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

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.

1. 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%.

2. 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

1. 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».
2. 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.

3. 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.

1. В горячих растворах вяжущим веществом выступают разогретые вязкие и жидкие нефтяные битумы. Укладка их должна осуществляться при температуре бетона не менее +120 градусов.
2. 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.

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.

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.

1. Тип Г или Гх. Используется отсев дробления либо его смесь с натуральным песком (не больше 30 процентов).
2. 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.

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.

1. Подбор состава начинают с выбора характеристик компонентов смеси и установления их соответствия нормам, которые прописаны технической документацией.
2. Далее определяются оптимальные пропорции компонентов, которые будут гарантировать производство покрытия с заданными качествами.
3. 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. 

1. Он гарантирует увеличенные механические качества дорожного полотна, из-за расклинивания мелкофракционным гравием/щебнем более крупных их зерен.
2. Покрытие, уложенное из материала, приготовленного с непрерывной гранолуметрией наполнителя, имеет высокий уровень шероховатости и стойкость к сдвигам.
3. 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.

4. Для асфальтовых смесей подобного типа нужен щебень или гравий из прочных пород (например, гранита) с обколотой больше, чем на 50% поверхностью зерен.
5. 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.

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

Замешивание партии

Схема производства материала.

Асфальтобетонные материалы вкратце производят так.

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

Дорожные работы

На фото — укладка асфальта.

1. 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.
2. 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%.
3. 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.

4. 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.
5. 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.
6. Окончательно бетон уплотняют дорожными автомобильными катками.

Обустройство тротуаров

Толщина покрытия, исходя из его назначения.

1. Сначала устанавливаются бортовые камни, отделяющие тротуар и дорогу.
2. Далее укладывается основание – асфальтобетон с наполнителем из щебня, шлака, кирпичного боя. Часто используется и асфальтовая крошка («старый» асфальтобетон).
3. Исходя из типа грунта, основание тротуара может иметь толщину от 10 до 15 см.
4. После укладки смеси, она тщательно разравнивается, а потом уплотняется самоходными и ручными катками.
5. Далее производится расклинцовка мелкими камнями и шлаком.
6. 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.