон для автодорог и аэродромов». Для литого асфальта применяется отдельный стандарт – ТУ 5718-002-04000633-2006.
Но прежде чем мы перейдем к разговору о водонасыщении, давайте вспомним две важные классификации асфальтобетона: по остаточной пористости и содержанию щебня.
Выделяются четыре вида АБС по пористости:
- Высокопористые (остаточная пористость 10-18%)
- Пористые (5-10%)
- Плотные (2,5-5%)
- Высокоплотные (1-2,5%)
По содержанию щебня асфальт делится на типы:
- Тип А: 50-60% щебня
- Тип Б (Бх): 40-50% щебня или гравия
- Тип В (Вх): 30-40% щебня или гравия
- Тип Г (Гх): песчаный (с отсевом дробления)
- Тип Д (Дх): песчаный (с природным песком)
Конкретные значения разнятся в зависимости от вида асфальта. Например, у высокоплотного материала водонасыщение должно быть минимальным. А для пористых смесей, которые не используются в ответственном дорожном строительстве, требования менее жесткие.
Для горячих плотных и высокоплотных смесей показатели нормируются таким образом:
Для остальных видов асфальта нормы такие:
- Горячие пористые смеси – от 4% до 10%
- Горячие высокопористые смеси – от 10% до 18%
- Холодный асфальт – от 5% до 9%
Жесткие требования предъявляются к литому асфальту. Ведь этот дорогой материал в России применяется в основном там, где нужны покрытия высшего качества – на автомагистралях и мостах.
Литые АБС делятся на пять типов по следующим критериям:
Значения водонасыщения у них нормируются таким образом:
- Типы I, II – не более 1%
- Тип III – не более 5%
- Тип IV – не более 7%
- Тип V – не более 0,5%
Как видите, чем качественнее асфальт, тем ниже должно быть его водонасыщение.
В заключительном разделе статьи мы поговорим о том, какие дополнительные меры принимают производители для создания наилучших составов.
Как можно уменьшить водонасыщение дорожного покрытия
Задача производителя на этапе проектирования смеси – подобрать такой состав, чтобы он обладал оптимальными характеристиками по ГОСТу. Но иногда с этим возникают сложности.
Например, для покрытий сильно нагруженных дорог хорошо подходят смеси с высоким содержанием щебня. Они отличаются прочностью и хорошо сопротивляются деформациям. Но мы уже отмечали, что чем больше в материале крупного заполнителя, тем он пористее. Как тогда добиться низкого водонасыщения?
Для этого можно дополнительно модифицировать состав:
- Увеличить содержание битума
- Использовать полимернобитумное вяжущее
- Внести добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ)
- Внести резиновую крошку
Давайте кратко рассмотрим эти способы.
Увеличение содержания битума
Снижение водонасыщения в этом случае происходит за счет того, что зерна наполнителя обволакиваются более толстой битумной пленкой. Соответственно, объем пустот между ними уменьшается.
Однако в этом деле важно не переборщить. Избыток битума в АБС делает ее пластичной и податливой. Покрытие из такого материала легко деформируется под колесами машин.
Полимернобитумное вяжущее
Такой вид вяжущего получается, когда в битум вносят полимерные добавки. При этом полимер растворяется или набухает в битуме, структурируя его. Поэтому такие модификации еще называют стабилизирующими.
Асфальт на полимернобитумном вяжущем имеет меньше открытых пор – таких, в которые может попасть влага из окружающей среды. Соответственно, показатель водонасыщения у него снижается.
Добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ)
Это вещества, которые при внесении в смесь обеспечивают гидрофобизацию минерального наполнителя – он начинает отталкивать влагу. Благодаря этому улучшается его сцепление с битумом, который плотно обволакивает зерна щебня и песка и не отслаивается при контакте с водой.
Использование ПАВ благоприятно сказывается как на водонасыщении, так и на водостойкости асфальта.
Резиновая крошка
Прорезиненный асфальт активно используется в странах Европы и США для покрытия автомагистралей с высоким трафиком. Это обусловлено его физико-механическими показателями: прочностью, хорошим сопротивлением деформации и свойством шумопоглощения. В России эта технология еще не так распространена, но тоже понемногу входит в практику.
Внесение резиновой крошки – это не основной способ понизить водонасыщение. Все-таки основная цель у этой модификации другая. Тем не менее, по этому показателю прорезиненный асфальт превосходит обычный.
Закономерно возникает еще один вопрос: что делать, если высокое водонасыщение – это результат плохой укладки? Можно ли с этим что-то сделать?
В теории – ответ положительный. Нужно просто разогреть покрытие до температуры уплотнения и заново пройтись по нему катками. В конце концов, технически это мало отличается от переформовки вырубок в лаборатории. Но загвоздка в том, что укладывается АБС при температуре от 100°С. А слой дорожного покрытия – это несколько тонн материала. Разогреть его до нужной температуры, да еще и равномерно по всей площади, на практике нереально. Проще будет снять некачественный асфальт и положить новый, воспользовавшись на этот раз услугами более ответственного подрядчика.
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 #водонасыщение #водонасыщение асфальта #водонасыщение асфальтобетона #свойства асфальта #полезные советы