Асфальт (асфальтобетон) – это смесь щебня и песка с нефтяным вяжущим (битумом). В дорожных работах его начали активно применять только в начале 20 века. Но за 100 с лишним лет он успешно потеснил всех остальных «конкурентов» в этой сфере. В настоящее время более 90% автомобильных дорог в мире (за исключением грунтовых) – асфальтовые.
Этим материалом покрывают:
- Автомагистрали и скоростные дороги
- Аэродромы
- Мосты и путепроводы
- Городские дороги
- Проселочные дороги
- Проезды в жилой застройке и промзонах
Необходимо отметить, что асфальтобетон – материал многофункциональный. И его применение в составе дорожного пирога весьма разнообразно.
Из него обустраивают:
- Основание под дорожное покрытие
- Само дорожное покрытие
- Тонкие защитные слои (шероховатые, гидроизоляционные, износа)
В этой статье мы поговорим о том, какие виды асфальта используются для обустройства дорог и какими свойствами они должны обладать в соответствии с новыми стандартами.
Виды асфальта для строительства дорог
В настоящий момент качество асфальтобетонных смесей (АБС) нормируется сразу несколькими документами. В первую очередь это ГОСТ 9128, который был впервые принят в 1959 году и периодически обновлялся вплоть до 2013 года. Это самый известный стандарт, на который опираются как дорожные службы, так и частные строители.
Однако в 2019-2020 годах была принята целая серия новых нормативов на АБС и асфальтобетон.
Вот основные из них:
В чем принципиальное отличие этих новых стандартов? Они устанавливают новые принципы производства АБС – так называемую систему объемно-функционального проектирования. Это российская адаптация методики Superpave («Суперпейв»), которая еще с 1990-х годов применяется в США.
В рамках этого подхода нет деления асфальта на множество видов, типов и марок. Состав каждой смеси подбирается индивидуально – с учетом климата, транспортной нагрузки и других особенностей конкретной дороги. За счет этого улучшается качество и долговечность покрытия. В России эту технологию впервые опробовали в 2014 году, и эти экспериментальные участки вот уже 7 лет служат без ремонта.
В нашей статье Виды асфальта мы уже рассматривали классификацию асфальта по ГОСТ 9128-2013. А здесь мы подробнее остановимся на типологии из новых стандартов. Предполагается, что дорожные службы полностью перейдут на них к 2023 году.
В соответствии с ними все АБС классифицируются по таким основаниям:
- Вид смеси
- Максимальный размер заполнителя
- Использование в конструктивном слое дорожной одежды
- Условия движения
В обобщенном виде это можно представить в виде таблицы:
А чтобы классификация была понятнее, давайте разберем ее на конкретных примерах:
- А32ОТ – это горячий асфальт с крупными зернами до 32 мм, из которого можно сделать основание дороги с тяжелыми условиями движения – например, на центральной городской улице, по которой за день проезжают десятки тысяч автомобилей.
- ЛА11ВН – это мелкозернистая литая смесь, размер щебня в которой не превышает 11 мм. Она используется для обустройства верхнего слоя покрытия на дорогах со средней нагрузкой и нормальными условиями движения.
- ЩМА-16 – это щебеночно-мастичный асфальт с размером зерен до 16 мм. Это дорогой материал с высокими эксплуатационными показателями. Сфера его применения ограничена. Поэтому смысла в более подробной классификации нет. Он используется для покрытия дорог с тяжелыми и экстремальными условиями движения.
Как это работает на практике? Заказчик строительства выбирает нужный ему тип смеси и оговаривает, в каких условиях будет эксплуатироваться будущая дорога. В проектной документации прописывается, какими свойствами должен обладать асфальт для этих работ. После чего инженеры подрядной организации создают несколько вариантов состава АБС (не менее 3), испытывают их и выбирают оптимальный.
В следующем разделе мы поговорим о том, какие основные и дополнительные показатели определяются для материала в рамках этого подхода.
Свойства асфальта для строительства дорог
В разделе свойства асфальта мы писали, какими характеристиками обладает асфальтобетон и какие из них нормируются по ГОСТ 9128-2013. В системе объемно-функционального проектирования используется немного другой принцип.
Здесь выделяются три группы показателей:
- Физические
- Эксплуатационные
- Дополнительные
Свойства из первых двух групп обязательно определяются для всех видов смесей. При этом заказчик сам решает, какими дополнительными характеристиками должна обладать АБС для конкретного вида работ. Так обеспечивается «специализация» асфальта под определенные условия эксплуатации.
Давайте рассмотрим эти показатели немного подробнее.
Физические свойства асфальта
Они характеризуют состав асфальтобетонной смеси, соотношение ее компонентов и связанные с этим особенности.
