Из чего состоит асфальтобетонная смесь: Состав асфальтобетона: ГОСТ, проектирование, устройство, подбор

Содержание

Что собой представляет асфальтобетонная смесь

Асфальтобетонная смесь (или просто асфальтобетон) является основным материалом для устройства дорожного полотна. При этом область применения асфальтобетона не ограничивается дорожным строительством, так как свойства материала делают его отлично подходящим для множества других покрытий.

«Асфальтобетонная смесь (асфальтобетон) – строительный материал искусственного происхождения, изготавливаемый из подобранных пропорций минерального составляющего (щебень, песок, минеральный порошок) и битумного вяжущего. Для некоторых разновидностей асфальтобетонных смесей также применяются специальные добавки, повышающие физико-механические характеристики материала»

В зависимости от того, каким качеством обладают компоненты в составе асфальтобетона, изменяются физико-механические характеристики материала. Также асфальтобетонная смесь изменяет свои физико-механические характеристики в зависимости от пропорций материалов, зернистости некоторых из них, наличия или отсутствия специальных присадок.

В настоящее время асфальтирование в Москве производится нашей компанией с применением асфальтобетонных смесей собственного производства, что позволяет полностью контролировать качество материалов.

Из чего может состоять асфальтобетонная смесь

Как упоминалось выше, асфальтобетонная смесь включает в себя две группы материалов:

  • 1. Минеральные компоненты – щебень, песок, минеральный порошок;
  • 2. Вяжущее вещество – битум.

В прошлом в качестве вяжущего также допускалось использование дегтя, однако позже деготь был запрещен для использования в городской среде, а затем был полностью исключен из состава асфальтобетона.

Асфальтобетонные смеси изготавливаются с помощью перемешивания и нагрева компонентов, входящих в состав.

Щебень

Щебень – продукт дробления горных пород или иных материалов. Может быть изготовлен из гранита, гравия или известняка. Также щебень может быть вторичным или шлаковым. В дорожном строительстве, как правило, используются фракции щебня размером 5-20 мм и 20-40 мм.

Чем прочнее щебень, тем выше будет качество изготовленного из него асфальтобетона. Это связно с тем, что щебень формирует своеобразный скелет асфальтобетонного покрытия, являясь основным заполнителем.

Высококачественная асфальтобетонная смесь может иметь в составе щебень из твердых горных пород или гравия. Асфальтобетонная смесь для устройства пешеходных зон может включать в себя и щебень осадочных горных пород, например, известняка или доломита.

  • Гранитный щебень – щебень из твердой горной породы, обладающий высокими физико-механическими характеристиками. Добывается путем взрыва монолитной гранитной скалы, после чего может быть раздроблен до фракций нужного размера.

    Фракции гранитного щебня могут быть размером от 0-5 мм до 300 мм.

    Помимо гранита используются и другие твердые горные породы, обладающие схожими показателями прочности и жесткости, а также сопротивляемости низким температурам. Кроме того, для изготовления качественного щебня могут использоваться метаморфические породы, которые тоже обладают высокими характеристиками.

  • Гравийный щебень – щебень из более рыхлой горной породы, обладающий физико-механическими характеристиками среднего уровня. Добывается путем дробления гравия до нужных фракций.

    Фракции гравийного щебня могут быть размером от 3 до 40 мм.

  • Известняковый щебень (или доломитовый щебень) – изготавливается путем дробления осадочной горной породы, чаще всего – известняка, который по большей части состоит из кальцита, и доломита. Физико-механические характеристики могут быть средними или пониженными. Считается одним из самых распространенных щебней.

    Фракции известнякового щебня могут быть различного размера.

Шлаковый и вторичный щебень имеют более низкие физико-механические характеристики, поэтому не используются для изготовления асфальтобетона. Однако стоимость такого щебня так же будет значительно ниже.

Асфальтобетонная смесь, в зависимости от фракций щебня, может быть мелко- или крупнозернистой. Крупнозернистый асфальт используется в верхних слоях дорожного полотна в качестве стабилизирующего слоя, поверх которого укладывается мелкозернистый асфальт, рассчитанный на сопротивления износу и механическому воздействию.

Подробнее о разновидностях асфальтобетона написано в соответствующем разделе.

Песок

Песок в составе асфальтобетона может быть добыт с помощью отсева или дробления. Другими словами, можно использоваться природные залежи песка, а также добывать его при помощи дробления того же щебня до максимально мелких фракций.

Асфальтобетонная смесь включает в себя песок разных фракций, что обеспечивает максимальную плотность – более мелкие фракции заполняют пустоты между более крупными зернами.

  • Песок в комбинации с щебнем обеспечивает шероховатость и плотность покрытия, что положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках, в том числе влияет на сцеплении колес автомобилей с дорогой.
  • Песок в комбинации с минеральным порошком помогает связывать и структурировать битум, повышая показатели устойчивости покрытия к высоким температурам, а также повышает плотность смеси.

Минеральный порошок

Минеральный порошок изготавливается путем помола известняка, доломита и других подобных материалов. Часто это делается из мелких остатков после дробления вышеупомянутых материалов в процессе изготовления щебня. Качественная асфальтобетонная смесь содержит минеральный порошок, минимальное качество которого регламентировано нормами ГОСТ.

В составе асфальтобетона минеральный порошок увеличивает показатели прочности, стойкости, устойчивости и упругости. За счет этого обеспечивается не только рост эксплуатационных характеристик, но и увеличение срока службы покрытия. Важно подобрать правильную пропорцию порошка, так как уменьшение или увеличение оптимального количества может снизить физико-механические характеристики асфальтобетона.

Коэффициент впитывания влаги у минерального порошка не должен быть больше 1.

Битум

Битум является продуктом нефтепереработки, выступает в асфальтобетоне в качестве вяжущего материала. Ни одна асфальтовая смесь не сможет нормально функционировать без битума, так как битум является единственным связывающим компонентом в составе. Помимо склеивания зерен других материалов, добавление битума также позволяет заполнить все пустоты между фракциями.

Уровень вязкости битума зависит от конкретной разновидности асфальтобетона. При повышении температуры вязкость понижается, а при понижении – увеличивается. Поэтому горячие асфальтовые смеси разогреваются перед укладкой, набирая прочность в процессе остывания.

Специальные добавки

Асфальтобетонная смесь, имеющая в своем составе добавки (также присадки или модификаторы), как правило, отличается повышенными физико-механическими и другими эксплуатационными характеристиками. Существует несколько разновидностей добавок, каждая из которых выполняет определенную функцию. Кстати, минеральный порошок тоже можно отнести в категорию добавок для асфальтобетона.

Какие добавки может содержать асфальтобетонная смесь

Резиновая и резинотканевая крошка, латексные смеси, каучуковые добавки Позволяют повысить показатель сцепления асфальта, что также помогает увеличить прочность и стойкость к низким температурам
Адгезионные добавки на основе фосфора Повышают адгезию на различную величину, в зависимости от конкретной добавки, также способствуя повышению прочности
Минеральные модификаторы (зола, цемент, тех. сера, известняк, доломит и прочее) Повышают прочность на сжатие
Волокнистые стабилизирующие добавки Целлюлозные волокна применяются для препятствия растеканию битума, повышая характеристики асфальтобетонной смеси (используются, например, в щебеночно-мастичном асфальте)

Чем меньше зернистость добавок, тем эффективнее их применение. Если размер фракций добавки не превышает 0,1 мм, то при перемешивании такие гранулы полностью распадаются, смешиваясь и растворяясь в битуме. Размер фракций минеральных модификаторов не должен быть больше 0,07 мм.

Разновидности асфальтобетонных смесей

Асфальтобетонная смесь может быть классифицирована по нескольким параметрам, каждый из которых влияет на физико-механические характеристики, область применения, а также может обуславливать технологию укладки асфальта и некоторые другие факторы.

Параметр Что входит
Состав (тип основного заполнителя)

Песчаный асфальт;

Гравийный асфальт;

Щебеночно-мастичный асфальт.

Температура укладки (способ набора прочности)

Горячие смеси;

Холодные смеси;

Литые смеси.

Пористость

Высокоплотные;

Плотные;

Пористые;

Высокопористые.

Зернистость

Песчаные смеси;

Мелкозернистые смеси;

Крупнозернистые смеси.

Тип

А;

Б;

В;

Г;

Д.

Марка

I;

II;

III.

Какой может быть асфальтобетонная смесь, в зависимости от основного заполнителя

Тип основного заполнителя напрямую влияет на качество асфальтобетона, выраженное в показателях прочности, твердости, срока службы и так далее. Также от характеристик смеси зависит допустимая область ее применения.

Вид смеси по основному заполнителю Описание
Песчаная асфальтобетонная смесь Не отличается высокими физико-механическими характеристиками, поэтому используется только для асфальтирования пешеходных зон и других территорий, на которые не воздействует высокая и интенсивная нагрузка.

Другими словами, высокая транспортная нагрузка приведет к быстрому разрушению покрытия из песчаного асфальта, однако для тротуаров и придомовых территорий материал вполне подходит.

Гравийная асфальтобетонная смесь Может использоваться для асфальтирования автомобильных дорог и пешеходных зон, так как обладает более высокими эксплуатационными характеристиками.

Однако на сегодняшний день гравийный асфальтобетон практически полностью вытеснен щебеночно-мастичным.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь Обладает повышенными физико-механическими характеристиками, за счет чего может использоваться для асфальтирования дорог любой категории, а также для укладки на пешеходных территориях.

В составе данного асфальтобетона присутствует щебень только из прочных горных пород, формируя прочный «скелет» покрытия, а добавление целлюлозных волокон препятствует растеканию битума.

Если вы хотите заказать асфальтирование придомовой территории, нет необходимости переплачивать за щебеночно-мастичный асфальтобетон, так как для этих целей будет достаточно и песчаного асфальта. Однако щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь однозначно будет иметь гораздо более длительный срок службы.

Какой может быть асфальтобетонная смесь, в зависимости от температуры укладки и метода набора прочности

Некоторые смеси можно укладывать только при определенной температуре, а некоторые могут использоваться даже в холодные сезоны. Также у описанных ниже смесей отличается технология укладки, что обусловлено особенностями каждого материала.

Вид смеси по температуре и технологии укладки Описание
Горячая асфальтобетонная смесь Обладает высокими физико-механическими характеристиками, за счет чего может использоваться для строительства дорог любых категорий, а также пешеходных зон и других площадей.

Перед укладкой требует разогрева до 110-130°C, а температура воздуха в момент проведения работ не должна быть ниже +5°C. После укладки требует уплотнения.

Холодная асфальтобетонная смесь Обладает более низкими физико-механическими характеристиками, поэтому не используется для строительства дорог, однако вполне подходит для территорий с небольшой нагрузкой, а особенно для быстрого ремонта асфальта.

Чаще всего используется именно для ямочного ремонта, так как не требует разогрева перед укладкой (разжижение битума происходит за счет растворителей), что позволяет проводить работы даже при минусовой температуре. После укладки требует уплотнения.

Литая асфальтобетонная смесь Относится к горячим смесям, и тоже имеет высокие физико-механические характеристики, поэтому может использоваться для асфальтирования любых территорий, в том числе автомобильных дорог любой категории.

Перед укладкой разогревается до ~220°C, а температура воздуха при проведении работ не должна быть ниже +5°C.

Основным преимуществом литого асфальтобетона является отсутствие необходимости в уплотнении после укладки. Материал изначально имеет жидкую консистенцию, а при остывании набирает прочность самостоятельно.

Как асфальтобетонная смесь может классифицироваться по пористости

В данном случае подразумевается остаточная пористость. Показатель отражает плотность асфальтобетона после уплотнения. При этом пористость может зависеть и от качества трамбовки, однако для сравнения предположим, что уплотнение было одинаковым.

Вид смеси по плотности Пористость после уплотнения
Высокоплотная 1 – 2,5%
Плотная 2,5 – 5%
Пористая 5 – 10%
Высокопористая 10 – 18%

Более пористые смеси используются в нижних слоях асфальтобетона, формируя стабилизирующий слой, а менее пористые укладываются в верхний слоях покрытия, формируя жесткий слой, препятствующий износу.

Какой может быть асфальтобетонная смесь, в зависимости от зернистости

Зернистость асфальтобетона определяется размером фракций его зерен. Это влияет на физико-механические характеристики материала, а также на область его применения.

Вид смеси по зернистости Параметры
Песчаная Диаметр фракций – до 10 мм.

Не обладает высокими эксплуатационными характеристиками, однако подходит для устройства пешеходных зон и других подобных территорий.

Мелкозернистая Диаметр фракций – 10-20 мм.

Используется для устройства поверхностных слоев покрытия, чтобы обеспечить высокую плотность.

Крупнозернистая Диаметр фракций – 20-40 мм.

Используется для устройства подстилающих слоев асфальтобетона, обеспечивая стабилизацию покрытия.

Какой может быть асфальтобетонная смесь, в зависимости от ее типа

Тип асфальтобетона определяется по его составу и процентному отношению основного заполнителя. Некоторые типы смесей могут быть только горячими, а некоторые горячими и холодными. Чем выше тип асфальтовой смеси, тем выше качество материала.

Тип смеси Параметры
А Горячие смеси, содержащие в составе не менее 50-60% горных пород.
Б Горячие и холодные смеси, содержащие в составе не менее 40-50% горных пород.
В Горячие и холодные смеси, содержащие в составе не менее 30-40% горных пород.
Г Используется песок, полученный при дроблении горных пород.
Д Используется песок, полученный при дроблении осадочных пород.

Какой маркой может маркироваться асфальтобетонная смесь

Сразу хотелось бы предостеречь вас от выбора асфальтобетона, опираясь только на его марку. Марка не отражает качество асфальтобетона напрямую, она просто группирует смеси по определенным параметрам.

Например, под одну и ту же марку могут попасть сразу несколько асфальтовых смесей, некоторые из которых будут высокой прочности, а другие окажутся подходящими только для укладки на тротуары.

Где применяется асфальтобетонная смесь

За счет того, что асфальтобетонная смесь может иметь различные физико-механические характеристики, в том числе и очень высокие, область применения материала довольно широкая.

Где используется асфальтобетон:

  • Строительство автомобильных дорог;
  • Обустройство пешеходных зон;
  • Ремонт асфальтовых покрытий;
  • Устройство придомовых территория, стоянок, подъездных путей;
  • Асфальтирование детских и спортивных площадок;
  • Строительство спортивных объектов;
  • Строительство взлетно-посадочных полос;
  • Формирование покрытия на складах.

Фактически, подходящая асфальтобетонная смесь может использоваться для устройства любого покрытия, которое должно иметь жесткость и твердость.

Выводы

Асфальтобетонная смесь представляет собой правильно подобранную пропорцию нескольких компонентов:

  • 1. Щебень;
  • 2. Песок;
  • 3. Минеральный порошок;
  • 4. Битум;
  • 5. Различные добавки и модификаторы (не всегда).

От качества каждого из компонентов зависит и то, какими физико-механическими характеристиками будет обладать асфальтобетонная смесь. Помимо качества материалов, важную роль также играют их пропорции. Асфальтобетон с высоким содержанием щебня из горных пород будет иметь более высокие характеристики, чем асфальт с низким содержанием твердого щебня или же вообще не содержащий его.

Также асфальтобетонная смесь может быть классифицирована по нескольким параметрам:

  • 1. Вид основного заполнителя;
  • 2. Температура укладки и способ набора прочности;
  • 3. Пористость;
  • 4. Зернистость;
  • 5. Тип;
  • 6. Марка.

От значений данных параметров зависит набор характеристик, которыми будет обладать асфальтобетонная смесь. Также некоторые параметры влияют на технологию укладки и область применения, а марка асфальтобетона является собирательным показателем, который не отражает напрямую качество асфальтобетона.

из чего состоит асфальтобетонная смесь

Наши далекие предки, еще не имея опыта в машиностроении, озадачивались удобством на дорогах. И если до создания колеса было достаточно протоптанной тропинки от пещеры к пещере, то позже людям хотелось большего комфорта. Они стали обращать внимание на свойства природных материалов. Таким образом, в начале шестнадцатого века жители южноамериканского континента впервые применили асфальт природного происхождения. Только через два века эту методику подхватили жители Северной Америки. В европейской части (Англия, Россия, Франция, Австрия) мощеные тротуары стали заменяться асфальтированными ближе к середине девятнадцатого века.

В Санкт-Петербурге был открыт первый завод по производству нового дорожного покрытия. До этого в Россию асфальт импортировался.

Сейчас уже трудно себе представить длинные автомагистрали без асфальтированного покрытия. Что же из себя представляет это вещество?

Из чего состоит асфальт

Асфальт может быть рожден двумя способами: природой и человеком.В природе он получается путем испарения из тяжелых фракций нефти, более легких ингредиентов. В местах, где нефть самостоятельно имеет выход на поверхность и добывают природный асфальт.

Добыча ведется из пластов жильных залежей. Он похож на горную смолу. Текучесть придает большое количество масел (до сорока процентов), а подвижность обусловлена большим количеством смолистых веществ (до семидесяти пяти процентов).

Искусственный материал получается путем смешения пород: песка, гравия, минеральных порошков, битума.

Учитывая физические и химические свойства асфальта, его можно принять в разных сферах народного хозяйства. Асфальтированная поверхность выдерживает сильные нагрузки. Для правильного определения применения, асфальт различают по видам и маркам.

Асфальт: виды и классификация

  • «Марка №1» — максимально высокая прочность. Используется для прокладки нижнего слоя дорожного покрытия. Эта марка объединяет супер плотные, высоко пористые, песчаные смеси и гравий.
  • «Марка №2» — распространенный и часто используемый вариант. Его применяют для верхнего слоя дороги, обустраивают дворы и парки, используют для ремонта дорожного покрытия (заплатки).
  • «Марка №3» — отсутствие щебня сказывается на снижении прочности материла. Он становится более плотным, но менее прочным. Все пешеходные дорожки ремонтируются с его применением. В ремонте дорог может использоваться исключительно точечно, для ям. В личных целях для обустройства своего приусадебного хозяйства подходит, как нельзя лучше.

По наличию песка и камня асфальт может быть двух видов «А» и «Б»:

  • «А» — от пятидесяти до шестидесяти процентов щебня.
  • «Б»- от сорока до пятидесяти процентов щебня или гравия.

Однако на рынке можно встретить категории «В», «Г»,»Д». Они являются продолжением начатого списка и относятся уже к другому понятию — асфальтобетон.

  • «В»- от тридцати до сорока процентов гравия, щебня.
  • «Г»- тридцать процентов, искусственно созданного из отсева дробления, песка.
  • «Д»- семьдесят процентов искусственного песка.

Чем отличается асфальт от асфальтобетона

Асфальтобетон есть ничто иное, как модификация свойств асфальта. Тем не менее это не одно и то же. Несмотря на значительное сходство свойств и модулей применения они имеют ряд различий. Внешне природный асфальт похож на смолу. Текстура его гладкая, максимально однородная.

В асфальтобетоне невооруженным взглядом заметно наличие крупных фракционных частей гравия и щебня.

Стоит отметить, что характеристики асфальтобетона говоря в его пользу: он выдерживает максимальные транспортные нагрузки, обладает демпфирующей способностью (поглощает вибрацию).

Технология получения асфальтобетона

Методика изготовления асфальтобетона требует наличие целого производства. Не опираясь на характеристики и состав, осуществляется один и тот же алгоритм. При ремонтных работах используют мобильные установки.

Этапы получения асфальтобетона:

  1. Подготовительный этап включает в себя дробление минеральных ингредиентов и распределение их по фракциям. Затем, следует просушка компонентов, нагревание и подача в специальный смеситель.
  2. Подготовка битума происходит в несколько этапов: разогретое вещество постоянно перемешивают, вводят активные поверхностные материалы, выпаривают излишнюю влагу. Оправляют в смеситель.
  3. Смешивание всех компонентов: разогретого битума, песок, гравий (или щебенку), минеральный порошок. После этой процедуры получается однородная масса.
  4. Перегрузка в зависимости от назначения. Если асфальтобетон не используют сразу, то его охлаждают и отправляют на склад для хранения. При необходимости использования массу переливают в специализированные бункеры и отправляют на строительную площадку.
  5. Состояние вяжущего битума дает возможность распределить асфальтобетон на две категории: холодную и горячую.
  6. Холодная и горячая смесь различаются разницей в температурном режиме в момент нагревания битума. Холодный вариант изготавливается при температуре от семидесяти пяти до ста десяти градусов, горячий — от ста сорока до ста семидесяти пяти градусов.

В составе асфальтобетона могут использоваться смеси из щебенки, гравия или песка. По величине зерен выделяют крупнозернистые, мелкозернистые и песчаные смеси.

Состав:

  • Битум (до девяти процентов смеси) — база.
  • Минеральный порошок.
  • Функциональные добавки (улучшение параметров звукоизоляции, сцепления, шероховатости)
  • Каменистые материалы.

Интересный факт. Утилизированные резиновые покрышки можно использовать в качестве дополнительного компонента в асфальтобетон. Переработанная резиновая крошка усовершенствует вещество и делает покрытие менее уязвимым для природных явлений и изнашиваемости. Но такой вариант использую в исключительных случаях, так как считается дорогим удовольствием.

Методика укладки асфальтобетона тоже различаются в зависимости от эксплуатации:

  • Большое содержание битума и минералов организуют литой вариант укладки.
  • Разноцветные холодные и горячие смеси.
  • Щебеночный материал с добавление мастики.
  • Наличие полимеров (эластомеры).
  • Включение в состав резиновой крошки (дренирующая функция).
  • Добавление стеклянных измельченных осколков.
  • Асфальтобетон на основе технической серы.
  • Сульфированный вариант.
  • Универсальный модификатор — «Унирем».
  • Фрезерованный метод.

Необычные, на первый взгляд, добавки влияют на уникальность эксплуатационных характеристик и качество покрытия.

Асфальтобетонное покрытие получает классификацию в зависимости от базовых ингредиентов состава, тем не менее специалисты сходятся во мнении, что наиболее правильно группировать по основному соотношению компонентов. Важно учитывать процентное содержание всех, входящих в основу состава, элементов и добавок.

Характеристика дорог покрытые асфальтобетоном: устойчивость к воздействию разного вида химических реагентов, долговечность эксплуатации под воздействием автотранспорта, морозоустойчивость в условиях северных широт, водостойкость, пожаробезопасность, экологически чистый материал.

Для величины расхода необходимо знать массу материала и его удельный вес. По статистике в одном кубическом метре плотность материала составляет около одной тысячи двухсот килограммов.

Как битум влияет на асфальтобетон?

Заведующий кафедрой «Автомобильные дороги» ДГТУ Денис Александрович Николенко – о том, почему нельзя устраивать дорожное полотно в дождь.


— Как бы Вы оценили состояние ростовских дорог? Какие типы покрытия используются для современных ростовских дорог?


Д.А.: Состояние ростовских дорог на основных магистралях и улицах очень хорошее и находится в нормативном транспортно-эксплуатационном состоянии, так как в основном распространено использование покрытия из щебеночно-мастичного асфальтобетона. Эта технология в России успешно применяется уже лет 10-15.


Помимо этого, распространено применение литого асфальтобетона на улицах с трамвайными путями, таких как улица М. Горького. Литой асфальтобетон позволяет избежать отслаивания дорожного полотна вблизи рельс, в местах повышенной вибрации. Однако эффективность этой технологии очень сильно зависит от климата, времени, когда производились эти работы и, разумеется, от соблюдения технологий.


— Как меняется технология укладки асфальтобетонного покрытия в зависимости от климатических условий и погоды?


Д. А.: Действующие ГОСТы выделяют 5 основных климатических зон, которые определяют выбор технологии устройства асфальтобетонного покрытия. Сейчас разрабатываются новые асфальтобетонные смеси по технологии Superpave, универсальные для разных климатических условий.


— Почему в обществе распространен такой стереотип: «Вот опять все делают в дождь, к весне уже все развалится»?


Д.А.: Автомобильные дороги строятся за государственные деньги. Иногда процесс финансирования дорожно-строительных работ откладывается из-за несвоевременно проводимых торгов. Поэтому автомобильные дороги часто начинают латать в ноябре-декабре. Хотя есть четкие регламентированные нормы, согласно которым работы по укладке асфальтобетона должны проводиться осенью при температуре воздуха не менее +10 градусов и весной не ниже +5 градусов. Возможно, конечно, укладывать асфальтобетон и при более низких температурах, но в таких случаях необходимо применять дорогостоящие добавки.


— Что происходит, если устраивать асфальтобетонное покрытие при температуре ниже 10 градусов? Каким образом нарушаются технологии?


Д. А.: Температура асфальтобетонной смеси при укладке должна быть не ниже 130-160 градусов по Цельсию в зависимости от марки битума. Летом, когда температура днем держится на отметке 30-40 градусов, поддерживать необходимое состоянии смеси не составляет труда. Но если на улице +5 или, ещё хуже, 0 градусов, смесь остывает и её невозможно уплотнить до требуемой консистенции, так как появляются комки. В кузове автосамосвала при транспортировке возникает такой эффект, как сегрегация или неравномерное остывание смеси. Таким образом, при укладке асфальтобетонной смеси один слой будет теплый, второй – чуть холоднее, третий – холодный. Температурная сегрегация укладываемой асфальтобетонной смеси приводит в дальнейшем к таким дефектам асфальтобетонного покрытия, как просадки, выбоины, колеи, наплывы, трещины и так далее.


— Расскажите о разработке нового битума технологии Superpave, для чего он служит?


Д.А.: Асфальтобетонная смесь состоит из нескольких составляющих: щебень, битум, минеральный порошок и песок. Эта рационально подобранная группа компонентов перемешивается в специальных емкостях, и в итоге мы получаем асфальтобетонную смесь. Что касается битумов, они имеют разную вязкость и применяются в зависимости от климата. Основные функции битума – связать каменный материал с остальными компонентами и препятствовать проникновению воды через слои асфальтобетона. Битумные вяжущие в составе смесей по технологии Superpave должны соответствовать требованиям современных нормативных документов. Свойства битума рассчитывают для каждого конкретного места, где будут проводить дорожно-строительные (ремонтные) работы. То есть учитывается реальный климат, а не дорожно-климатические зоны, которые могут иметь совершенно разную температуру в пределах одной зоны. Сейчас в городе Азове работает «Центр инновационных компетенций Доринжсервис», который занимается исследованием битума, инертных и композиционных материалов с возможностью скорейшего применения на дорогах области. ДГТУ активно сотрудничает с центром, поэтому студенты опорного вуза имеют возможность изучать современное лабораторное оборудование и технологии, применяемые в дорожной отрасли, а также проходить научно-исследовательскую и производственную практику.

Асфальт – его коренное отличие от асфальтобетонной смеси

Асфальтированные тротуары, многочисленные площади, дороги из асфальта – всё это встречается в жизни современного человека ежедневно. И, несмотря на то что современные технологии набирают обороты в своём развитии, асфальт по-прежнему продолжает пользоваться спросом и является хорошим материалом для земельного покрытия. Но далеко не каждый из нас обладает знанием, из чего же состоит асфальт. В любом асфальте, а точнее в его составе, должны присутствовать связующие компоненты. Также есть инертные компоненты и специальные добавки, которые придают ему определённую консистенцию. Специфическое покрытие может сделать материал долговечным и придать ему некоторые свойства – прочности, целостности, что является немаловажным.

Основа любого асфальта – инертные материалы, в качестве которых выступает песок, щебень и многие другие. А другие вещества, например, связующие, используются для того, чтобы придать им определённую консистенцию, цвет, а также придают специальные технические свойства. Что касается многочисленных добавок, то они используются с той целью, чтобы придать поверхности такие качества, как шелковистость, гладкость… Что касается основных отличий асфальта от асфальтобетона, то они очевидны. В асфальте не присутствует щебень, основа – это песок. Что касается асфальтобетонной смеси, то в её состав входит щебень крупных фракций и других компонентов. Такие покрытия являются прочными, но по качеству уступают обыкновенному асфальту.

Если вы стоите перед выбором материала для проведения своих работ, то обращайте внимание на преимущества и недостатки каждого. По асфальту может быстро передвигаться машина. Но он более пригоден для ремонта дорог, а также для тех мест, где не проходят крупногабаритные предметы. Если речь идёт о строительстве больших дорог, магистралей, то в данном случае можно применять смесь, поскольку она обладает качеством долговечности. Также такая смесь может применяться для ремонта дорог и прочих покрытий, особенно высоко она ценится в холодный сезон. Они могут прослужить долго, а также хорошо застывают даже при очень низких температурах, а при использовании их в качестве ремонтного материала, можно наслаждаться асфальтом, который обладает отличным качеством. Таким образом, можно грамотно подойти к выбору такого материала и отметить для себя, что есть в одном и чего нет в другом.

Из чего делают асфальтобетонную смесь. Асфальт: технологии изготовления и укладки

Все виды асфальтов, используемых для укрепления полотна дорог, состоят в основном из двух компонентов: битума и минеральной крошки. Последняя изготавливается в соответствии с нормативами ГОСТ 9128 из очень прочных материалов. Битум для асфальта может использоваться разных марок.

Особенности технологии производства

Природные битумы залегают обычно неподалеку от месторождений нефти в виде линз. Однако в промышленности и дорожном строительстве чаще используется вторая разновидность этого материала — искусственная. Делают такой битум из продуктов нефтепереработки. Обычно это гудрон и экстракты селективной очистки масла.

Состав асфальта и его разновидности

В состав смеси, предназначенной для покрытия дорог, помимо битума, могут входить такие компоненты, как песок и щебень. С использованием первого изготавливают песчаный асфальт. Иногда в смесь добавляют также и щебень. Эта очень распространенный вид покрытия. Называется такой асфальтобетон щебневым. Также этот дорожный материал иногда делают с использованием гравия. В смесь в этом случае добавляют щебень и минеральный порошок. Асфальт этой разновидности называется гравийным.

В зависимости от назначения смеси соотношение всех этих компонентов может меняться. Так, для пешеходных дорожек применяется асфальт, изготовленный с использованием мелких песка и щебня. Нижний слой проезжей части обычно делают из смеси немного другого состава. В этом случае асфальт делают с применением только очень крупного щебня. Верхний слой дорог заливают более гладким асфальтом. В его состав входит щебень мелких фракций.

Марка битума для асфальта

Таким образом, использованный вид наполнителя влияет на прочность материала этого типа, а следовательно, и область его применения. Однако состав асфальта и его качества в неменьшей степени зависят от марки подмешенного в него битума. Для производства смесей этого типа обычно используется особый материал этого вида. Называется он дорожным битумом и маркируется буквами БНД. Основным параметром, по которому классифицируется этот материал, является температурный режим.

При определенных условиях все без исключения битумы начинают плавиться. В зависимости от того, в какой именно момент это происходит, материал можно использовать в том или ином регионе страны. Для того чтобы определить, в каких условиях можно использовать данный конкретный битум для асфальта, в первую очередь следует посмотреть на его маркировку. Присутствующие в ней цифры показывают диапазон вязкости этого материала. В настоящее время при используется всего пять разновидностей дорожных битумов: БНД 40/60, 60/90, 90/130, 130/200, 200/300. Чем жарче климат, тем более вязкий материал должен применяться при изготовлении дорожного покрытия.

Разумеется, битум в асфальте должен присутствовать в достаточном количестве. Слишком много этого материала при составлении смесей обычно не используют. Горячий состав для дорожного покрытия должен рассыпаться, а не слипаться. Однако, если не хватает битума, в асфальте со временем начинают происходить разного рода неблагоприятные процессы. В него проникает вода и, замерзая в зимний период времени, разрывает его.

Основные свойства БНД

Помимо вязкости, битум для асфальта характеризуется такими свойствами, как:

    Дуктильность. Этот показатель определяется расстоянием, на которое битум можно вытянуть в нить без ее разрыва. Чем он больше, тем выше прилипаемость смеси. Дорожные битумы обычно имеют степень дуктильности больше 40 см. Требования по этому показателю для БНД устанавливаются при температуре 0 градусов С.

    Деформативные характеристики. При определении пригодности битума для изготовления асфальта обращают внимание и на такие его свойства, как упругость, ползучесть, пластичность, хрупкость и т. д. Именно они определяют деформативные характеристики этого материала. При нагреве битума последние не должны изменяться слишком сильно.

Жидкие составы в строительстве

Битум для асфальта обычно имеет очень большую степень вязкости. Однако иногда при заливке покрытий используют и жидкие разновидности этого материала. Применяют их в основном для удлинения сезона дорожных работ. Жидкий битум в определенных пропорциях добавляют в вязкий. В результате покрытие при пониженных температурах не застывает слишком быстро. Изготавливают жидкие битумы из вязких путем добавления дистиллятных фракций.

При выполнении ремонтных работ используется также материал средней вязкости. Его применяют для обработки уже очищенной карты. Норма расхода битума при укладке асфальта в этом случае не слишком большая и составляет всего 0.5 л/м 2 .

Какие добавки могут присутствовать в БНД

При производстве битумов дорожных, помимо всего прочего, могут использоваться разного рода добавки. Необходимы они для изменения тех или иных свойств этого материала. К примеру, при изготовлении холодного асфальта используется битум, в состав которого входят модифицирующие компоненты. В результате их применения после застывания покрытие не трескается на холоде и не тает на жаре. При использовании МАК-добавок битум приобретает свои окончательные свойства гораздо быстрее.

Что добавляют в битум для асфальта еще? Очень интересная разновидность этого материала получается в том случае, если в процессе его изготовления используются цветные минеральные порошки. Из такого битума получается очень красивый асфальт. Укладывают его в парках, на велосипедных дорожках, а также используют для разметки.

Асфальт — природный или искусственный многокомпонентны й материал на основе поверхностного (образованного при выходе на поверхность земли) или нефтяного (полученного в результате нефтепереработки и последующей обработки оставшегося в осадке гудрона) битума, содержащего минеральные наполнители — гравий, щебень разных пород, песок.

По сути, применение термина «асфальт» к дорожным асфальтобетонным смесям некорректно. Содержание асфальта как смеси битумов в общей массе в несколько раз меньше и зависит от марки материала.

Начало использования асфальта для строительства дорог

Первые упоминания об использовании природного асфальта для прокладки дорог относятся к
XVI

веку и Южной Америке. Производство искусственных литых асфальтовых смесей появилось в США только в конце
XIX

века, чуть раньше пришли битумно-минераль ные составы на улицы Европы — в 1830-40 г.г. мощеные тротуары и проезжие части городов Франции, Австрии, Великобритании и России стали заменяться асфальтовыми покрытиями.

Первый пробный и более масштабный опыт асфальтирования провели в Санкт-Петербурге, но только к 80 г.г. новый дорожный материал распространился по другим крупным городам. При этом собственный завод был построен в России не сразу — в течение трех десятков лет прогрессивный тогда продукт закупали за границей.

Пионером в механизированной укладке опять оказалась Америка. Именно здесь для построения дороги впервые применили гудронатор, из которого лился горячий битум.

Состав природного и искусственного асфальта

Природный асфальт добывается с редких месторождений — озера Пич-Лейк на территории Тринидада, Мертвого моря в Израиле, провинции Альберта в Канаде, Поясе Ориноко в Венесуэле, штатах США, Иране, на Кубе. Состав включает в себя смесь битумов содержанием до 70%, неорганические включения и органические соединения.

Искусственные асфальтобетонные смеси состоят из двух основных компонентов. В роли вяжущего компонента выступают вязкие, маловязкие или жидкие нефтяные, модифицированные битумы и ПБВ (полимерно-битум ные вяжущие). В качестве наполнителей используются щебень/гравий разных фракций от 5-10 мм до 20-40 мм, песок и минеральный порошок для улучшения прочности, вязкости и заполнения пустот.

Асфальтобетон — монолитное дорожное покрытие, полученное путем укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси.

Технология производства асфальта

Основные шаги производства любой асфальтобетонной смеси — подготовка компонентов, смешивание и отправка на хранение в бункер. Изготовление выполняется на стационарных и мобильных (располагаемых вблизи участка дорожного строительства) заводах.

Общие технологические этапы:

  • Подготовка компонентов смеси. Минеральные наполнители дробятся и подвергаются разделению на фракции при помощи грохота, просушиваются, нагреваются, дозируются и подаются в смеситель.
  • Приготовление битума. Разогретый битум подается на битумоплавильную установку, выдерживается при постоянном перемешивании, добавлении ПАВ и повышении температуры до выпаривания влаги, отправляется в рабочие котлы и на дозировку смесителя.
  • Перемешивание компонентов. Подготовленный щебень/гравий, песок подаются в асфальтосмесител ь принудительного действия для «сухого» перемешивания с добавлением минерального порошка и последующим добавлением нагретого битума и смешиванием до однородной смеси.
  • Перегрузка готовой смеси. Горячую асфальтобетонную смесь отправляют в накопительный бункер или загружают в самосвалы для транспортировки к строительной площадке. Холодную смесь охлаждают и перевозят для хранения на склад.

Нагревание щебня и битума при производстве горячих смесей выполняется до температуры 165…175
0
С и 140…155
0
С, при изготовлении холодных смесей — до 65…75
0
С и 110…120
0
С соответственно.

Классификация асфальтобетонных смесей выполняется по остаточной пористости, типу минеральных материалов, их фракции и процентному содержанию, битумному вяжущему и температуре укладки.

Отдельные виды асфальтобетонных смесей

Помимо традиционных и повсеместно применяемых асфальтобетонных смесей существуют более прогрессивные дорожные материалы, которые отличаются от первых составом и условиями укладки.

К ним относятся:

  • Щебеночно-мастич ные смеси ЩМА со стабилизирующими добавками.
  • Литые асфальтобетонные смеси с увеличенным содержанием битума и минерального порошка.
  • Полимерасфальтоб етонные смеси с добавлением полимеров (эластомеров).
  • Цветные горячие и холодные смеси с красящими пигментами.
  • Стеклоасфальтобе тонные смеси с включением стеклянного боя.
  • Резиноасфальтобе тонные и резиновые дренирующие смеси с резиновой крошкой и полимерными добавками.
  • Сероасфальтобето нные смеси с присутствием технической серы.

Каждый вид материала имеет конкретную область применения, обусловленную характеристиками и эксплуатационным и свойствами получаемого покрытия.

Асфальтобетон — строительный материал, полученный искусственным путем. Применяется для строительства автомобильных дорог, аэродромов, небольших площадок и других участков, требующих наличия асфальтобетонного покрытия.

Классификация асфальтобетона. Тип наполнителя и марки

Существует достаточно большое количество методов и технологий по изготовлению асфальтобетонных смесей. На свойства полученного в итоге продукта оказывают влияние, как характеристики материала, так и используемые способы изготовления, отличающиеся в зависимости от производителя.

Основные типы асфальта

В зависимости от минеральных смесей, входящих в состав:

  • Щебеночные.
  • Гравийные.
  • Песчаные.

В зависимости от минеральных зерен:

  • Крупнозернистые.
  • Мелкозернистые.
  • Песчаные.

В зависимости от остаточной пористости:

  • Высокоплотные.
  • Плотные.
  • Пористые.
  • Высокопористые.

В зависимости от битума:

  • Горячие.
  • Холодные.

Характеристики асфальтобетонного покрытия

  • 1. Асфальтобетон обязательно должен содержать в своем составе песок, битум (твердое или смолоподобное вещество) от 2 до 9%, а так же различные минеральные вещества.
  • 2. Возможно содержание каменной фракции, но ее присутствие не является необходимостью. Но, несмотря на это множество асфальтобетонных покрытий, изготавливается на основе щебня.
  • 3. Так же в состав будущего асфальтобетонного покрытия входят различные добавки. Основная функция добавок — обеспечение сцепления колес с асфальтобетоном, увеличение шероховатости.

Пористый крупнозернистый асфальт

Марки асфальтобетона

Понятие «марки» асфальтобетона достаточно обширно. Главное требование ко всем маркам асфальтобетонных покрытий — используемые при изготовлении материалы должны соответствовать ГОСТу 9128 — 2013.

Сложность процесса состоит в том, что для определения марки используется большое количество физических и химических факторов. Для различных компонентов асфальтобетонных смесей параметры отличаются.

Например, асфальтобетон с высокой плотностью, изготовленный из горных пород, содержит более высокие и качественные показатели, чем асфальтобетонное покрытие, изготовленное из щебня. Но несмотря на различие в полученном качестве, взятые материалы относятся к марке I, но отличаются лишь плотностью и устойчивостью к разному виду воздействий.

Асфальтобетон с высокой плотностью, изготовленный из горных пород, содержит более высокие и качественные показатели, чем асфальтобетонное покрытие, изготовленное из щебня. Но несмотря на различие в полученном качестве, взятые материалы относятся к марке I, но отличаются лишь плотностью и устойчивостью к разному виду воздействий…

Марка асфальтобетона разделяет используемые материалы на:

  • 1. Имеющие высокие показатели для камня и битума.
  • 2. Материалы, обладающие усредненными параметрами. В основном такие материалы пригодны для строительных работ всех видов.
  • 3. Материалы, использование которых невозможно в условиях с суровым климатом, при повышенной нагрузке.

Виды марок

Литой асфальт

При изготовлении асфальтобетона существуют три основные марки:

  • Номер I.
  • Первая марка включается в себя достаточно большое количество дорожных материалов. К ней относятся высокоплотные и высокопористые материалы. Такое покрытие изготавливается на основе гравия, песка. Данные смеси показывает высокое качество, разработанное для особых условий. В составе присутствует битум, кварцевый песок, горные породы. Асфальтобетонное покрытие данной марки достаточно широко используется при строительных работах. Марка I гарантирует высокое качество покрытия.

  • Номер II.
  • Данная марка содержит высокоплотные, пористые песчаные типы. По сравнению с первой маркой, покрытие второй марки отличается способностью выдерживать различные климатические условия и нагрузки. Данные параметры у второй марки немного ниже. Но несмотря на это, вторая марка распространена чаще, чем асфальт марки I. Покрытие применяется при строительстве городских улиц, большинства дорог.

  • Номер III.
  • В данной марке отсутствует щебень, но содержатся минеральные вещества. Плотность данной марки находится на относительно высоком уровне, но прочность значительно ниже, по сравнению с покрытием на основе камня. Данное покрытие используется для строительства дорог, не предполагающих большой нагрузки. Так же используется для «ямочного ремонта».

Холодный асфальт

Типы используемого асфальтобетона

Основные свойства асфальтобетонного покрытия зависят как от объема наполнителя, так и от его характеристик. В состав первых трех типов входят щебень, а так же гравий. Остальные два типа имеют в составе большое количество песка.