К ним относятся:
- Зерновой состав и количество вяжущего
Они показывают, какую долю в составе АБС занимают разные фракции наполнителя (щебня, песка, минерального порошка) и битума. От их соотношения зависят как остальные свойства смеси, так и стоимость ее производства. Последнее – тоже немаловажный фактор. - Максимальная плотность
Это плотность материала в предельно спрессованном состоянии. Она вычисляется опытным путем и используется для вычисления других важных показателей – например, содержания воздушных пустот (пористости). - Объемная плотность
Это фактическая плотность утрамбованного асфальтобетона с учетом воздушных пустот, оставшихся между зернами наполнителя. - Содержание воздушных пустот
Это доля объема, которую воздушные пустоты (поры) занимают в уплотненном образце материала. Чем пористее асфальт, тем ниже его водостойкость, прочность и ряд других показателей. - Пустоты в минеральном заполнителе (ПМЗ)
Эта характеристика показывает, какой объем занимали бы пустоты между зернами наполнителя, если бы часть из них не была заполнена битумом. В ГОСТ 9128-2013 она называлась «пористость минеральной части (остова)». - Пустоты, наполненные битумным вяжущим (ПНБ)
Это важный показатель, который не учитывался в старых ГОСТах. Он позволяет вовремя отбраковать такой асфальт, в котором после трамбовки остается слишком много места между зернами щебенки. В обычном испытании на пористость этого определить нельзя – ведь свободное пространство заполнено битумом. Но если показатель ПНБ слишком высокий, то дорожное покрытие будет малопрочным и склонным к образованию колей. - Глубина вдавливания штампа
Этот показатель замеряется для литого асфальта и позволяет оценить текучесть такой смеси. Чем она выше, тем легче будет обустраивать покрытие. С другой стороны, слишком пластичный асфальт после укладки сильнее деформируется под колесами машин. - Стекание вяжущего
Эта характеристика определяется только для ЩМА. Такой асфальт отличается повышенным содержанием битума. При нагревании до высоких температур он сильно размягчается и может банально вытечь из смеси. Чтобы максимально снизить потери дорогого материала, этот процесс контролируется и нормируется.
Эксплуатационные свойства асфальта
Эта небольшая группа показателей, которые характеризуют способность асфальта выдерживать нагрузки в реальных условиях его службы. Они в обязательном порядке определяются для горячего асфальта и ЩМА, а также по требованию заказчика – для литых смесей.
К ним относятся:
- Средняя глубина колеи
Она позволяет оценить вероятность образования колей на дороге. Этот показатель очень важен, ведь такие дефекты могут создавать большую опасность для водителей. Однако в ГОСТ 9128-2013 он оценивался только косвенно. - Коэффициент водостойкости
Он показывает, насколько хорошо асфальт сохраняет свои свойства в водонасыщенном состоянии.
Дополнительные свойства асфальта
Эти характеристики вносятся в проектную документацию по запросу заказчика. Они позволяют оценить более специфические особенности дорожного покрытия: например, его способность сопротивляться образованию трещин или истиранию шипованными шинами.
К ним относятся:
- Предел прочности на растяжение при изгибе
Асфальт относится к нежесткому типу дорожных покрытий. Он способен выдерживать нагрузки от многотонного транспорта за счет способности прогибаться, не разрушаясь. Именно это характеризует данный показатель. Подробнее о нем вы можете прочитать в статье Прочность асфальта. - Предельная относительная деформация растяжения
В совокупности с предыдущим показателем она используется для оценки деформативных свойств асфальта. От них зависит, насколько хорошо покрытие будет выдерживать высокие нагрузки и сопротивляться образованию трещин. - Угол наклона кривой колееобразования
Как и средняя глубина колеи, это свойство характеризует стойкость асфальта к образованию пластических деформаций. - Разрушающая нагрузка и деформация по Маршаллу
Эти характеристики используются для оценки сдвигоустойчивости асфальта – то есть его способности сопротивляться необратимым деформациям. Материал с низкими показателями легко продавливается под нагрузкой от машин, покрывается колеями, впадинами, наплывами. Этот показатель учитывался в старых ГОСТах, но новые стандарты усовершенствовали метод его определения. - Истираемость (для верхнего слоя покрытия)
Шипованные шины – это настоящий бич для асфальтовых дорог в регионах со снежными и холодными зимами. Они изнашивают верхний слой покрытия, из-за чего срок его службы сокращается. В противовес этой напасти новые ГОСТы предписывают использовать менее истираемые асфальты на дорогах с интенсивным движением. - Остаточная прочность после воздействия реагентов (для верхнего слоя покрытия)
Еще один «враг» асфальта в зимний период – это противогололедные реагенты, которые обладают коррозионным эффектом и вызывают преждевременное старение битума. В условиях российского климата этот показатель очень важен. Но до введения новых стандартов он никах не учитывался при проектировании АБС. - Коэффициент длительной водостойкости
Он определяется так же, как обычный коэффициент водостойкости. Но в этом случае образцы асфальта выдерживаются в воде 15 суток. Этот показатель позволяет оценить, как хорошо покрытие будет сохранять свои свойства в весенний период, при постоянном увлажнении талой водой.
Как видите, новые ГОСТы на асфальт ввели ряд новых показателей, которые очень актуальны для нашей страны, но до этого не учитывались при проектировании составов АБС. Из-за этого асфальт, который в теории может служить по 20-30 лет, в реальности уже через 1-2 года покрывался трещинами и выбоинами. Есть повод надеяться, что строительство дорог по новым нормативам действительно выведет их на европейский уровень.
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 #асфальт для дорог #асфальт для дорожного строительства #дороги из асфальта #асфальтовые дороги #полезные советы