Существует следующее разделение асфальтобетона по типам:

  • Тип А
    — 55 — 65 % камня в составе покрытия. Смеси типа А используется только в горячем виде. Отличаются только зернистостью.
  • Тип Б
    — содержится 45 — 55 % камня. Смесь может использоваться как в горячем, так и в холодном виде. В обозначении данного типа используется буква «х», что означает использование смеси в холодном виде.
  • Тип В
    — процент камня варьируется от 35 до 45. Покрытие производится как на холодной, так и на горячей смеси.
  • Тип Г
    — в процессе изготовления в состав входит только песок, добывающийся с помощью отсева, в результате дробления горных пород. Материал достаточно износостойкий.
  • Тип Д
    — смесь для данного покрытия получатся путем дробления пород.

Все асфальтобетонные покрытия отличаются в стоимости и имеют разные сферы применения, в зависимости от типа, марки, и характеристик используемого материала.

Асфальтобетон может классифицироваться по составу (базовым компонентам), однако основная (и более предпочтительная) классификация имеет своей основой соотношение компонентов. Для того, чтобы причислить асфальт к одному из трёх основных видов, необходимо знать процентное содержание всех его основных элементов и добавок.

Основные марки асфальта:

  1. Марка 1.
    Под этим названием объединены не самые похожие друг на друга материалы. К типу «марка 1» причисляют плотные и высокоплотные, пористые и высокопористые, гравийные и песчаные смеси. Общим является одно: максимальная прочность для своего состава. Применение асфальтобетона такой марки обусловливается необходимостью использовать покрытие максимально высокой прочности. Как правило, асфальт типа «марка 1» используют в качестве нижнего слоя дорожного полотна.
  2. Марка 2.
    Именно этот материал называют «обычным» бетоном: его можно использовать практически во всех сферах. К марке 2 также относятся самые разные типы асфальта: плотные, пористые, высокоплотные. Обычно используется в качестве верхнего слоя дорожного полотна. Эта марка асфальта широко применяется и в дорожном строительстве, и в благоустройстве дворов и парков, и в ремонтных работах.
  3. Марка 3.
    Наиболее плотный, но наименее прочный материал: это объясняется отсутствием щебня. Основой для таких типов асфальта служат песок и минеральные порошки. Эти марки асфальтобетона используются для устройства и ремонта дорог, пользование которыми не подразумевает серьёзной нагрузки: это пешеходные дорожки и тротуары, дорожки в парках, во дворах учреждений образования, на приусадебных площадках. В дорожном строительстве асфальт марки 3 используется лишь для «ямочных» ремонтных работ.

Прежде чем объединить информацию по типам и маркам асфальта в таблицу, нужно рассказать о важном показателе: процентном соотношении гравия (щебня) и песка. От этого показателя во многом зависят свойства асфальта.

По соотношению песка и камня
выделяют следующие типы асфальта: А, Б, В, Г, Д
. Чем позже стоит в алфавите соответствующая буква, тем большим является процент песка в типе асфальта.

Тип асфальта А:
от 50 до 60 процентов щебня.

Асфальт Б:
от 40 до 50 процентов гравия или щебня.

Тип асфальтобетона В
: 30-40 процентов гравия или щебня.

Г:
30 процентов песка (искусственного — материалом для которого служит отсев дробления).

Д:
70 процентов песка (производимого из отсева дробления).

ЩМАС-20 – это тщательно подобранная смесь асфальтобетона, в которую включаются слегка измененные минеральные наполнители (щебень и песок, получаемый из минерального порошка), дорожный битум и добавки-стабилизаторы. Добавки необходимы для надлежащего внутреннего уплотнения смеси. Берется щебень с крупностью зерен до 20 мм.
Щебеночно-мастичная смесь позволяет получить высококачественное дорожное покрытие, которое будет обладать хорошей шумоизоляцией, повышенной устойчивостью к внешним нагрузкам, деформации и образованию трещин.
Применяется преимущественно на дорогах международного значения, крупных автобанах и в качестве покрытия взлетной площадки аэропортов.

Мелкозернистая смесь тип БМ 1

В состав смеси входит мелкий щебень (крупность зерен до 15 мм), песок, минеральные порошки и дорожный битум. Для получения смеси, все компоненты тщательно отмеривают и перемешивают в нагретом состоянии.
Полученная смесь хорошо подходит для устройства верхнего слоя покрытия дорог загруженной проезжей части, спусков, мостов, а также в качестве асфальтобетонного основания при устройстве пешеходных тротуаров.

Мелкозернистая смесь тип ВМ 2

Для изготовления смеси используют мелкий графитный щебень (зерна от 5 до 15мм), минеральный порошок, битумное вяжущее и песок. Смесь изготавливается путем перемешивания компонентов при высоких температурах.
Мелкозернистый смесь марки ВМ 2 используются при укладке верхнего слоя дорожных покрытий проезжей части, подъездных дорог, спусков, крупных развязок и дорог международного значения. Также достаточно популярно применение смеси ВМ 2 при выполнении ремонтных работ (в частности, ямочного ремонта).

Песчаная смесь тип ДМ 2

Песчаная асфальтобетонная смесь несколько отличается от обычного асфальтобетона. Основным компонентом в данном случае выступает песок, получаемый путем отсева дробления, а также с включением гранитного отсева.
Получаемая асфальтобетонная смесь укладывается при строительстве стоянок, подъездных дорог и проездов к внутренним дворам, для устройства покрытия гаражей, пешеходных тротуаров, небольших площадок. Словом, это «упрощенный» вариант асфальтобетона, который используется на участках с небольшими нагрузками (на незагруженных дорогах).

Крупнозернистая плотная смесь БМ 1, БМ 2

Для производства этой смеси используют крупный гранитный щебень (крупность зерен от 20мм до 40мм – для марок БМ1 и БМ2, включения щебня 35-50%), минеральный порошок (преимущественно активированный для БМ1 или неактивированный для БМ2), песок, битум.
Одна из самых устойчивых асфальтобетонных смесей. Используется при строительстве крупных магистралей, дорог международного значения, эстакад, мостов, загруженных участков проезжей части, в качестве нижнего основания дороги. Смесь БМ2 может также применяться во время проведения ремонтных работ (ямочного ремонта), в качестве нижнего основания при большой глубине.

Крупнозернистая пористая смесь М 1, М 2

Крупнозернистую пористую смесь производят путем перемешивания при высоких температурах гранитного щебня (размер фракции до 40мм), минеральных порошков, песка и битумного вяжущего.
Смесь М1 используется для устройства нижней части покрытия городских улиц, дорог, крупных развязок, магистралей. Остаточная пористость асфальтобетонной смеси – от 7% до 12%. Смесь М2 также может применяться в качестве нижнего основания при строительстве дорог, помимо этого ее используют при выполнении ямочного ремонта на большой толщине.

Черный щебень

Это специальный щебень (крупность фракции от 5 до 20 мм), который обрабатывается расплавленным (горячим) битумным вяжущим. Производство черного щебня происходит, чаще всего, непосредственно на участке строительства, для моментального заложения материала в покрытие.
Применяется при проведении дорожно-строительных работ, устройства площадок средних размеров, участков проезжей части, магистралей, мостов.

что это такое, какие составы выпускаются, изготовление в домашних условиях. Технология асфальтирования Как измерить все слои асфальтных покрытий фотографии

Представить себе современные города и магистрали без асфальтового покрытия просто невозможно. Асфальт уверенно можно назвать одним из наиболее востребованных строительных материалов. Существует много видов и марок асфальтобетонных смесей, давайте попробуем разобраться в этом разнообразии.

Практически каждый вид асфальтобетона состоит из следующих компонентов:

  • битума;
  • щебня;
  • песка;
  • минерального порошка, который производится из известняков и прочих органических отложений.

В зависимости от пропорций указанных компонентов, асфальт принято делить на три марки, согласно ГОСТ 9128-2009 :

  • I — в состав входят отсев или песок, щебень, минеральный порошок, битум. Эта марка делится на плотные асфальтовые смеси А, Б, Г, высокоплотные, щебёночные высокопористые (горячие и холодные), Бх, Вх, Гх и пористые.
  • II — песок, битум, щебень, минеральный порошок, отсев дробления. Типы: высокопористые песчаные, плотные А, Б, В, Г, Д, пористые, Бх, Вх, Гх, Дх.
  • III — отсев дробления, минеральный порошок, битум, песок. Типы: плотные Б, В, Г, Д.

Что касается буквенных обозначений, то они помогают определить, сколько щебня или песка содержится в асфальте:

  • А — щебня порядка 50-60%.
  • Б — гравия или щебня 40-50%.
  • В — гравия или щебня 30-40%.
  • Г — максимум содержания песка из отсева дробления составляет 30%.
  • Д — до 70% содержания природного песка или смеси природных песков с отсевами дробления.

В зависимости от максимального размера зёрен содержащихся минеральных компонентов, асфальтная смесь может быть:

  1. Мелкозернистой. Размер частиц в этом случае колеблется от 5 до 15 мм. Поверхность получается особенно ровной, гладкой. Такой асфальт часто используется на спортивных площадках и придомовых территориях.
  2. Среднезернистой. Размер частиц составляет в среднем 25 мм. Это идеальный вариант для площадей и городских улиц.
  3. Крупнозернистой. Зёрна могут достигать 40 мм. Такая смесь применяется на загородных трассах, где часто ездят большегрузные автомобили.

Что касается видов асфальта, то есть два основных:

Холодный
. На самом деле он тёплый, температура может порядка 80 °С. Это всепогодная смесь, используется для ремонта автотрасс. С холодным асфальтом, который может применяться при низких температурах, проще работать, не нужна специальная техника. Хранят и перевозят холодный асфальт в мешках и просто высыпают в яму, из которой убрали все загрязнения и обработали края. Холодный асфальт утрамбовывают, а после посыпают песком или цементной пылью, чтобы смесь не налипла на колёса проезжающих автомобилей.

Горячий асфальт
. Его температура превышает 120 °С, поэтому необходима специальная техника, каток, а саму смесь доставляют на место укладки покрытия самосвалами и буквально выливают на автомагистраль. Если холодный асфальт обычно применяется для ямочного ремонта, то горячий — именно для строительства дорог или капитального ремонта.

В Европе сейчас получил широкое распространение литой асфальт
. В России его используют значительно реже, так как требуется специальное оборудование для укладки, а само покрытие оказывается более дорогим. Между тем у литого асфальта масса преимуществ, несмотря на то, что по составу он практически не отличается от обычного. Благодаря особой технологии укладки, литой асфальт позволяет проводить все работы быстрее. Разогревается литой асфальт до 250 °С, он очень текучий и самостоятельно равномерно распределяется по поверхности, то есть каток не нужен. Кроме того, литой асфальт безвреден, долговечен, устойчив к деформациям, применяется круглый год.

Среди остальных видов асфальтового покрытия можно выделить цветную смесь
. Это очень удобный способ выделить остановки, велосипедные дорожки, парковки, пешеходные и другие зоны. В цветной асфальтобетонной смеси применяется осветлённый битум вместе с красящим пигментом.

Выделяется также резиновый асфальт
. Как понятно из названия, в его составе есть резиновые добавки, которые не позволяют воде попадать внутрь заасфальтированного участка. Прочный, более долговечный, резиновый асфальт оказывается более дорогим из-за дополнительных добавок.

Также существует пластиковый асфальт
, который становится всё более популярным благодаря дешевизне производства и другим характеристикам. В такую смесь добавляют до 20% переработанного пластика. Существуют также сульфированный асфальт, использующийся в буровой отрасли, вторичный, то есть созданный из уже использовавшегося покрытия, песчаный для тротуаров и пешеходных дорожек, природный, изготавливающийся из нефти и содержащий до 50% масел.

Для обустройства пола в производственных помещениях зачастую используют жидкий или мягкий асфальт.

Особая технология укладки также позволяет создавать штампованный асфальт, который внешне похож на тротуарную плитку или кирпич, отличается привлекательным внешним видом. Для создания штампованного асфальта его разогревают специальным инфракрасным оборудованием, пока он не станет пластичным. Затем металлическими гибкими штампами придают нужную форму, грунтуют, очищают поверхность и после наносят красящий износостойкий полимерный состав.

Дорога считается одним из наиболее выгодных покрытий. Оно практично, стоит недорого и в целом позволяет обеспечить необходимые для эксплуатации характеристики. Конечно, не обходится и без недостатков, но они, как правило, проявляются в случаях несоблюдения технологии укладки. С другой стороны, качественно устроенное асфальтобетонное покрытие обеспечивает достаточно высокую несущую способность и упругость. При этом существуют разные подходы к созданию таких дорог и площадок, различия в которых обуславливаются составами смеси и технологиями укладки.

Состав асфальтобетонной смеси

Традиционная технология устройства асфальта предусматривает наличие в основном составе минеральных наполнителей и связующего компонента. В первую группу материалов включаются песок и щебень. При этом щебень может быть заменен гравием, а песок используется в цельном или дробленом виде.

Также в зависимости от требований к покрытию и условий его эксплуатации может применяться тонкодисперсный Органический компонент для связки основного состава обычно представляет битум. Характеристики, которые в результате получает асфальтобетонное покрытие, определяются подходом к формированию базовой смеси. Различия в методах изготовления раствора обусловлены параметрами используемых компонентов. Например, гравий или щебень могут подбираться с фракцией от 10 до 40 мм. Так и битум может иметь разные показатели вязкости и плотности. Эти и другие факторы в итоге определяют характеристики покрытия.

Инструкция по доставке смесей на объект

В первую очередь определяются тип, количество и грузоподъемность транспортных средств, которые будут осуществлять доставку. Этот выбор зависит от масштабов работы, объемов смеси и темпов будущей укладки. Процесс транспортировки включает несколько этапов, среди которых взвешивание, погрузка материала, непосредственно перевозка и выгрузка в приемный пункт. Для обслуживания щебеночных, холодных и горячих смесей используют самосвал с чистым кузовом, который прикрывается защитным тентом или водонепроницаемыми пологами. Литые смеси, из которых формируется асфальтобетонное покрытие, перевозят в так называемых кохерах. Это автомобили с термосами-миксерами, обеспечивающими в процессе транспортировки перемешивание и подогрев состава. Что касается времени перевозки, то в случае с горячими и мастичными смесями оно зависит от характеристик смеси, а для холодных растворов ограничений по длительности транспортирования нет.

Подготовительные работы

Главным мероприятием в процессе подготовки к чистовой укладке смеси является устройство пробного покрытия. Длина такой полосы составляет не меньше 200 м, а ширина берется в соответствии с параметрами прохода асфальтоукладчика. На основе результатов пробной укладки технологи определяют наиболее подходящий рецепт смеси, а также при необходимости вносят коррективы в методику ее укладки и технологию уплотнения.

Пробное асфальтобетонное покрытие проверяется на такие характеристики, как температура, качество уплотнения, состояние основы и т. д. Для этого используются специальные технологии контроля. В частности, неразрушающие экспресс-методы и взятие образцов-кернов, которые в дальнейшем исследуются в лабораторных условиях. На основе полученного заключения технологи дают рекомендации для завода изготовителя. При необходимости состав смеси корректируется под конкретные условиях эксплуатации покрытия.

Техника распределения смеси

Перед распределением готовой массы плита асфальтоукладчика устанавливается на край уложенного прежде бруса, высота которого будет соответствовать толщине устраиваемого слоя. Чтобы не допускалось растекания смеси, используется опалубка скользящего типа — она должна перемещаться за асфальтоукладчиком. Если такого приспособления нет, то еще перед началом распределения в продольном направлении необходимо закрепить металлические планки длиной порядка 20 м. При этом толщина данного заграждения должна быть не меньше, чем высота формируемого покрытия. К слову, толщина асфальтобетонных покрытий в среднем варьируется от 5 до 10 см. По мере выполнения укладки и уплотнения массы металлические брусья убираются. Что касается ширины, то чаще всего распределение смеси выполняется с охватом всей проезжей части.

Если после распределения основы на поверхности выявляются дефекты, их необходимо обрабатывать ручным способом. Практикуется использование трамбовок, которые позволяют точечно исправлять неплотные швы, бугорки и прочие изъяны. Обычно дефекты образуются на участках примыкания полос к упорным элементам — тем же металлическим брусьям. Отдельно засыпается и щебень с гравием. Данные слои асфальтобетонного покрытия формируются равномерно россыпью сразу после распределения смеси. Далее зернистый материал утапливается в основу покрытия легким катком.

Технология уплотнения

Процесс уплотнения должен идти параллельно работе автогудронатора, который распределяет смесь. Трамбование выполняется непрерывно звеном катков. Также в работе могут применяться гладковальцовая, пневмоколесная и комбинированная спецтехника. Усилие и нагрузка уплотнения холодного и горячего асфальта в конструктивных слоях рассчитываются по нескольким показателям. В частности, технологи берут во внимание характеристики плотности и температуру массы.

Устройство асфальтобетонного покрытия из плотной горячей смеси производится с коэффициентом уплотнения 0,99. Холодные же смеси предполагают нагрузку с коэффициентом 0,96. Поперечные сопряжения укладываемых линий устраивают перпендикулярно к дорожной оси в одну полосу без оставления уступов. Для выполнения этого условия конец прежде устроенной полосы обрезается специальным инструментом с

Инструкция по ремонту асфальтобетонных покрытий

Перед непосредственным выполнением ремонтных операций производится обследование покрытия. Для этого поверхность очищается при помощи дорожных щеток, после чего задействуются геодезические инструменты для проверки ровности покрытия. В зависимости от характера выявленных дефектов применяются соответствующие ремонтные мероприятия. Для дальнейшего обеспечения ровности слоев при помощи рейки размечается место обрубки. Брусок с уровнем накладывают на покрытие внахлест. Место под планкой, в котором отмечается снижение толщины, рассматривается как линия будущей поперечной обрезки. Также ремонт асфальтобетонного покрытия может предусматривать операции по наращиванию слоев. Обычно подобные мероприятия применяются для устройства покрытия, обрамляющего колодцы. Для этого могут использоваться специальные вкладыши и железобетонные сегменты.

Инструкция по технике безопасности

Еще до начала выполнения работ целевой участок должен быть огражден с применением соответствующих дорожных знаков. Работающие на площадке люди должны быть в спецодежде, установленной нормативами. В ночное время участок должен также обеспечиваться освещением и сигнальными огнями. Отдельные меры безопасности предусмотрены для процессов обращения с растворами. Так, при разгрузке перевозчика смесью запрещается нахождение людей между автомобилем и бункером с материалом. В ходе укладки и уплотнения асфальтобетонное покрытие дорог должно быть свободно от посторонних объектов и рабочих. После завершения мероприятий весь инвентарь, техника и расходные материалы должны быть убраны с покрытия и доставлены в соответствующие места хранения.

Контроль качества покрытия

Оценка качества устроенного покрытия производится с помощью специальных инструментов. В частности, применяются откалиброванные автоматизированные приборы для измерения, а также специальное оборудование, которое позволяет на основе полученных данных вывести комплексный вывод. Среди наиболее распространенных характеристик, на основе которых оценивается «работа» асфальтобетонных покрытий, отмечается соответствие проектным параметрам по толщине и ширине, ровность слоев, уклоны, температура и качество выполнения швов между полосами.

Заключение

Работы по устройству асфальта представляют собой комплекс технических мероприятий. При этом немалое значение с точки зрения формирования качественного дорожного покрытия имеют изначальные проектировочные расчеты. Даже при условии добросовестной укладки и уплотнения покрытие не сможет выполнять свои функции, если была подобрана неподходящая смесь. Хотя базовая технология асфальтобетонных покрытий предусматривает использование стандартного набора компонентов для получения раствора под укладку, их параметры могут отличаться. Поэтому практикуется укладка пробных смесей, которые в дальнейшем дают представление о наиболее выгодных характеристиках покрытия для конкретного участка. И уже в дальнейшем ответственность за качество дороги переходит непосредственно к рабочей бригаде, которая распределяет и уплотняет асфальтобетонную массу.

Асфальт — природный или искусственный многокомпонентны й материал на основе поверхностного (образованного при выходе на поверхность земли) или нефтяного (полученного в результате нефтепереработки и последующей обработки оставшегося в осадке гудрона) битума, содержащего минеральные наполнители — гравий, щебень разных пород, песок.

По сути, применение термина «асфальт» к дорожным асфальтобетонным смесям некорректно. Содержание асфальта как смеси битумов в общей массе в несколько раз меньше и зависит от марки материала.

Начало использования асфальта для строительства дорог

Первые упоминания об использовании природного асфальта для прокладки дорог относятся к
XVI

веку и Южной Америке. Производство искусственных литых асфальтовых смесей появилось в США только в конце
XIX

века, чуть раньше пришли битумно-минераль ные составы на улицы Европы — в 1830-40 г.г. мощеные тротуары и проезжие части городов Франции, Австрии, Великобритании и России стали заменяться асфальтовыми покрытиями.

Первый пробный и более масштабный опыт асфальтирования провели в Санкт-Петербурге, но только к 80 г.г. новый дорожный материал распространился по другим крупным городам. При этом собственный завод был построен в России не сразу — в течение трех десятков лет прогрессивный тогда продукт закупали за границей.

Пионером в механизированной укладке опять оказалась Америка. Именно здесь для построения дороги впервые применили гудронатор, из которого лился горячий битум.

Состав природного и искусственного асфальта

Природный асфальт добывается с редких месторождений — озера Пич-Лейк на территории Тринидада, Мертвого моря в Израиле, провинции Альберта в Канаде, Поясе Ориноко в Венесуэле, штатах США, Иране, на Кубе. Состав включает в себя смесь битумов содержанием до 70%, неорганические включения и органические соединения.

Искусственные асфальтобетонные смеси состоят из двух основных компонентов. В роли вяжущего компонента выступают вязкие, маловязкие или жидкие нефтяные, модифицированные битумы и ПБВ (полимерно-битум ные вяжущие). В качестве наполнителей используются щебень/гравий разных фракций от 5-10 мм до 20-40 мм, песок и минеральный порошок для улучшения прочности, вязкости и заполнения пустот.

Асфальтобетон — монолитное дорожное покрытие, полученное путем укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси.

Технология производства асфальта

Основные шаги производства любой асфальтобетонной смеси — подготовка компонентов, смешивание и отправка на хранение в бункер. Изготовление выполняется на стационарных и мобильных (располагаемых вблизи участка дорожного строительства) заводах.

Общие технологические этапы:

  • Подготовка компонентов смеси. Минеральные наполнители дробятся и подвергаются разделению на фракции при помощи грохота, просушиваются, нагреваются, дозируются и подаются в смеситель.
  • Приготовление битума. Разогретый битум подается на битумоплавильную установку, выдерживается при постоянном перемешивании, добавлении ПАВ и повышении температуры до выпаривания влаги, отправляется в рабочие котлы и на дозировку смесителя.
  • Перемешивание компонентов. Подготовленный щебень/гравий, песок подаются в асфальтосмесител ь принудительного действия для «сухого» перемешивания с добавлением минерального порошка и последующим добавлением нагретого битума и смешиванием до однородной смеси.
  • Перегрузка готовой смеси. Горячую асфальтобетонную смесь отправляют в накопительный бункер или загружают в самосвалы для транспортировки к строительной площадке. Холодную смесь охлаждают и перевозят для хранения на склад.

Нагревание щебня и битума при производстве горячих смесей выполняется до температуры 165…175
0
С и 140…155
0
С, при изготовлении холодных смесей — до 65…75
0
С и 110…120
0
С соответственно.

Классификация асфальтобетонных смесей выполняется по остаточной пористости, типу минеральных материалов, их фракции и процентному содержанию, битумному вяжущему и температуре укладки.

Отдельные виды асфальтобетонных смесей

Помимо традиционных и повсеместно применяемых асфальтобетонных смесей существуют более прогрессивные дорожные материалы, которые отличаются от первых составом и условиями укладки.

К ним относятся:

  • Щебеночно-мастич ные смеси ЩМА со стабилизирующими добавками.
  • Литые асфальтобетонные смеси с увеличенным содержанием битума и минерального порошка.
  • Полимерасфальтоб етонные смеси с добавлением полимеров (эластомеров).
  • Цветные горячие и холодные смеси с красящими пигментами.
  • Стеклоасфальтобе тонные смеси с включением стеклянного боя.
  • Резиноасфальтобе тонные и резиновые дренирующие смеси с резиновой крошкой и полимерными добавками.
  • Сероасфальтобето нные смеси с присутствием технической серы.

Каждый вид материала имеет конкретную область применения, обусловленную характеристиками и эксплуатационным и свойствами получаемого покрытия.

Когда закончено возведение личного дома, наступает этап оформления приусадебного участка. Оформление цветников, тротуара, высадка разных растений — это лишь малый перечень необходимых операций, которые предстоит сделать человеку. У многих домовладельцев имеется личное транспортное средство. Именно поэтому наличие качественной подъездной дорожки к жилью просто необходимо. Мало кто решается выполнять асфальтобетонное покрытие самостоятельно. Однако в данной статье мы рассмотрим все тонкости и нюансы такого процесса.

Определение

Асфальт делают из специальной смеси. Данный раствор применяют повсюду. С его помощью обустраивают трассы, площади, улицы и даже садовые дорожки. Однако существуют определенные нормы асфальтобетонного покрытия. Все это прописано в специальных ГОСТах. Там же указано и . Больше века данный ямочный состав остается без каких либо изменений:

  • Самое важно, обязательное присутствие битумного материала в качестве вяжущего компонента.
  • Обязательно наличие, в определенной дозировке, карьерного песка, а также минеральных добавок.
  • Последним необходимым компонентом является синтетически созданная присадка.

Когда только было начато пользование асфальтобетонным покрытием, применяемый битумный материал был природного происхождения. Однако в связи с его ограниченным количеством в природе, возникла необходимость в синтетическом аналоге. Данный аналог производят из отходов нефтепромышленности. Его используют и теперь.

Песок используют добытый в карьерах, а вот в качестве минеральных добавок применяют щебень, шлаки и дробленную скальную породу. Присадки применяют, чтобы повысить отдельные характеристики покрытия, такие как – морозостойкость, показатель вязкости и многое другое.

Какие бывают составы?

Рынок выпускаемого материала для покрытий невероятно обширен. Виды зависят от дозировки внутренних компонентов, типа присадок. Профессионалы подразделяют асфальт на такие виды:

  • Для оформления тротуарного покрытия, дорожек в саду либо внутреннего двора. В основе идут песчаные смеси.
  • Растворами мелкого помола укладывают городские улицы с неинтенсивным транспортным движением, а также им выполняют ямочный ремонт.
  • Асфальт крупного помола используют для создания подстилающего пласта. Он выполняется в случае использования многослойного метода обработки.
  • Покрытие, изготовленное с использованием битума и полимеров, применяют при устройстве дорог на мостах либо крупных дорожных развязок. Их отличительной чертой считают более высокую долговечность и крепость.
  • Бетон, в составе которого имеется щебень и строительная мастика, признан самым прочным. Поэтому его используют для создания асфальтобетонного покрытия на скоростных трассах.
  • Обработка покрытий спортивного направления выполняется при помощи бетона с битумно-резиновыми компонентами.

Правила укладки покрытий

Устройство асфальтобетонного покрытия — довольно серьезное дело и не имеет значения, кто будет это выполнять. Технология функционирования по обустройству асфальта прописана в специальном СНиПе, а также ГОСТе. Понять все, что там написано порой бывает сложно даже профессионалам, однако в данном пункте мы постараемся тщательно во всем разобраться.

Подготовительные работы

Конструкция асфальтобетонного покрытия.

Неважно, что вы будете делать, начать необходимо с разметки территории. Нужно точно определиться, в каком именно месте будет находиться дорожка. Предварительно также стоит выполнить дренажные и сливные системы. Подземные конструкции к моменту покрытия дорожек покрытием должны быть установлены.

Во время подготовительных операций немаловажно будет принять решение об асфальтобетонном покрытии, точнее будет сказать, о материалах данного покрытия. Если пешеходными асфальтобетонными покрытиями периодически будут пользоваться автомобилисты, то желательно сделать специальный гравийно-щебеночный слой шириной около 15 сантиметров. Ширина поверхностного слоя покрытия тогда будет колебаться от 5 до 6 сантиметров. При асфальтобетонных покрытиях на АЗС ширину гравийного слоя делают около 30 сантиметров.
Верхний слой асфальта укладывается примерно в пару слоев.

Когда дорожка будет размечена, начинают копать траншею под него. Зачастую уличное покрытие и тротуарные площадки выполняют на одной высоте, из-за этого почву убирают на всю ширину асфальтового «пирога». Технология монтажа скоростных трасс немного отличается, однако ее мы разбирать не будем.

После того как поверхностная почва была убрана, траншею необходимо тщательно утрамбовать. Выполнить это можно с помощью катка. Если предусмотрены , то лучше их установить именно на данном этапе. Асфальтный «пирог» будет в такой своеобразной опалубке из бордюров. Также можно выполнить специальные канавы для отвода воды.

Далее технология предусматривает асфальтобетонные процессы по формированию щебневого слоя. Для тротуаров хватит одного шара, если необходим более мощный бетон, то щебень укладывают в несколько слоев. Нижний пласт является особым дренажом для грунтовых вод. Его выполняют из крупного щебня. Дальнейший пласт поможет распределить давление на поверхность асфальта.

Последняя обработка пластов отсыпки заключается в формировании последнего щебневого слоя мелкой фракции. Он поможет сделать всю подушку прочной и монолитной. Каждый из слоев подлежит тщательному трамбованию. Если асфальтобетонные покрытия будут подвергаться серьезному давлению, то утрамбовывают щебень при помощи катка минимум 6 раз. Во время данной операции, должна дополнительно проходить обработка водой щебня.

Изготовление асфальта в домашних условиях

Приготовление смеси бетона и асфальта считают сложным процессом. Однако существует огромное количество людей, готовых на эксперименты. Такие смеси не удастся применить для трасс, однако для оформления асфальта дома они вполне подойдут.

Классический метод

Добавка делает холодный асфальт более прочным.

Для изготовления асфальтобетонного покрытия необходимы песок, битумный материал (смола), а также мелкий щебень. Из инвентаря понадобятся большая емкость и ведро. Для варки смеси асфальта лучше использовать костер, это дешевле и безопасней.

Помещаем в емкость песочно-щебневые добавки в пропорции 2 к 1 и тщательно размешиваем. Добавляем воду и помещаем емкость на огонь. В то же время начинаем подготовку битумной добавки. Здесь понадобится металлическое ведро. Над огнем необходимо растопить битумную смолу в ведре. Когда добавки смеси в обеих емкостях вскипели, их можно смешать. После смешивания снова возвращаем емкость на огонь и продолжаем кипятить до того момента, пока вода полностью не выкипит. Поверхностная отделка бетоном выполняется, пока раствор горячий.

Разными эксплуатационными свойствами обладает асфальт и асфальтобетон. В чем разница можно разобраться на основе детального анализа показателей и характеристик. Асфальтобетон – модифицированный состав. Он содержит компоненты для дополнительной прочности и надежности. Материалы имеют много схожих черт. Одинакова также сфера их использования.

Особенности и основные характеристики асфальта

Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с каждым из этих материалов.

Люди ассоциируют асфальт с автомобильной дорогой или тротуаром. Материал может быть искусственным или натуральным. Параметр определяется в зависимости от содержания битума который находится в диапазоне от 13 до 75%.

Асфальт – это смесь битума, гравия и песка, которая применяется в строительстве чаще всего. В искусственный вариант добавляют минеральный порошок.

Главное отличие асфальта от асфальтобетона состоит в том, что в последний вариант принято добавлять искусственные компоненты.

Сфера использования асфальта:

  • Основное покрытие дорог со средне нагрузкой.
  • Благоустройство тротуаров и детских площадок.
  • Выравнивание площади дома.

Асфальт может применяться и не по назначению. К примеру, из него делают лавки, печати гравюр и лаков.

Преимущества использования асфальта:

Если стоит выбор асфальтобетон или асфальт, то выбирать нужно после тщательного анализа требований к будущей поверхности. К примеру, первый вариант материала водонепроницаем и более долговечен. Он получил такие свойства благодаря добавлению модифицированных термоэластопластов. Материал по устойчивости в несколько раз превышает битум.

Недостатки использования обычного асфальта:

  • Состав прослужит долго только в случае правильного замешивания.
  • Для укладки требуется специальная тяжелая техника.
  • Высокая себестоимость доставки, погрузки и разгрузки материала.
  • Отсутствие сопротивления пластического колебанию. Такая характеристика фиксируется при технических ошибках или отсутствии опыта работы в данной области у строителей.
  • Повышенный риск образования трещин в поверхности в холодное время года.
  • Повышается хрупкость материала при увеличении температуры воздуха.

Особенности и основные характеристики асфальтобетона

Материал имеет широкую сферу применения. Он ориентирован не только на создание покрытий дорог. Асфальтобетон получают посредством тщательного перемешивания битума и химических компонентов.

Для укрепления смеси добавляют инертные вещества. Они позволяют поверхности не деформироваться даже в случае сильной нагрузки. Асфальтобетон характеризуется твердостью и прочностью. Для повышения данных свойств используется щебень, гравий и песок.

Если рассматривать асфальтобетон, то его главное отличие от асфальта – возможность тщательного уплотнения. Характеристика достигается посредством искусственных добавок. Материал уже полностью уплотнен перед началом работ. Отличие между материалами также заключается в способе укладки и необходимом оборудовании. Без их наличия невозможно начать дорожные работы.

Существуют холодные смеси. Они набирают прочность при остывании поверхности. Затвердевание получается посредством устранения их состава углевода. Он входит в немедленную связь с воздухом и начинает испаряться. Химическая реакция происходит между добавками и битумов. Благодаря этому удается получить прочное покрытие. Оно обладает следующими преимуществами:

Асфальтобетон характеризуется также рядом недостатков:

  • У холодного варианта смеси повышена водонепроницаемость. При использовании горячего варианта показатель снижается в три раза.
  • Покрытие страдает от сдвиговых нагрузок. От воздействия образуются волны.
  • Высокая стоимость в сравнении с обычным асфальтом.

Выбор сферы использования

Асфальтобетон и асфальт, отличия которых заключается в эксплуатационных свойствах, подбираются под условия. К примеру, второй вариант целесообразно использовать на поверхности со средней нагрузкой. Такое покрытие подойдет для пешеходных дорожек и тротуаров. От веса человеческого тела создается небольшая нагрузка. Асфальт также применяется на дорогах с минимальным движением транспорта. На них не должны регулярно ездить грузовые или тяжелые механизмы.

Асфальтобетон специально создан для крупных трасс и магистралей. Благодаря ему удается связывать удаленные города России. Поверхность не пострадает даже от регулярного движения по ней грузового транспорта. Выбоины и ямы появляются только в случае ДТП, а не от износа. Ремонт покрытия производится в любое время года. Холодная смесь быстро застывает и прослужит долго.

В крупных городах дороги также делают из асфальтобетона. Они не требуют регулярного обслуживания и сохраняют внешние характеристики. В данном вопросе сложно провести сравнение с асфальтом. Он может пострадать даже от незначительного воздействия. Потребуется дорогостоящий ремонт. Его проводят только в теплую, не дождливую погоду.

Асфальт и асфальтобетон используются для создания пространства, по которому будут передвигаться люди и машины. Второй вариант смеси обладает лучшей износостойкостью и сроком службы. Однако асфальтобетон стоит дороже. Его следует выбирать для поверхности, если на нее будет оказываться значительная нагрузка в период эксплуатации.

Асфальта достаточно для пешеходных и велосипедных дорожек. Он прослужит долго на маленькой улице. Нет смыла переплачивать, если движение будет минимальным. Покрытие сложно ремонтировать в холодное время года. Работы целесообразно выполнять только летом.

Расчет состава асфальтобетонной смеси. Методы расчета состава асфальтобетонной смеси График зернового состава асфальтобетонной смеси

Его во многом зависят от свойств ингредиентов смеси и их соотношением.

Различают несколько типов асфальтобетона, состав которых заметно отличается. В отдельных случаях состав и качества исходных ингредиентов оказываются связанными с методом производства.

  • Так, для 1–3 климатического пояса плотные и высокоплотные АБ изготавливают из щебня, чей класс морозостойкости равен F50. Пористые и высокопористые – из камня классом F 15 и F25.
  • Для зон 4 и 5 только высокоплотный горячий асфальт выполняют на основе щебня классом F 50

Про роль песка в составе асфальтобетона поговорим ниже.

Песок

Добавляется в любые виды АБ, но в некоторых – песчаный асфальтобетон, он выступает как единственная минеральная часть. применяют как природный – из карьеров, так и получаемый отсевом при дроблении. Требования к материалу диктует ГОСТ 8736.

  • Так, для плотных и высокоплотных подходит песок с классом прочности в 800 и 1000. Для пористых — уменьшается до 400.
  • Число глинистых частиц – в диаметре менее 0,16 мм, тоже регулируется: для плотных – 0,5%. Для пористых – 1%.
  • увеличивает способность АБ к набуханию и снижает морозостойкость, поэтому за этим фактором следят особо.

Минеральный порошок

Эта часть формирует вместе с битумом вяжущее вещество. Также порошок заполняет поры между крупными каменными частицами, что снижает внутреннее трение. Размеры зерна крайне малы – 0, 074 мм. Получают их из системы пылеуловителей.

По сути дела, минеральный порошок производят из отходов цементных предприятий и металлургических – это пыль-унос цемента, золошлаковые смеси, отходы переработки металлургических шлаков.
Зерновой состав, количество водорастворимых соединений, водостойкость и прочее регулирует ГОСТ 16557.

Дополнительные компоненты

Для улучшения состава или придания каких-то определенных свойств в исходную смесь вводят различные добавки. Разделяют их на 2 основные группы:

  • компоненты, разработанные и изготавливаемые специально для улучшения свойств – пластификаторы, стабилизаторы, вещества, препятствующие старению и прочее;
  • отходы или вторичное сырье – сера, гранулированная резина и так далее. Стоимость таких добавок, конечно, намного меньше.

Подбор и проектирование состава дорожного и аэродромного асфальтобетона рассмотрены ниже.

Про отбор проб для оценки состава и качества асфальтобетона расскажет видео ниже:

Проектирование

Состав устройства покрытия из асфальтобетона подбирают исходя из назначения: улица в небольшом городе, скоростное шоссе и велосипедная дорожка требуют разного асфальта.
Чтобы получить лучшее покрытие, но при этом не перерасходовать материалы, используют следующие принципы подбора.

Основные принципы

  • Зерновой состав минерального ингредиента, то есть, камня, песка и порошка, является базовым для обеспечения плотности и шероховатости покрытия. Чаще всего используют принцип непрерывной гранулометрии, и только в отсутствие крупного песка – метод прерывистой гранулометрии. Зерновой состав – диаметры частиц и правильное их соотношение, должны полностью соответствовать ТУ.

Смесь подбирают таким образом, чтобы кривая, помещалась на участке между предельными значениями и не включала переломов: последнее означает, что наблюдается избыток или недостаток какой-то фракции.

  • Различные типы асфальта могут формировать каркасную и бескаркасную структуру минеральной составляющей. В первом случае щебня достаточно, чтобы камни соприкасались друг с другом и в готовом продукте образовывали четко выраженную структуру асфальтобетона. Во втором случае камни и зерна крупного песка не соприкасаются. Несколько условной границей между двумя структурами выступает содержание щебня в пределах 40–45%. При подборе это нюанс нужно учитывать.
  • Максимальную прочность гарантирует щебень кубовидной или тетраэдральной формы. Такой камень наиболее износостоек.
  • Шероховатость поверхности сообщает 50–60% щебня из труднополируемых горных пород или песка из них. Такой камень сохраняет шероховатость естественного скола, а это важно для обеспечения сдвигоустойчивости асфальта.
  • В общем случае асфальт на основе дробленного песка более сдвигоустойчив, чем на основе карьерного благодаря гладкой поверхности последнего. По тем же причинам долговечность и стойкость материала на основе гравия, особенно морского меньше.
  • Избыточное измельчение минпорошка ведет к повышению пористости, а, значит, к расходу битума. А таким свойством обладает большинство промышленных отходов. Чтобы снизить параметр, минеральный порошок активируют – обрабатывают ПАВ и битумом. Такая модификация не только снижает содержание битума, но и повышает водо- и морозостойкость.
  • При подборе битума следует ориентироваться не только на его абсолютную вязкость – чем она выше, тем выше плотность асфальт, но и на погодные условия. Так, в засушливых районах подбирают состав, обеспечивающий минимально возможную пористость. В холодных смесях, наоборот, снижают объем битума на 10–15%, чтобы снизить уровень слеживаемости.

Подбор состава

Процедура подбора в общем виде одинакова:

  • оценка свойств минеральных ингредиентов и битума. Имеется в виду не только абсолютные показатели, но их соответствие конечной цели;
  • вычисляют такое соотношение камня, песка и порошка, чтобы эта часть асфальта обретала максимально возможную плотность;
  • в последнюю очередь вычисляют количество битума: достаточное, чтобы на базе выбранных материалов, обеспечить нужные технические свойства готового продукта.

Сначала проводят теоретические расчеты, а затем – лабораторные испытания. В первую очередь, проверяют остаточную пористость, а затем – соответствие всех остальных характеристик предполагаемым. Расчеты и испытания проводят до тех пор, пока не будет получена смесь, полностью удовлетворяющая тех заданию.

Как и всякой сложный строительный материал АБ не имеет однозначных качеств – плотности, удельного веса, прочности и так далее. Его параметры определяют состав и метод приготовления.

О том, как происходит проектирование асфальтобетонного состава в США, расскажет следующий познавательный видеосюжет:

В России наибольшее распространение получил подбор составов минеральной части асфальтобетонных смесей по предельным кривым зерновых составов. Смесь щебня, песка и минерального порошка подбирают таким образом, чтобы кривая зернового состава расположилась в зоне, ограниченной предельными кривыми, и была по возможности плавной. Фракционный состав минеральной смеси рассчитывается в зависимости от содержания выбранных компонентов и их зерновых составов по следующей зависимости:

j — номер компоненты;

n — количество компонент в смеси;

При подборе зернового состава асфальтобетонной смеси, особенно с использованием песка из отсевов дробления, необходимо учитывать содержащиеся в минеральном материале зерна мельче 0,071 мм. , которые при нагреве в сушильном барабане выдуваются и оседают в системе пылеулавливания.

Эти пылевидные частицы могут либо удаляться из смеси, либо дозироваться в смесительную установку вместе с минеральным порошком. Порядок использования пыли улавливания оговаривается в технологическом регламенте на приготовление асфальтобетонных смесей с учетом качества материала и особенностей асфальты смесительной установки.

Далее в соответствии сГОСТ 12801-98 определяют среднюю и истинную плотность асфальтобетона и минеральной части и по их значениям рассчитывают остаточную пористость и пористость минеральной части. Если остаточная пористость не соответствует нормируемому значению, то вычисляют новое содержание битума Б (% по массе) по следующей зависимости:

С рассчитанным количеством битума вновь готовят смесь, формуют из нее образцы и снова определяют остаточную пористость асфальтобетона. Если она будет соответствовать требуемой, то рассчитанное количество битума принимается за основу. В противном случае процедуру подбора содержания битума, основанную на приближении к нормируемому объему пор в уплотненном асфальтобетоне, повторяют.

Из асфальтобетонной смеси с заданным содержанием битума формуют стандартным методом уплотнения серию образцов и определяют полный комплекс показателей физико-механических свойств, предусмотренный ГОСТ 9128-97. Если асфальтобетон по каким-либо показателям не будет отвечать требованиям стандарта, то состав смеси изменяют.

При недостаточной величине коэффициента внутреннего трения следует увеличивать содержание крупных фракций щебня или дробленых зерен в песчаной части смеси.

При низких показателях сцепления при сдвиге и прочности при сжатии при 50°С следует увеличивать (в допустимых пределах) содержание минерального порошка или применять более вязкий битум. При высоких значениях прочности при 0°С рекомендуется снижать содержание минерального порошка, уменьшать вязкость битума, применять полимерно-битумное вяжущее или использовать пластифицирующие добавки.

При недостаточной водостойкости асфальтобетона целесообразно увеличивать содержание минерального порошка либо битума, но в пределах, обеспечивающих требуемые значения остаточной пористости и пористости минеральной части. Для повышения водостойкости эффективно применять поверхностно-активные вещества (ПАВ), активаторы и активированные минеральные порошки. Подбор состава асфальтобетонной смеси считают завершенным, если все показатели физико-механических свойств, полученные при испытании асфальтобетонных образцов, будут отвечать требованиям стандарта. Однако в рамках стандартных требований к асфальтобетону состав смеси рекомендуется оптимизировать в направлении повышения эксплуатационных свойств и долговечности устраиваемого конструктивного слоя дорожной одежды.

Оптимизацию состава смеси, предназначенной для устройства верхних слоев дорожных покрытий, до последнего времени связывали с повышением плотности асфальтобетона. В связи с этим в дорожном строительстве сформировались три метода, применяемые при подборе зерновых составов плотных смесей. Первоначально они назывались как:

  • — экспериментальный (немецкий) метод подбора плотных смесей, заключающийся в постепенном заполнении одного материала другим;
  • — метод кривых, основанный на подборе зернового состава, приближающегося к заранее определенным математически «идеальным» кривым плотных смесей;
  • — американский метод стандартных смесей, основанный на апробированных составах смесей из конкретных материалов.

Эти методы были предложены около 100 лет назад и получили дальнейшее развитие.

Сущность экспериментального метода подбора плотных смесей заключается в постепенном заполнении пор одного материала с более крупными зернами другим более мелким минеральным материалом. Практически подбор смеси осуществляется в следующем порядке.

К 100 весовым частям первого материала добавляют последовательно 10, 20, 30 и т. д., весовых частей второго, определяя после их перемешивания и уплотнения среднюю плотность и выбирая смесь с минимальным количеством пустот в уплотненном состоянии.

Если необходимо составить смесь из трех компонентов, то к плотной смеси из двух материалов добавляют постепенно увеличивающимися порциями третий материал и также выбирают наиболее плотную смесь. Хотя данный подбор плотного минерального остова трудоемкий и не учитывает влияния содержания жидкой фазы и свойств битума на уплотняемость смеси, тем не менее он до сих пор применяется при проведении экспериментально-исследовательских работ.

Кроме того, экспериментальный метод подбора плотных смесей был положен в основу расчетных методов составления плотных бетонных смесей из сыпучих материалов различной крупности и получил дальнейшее развитие в методах планирования эксперимента. Принцип последовательного заполнения пустот использован в методике проектирования оптимальных составов дорожных асфальтобетонов, в которых используются щебень, гравий и песок с любой гранулометрией.

По мнению авторов работы, предлагаемая расчетно-экспериментальная методика позволяет оптимально управлять структурой, составом, свойствами и стоимостью асфальтобетона. В роли варьируемых структурно-управляющих параметров используются:

  • — коэффициенты раздвижки зерен щебня, гравия и песка;
  • — объемная концентрация минерального порошка в асфальтовом вяжущем;
  • — критерий оптимальности состава, выраженный минимальной общей стоимостью компонентов на единицу продукции.

По принципу последовательного заполнения пустот в щебне, песке и минеральном порошке был рассчитан ориентировочный состав смеси для асфальтобетонов повышенной плотности на основе жидких битумов.

Содержание компонентов в смеси вычислялось на основании результатов предварительно установленных значении истинной и насыпной плотности минеральных материалов. Окончательный состав уточнялся экспериментально при совместном варьировании содержанием всех компонентов смеси методом математического планирования эксперимента на симплексе. Состав смеси, обеспечивающий минимальную пористость минерального остова асфальтобетона, считался оптимальным.

Второй метод подбора зернового состава асфальтобетона основывается на подборе плотных минеральных смесей, зерновой состав которых приближается к идеальным кривым Фуллера, Графа, Германа, Боломея, Тэлбот-Ричарда, Китт-Пеффа и других авторов. Эти кривые в большинстве случаев представляются степенными зависимостями требуемого содержания зерен в смеси от их крупности. Например, кривая гранулометрического состава плотной смеси по Фуллеру задается следующим уравнением:

D — наибольшая крупность зерен в смеси, мм.

Для нормирования зернового состава асфальтобетонной смеси в современном американском методе проектирования «Superpave» также принимаются гранулометрические кривые максимальной плотности, соответствующие степенной зависимости с показателем степени 0,45.

Причем, кроме контрольных точек, ограничивающих диапазон содержания зерен, приводится также внутренняя зона ограничения, которая располагается вдоль гранулометрической кривой максимальной плотности в промежутке между зернами размером 2,36 и 0,3 мм. Считается, что смеси с гранулометрическим составом, проходящим по ограничительной зоне, могут иметь проблемы с уплотнением и сдвиговая устойчивость, так как они более чувствительны к содержанию битума и становятся пластичными при случайной передозировке органического вяжущего.

Следует отметить, что ГОСТ 9128-76 также предписывал для кривых зернового состава плотных смесей ограничительную зону, расположенную между предельными кривыми непрерывной и прерывистой гранулометрии. На рис. 1 эта зона заштрихована.

Рис. 1. — Зерновые составы минеральной части мелкозернистой:

Однако в 1986 г. при переиздании стандарта это ограничение было отменено, как несущественное. Более того, в работах Ленинградского филиала Союздорнии (А.О. Саль) было показано, что проходящие по заштрихованной зоне так называемые «полупрерывистые» составы смесей в ряде случаев предпочтительней непрерывных из-за меньшей пористости минеральной части асфальтобетона, а прерывистых — из-за большей устойчивости к расслоению.

В основу отечественного метода построения кривых гранулометрического состава плотных смесей легли известные исследования В.В. Охотина, в которых было показано, что наиболее плотную смесь можно получить при условии, если диаметр частичек, составляющих материал, будет уменьшаться в пропорции 1:16, а весовые их количества — как 1:0,43. Однако, учитывая склонность к сегрегации смесей, составленных с таким соотношением крупных и мелких фракций, было предложено добавлять промежуточные фракции. При этом весовое количество фракции с диаметром, в 16 раз меньшим, совершенно не изменится, если заполнять пустоты не просто этими фракциями, а, например, фракциями с диаметром зерен в 4 раза меньшего размера.

Если при заполнении фракциями в 16 раз меньшим диаметром их весовое содержание равнялось 0,43, то при заполнении фракциями диаметром зерен, в 4 раза меньшим, их содержание должно быть равным к = 0,67. Если ввести еще одну промежуточную фракцию с диаметром, уменьшающимся в 2 раза, то соотношение фракций должно быть к = 0,81. Таким образом, весовое количество фракций, которые будут все время уменьшаться на одну и ту же величину, можно выразить математически как ряд геометрической прогрессии:

Y1 — количество первой фракции;

к — коэффициент сбега;

n — число фракций в смеси.

Из полученной прогрессии выводится количественное значение первой фракции:

Таким образом, коэффициентом сбега принято называть весовое соотношение фракций, размеры частиц которых относятся как 1:2, т. е., как соотношение ближайших размеров ячеек в стандартном наборе сит.

Хотя теоретически самые плотные смеси рассчитываются по коэффициенту сбега 0,81, на практике более плотными оказались смеси с прерывистым зерновым составом.

Это объясняется тем, что представленные теоретические выкладки составления плотных смесей по коэффициенту сбега не учитывают раздвижку крупных зерен материала более мелкими зернами. В связи с этим еще П.В. Сахаров отмечал, что положительные результаты с точки зрения увеличения плотности смеси получаются только при ступенчатом (прерывистом) подборе фракций.

Если же соотношение размеров смешиваемых фракций меньше, чем 1:2 или 1:3, то мелкие частицы не заполняют промежуток между крупными зернами, а раздвигают их.

Кривые гранулометрического состава минеральной части асфальтобетона с различными коэффициентами сбега показаны на рис. 2.

Рис. 2. — Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетонных смесей с различными коэффициентами сбега:

Позже было уточнено соотношение диаметров частиц смежных фракций, исключающих раздвижку крупных зерен в много фракционной минеральной смеси. По данным П.И. Боженова, чтобы исключить раздвижку крупных зерен мелкими, отношение диаметра мелкой фракции к диаметру крупной фракции должно быть не более 0,225 (т. е., как 1:4,44). Учитывая проверенные на практике составы минеральных смесей, Н.Н. Иванов предложил применять для подбора смесей кривые гранулометрического состава с коэффициентом сбега в пределах от 0,65 до 0,90.

Гранулометрические составы плотных асфальтобетонных смесей, ориентированные на удобоукладываемость, были нормированы в СССР с 1932 по 1967 гг. В соответствии с этими нормами асфальтобетонные смеси содержали ограниченное количество щебня (26-45%) и повышенное количество минерального порошка (8-23%). Опыт применения таких смесей показал, что в покрытиях, особенно на дорогах с тяжелым и интенсивным движением, образуются волны, сдвиги и другие пластические деформации. При этом шероховатость поверхности покрытий была также недостаточной, чтобы обеспечить высокое сцепление с колесами автомобилей, исходя из условий безопасности движения.

Принципиальные изменения в стандарт на асфальтобетонные смеси были внесены в 1967 г. В ГОСТ 9128-67 вошли новые составы смесей для каркасных асфальтобетонов с повышенным содержанием щебня (до 65%), которые стали предусматривать в проектах дорог с высокой интенсивностью движения. В асфальтобетонных смесях также было снижено количество минерального порошка и битума, что обосновывалось необходимостью перехода от пластичных к более жестким смесям.

Составы минеральной части много щебенистых смесей рассчитывались по уравнению кубической параболы, привязанной к четырем контрольным размерам зерен: 20;5;1,25 и 0,071 мм.

При исследовании и внедрении каркасного асфальтобетона большое значение придавалось повышению шероховатости покрытий. Методы устройства асфальтобетонных покрытий с шероховатой поверхностью нашли отражение в рекомендациях, разработанных в начале 60-х годов прошлого столетия и получивших первоначальное внедрение на объектах Главдорстроя Минтрансстроя СССР. По данным разработчиков, созданию шероховатости должно было предшествовать образование пространственного каркаса в асфальтобетоне. Практически это достигалось уменьшением количества минерального порошка в смеси, увеличением содержания крупных дробленых зерен, полным уплотнением смеси, при котором зерна щебня и крупных фракций песка соприкасаются между собой. Получение асфальтобетона с каркасной структурой и шероховатой поверхностью обеспечивалось при содержании 50-65% по массе зерен крупнее 5 (3) мм. в мелкозернистых смесях типа А и 33-55% зерен крупнее 1,25 мм. в песчаных смесях типа Г при ограниченном содержании минерального порошка (4-8% в мелкозернистых смесях и 8-14% в песчаных).

Рекомендации по обеспечению сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий в результате применения каркасных асфальтобетонов за счет повышения внутреннего трения минерального остова присутствуют и в зарубежных публикациях.

Например, дорожные фирмы из Великобритании при строительстве асфальтобетонных покрытий в тропических и субтропических странах специально применяют зерновые составы, подбираемые по уравнению кубической параболы.

Устойчивость покрытий из таких смесей обеспечивается главным образом в результате механической заклинки частиц угловатой формы, которые должны быть либо прочным щебнем, либо дробленым гравием. Применять недробленый гравий в таких смесях не разрешается.

Сопротивление покрытий сдвиговым деформациям можно повысить увеличением крупности щебня. В стандарте СШАASTM D 3515-96 были предусмотрены асфальтобетонные смеси, дифференцированные на девять марок в зависимости от максимальной крупности зерен от 1,18 до 50 мм.

Чем выше марка, тем крупнее щебень и тем меньше содержание минерального порошка в составе смеси. Кривые зерновых составов, построенные по кубической параболе, обеспечивают при уплотнении покрытия жесткий каркас из крупных зерен, который оказывает основное сопротивление транспортным нагрузкам.

В большинстве случаев минеральная часть асфальтобетонной смеси подбирается из крупнозернистой, среднезернистой и мелкозернистой составляющих. Если истинная плотность составляющих минеральных материалов существенно различается между собой, то содержание их в смеси рекомендуется рассчитывать по объему.

Проверенные на практике зерновые составы минеральной части асфальтобетонных смесей стандартизованы во всех технически развитых странах с учетом области их применения. Эти составы, как правило, согласуются между собой.

В целом принято считать, что наиболее разработанным элементом проектирования состава асфальтобетона является подбор гранулометрического состава минеральной части либо по кривым оптимальной плотности, либо по принципу последовательного заполнения пор. Сложнее обстоит дело с выбором битумного вяжущего нужного качества и с обоснованием его оптимального содержания в смеси. До сих пор отсутствует единое мнение о надежности расчетных методов назначения содержания битума в асфальтобетонной смеси.

Действующие экспериментальные методы подбора содержания вяжущего предполагают разные методы изготовления и испытания асфальтобетонных образцов в лаборатории и, главное, не позволяют достаточно надежно прогнозировать долговечность и эксплуатационное состояние дорожных покрытий в зависимости от условий эксплуатации.

П.В. Сахаров предлагал проектировать состав асфальтобетона по предварительно подобранному составу асфальтового вяжущего вещества. Количественное соотношение битума и минерального порошка в асфальтовом вяжущем веществе подбиралось экспериментально в зависимости от показателя пластической деформации (методом водоупорности) и от предела прочности на растяжение образцов-восьмерок. Учитывалась также и термическая устойчивость асфальтового вяжущего вещества сопоставлением показателей прочности при температурах 30, 15 и 0°С. На основании экспериментальных данных было рекомендовано придерживаться величин отношения битума к минеральному порошку по массе (Б/МП) в пределах от 0,5 до 0,2.

В итоге составы асфальтобетона характеризовались повышенным содержанием минерального порошка. В дальнейших исследованиях И.А. Рыбьева было показано, что рациональные значения Б/МП могут быть равны 0,8 и даже выше. Основываясь на законе прочности оптимальных структур (правиле створа), был рекомендован метод проектирования состава асфальтобетона по заданным эксплуатационным условиям работы дорожного покрытия. Констатировалось, что оптимальная структура асфальтобетона достигается при переводе битума в пленочное состояние.

В то же время было показано, что оптимальное содержание битума в смеси зависит не только от количественного и качественного соотношения компонентов, но и от технологических факторов и режимов уплотнения.

Поэтому научное обоснование требуемых эксплуатационных показателей асфальтобетона и рациональных способов их достижения продолжает оставаться основной задачей, связанной с повышением долговечности дорожных покрытий.

Существуют несколько расчетных способов назначения содержания битума в асфальтобетонной смеси как по толщине битумной пленки на поверхности минеральных зерен, так и по количеству пустот в уплотненной минеральной смеси.

Первые попытки их применения при проектировании асфальтобетонных смесей часто заканчивались неудачей, что вынуждало совершенствовать расчетные методы определения содержания битума в смеси. Н.Н. Иванов предлагал учитывать лучшую уплотняемость горячей асфальтобетонной смеси и некоторый запас на температурное расширение битума, если расчет содержания битума ведется по пористости уплотненной минеральной смеси:

Б — количество битума, %;

Р — пористость уплотненной минеральной смеси, %;

с6 — истинная плотность битума, г/см. куб.;

с — средняя плотность уплотненной сухой смеси, г/см. куб.;

0,85 — коэффициент уменьшения количества битума за счет лучшего уплотнения смеси с битумом и коэффициента расширения битума, который принят равным 0,0017.

Следует отметить, что расчеты объемного содержания компонент в уплотненном асфальтобетоне, включая объем воздушных пор или остаточной пористости, выполняются в любом методе проектирования в форме нормировки объема фаз. В качестве примера на рис. 3 приведен объемный состав асфальтобетона типа А в виде круговой диаграммы.

Рис. 3. — Нормировка объема фаз в асфальтобетоне:

В соответствии с этой диаграммой содержание битума (% по объему) равно разности между пористостью минерального остова и остаточной пористостью уплотненного асфальтобетона. Так, М. Дюрье рекомендовал методику расчета содержания битума в горячей асфальтобетонной смеси по модулю насыщения. Модуль насыщения асфальтобетона вяжущим веществом был установлен по экспериментальным и производственным данным и характеризует процентное содержание вяжущего в минеральной смеси, имеющей удельную поверхность 1 м. кв/кг.

Эта методика принята для определения минимального содержания битумного вяжущего в зависимости от зернового состава минеральной части в методе проектирования асфальтобетонной смеси LCPC. разработанном Центральной лабораторией мостов и дорог Франции. Весовое содержание битума по этому методу определяется по формуле:

к — модуль насыщения асфальтобетона вяжущим.

  • S — частный остаток на сите с отверстиями размером 0,315 мм., %;
  • s — частный остаток на сите с отверстиями размером 0,08 мм., %;

Методику расчета содержания битума по толщине битумной пленки существенно усовершенствовал И.В. Королев. На основании экспериментальных данных им произведено дифференцирование удельной поверхности зерен стандартных фракций в зависимости от природы горной породы. Было показано влияние природы каменного материала, крупности зерен и вязкости битума на оптимальную толщину битумной пленки в асфальтобетонной смеси.

Следующим шагом является дифференцированная оценка битумоемкости минеральных частиц мельче 0,071 мм. В результате статистического прогноза зерновых составов минерального порошка и битумоемкости фракций размером от 1 до 71 мкм в МАДИ (ГТУ) была разработана методика, позволяющая получать расчетные данные, удовлетворительно совпадающие с экспериментальным содержанием битума в асфальтобетонной смеси.

Другой подход к назначению содержания битума в асфальтобетоне основан на зависимости между пористостью минерального остова и зерновым составом минеральной части. На основании изучения экспериментальных смесей из частиц различной крупности японскими специалистами была предложена математическая модель пористости минерального остова (VMA). Значения коэффициентов установленной корреляционной зависимости были определены для щебеночно-мастичного асфальтобетона, который уплотнялся во вращательном уплотнителе (гираторе) при 300 оборотах формы. Алгоритм расчета содержания битума, основанный на корреляции поровых характеристик асфальтобетона с зерновым составом смеси, был предложен в работе. По результатам обработки массива данных, полученных при испытании плотных асфальтобетонов различных типов, установлены следующие корреляционные зависимости для расчета оптимального содержания битума:

К — параметр гранулометрии.

Dкр — минимальный размер зерен крупной фракции, мельче которого содержится 69,1% по массе смеси, мм.;

D0 — размер зерен средней фракции, мельче которого содержится 38,1% по массе смеси, мм.;

Dмелк- максимальный размер зерен мелкой фракции, мельче которого содержится 19,1% по массе смеси, мм.

Однако в любом случае расчетные дозировки битума следует корректировать при приготовлении контрольных замесов в зависимости от результатов испытаний сформованных образцов асфальтобетона.

При подборе составов асфальтобетонных смесей остается актуальным следующее высказывание проф. Н.Н. Иванова: «Битума следует брать не больше, чем это обусловливается получением достаточно прочной и устойчивой смеси, но битума надо брать возможно больше, а ни в коем случае не возможно меньше». Экспериментальные методы подбора асфальтобетонных смесей обычно предполагают приготовление стандартных образцов заданными способами уплотнения и испытание их в лабораторных условиях. Для каждого метода разработаны соответствующие критерии, устанавливающие в той или иной степени связь между результатами лабораторных испытаний уплотненных образцов и эксплуатационными характеристиками асфальтобетона в условиях эксплуатации.

В большинстве случаев зги критерии определены и стандартизованы национальными стандартами на асфальтобетон.

Распространены следующие схемы механических испытаний образцов асфальтобетона, представленные на рис. 4.

Рис. 4. — Схемы испытания цилиндрических образцов при проектировании состава асфальтобетона:

а — по Дюрьезу;

б — по Маршаллу;

в — по Хвиму;

г — по Хаббарду-Филду.

Анализ различных экспериментальных методов проектирования составов асфальтобетона указывает на схожесть в подходах при назначении рецептуры и на различие как в методах испытания образцов, так и в критериях оцениваемых свойств.

Схожесть методов проектирования асфальтобетонной смеси основывается на подборе такого объемного соотношения компонентов, при котором обеспечиваются заданные величины остаточной пористости и нормируемые показатели механических свойств асфальтобетона.

В России при проектировании асфальтобетона проводят испытание стандартных цилиндрических образцов на одноосное сжатие (по схеме Дюрьеза), которые формуют в лаборатории по ГОСТ 12801-98 в зависимости от содержания щебня в смеси либо статической нагрузкой 40 МПа, либо способом вибрирования с последующим дополнительным уплотнением нагрузкой 20 МПа. В зарубежной практике наибольшее распространение получил метод проектирования асфальтобетонных смесей по Маршаллу.

В США до последнего времени применяются методы проектирования асфальтобетонных смесей по Маршаллу, Хаббарду-Фильду и Хвиму. но в последнее время в ряде штатов внедряется система проектирования «Superpave».

При разработке новых методов проектирования асфальтобетонных смесей за рубежом большое внимание уделялось совершенствованию методов уплотнения образцов. В настоящее время при проектировании смесей по Маршаллу предусмотрено три уровня уплотнения образца: 35, 50 и 75 ударов с каждой стороны соответственно для условий легкого, среднего и интенсивного движения транспортных средств. Инженерные войска Соединенных Штатов, проведя обширные исследования, усовершенствовали испытания по методу Маршалла и распространили его на проектирование составов смесей для аэродромных покрытий.

Проектирование асфальтобетонной смеси по методу Маршалла предполагает, что:

  • — предварительно установлено соответствие исходных минеральных материалов и битума требованиям технических условий;
  • — подобран гранулометрический состав смеси минеральных материалов, удовлетворяющий проектным требованиям;
  • — определены значения истинной плотности вязкого битума и минеральных материалов соответствующими методами испытаний;
  • — достаточное количество каменного материала высушено и разделено на фракции, чтобы приготавливать лабораторные замесы смесей с различным содержанием вяжущего.

Для испытаний по методу Маршалла изготавливают стандартные цилиндрические образцы высотой 6,35 см. и диаметром 10,2 см. при уплотнении ударами падающего груза. Смеси готовят с различным содержанием битума, обычно отличающимся одно от другого на 0,5%. Рекомендуется приготавливать, по крайней мере, две смеси с содержанием битума выше «оптимального» значения и две смеси с содержанием битума ниже «оптимального» значения.

Чтобы точнее назначить содержание битума для проведения лабораторных испытаний, рекомендуется вначале установить примерное «оптимальное» содержание битума.

Под «оптимальным» подразумевается содержание битума в смеси, обеспечивающее максимальную устойчивость по Маршаллу сформованных образцов. Ориентировочно для подбора необходимо иметь 22 юг каменных материалов и около 4 л. битума.

Результаты испытаний асфальтобетона по методу Маршалла приведены на рис. 5.

На основании результатов испытаний образцов асфальтобетона по методу Маршалла обычно приходят к следующим выводам:

  • — Значение устойчивости возрастает при увеличении содержания вяжущего до определенного максимума, после которого значение устойчивости снижается;
  • — Величина условной пластичности асфальтобетона возрастает при увеличении содержания вяжущего;
  • — Кривая зависимости плотности от содержания битума подобна кривой устойчивости, однако для нее максимум чаще наблюдается при несколько более высоком содержании битума;
  • — Остаточная пористость асфальтобетона снижается при увеличении содержания битума, приближаясь асимптотически к минимальному значению;
  • — Процент заполнения пор битумом увеличивается с увеличением содержания битума.

Рис. 5. — Результаты (а, б, в, г) испытаний асфальтобетона по методу Маршалла:

Оптимальное содержание битума рекомендуется определять как среднее из четырех значений, установленных по графикам для соответствующих проектных требований. Асфальтобетонная смесь с оптимальным содержанием битума должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым в технических спецификациях. При окончательном выборе состава асфальтобетонной смеси могут учитываться также технико-экономические показатели. Обычно рекомендуют выбирать смесь, обладающую наиболее высокой устойчивостью по Маршаллу.

Однако при этом следует иметь в виду, что смеси с чрезмерно высокими значениями устойчивости по Маршаллу и низкой пластичностью бывают нежелательными, так как покрытия из таких смесей будут чрезмерно жесткими и могут растрескаться при движении большегрузных транспортных средств, особенно при непрочных основаниях и высоких прогибах покрытия. Часто в Западной Европе и в США метод проектирования асфальтобетонной смеси по Маршаллу подвергается критике. Отмечается, что ударное уплотнение образцов по Маршаллу не моделирует уплотнение смеси в покрытии, а устойчивость по Маршаллу не позволяет удовлетворительно оценить прочность асфальтобетона при сдвиге.

Также критикуется и метод Хвима, к недостаткам которого относят довольно громоздкое и дорогостоящее испытательное оборудование.

Кроме того, некоторые важные объем метрические показатели асфальтобетона, связанные с его долговечностью, в этом методе должным образом не раскрываются. По мнению американских инженеров, метод выбора содержания битума по Хвиму является субъективным и может привести к недолговечности асфальтобетона из-за назначения низкого содержания вяжущего в смеси.

Метод LCPC (Франция) основан на том, что горячая асфальтобетонная смесь должна быть спроектирована и уплотнена в процессе строительства до максимальной плотности.

Поэтому проводились специальные исследования расчетной работы уплотнения, которая была определена как 16 проходов катка с пневматическими шинами, с нагрузкой на ось 3 тс при давлении в шине 6 бар. На полномасштабном лабораторном стенде при уплотнении горячей асфальтобетонной смеси была обоснована стандартная толщина слоя, равная 5 максимальным размерам минеральных зерен. Для соответствующего уплотнения лабораторных образцов были стандартизованы угол вращения на лабораторном уплотнителе (гираторе), равный 1°, и вертикальное давление на уплотняемую смесь 600 кПа. При этом стандартное число вращений гиратора должно составлять величину, равную толщине слоя из уплотняемой смеси, выраженную в миллиметрах.

В американском методе системы проектирования «Superpave» принято уплотнять образцы из асфальт бетонной смеси также в гираторе, но при угле вращения 1,25°. Работа по уплотнению образцов асфальтобетона нормируется в зависимости от расчетной величины суммарной транспортной нагрузки на покрытие, для устройства которого проектируется смесь. Схема уплотнения образцов из асфальтобетонной смеси в приборе вращательного уплотнения представлена на рис. 6.

Рис. 6. — Схема уплотнения образцов из асфальтобетонной смеси в приборе вращательного уплотнения:

В методе проектирования асфальтобетонной смеси MTQ (Министерство транспорта Квебека, Канада) заимствован вращательный уплотнитель Superpave вместо гиратора LCPC. Расчетное число вращений при уплотнении принято для смесей с максимальным размером зерен 10 мм. равным 80, а для смесей крупностью 14 мм. — 100 оборотов вращения. Расчетное содержание воздушных нор в образце должно находиться в пределах от 4 до 7%. Номинальный объем пор обычно составляет 5%. Эффективный объем битума установлен для смесей каждого типа, как и в методе LCPC.

Примечательно, что при проектировании асфальтобетонных смесей из одних и тех же материалов по методу Маршалла, методу LCPC (Франция), методу системы проектирования «Superpave» (США) и методу MTQ (Канада) были получены примерно одинаковые результаты.

Несмотря на то, что каждый из четырех методов предусматривал различные условия уплотнения образцов:

  • — Маршалл — 75 ударов с двух сторон;
  • — «Superpave» — 100 оборотов вращения в гираторе под углом 1,25°;
  • — MTQ — 80 оборотов вращения в гираторе под углом 1,25°;
  • — LCPC — 60 оборотов вращения эффективного уплотнителя под углом 1°С были получены вполне сопоставимые результаты по оптимальному содержанию битума.

Поэтому авторы работы пришли к выводу, что важно не то, чтобы иметь «правильный» метод уплотнения лабораторных образцов, а то, чтобы иметь систему влияния уплотняющего усилия на структуру асфальтобетона в образце и на работоспособность его в покрытии.

Следует отметить, что вращательные методы уплотнения асфальтобетонных образцов также не лишены недостатков. Установлено заметное истирание каменного материала при уплотнении горячей асфальтобетонной смеси в гираторе.

Поэтому в случае использования каменных материалов, характеризующихся износом в барабане Лос-Анжелеса более 30%, нормируемое число оборотов уплотнителя смеси при получении образцов щебеночно-мастичного асфальтобетона назначают равным 75 вместо 100.

Самый используемый дорожно-строительный материал в 20 веке — асфальт — разделяется на множество видов, марок и типов. Основанием для разделения служит не только и не столько перечень входящих в асфальтобетонную смесь исходных компонентов, сколько соотношение их массовых долей в составе, а также некоторые характеристики составляющих — в частности, размер фракций песка и щебня, степень очистки минерального порошка и все того же песка.

Состав асфальта

В асфальте любого типа и марки есть песок, щебень или гравий, минеральный порошок и битум.
Впрочем, что касается щебня, то при приготовлении некоторых видов дорожного покрытия он не используется — но если асфальтирование территорий производится с учетом высокого трафика и сильных кратковременных нагрузок на покрытие, то щебень (или гравий) необходим — в качестве каркасообразующего защитного элемента.

Минеральный порошок
— обязательный исходный элемент для приготовления асфальта любых марок и типов. Как правило, массовая доля порошка — а он получается путем дробления пород, в которых высокое содержание соединений углерода (проще говоря — из известняков и прочих органических закаменевших отложений) — определяется исходя из задач и требований к вязкости материала. Большой процент минеральных порошков позволяет использовать его в таких работах как асфальтирование дорог и площадок: вязкий (то есть прочный) материал будет успешно гасить внутренние колебания мостовых конструкций, не трескаясь.

В большинстве типов и марок асфальта используется песок
— исключение, как мы говорили, составляют типы дорожного покрытия, где велика массовая доля гравия
. Качество песка определяется не только степенью его очистки, но и способом получения: добытый открытым способом песок нуждается, как правило, в тщательной очистке, а вот песок искусственный, получаемый при дроблении скальных пород, считается уже готовым «к работе».

Наконец, битум
— краеугольный камень индустрии производства дорожного покрытия. Продукт переработки нефти, битум содержится в смеси любой марки в очень небольшом количестве — его массовая доля в большинстве сортов едва ли достигает 4-5 процентов. Хотя, широко использующийся при таких работах как асфальтирование территорий со сложным рельефов и ремонте дорог, литой асфальт может похвастаться содержанием битума в 10 и более процентов. Битум придает такому полотну изрядную упругость после затвердевания и текучесть, позволяющую легко распределять готовую смесь по площадке.

Марки и типы асфальта

В зависимости от процентного содержания в составе перечисленных компонентов, выделяют три марки асфальта
. Технические характеристики, область применения и состав смеси различных марок описываются в ГОСТ 9128-2009, в котором, помимо всего прочего, учтена и возможность добавления дополнительных присадок, увеличивающих морозостойкость, гидрофобность, гибкость или износостойкость покрытия.

В зависимости от процентного содержания наполнителя, находящегося в составе дорожно-строительной смеси, ее подразделяют на следующие типы:

  • А — 50-60% щебня;
  • Б — 40-50% щебня или гравия;
  • В — 30-40% щебня или гравия;
  • Г — до 30% песка из отсева дробления;
  • Д — до 70% песка или смеси с отсевами дробления.

Асфальт марки 1

Под этой маркой изготавливается широкий диапазон различных типов покрытий — от плотных до высокопористых, со значительным содержанием щебня. Область их использования
— дорожное строительство и благоустройство: вот только пористые материалы совсем не годятся на роль собственно покрытия, верхнего слоя дорожного полотна. Куда лучше применять их для устройства оснований, выравнивания базы под укладку более плотных типов материала.

Асфальт марки 2

Диапазон плотности примерно тот же, однако содержание и процентное соотношение песка и гравия могут варьироваться в весьма широких пределах. Этот тот самый «среднестатистический» асфальт, с весьма обширной сферой применения:
и строительство автомобильных дорог, и ремонт их, и обустройство территорий под паркинги и площади не обходятся без него.

Асфальты марки 3

Покрытия марки 3 отличаются тем, что при их изготовлении не используется щебень или гравий — их заменяют минеральные порошки и особо качественный песок, получаемый путем дробления твердых горных пород.

Соотношение песка и щебня (гравия)

Соотношение содержания песка и гравия — один из важнейших показателей, который определяет область применения того или иного типа покрытия. В зависимости от превалирования того или иного материала его обозначают буквами от А до Д:
А — более чем наполовину состоит из мелкофракционного щебня или гравия, а Д — примерно на 70 процентов состоит из песка (правда, песок используется по большей части из дробленых горных пород).

Соотношение битума и минеральных составляющих

Не менее важное — ведь именно оно определяет прочностные характеристики дорожного полотна. Высокое содержание минеральных порошков существенно увеличивает его хрупкость. Поэтому песчаные асфальты могут применяться лишь ограниченно:
благоустройство территорий парков или тротуаров. А вот покрытия с большим содержанием битума — желанный гость на любых работах: особенно если это дорожное строительство в суровых климатических условиях, при минусовых температурах, если скорость работ такова, что уже спустя сутки по новенькому полотну пойдет дорожная техника, а после сдачи готовой дороги — ринутся большегрузные автомобили.

Расчет заключается в подборе рационального соотношения между составляющими асфальтобетонную смесь материалами.

Широкое распространение получил метод расчета по кривым плотных смесей. Наибольшая прочность асфальтобетона достигается при максимальной плотности минерального остова, оптимального количества битума и минерального порошка.

Между зерновым составом минерального материала и плотностью существует прямая зависимость. Оптимальными будут составы, содержащие зерна различного размера, диаметры которых уменьшаются в два раза.

где d
1 — наибольший диаметр зерна, устанавливаемый в зависимости от типа смеси;

d
2 — наименьший диаметр зерна, соответствующий пылеватой фракции, и минерального порошка (0,004…0,005 мм).

Размеры зерен, согласно предыдущему уровню

(6.6.2)

Число размеров определяют по формуле

(6.6.3)

Число фракций п
на единицу меньше числа размеров т

(6.6.4)

Соотношение соседних фракций по массе

(6.6.5)

где К
— коэффициент сбега.

Величина, показывающая, во сколько раз количество последующей фракции меньше предыдущей, называется коэффициентом сбега. Наиболее плотная смесь получается при коэффициенте сбега 0,8, но такую смесь трудно подобрать, поэтому, по предложению Н. Н. Иванова, коэффициент сбега К
принят от 0,7 до 0,9.

Магистратура

О.А. КИСЕЛЕВА

РАСЧЕТ СОСТАВА асфальтоБЕТОННОЙ СМЕСИ

Для магистрантов, обучающихся по направлению 270100

«Строительство», методические указания к расчетно-графической работе

по дисциплине «Физические основы проектирования новых строительных

материалов»

Утверждено Редакционно-издательским советом ТГТУ

Печатный вариант электронного издания

Тамбов

РИС ТГТУ

УДК 625.855.3(076)

ББК 0311-033я73-5

Составители: к.т.н., доц. О. А. Киселева

Рецензент: д.т.н., проф. Леденев В.И.

Расчет состава асфальтобетонной смеси: Метод.указ. / Сост.: О.А. Киселева. Тамбов: ТГТУ, 2010 – 16 с.

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Физические основы проектирования новых строительных материалов» для магистрантов, обучающихся по направлению 270100 «Строительство».

Утверждено редакционно — издательским советом Тамбовского государственного технического университета

© ГОУ ВПО «Тамбовский государственный

технический университет» (ТГТУ), 2010

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания посвящены подбору состава асфальтобетона.

Для проектирования состава асфальтобетона необходимо знать следующее:

– зерновой состав заполнителей,

– марку битума,

– марку асфальтобетона.

Расчет состава асфальтобетона заключается в выборе рационального соотношения между составляющими материалами, обеспечивающего оптимальную плотность минерального остова при требуемом количестве битума и получение бетона с заданными техническими свойствами при определенной технологии производства работ.

МЕТОДЫ РАСЧЕТА СОСТАВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

Наиболее широкое распространение получил метод расчета по кривым плотных смесей . Он гласит, что наибольшая прочность бетона достигается при условии максимальной плотности минерального состава путем расчета гранулометрического состава и определения содержания оптимального количества битума и минерального порошка.

Расчет состава асфальтобетона включает в себя следующие этапы :

– расчет гранулометрического состава минеральной смеси по принципу минимума пустот,

– определение оптимального количества битума,

– определение физико-механических свойств рассчитанных смесей,

– внесение корректив в полученные составы смесей.

1.Расчет гранулометрического состава минеральной смеси

. С этой целью для мелкого и крупного заполнителя по данным о частных остатков на ситах находят остатки А i , % равные сумме частных остатков (а i) на данном сите и на всех ситах мельче данного . Полученные результаты с учетом марки асфальтобетона по крупности заполнителя вносятся в таблице 1.

2.Определяем количество заполнителя по фракциям.

Расчет выполняется по предельным кривым, соответствующим выбранным коэффициентам сбега (рис. 1) . Кривые с коэффициентом сбега меньше 0,7 относят к составам минеральной части асфальтобетонной смеси с незначительным содержанием минерального порошка. Составы, рассчитанные по коэффициенту сбега 0,9, содержат повышенное количество минерального порошка.

С этой целью в зависимости от марки асфальтобетона определяется требуемое количество песка на сите с разметом ячейки 1,25 или щебня на сите с размером ячейки 5 мм (для мелкозернистого асфальтобетона). Например, для крупнозернистого асфальтобетона количество частиц песка мельче 1,25 мм находится в пределах от 23 до 46 %. Принимаем 40 %. После этого определяем коэффициент для корректировки зернового состава песка

Т а б л и ц а 1

Гранулометрический состав минеральной смеси

Вид заполнителя Остатки Размеры отверстий сит
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,07
Щебень а i а 20 щ а 10 щ а 5 щ
А i А 20 щ А 10 щ А 5 щ
Песок а i а 2,5 п а 1,25 п а 0,63 п а 0,315 п а 0,14 п
А i А 2,5 п А 1,25 п А 0,63 п А 0,315 п А 0,14 п
Минеральный порошок а i а 0,63 м а 0,315 м а 0,14 м а 0,07 м
А i А 0,63 м А 0,315 м А 0,14 м А 0,07 м

Определяется требуемое количество минерального порошка на сите с разметом ячейки 0,071. Для крупнозернистого асфальтобетона количество частиц мельче 0,071 мм находится в пределах от 4 до 18 %. Принимаем 10 %. После этого определяем коэффициент для корректировки зернового состава минерального порошка .

Определяем коэффициент для корректировки зернового состава щебня (или песка) . И уточняем зерновой состав заполнителей (таблица 2).

Т а б л и ц а 2

Расчетный состав заполнителей

Вид заполнителя Остатки Размеры отверстий сит
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,07
Щебень а i К щ × а 20 щ К щ ×
а 10 щ
К щ ×
а 5 щ
А i
Песок а i К п ×
а 2,5 п
К п ×
а 1,25 п
К п ×
а 0,63 п
К п ×
а 0,315 п
К п ×
а 0,14 п
А i
Минеральный порошок а i К м ×
а 0,63 м
К м ×
а 0,315 м
К м ×
а 0,14 м
К м ×
а 0,07 м
А i
∑А

По полученным данным строится кривая гранулометрического состава конкретной рассчитанной смеси, которая должна располагаться между предельными кривыми сбега. Уточняем количество компонентов наполнителя по фракциям с учетом типа асфальтобетона по таблица 3.

Т а б л и ц а 3

Оптимальный гранулометрический состав минеральной смеси

Тип смеси Содержание зерен минерального материала, %, мельче данного размера, мм Примерный расход битума, % по массе
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071
Смеси непрерывной гранолуметрии
Среднезернистые типов:А
Б
В
95-100
95-100
95-100
78-85
85-91
91-96
60-70
70-80
81-90
35-50
50-65
65-80
26-40
40-55
55-70
17-28
28-39
39-53
12-20
20-29
29-40
9-15
14-22
20-28
6-10
9-15
12-19
4-8
6-10
8-12
5-6,5
5-6,5
6,5-7
Мелкозернистые типов:А
Б
В
95-100
95-100
95-100
63-75
75-85
85-93
35-50
50-65
65-80
26-40
40-55
57-70
17-28
29-39
39-53
12-20
20-29
29-40
9-15
14-22
20-28
6-10
9-15
12-19
4-8
6-10
8-12
5-6,5
5,5-7
6-7,5
Песчаные типов:Г
Д
95-100
95-100
75-88
80-95
45-67
53-86
28-60
37-75
18-35
27-55
11-23
17-55
8-14
10-16
7,5-9
7-9
Смеси прерывистой гранулометрии
Среднезернистые типов:А
Б
95-100
95-100
78-85
85-91
60-70
70-80
35-50
50-65
35-50
50-65
35-50
50-65
35-50
50-65
17-28
28-40
8-14
14-22
4-8
6-10
5-6,5
5-6,5

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 3

3. Определяем расход битума.

Перспективным является расчет количества битума в смеси по методу, разработанному ХАДИ и основанному на битумоемкости минеральных компонентов. Расчет производится в два этапа: определение битумоемкости каждой фракции минеральной части смеси и расчет содержания битума. Для определения битумоемкости просушенные материалы рассеивают на фракции менее 0,071, 0,071-0,14, 0,14-0,315, 0,315-0,63, 0,63-1,25, 1,25-3, 3-5, 5-10 мм и т.д. до наибольшей крупности щебня. Битумоемкость каждой фракции представлена в таблица 4 . Определяем содержание битума для каждой фракции (таблица 5).

Т а б л и ц а 4

Битумоемкость наполнителя

Размер фракций, мм Битумоемкость, %
Гранитный материал Диоритовый материал Материал из плотного, прочного известняка Чистый окатанный кварцевый песок и гравий
20-40 3,9 3,3 2,9
10-20 4,7 3,5
5-10 5,4 4,5 4,1 2,8
2,5-5 5,6 5,6 4,6 3,3
1,25-2,5 5,7 5,9 5,3 3,8
0,63-1,25 5,9 6,0 4,6
0,315-0,63 6,4 7,9 7,0 4,8
0,14-0,315 7,4 7,3 6,1
0,071-0,14 8,4 9,4
0,071 16,5

Т а б л и ц а 5

Определение содержания битума

Т а б л и ц а 6

Физико-механические характеристики асфальтобетонов

Показатели Нормы на смеси для верхнего слоя Нормы на смеси для нижнего слоя
I марка II марка
Пористость минерального остова, % по объему для смесей типов:
А (многощебеночные, щебня 50-65 %)
Б (среднещебеночные, щебня 35-50 %)
В (малощебеночные, щебня 20-35 %)
Г (песчаные из дробленого песка с содержанием фракции 1,25-5 мм >33 %)
Д (песчаные из природного песка)
15-19
15-19
18-22

15-19
15-19
18-22
18-22
16-22
Остаточная пористость, % по объему 3-5 3-5 5-10
Водонасыщение, % по объему для смесей: А
Б и Г
В и Д
2-5
2-3,5
1,5-3
2-5
2-3,5
1,5-3
3-8
Набухание, % по объему, не более 0,5 1,5
Предел прочности при сжатии, кгс/см 2 для смесей типов при температурах 20-50 0 С: А
Б и Г
В и Д
при температуре 0 0 С
Коэффициент водостойкости, не менее 0,9 0,85
Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении, не менее 0,8 0,75

Оптимальное содержание битума в смеси определяется по следующей формуле

где К – коэффициент, зависящий от марки битума (при БНД 60/90 – 1,05; БНД 90/130 – 1; БНД 130/200 – 0,95; БНД 200/300 – 0,9) ; Б i – битумоемкость фракции i; Р i – содержание фракции i в смеси в частях от целого.

4. Из таблицы 6 выписываем физико-механические показатели, характерные данному асфальтобетону
.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Подобрать состав мелкозернистого асфальтобетона типа А. Наполнители: гранитный щебень, кварцевый песок, минеральный порошок полученный путем измельчения диорита.

Расчет полных остатков представлен в таблице 7.

Т а б л и ц а 7

Частные остатки

Вид заполнителя Остатки Размеры отверстий сит
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071
Щебень а i
А i
Песок а i
А i
Минеральный порошок а i
А i

Так как щебень мелкозернистый, то он просеивается через сито с размером ячейки 5 мм, и более крупные фракции удаляются.

Определяем количество заполнителя по фракциям. Для мелкозернистого асфальтобетона количество частиц щебня мельче 5 мм находится в пределах от 84 до 70 %. Принимаем требуемое содержание щебня крупнее 5 мм 25 %. Определяем коэффициент для корректировки зернового состава щебня К щ =25*100/(100-28)=34,7.

Требуемое количество минерального порошка на сите с разметом ячейки 0,071 находится в пределах от 10 до 25 %. Принимаем 15 %. Коэффициент для корректировки зернового состава минерального порошка равен К м =15*100/74=27,7.

Определяем коэффициент для корректировки зернового состава песка К п =100-35-28=37.

Уточняем зерновой состав заполнителей с учетом марки асфальтобетона по крупности заполнителя (таблица 8).

Т а б л и ц а 8

Зерновой состав заполнителей

Вид заполнителя Остатки Размеры отверстий сит
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071
Щебень а i 28*0,35=9,8
А i 9,8
Песок а i 16*0,37=5,9 22*0,37=8,2 20*0,37=7,4 30*0,37=11,1 12*0,37=4,4
А i 31,1 22,9 15,5 4,4
Минеральный порошок а i 7*0,28=2 10*0,28=2,8 9*0,28=
2,5
74*0,28=20,7
А i 23,2 20,7
∑А 74,8 59,1 50,9 41,5 27,6 20,7

Проверяем правильность выбора зернового состава минеральной смеси. Для этого строим график гранулометрического состава и наносим его на кривые сбега (рис. 5). Из рисунка видно, что график входит в допустимую область. Расчет выполнен правильно.

Зная битумоемкость отдельных фракций, определяем расход битума (таблица 9).

Определяем расчетное содержание битума марки БНД 90/130 Б=1*6,71=6,71 %. Проверяем содержание битума по табл. 3. Так как количество битума по расчету больше нормативного 5-6,5 % принимаем Б=6,71 % .

Выписываем физико-механические показатели, характерные данному асфальтобетону:

– пористость минерального остова –18-22 %,

– остаточная пористость – 3-5 %,

– водонасыщение – 1,5-3 %,

– набухание – 0,5 %,

– предел прочности при сжатии – 10 кгс/см 2 ,

– коэффициент водостойкости – 0,9,

– коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении – 0,8.

Т а б л и ц а 9

Определение содержания битума

Размер фракций Частные остатки (в долях единицы) Битумоемкость, %
(из табл. 4)
Общая битумоемкость, %
Щебень Песок Минеральный порошок Щебень Песок Минеральный порошок
2,5-5 0,098 4,6 0,45
1,25-2,5 0,059 3,8 0,22
0,63-1,25 0,082 4,6 0,38
0,315-0,63 0,074 0,02 4,8 7,9 0,36+0,16
0,14-0,315 0,111 0,028 6,1 9,0 0,68+0,25
0,071-0,14 0,044 0,025 19,0 0,31+0,48
0,071 0,207 16,5 3,42
Содержание битума=∑ 6,71

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Глушко И.М. Дорожно-строительные материалы. Учебник для автомобильно-дорожных институтов / Глушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М. и др.. – М. 1983.

2. Горелышев Н.В. Материалы и изделия для строительства дорог. Справочник. / Горелышев Н.В., Гурячков И.Л., Пинус Э.Р. и др. – М.: Транспорт, 1986. – 288 с.

3. Корчагина О.А. Расчет состава бетонных смесей: Метод. указ./Корчагина О.А., Однолько В.Г. – Тамбов: ТГТУ, 1996. – 28 с.

Т а б л и ц а П 1

Данные к заданию

Вариант Вид асфальтобетона Тип асфальтобетона Вид асфальтобетона по методу производства Назначение асфальтобетона Марка битума
БНД
крупнозернистый А горячий Верхнее покрытие 60/90
среднезернистый Б теплый Нижнее покрытие 90/130
мелкозернистый В горячий Верхнее покрытие 130/200
песчаный Г холодный Нижнее покрытие 200/300
крупнозернистый Б теплый Верхнее покрытие 60/90
среднезернистый В холодный Нижнее покрытие 130/200
мелкозернистый А теплый Нижнее покрытие 90/130
песчаный Д горячий Верхнее покрытие 60/90
крупнозернистый В горячий Нижнее покрытие 90/130
среднезернистый А теплый Верхнее покрытие 60/90
мелкозернистый Б холодный Нижнее покрытие 200/300
крупнозернистый А теплый Нижнее покрытие 90/130
среднезернистый Б горячий Верхнее покрытие 60/90
мелкозернистый В холодный Верхнее покрытие 130/200
песчаный Г теплый Нижнее покрытие 90/130
крупнозернистый Б холодный Верхнее покрытие 200/300
среднезернистый В горячий Нижнее покрытие 90/130
мелкозернистый А теплый Нижнее покрытие 60/90
песчаный Д холодный Верхнее покрытие 130/200
крупнозернистый В холодный Верхнее покрытие 200/300
среднезернистый А теплый Нижнее покрытие 90/130
мелкозернистый Б горячий Верхнее покрытие 60/90
песчаный Д теплый Нижнее покрытие 90/130
крупнозернистый А горячий Нижнее покрытие 60/90
среднезернистый Б холодный Верхнее покрытие 130/200

Т а б л и ц а П 2

Данные к заданию

Вариант Гранулометрия Материал наполнителя
щебень песок минеральный порошок
Непрерывная гранит кварцевый диорит
Непрерывная диорит кварцевый диорит
Непрерывная гравий из известняка гранит
Непрерывная из известняка из известняка
Прерывистая диорит из известняка гранит
Непрерывная гранит кварцевый из известняка
Непрерывная гравий кварцевый диорит
Непрерывная из известняка диорит
Непрерывная гравий кварцевый из известняка
Непрерывная диорит из известняка из известняка
Непрерывная гранит кварцевый гранит
Прерывистая диорит кварцевый из известняка
Непрерывная гравий из известняка из известняка
Непрерывная гранит из известняка из известняка
Непрерывная кварцевый диорит
Непрерывная гравий кварцевый гранит
Непрерывная гранит из известняка диорит
Непрерывная диорит из известняка диорит
Непрерывная кварцевый гранит
Прерывистая гранит из известняка гранит
Непрерывная гравий кварцевый диорит
Непрерывная диорит кварцевый гранит
Непрерывная кварцевый из известняка
Непрерывная гравий из известняка диорит
Прерывистая диорит кварцевый гранит

Объяснение процесса производства асфальта

Каждый день вы видите асфальт на дорогах, по которым вы едете, дорожках, по которым вы ходите, и автомагистралях, по которым вы передвигаетесь. Но задумывались ли вы когда-нибудь о процессе производства асфальта?

Откуда берется асфальт?

В то время как асфальт все еще можно найти в его естественном состоянии, сегодняшний асфальт обычно перерабатывается из нефти. Нефтяные скважины подают нефть на нефтеперерабатывающие заводы, где она разделяется на различные фракции, одна из которых – самая тяжелая часть нефти – асфальт.

Асфальт

затем можно модифицировать различными способами, в том числе «разрезать» (добавление режущего агента), чтобы сделать его достаточно податливым для использования, или эмульгировать или измельчать для получения нужной консистенции. Асфальт для дорожного покрытия проходит процесс смешивания либо на барабанном смесительном заводе, который является крупнопроизводительным и непрерывно работающим предприятием, либо на заводе периодического действия, который представляет собой завод с меньшей производительностью, который смешивает партиями.

Получение правильной асфальтобетонной смеси

Существует несколько различных способов смешивания асфальта, наиболее популярными из которых являются горячий и холодный. Горячий асфальт изготавливается путем нагревания заполнителей для снижения вязкости вяжущих веществ и придания ему большей текучести, а затем его сушки для удаления оставшейся влаги. Он смешивается горячим при температуре 200-350 градусов по Фаренгейту. Она называется горячей смесью не только потому, что ее смешивают в горячем виде, она также должна оставаться горячей для мощения и уплотнения при ремонте или укладке. Эта потребность в том, чтобы асфальт оставался теплым во время укладки и уплотнения, является одной из причин, по которой летом так много укладки.

Готовый асфальт оценивается по качеству с точки зрения консистенции или вязкости, а также по чистоте. Это важно для надлежащего контроля, транспортировки и использования асфальта в проектах мощения.

Холодный асфальт

изготовлен из четвертьдюймовой крошки и запатентованного масла. Этот особый состав сохраняет асфальт мягким и помогает ему отталкивать воду. Как следует из названия, холодный асфальт не обязательно должен быть теплым, чтобы его можно было использовать для ремонта асфальта. Присадки в масле сохраняют мягкость смеси в течение всего года, что позволяет заделывать выбоины в различных погодных условиях.Даже в холодную или влажную погоду холодный асфальт остается мягким и отталкивает воду, что делает его идеальным для ремонта выбоин зимой и ранней весной. Он будет вытеснять воду из выбоины, прилипать к поверхности под ней и оставаться гибким, позволяя заделывать выбоину в течение всего года.

Производство асфальта и окружающая среда

Окружающая среда тщательно учитывается на протяжении всего процесса производства асфальта. Выбросы нефтеперерабатывающих заводов и производителей асфальта строго контролируются с помощью оборудования, которое улавливает пыль и твердые частицы и повторно использует их в процессе нагрева.Это предохраняет их от выброса в окружающую среду, а также повышает эффективность процесса нагрева. Переработка асфальта также положительно влияет на окружающую среду: ежегодно не менее 90 миллионов тонн старого асфальтового покрытия измельчается и перерабатывается в новый асфальт. Компания Wolf Paving перерабатывает 100 % асфальта, снятого с строительных площадок, кроме того, мы принимаем перерабатываемые материалы от других подрядчиков.

Пока летающие автомобили не станут нормой, асфальтовые дороги никуда не денутся, но даже тогда нам понадобятся парковки.Таким образом, процесс производства асфальта постоянно совершенствуется, включая более эффективное использование сырья, методы поддержания существующего асфальта и методы переработки.

Заинтригован? Свяжитесь с Wolf Paving, чтобы узнать больше об асфальтировании или заасфальтировать парковку, дорогу или подъездную дорожку.

Благодаря 75-летнему опыту работы с асфальтом, от автомагистралей до подъездных дорог, мы являемся вашим местным поставщиком для всех ваших потребностей в асфальтировании.

Wolf Paving предлагает профессиональные услуги по укладке тротуарной плитки от Милуоки до Мэдисона и повсюду между ними, включая все районы вокруг: Сан-Прери, Окономовок и Вокеша.

Никогда не рано и не поздно запросить бесплатную смету укладки. Позвоните в компанию Wolf Paving сегодня. Для района Милуоки позвоните нам по телефону 262-965-2121. В районе Мэдисона позвоните нам по телефону 608-249-7931.

Что такое смесь асфальта? – Кухня

Асфальтовые смеси: Асфальт — это смесь песка, гравия, щебня, мягких материалов и асфальта . В Стандартном испытании Маршалла * для разработки асфальтобетонных смесей было обнаружено, что требуемый процент асфальта может быть уменьшен по мере увеличения плотности смеси.

Из чего состоит асфальт?

Асфальт, черный или коричневый нефтеподобный материал, имеющий консистенцию от вязкой жидкости до стеклообразного твердого вещества. Его получают либо в виде остатка перегонки нефти, либо из природных месторождений. Асфальт состоит из соединений водорода и углерода с незначительными пропорциями азота, серы и кислорода.

Является ли асфальт смесью или раствором?

Асфальт

— это устойчивый раствор для мощения, изготовленный из смеси заполнителей, вяжущего и наполнителя. Заполнители представляют собой обработанные минеральные материалы, такие как щебень, песок, гравий, шлаки или различные переработанные материалы. Связующее используется для соединения заполнителей вместе с образованием когезивной смеси.

Что такое асфальт?

Содержание асфальта рассчитывается как разница между исходной массой асфальтобетонной смеси и массой остаточного заполнителя и калибровочным коэффициентом. Содержание асфальта выражается в процентах по массе.

Что такое поверхностный асфальтобетон?

Асфальтовое покрытие относится к любой дороге с твердым покрытием, покрытой асфальтом. Асфальтовая смесь горячего смешения (HMA) представляет собой комбинацию примерно 95% камня, песка или гравия, связанных вместе асфальтовым вяжущим, продуктом сырой нефти. Асфальтовый цемент нагревают, соединяют и смешивают с заполнителем на установке HMA.

Является ли асфальт полимером?

«Асфальт имеет уникальную сеть полимерного типа», — говорит Усмани. Хотя это и не полимер в строгом смысле этого слова, это термопластичный материал — он размягчается при нагревании и затвердевает при охлаждении.Однако многие асфальтовые дороги летом размягчаются и страдают от колейности, или, как ее еще называют, остаточной деформации.

Является ли асфальт жидкостью?

Асфальт (иногда называемый «жидкий асфальт», «асфальтовый цемент» или «асфальтовое вяжущее») представляет собой липкую, черную и очень вязкую жидкую или полутвердую форму нефти. Он может быть найден в природных месторождениях или может быть продуктом переработки; это вещество классифицируется как смола.

Что такое холодная асфальтобетонная смесь?

Что такое холодный асфальт? Холодный асфальтобетон состоит из четвертьдюймовой крошки и запатентованного масла, которое сохраняет мягкость асфальта и помогает отталкивать воду.Благодаря специальной смеси этот ремонтный раствор не требует нагрева.

Является ли асфальт битумом?

Асфальт, также известный как битум (Великобритания: /ˈbɪtjʊmɪn/, США: /bɪˈtjuːmən, baɪ-/), представляет собой липкую, черную, очень вязкую жидкую или полутвердую форму нефти. Основное использование (70%) асфальта — в дорожном строительстве, где он используется в качестве клея или связующего, смешанного с частицами заполнителя для создания асфальтобетона.

Что под асфальтом?

Связующий слой представляет собой крупный заполнитель, смешанный с маслом, что делает его очень прочным и долговечным.Связующий слой можно рассматривать как прочность любого нового асфальтового покрытия.

Что такое горячий асфальтобетон?

Покрытие из горячей асфальтобетонной смеси (HMA) относится к связанным слоям гибкой конструкции дорожного покрытия. Асфальтовый дорожный материал представляет собой тщательно спроектированный продукт, состоящий примерно на 95 процентов из камня, песка и гравия по весу и примерно на 5 процентов из асфальтового вяжущего, нефтепродукта.

Какой тип заполнителя используется в асфальте?

Обработанная битумом заполнительная основа является одним из типов асфальтобетона с холодной смесью.Он может состоять из обработки гравия; щебень; или смеси гравия, песка и щебня, каждый из которых стабилизирован определенным процентным содержанием асфальта.

Какие бывают 3 типа асфальта?

Существует три основных типа асфальта: горячий асфальт, холодная смесь MC и UPM. Существуют также различные разновидности этих асфальтов для летнего и зимнего использования. Ниже приводится краткий обзор каждого типа асфальта.

Что такое полимерный асфальт?

Битумы, модифицированные полимерами, устойчивы к постоянному износу, вызывающему растрескивание и деформацию.Основные преимущества включают устойчивость к колееобразованию, меньшее термическое растрескивание и общую повышенную долговечность в условиях дорожного движения и другого износа окружающей среды.

Что такое асфальт 19мм?

Асфальтовое покрытие — 19-мм вяжущий слой 19-мм вяжущий слой наносится в один слой, имеет такую ​​же прочность, как и обычная основа, и содержит достаточное количество жидкого асфальта для образования очень прочной поверхности. Разница в том, что текстура грубее, чем слой износа 9,5 мм.

Понимание различий между горячим асфальтом и теплым асфальтом

Асфальтовое покрытие представляет собой смесь крупного заполнителя, песка, мелкого заполнителя и асфальтового вяжущего на нефтяной основе.В зависимости от процесса производства асфальта и используемых температур, он считается асфальтобетонной смесью горячей или теплой асфальтобетонной смеси.

Горячая асфальтобетонная смесь

Горячий асфальтобетон или HMA — это обозначение, данное асфальтовым смесям, которые нагревают и заливают при температуре от 300 до 350 градусов по Фаренгейту. Этот тип асфальта является наиболее часто используемым типом асфальта в Соединенных Штатах для автомагистралей, автомагистралей и дорог из-за его гибкости, устойчивости к атмосферным воздействиям и способности отталкивать воду.Горячая асфальтобетонная смесь применяется при температуре наружного воздуха выше 40 градусов из-за ее склонности к быстрому охлаждению.

HMA можно разделить на три категории, включая смеси с плотным гранулометрическим составом, битум с каменной матрицей и смеси с открытым грунтом. Плотные смеси классифицируются в зависимости от размера используемого заполнителя и делятся на две подкатегории, в том числе мелкозернистые и крупнозернистые. Плотные мелкозернистые смеси содержат более высокий процент песка и мелких камней по сравнению с крупнозернистым аналогом.Этот тип смеси можно использовать для мощения дорог с интенсивным движением, автомагистралей и автомагистралей.

Асфальт с каменной матрицей был впервые произведен в Европе и специально разработан для улучшения сцепления шин с дорожным покрытием и предотвращения образования колеи. Впервые он был использован в Соединенных Штатах в 1988 году. Он производится с более высоким процентным содержанием битумного вяжущего, чем другие типы, и содержит битумные вяжущие вещества вместе с определенными типами волокон. Этот тип асфальта относительно дорог по сравнению с другими асфальтовыми покрытиями и обычно используется только в очень крупных проектах.

Существует два типа смесей открытого типа, используемых для асфальта. Первый тип называется слоем трения и используется для создания верхнего слоя дорожного покрытия. Он должен содержать не менее 15 процентов воздушных пустот. Второй тип известен как проницаемое основание, обработанное асфальтом, и используется специально из-за его способности отводить воду с верхнего слоя дорожного покрытия. Используется в качестве основы для покрытий из плотного асфальта и портландцемента.

Теплая асфальтобетонная смесь

Теплый асфальтобетон или WMA в настоящее время используется примерно в 30 процентах всех проектов по укладке дорожного покрытия.WMA производится при температуре от 200 до 250 градусов по Фаренгейту. Он использует меньше ископаемого топлива и ресурсов в своем производственном процессе и включает дополнительные связующие материалы и добавки, включая воск, эмульсии и цеолиты для облегчения заливки и распределения при низкой температуре. WMA дешевле в производстве, чем HMA.

Поскольку теплый асфальтобетон производится и транспортируется при более низких температурах, он не остывает так быстро, как его более горячий аналог. Таким образом, его можно перевозить на большие расстояния и использовать вне обычных месяцев для мощения и дорожного строительства.Его можно использовать для мощения дорог, автомагистралей, автомагистралей, дорожек для тележек, подъездных путей и пешеходных дорожек днем ​​и ночью.

WMA также более безопасен для окружающей среды и здоровья работников. Поскольку его заливают и укладывают при более низких температурах, меньше пыли, дыма и угара. Это означает, что его можно безопасно использовать в туннелях и в дни, когда качество воздуха низкое, а другие виды работ по восстановлению асфальта и укладке дорожного покрытия могут быть отложены.

Процесс производства асфальта Wolf Paving

Здесь, в компании Wolf Paving, мы производим собственные асфальтобетонные смеси с использованием песка, известняка и гравия из карьеров, которыми мы владеем и управляем. Гравий, песок и известняк транспортируются из наших карьеров на один из двух наших заводов по производству асфальта в Сан-Прейри или Окономовок, где они высыпаются в бункеры с электронным управлением. Затем заполнитель сушат и смешивают с маслом и переработанным асфальтом для получения асфальтовой смеси. В настоящее время мы производим горячие и теплые асфальтобетонные смеси.

Чтобы узнать больше о нашем производстве асфальта, теплых и горячих асфальтобетонных смесей или записаться на консультацию и коммерческое предложение, пожалуйста, позвоните нам. В районе Милуоки звоните по телефону 262-965-2121.В районе Мэдисона звоните по телефону 608-249-7931

Часто задаваемые вопросы по теплой асфальтовой смеси | Федеральное управление автомобильных дорог

Основные термины

Факты о WMA

Основные термины

Что такое горячая асфальтобетонная смесь (HMA)?
/>
HMA — это традиционный процесс укладки асфальтовых покрытий. HMA производится на центральном смесительном заводе (обычно называемом заводом по производству горячих смесей) и состоит из высококачественного заполнителя и битумного вяжущего.Их нагревают и смешивают в горячем состоянии, чтобы полностью покрыть заполнитель битумным вяжущим. Заполнители и асфальтобетон нагреваются выше 300 ° F во время смешивания и поддерживаются горячими во время транспортировки на грузовике, укладки (когда они распределяются по проезжей части с помощью асфальтоукладочной машины) и уплотнения (когда они уплотняются рядом битумных катков). машин) асфальтобетонной смеси. После уплотнения смесь охлаждается, образуя асфальтовое покрытие.

Что такое теплый асфальтобетон (WMA)?

В традиционном процессе смешивания, транспортировки, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей используется HMA.WMA — это общий термин для технологий, которые снижают температуру, необходимую для производства и уплотнения асфальтобетонных смесей для строительства дорожных покрытий. С WMA температура обычно начинается на 30 ° 70 ° F ниже во время смешивания и остается ниже во время транспортировки, укладки и уплотнения. После уплотнения смесь охлаждается, образуя асфальтовое покрытие.

Из каких материалов состоит асфальтобетонная смесь?

Смеси для асфальтового покрытия в основном состоят из заполнителей и асфальтового вяжущего (обычно называемого асфальтовым вяжущим).Заполнители представляют собой гранулированный материал, используемый в асфальтобетонных смесях, и обеспечивают большую часть характеристик несущей способности смеси. Это твердые инертные минеральные материалы, такие как щебень, гравий, песок. Заполнители составляют 90-95 процентов массы дорожной смеси. Асфальтовое вяжущее представляет собой липкое вещество от темно-коричневого до черного цвета, производимое нефтеперерабатывающими заводами в процессе переработки нефти. Асфальтовое вяжущее составляет примерно 4-8 процентов смеси для дорожного покрытия по весу.

Что скрепляет смесь асфальтового покрытия?
/>
Асфальтовое вяжущее представляет собой липкое вещество от темно-коричневого до черного, производимое нефтеперерабатывающими заводами в процессе переработки нефти.Асфальтовые вяжущие являются термопластичными материалами, то есть они жидкие при нагревании и затвердевают при охлаждении. При комнатной температуре они представляют собой полутвердый липкий материал. Асфальтовое вяжущее — это «клей», который скрепляет заполнители, образуя дорожное покрытие. Как правило, асфальтовое вяжущее составляет менее 8 процентов от общей массы дорожной смеси.

Как заполнители и вяжущее объединяются в асфальтобетонную смесь?

Для смешивания нужного количества битумного вяжущего и заполнителя при нужной температуре можно использовать два типа смесительных установок. Периодические установки сначала нагревают и сушат заполнитель. Затем используется отдельный миксер для смешивания заполнителя и битумного вяжущего по одной порции асфальтовой смеси за раз. Барабанные установки нагревают и сушат заполнители, а затем смешивают заполнители с битумным вяжущим в непрерывном процессе с использованием одного и того же оборудования.

Чем WMA отличается от традиционной HMA?

Высокие производственные температуры традиционно необходимы для того, чтобы асфальтовое вяжущее стало жидким и менее липким во время смешивания, чтобы полностью покрыть заполнитель, а также иметь хорошую удобоукладываемость при транспортировке, укладке и уплотнении.В технологиях WMA используется вода, водосодержащие минералы, химикаты, воск и органические добавки или комбинация технологий. Технологии добавляются либо в смесь, либо в битумное вяжущее для получения смесей при более низких температурах. Эти технологии позволяют асфальтовому вяжущему оставаться жидким при более низких температурах во время смешивания, чтобы полностью покрыть заполнители. Именно использование этих технологий позволяет строить асфальтовые покрытия при более низких температурах.

Факты о WMA

Влияет ли WMA на рабочих, занятых укладкой дорожного покрытия?

Видимые выбросы и запахи уменьшаются как на заводе, так и на площадке укладки.Меньше выбросов и запахов высвобождается при более низких производственных температурах. Это создает рабочую площадку, которая является более прохладной и более приятной для рабочих во время укладки и уплотнения. Рабочие обычно предпочитают более прохладную рабочую среду и меньше запахов, особенно в жаркие летние дни.

Влияет ли WMA на заводы по производству асфальтобетонных смесей?

Поскольку на заводе также используются более низкие температуры, выбросы и запахи сокращаются. В зависимости от температуры производства сообщалось о снижении выбросов двуокиси углерода и других выбросов во время производства на 15-70 процентов.

Влияет ли использование WMA на затраты?

Преимущество производства WMA заключается в снижении энергопотребления, необходимого для нагрева традиционных HMA до температур, превышающих 300°F на заводе-изготовителе. Поскольку температура установки ниже, требуется меньше топлива. Сообщаемое снижение расхода топлива обычно колеблется в пределах 20–35 процентов, а для некоторых технологий сообщается о снижении до 50 процентов.

Можно ли использовать WMA для ремонта дорог?

Поскольку время охлаждения WMA увеличивается, возможны укладка и ремонт при более низких температурах.

Можно ли использовать переработанный асфальт в процессе WMA?

Переработанное асфальтовое покрытие (RAP) можно использовать с WMA. Те же рекомендации по использованию RAP для HMA применимы и к WMA.

Значительно ли ниже температура при использовании WMA?

WMA производится при температурах, которые на 30–120 °F ниже, чем типичные температуры HMA от 300–350 °F. Для нагрева смеси до более высоких температур HMA требуется меньше топлива.

Можно ли использовать технологии WMA при традиционных температурах HMA?

Некоторые технологии WMA изначально разрабатывались как вспомогательные средства для уплотнения битумной смеси. Эти технологии использовались в качестве вспомогательных средств уплотнения при традиционных температурах смешивания. Улучшение уплотнения само по себе улучшит характеристики и увеличит срок службы асфальтовых покрытий.

Где в США используется WMA?

По состоянию на 2009 год проекты WMA были построены более чем в 40 штатах, и по крайней мере 14 государственных автодорожных агентств приняли спецификации для реализации WMA.Кроме того, в США активно продаются 22 технологии WMA с различными названиями.

Требует ли использование WMA изменений конструкции установки и смеси?

Необходимость модификации конструкции установки и смеси зависит от типа используемой добавки. Большинство из них требуют относительно простых модификаций конструкции установки и смеси для внедрения технологий снижения температуры либо в смесь, либо в поток битумного вяжущего. Некоторые технологии добавляются в битумное вяжущее поставщиком и не требуют дополнительного оборудования на заводе.Другие технологии требуют более существенных модификаций. Технологии, включающие методы пенообразования на водной основе или добавки к смесям, требуют установки на заводе дополнительного оборудования для измерения и подачи добавки.

Какие типы добавок используются в WMA?

Для технологий WMA может потребоваться вода, добавки на водной основе, водосодержащие минеральные добавки, химические добавки, воски и органические добавки или комбинация технологий.В то время как многие технологии были разработаны специально для использования WMA, в других просто используется комбинация существующих технологий, таких как жидкие противоскользящие покрытия, воски, поверхностно-активные вещества (мыла) и эмульгаторы (мыло асфальт-вода-мыло), которые использовались в асфальтовом покрытии. промышленности на десятилетия.

Прорезиненный асфальт: как это делается

Что такое прорезиненный асфальт?

Прорезиненный асфальт не нов, он только начинает появляться в США. Его получают путем измельчения цельных автомобильных покрышек.Elastiko наносится на резиновую крошку для улучшения характеристик обработки и удобоукладываемости смеси. Кроме того, прорезиненный асфальт ежегодно потребляет около 220 000 000 фунтов или около 12 миллионов шин. (Ожидается, что это число будет расти) Все больше и больше штатов начинают видеть преимущества каучука в асфальте и в последнее время перенимают старую технологию и осваивают процесс. Со всеми проведенными испытаниями и годами модификации процессов преимущества начинают проявляться сами собой.

Асфальтовые заводы получают много преимуществ, когда используют резиновую крошку Elastiko Engineered Crumb Rubber (ECR) вместо полимера в качестве средства модификации. Полимерно-модифицированный асфальт имеет тенденцию быть липким и трудным для обработки через систему завода. В результате производительность может быть намного меньше, чем при использовании ECR для модификации вашей смеси. Кроме того, при использовании прорезиненной асфальтобетонной смеси, как правило, не образуются отложения на конвейерах, силосах или другом заводском оборудовании.

Преимущества резинового асфальта

ECR снижает стоимость отбойника двух сортов: на 2-4 доллара за тонну смеси

ECR ускоряет работу вашей установки по сравнению со смесями, модифицированными полимерами: более низкая вязкость смеси позволяет увеличить производительность установки на 10–15 %

ECR производит меньше отходов: смеси покидают грузовик почти без остатка в кузове, что снижает количество отходов при очистке грузовика

ECR может продлить сезон укладки: Смеси ECR позволяют выполнять укладку и уплотнение при более низких температурах

ECR обеспечивает более эффективное уплотнение: смеси ECR обычно требуют на 10-20 % меньше проходов катком для достижения соответствующего уплотнения

Покрытия ECR хорошо подходят для тонкослойных покрытий: По сравнению со стандартной немодифицированной горячей асфальтобетонной смесью покрытия ECR могут достигать большей долговечности при более тонком слое.

Людям, которые управляют дорогами, особенно финансируемыми государством, приходится делать больше с меньшими затратами, учитывая их бюджетные ограничения. Вот тут-то и приходит на помощь информация о прорезиненном асфальте. Всем известно, что асфальт, модифицированный ЭЦР, дешевле в производстве, чем модифицированные полимером смеси. Эти сниженные расходы передаются дорожным менеджерам за счет более низких ставок, что позволяет еще больше распределить ограниченные ресурсы. Кроме того, владельцы дорог получают не только лучшие дороги, но и лучшие дороги по более выгодной цене.Владельцы дорог осознают: более низкие ставки и лучшие дороги.

Вот как работает процесс прорезиненного асфальта:  Резиновая крошка, полученная химическим путем, под названием Elastiko ECR подается на ваш завод во время производства смеси, точно так же, как мелкий заполнитель. Нагретое связующее вступает в реакцию с ЭКР во время смешивания, хранения и транспортировки. Доставленная смесь укладывается и работает как дорожное покрытие, модифицированное полимером, но за небольшую часть стоимости.

Asphalt Plus LLC — компания по производству специализированных химикатов и оборудования со штаб-квартирой недалеко от Чикаго, штат Иллинойс.Мы производим инженерную резиновую крошку Elastiko для применения в прорезиненном асфальте. За последние два десятилетия обширные лабораторные и полевые исследования позволили производителям асфальта создать новый вариант модификации вяжущего. Сухой способ модификации асфальта каучуком также позволяет производить модифицированные каучуком смеси, которые по своим характеристикам аналогичны смесям, модифицированным полимерами, без использования конечного смешивания. Специальная резина Asphalt Plus выдержала широкий спектр суровых климатических и дорожных условий.

В результате этих ситуаций компания Asphalt Plus показала безупречные результаты, уложив почти 6 миллионов тонн сухой асфальтобетонной смеси. Мы помогли автомобильной промышленности, Министерству обороны, энергетики и внутренних дел экономически эффективно сократить как эксплуатационные расходы, так и воздействие на окружающую среду в самых разных сферах деятельности.

Наше руководство и персонал имеют множество технических степеней, включая доктора наук, степень магистра делового администрирования, степень магистра, степень бакалавра и дипломированного специалиста, а также сотни лет профессионального опыта. Мы прилагаем все усилия, чтобы привнести эти навыки и наш коллективный опыт в каждую отрасль, в которой мы работаем, и наш послужной список роста и успеха говорит сам за себя.

Ниже представлено видео успешного проекта по укладке прорезиненного асфальта с использованием инженерной резиновой крошки Elastiko ® от Asphalt Plus.

История проектирования асфальтобетонных смесей в Северной Америке, часть 1

От Хаббарда к Маршаллу

Джеральд Хубер, PE .

Superpave, в настоящее время наиболее распространенный метод расчета асфальтобетонной смеси в Северной Америке, был разработан в начале 1990-х годов в рамках Стратегической программы исследований автомобильных дорог.Superpave не был совершенно новым. Метод опирается на историю и включает новую информацию. Чтобы понять текущий дизайн смеси, важно понять развитие технологии разработки смеси.

Ранние методы проектирования смеси

В 1890 г. Э.Г. Лав опубликовал серию статей о дорогах и дорожном покрытии. Эти статьи не были техническими, но были похожи на статьи в текущих отраслевых журналах. В статьях содержались идеи по проектированию дорожного покрытия. Одна статья Ф.В. Грин из компании Barber Asphalt Paving Company представил спецификацию по строительству асфальтового покрытия. Технология проектирования не обсуждалась, но был дан рецепт асфальтового покрытия. Поверхность носки Barber была определена следующим образом:

.

Асфальтовый цемент от 12 до 15%
Песок от 70 до 83%
Известковая пыль от 5 до 15%

Смесь уложена в два подъема. Первый подъем, называемый подушкой, содержал на 2–4 процента больше асфальта и был уплотнен на глубину в полдюйма.Поверхностное покрытие было выполнено в соответствии с приведенными выше спецификациями. Известь добавлялась холодной к горячему (300ºF) песку до того, как был замешан асфальт. Количество извести регулировалось в соответствии со свойствами песка. Пропорции были скорректированы на основе визуального наблюдения опытного персонала.

В 1905 году Клиффорд Ричардсон, владелец Нью-Йоркской испытательной компании, опубликовал книгу «Современное асфальтовое покрытие». Второе издание 1912 года относится ко многим тротуарам, построенным в Соединенных Штатах в 1890-х и 1900-х годах.Ричардсон описывает два типа асфальтобетонных смесей: смеси для покрытия и асфальтобетон.

Шпаклевочная смесь представляет собой песчаную смесь. Типичными градациями являются 100-процентное прохождение через сито № 10 и 15-процентное прохождение через сито № 200. Содержание асфальта составляет от 9 до 14 процентов. Он обсуждает способность песка нести асфальт и расчет площади сферических частиц. Содержание асфальта в этих смесях определяли с помощью «теста на бумаге» (асфальтовое пятно на бумаге), как показано на рисунке 1.

Ричардсон предупреждает, что, проводя тест на бумажной салфетке, смесь должна быть достаточно горячей, чтобы асфальт стал жидким. Холодные смеси бесполезны, а слишком горячие могут вызвать слишком сильное окрашивание. Хотя он не описывает подробно метод испытания, полосы на бумаге предполагают, что смесь пролилась на бумагу.

Асфальтобетон используется для нижних слоев. Ричардсон предупреждает, что асфальтобетон не подходит в качестве поверхностного слоя на главных улицах, но может подойти для меньших улиц.Подковы и копыта лошади рассыпают частицы с поверхности. По его мнению, для защиты от ударов подков необходимо использовать песчаную смесь с высоким содержанием асфальта.

Асфальтобетон больше похож на текущий HMA. Поперечное сечение асфальтобетона показано на рис. 2. Интересно, что при разработке этой смеси не использовалось испытание на бумажной салфетке. Вместо этого Ричардсон вычисляет пустоты в минеральном заполнителе. На самом деле, он называет это VMA.

Ричардсон описывает корректировку VMA для включения правильного количества асфальта.Градация, показанная на фотографии, аналогична дорожному покрытию, использованному Ричардсоном в Мичигане, которое было следующим:

.

1,5 дюйма 100%
1 дюйм 83,6%
½ дюйма 50,1%
¼ дюйма 40,3% 36,8%
# 200 5,2%
# 200 5,2%
VMA 13,2%
Битум 7,4%

В соответствии с сегодняшними спецификациями эта смесь должна иметь номинальный максимальный размер смеси 1,5 дюйма. Это мелкозернистая смесь, поскольку процент прохождения через первичное контрольное сито (сито 3/8 дюйма, которое не показано в таблице) превышает 40 процентов. Требование VMA по современным спецификациям составляет 11,0%, что на 2,2% меньше, чем VMA в смеси Ричардсона. Это означает, что содержание асфальта будет примерно на 0,9% ниже, чем использовал Ричардсон.

Воздушные пустоты не рассчитываются как часть расчета смеси Ричардсона, но он проанализировал несколько покрытий в своей книге и говорит о правильном уровне плотности по сравнению с теоретической плотностью. Расчетным путем получается, что воздушные пустоты составляют около 2 процентов. Обратите внимание, что это воздушные пустоты на месте.Ричардсон отметил, что если бы воздушные пустоты были выше, скажем, на 5-8 процентов, то тротуары не выдерживали бы термического удара и трескались бы.

Ключевой идеей, появившейся в начале 20-го века при проектировании дорожных покрытий, была концепция использования асфальтобетона в качестве основного слоя с песчано-битумной смесью в качестве поверхности.

Конструкция смеси Хаббарда Филда

В середине 1920-х годов Чарльз Хаббард и Фредерик Филд вместе с недавно созданной Асфальтовой ассоциацией (позже Институт асфальта) разработали метод проектирования смесей, названный Методом проектирования Хаббард-Филд. Метод Хаббарда-Филда широко использовался дорожными департаментами штатов в 1920-х и 1930-х годах, хотя в некоторых штатах он продолжался до 1960-х годов.

Первоначально метод поля Хаббарда был сосредоточен на поверхностной смеси, покрытии из песка и асфальта. Образцы имели диаметр 2 дюйма и уплотнялись ручной трамбовкой.

Разработана модифицированная версия Хаббарда-Филда для асфальтобетона. В нем использовались образцы диаметром 6 дюймов, которые уплотнялись двумя разными трамбовками.Первые 30 «сильных ударов» наносились 2-дюймовой трамбовкой, затем 30 ударов 5,75-дюймовой трамбовкой. Образец переворачивали и подталкивали к противоположному концу формы. Снова было нанесено 30 ударов 2-дюймовой трамбовкой, а затем 30 ударов 5,75-дюймовой трамбовкой. Затем образец помещали в компрессионную машину, нагружали грузом в 10 000 фунтов и давали ему остыть в ванне с холодной водой при сжатии.

Метод поля Хаббарда основан на процессе Ричардсона.Образцы были изготовлены в лаборатории, но вместо того, чтобы использовать бумажный тест на загрязнение, они разработали метод оценки для определения расчетного содержания асфальта. Измеряли объемный удельный вес уплотненных образцов. Максимальный теоретический удельный вес был рассчитан с использованием общего удельного веса заполнителя (обратите внимание, что поглощение асфальта поэтому не учитывалось). Воздушные пустоты рассчитывались так же, как и пустоты в скелете заполнителя (VMA по современной терминологии). Итак, объемный анализ был аналогичен свойствам, используемым сегодня.

В дополнение к объемному анализу в методе Хаббарда-Филда используется испытание на стабильность, при котором уплотненная смесь продавливается через кольцо, немного меньшее, чем диаметр образца. Пиковая нагрузка, выдерживаемая до того, как смесь начала течь через отверстие, была названа стабильностью поля Хаббарда. По идее, это идентично устойчивости по Маршаллу, когда образец нагружается на бок, а пиковая нагрузка соответствует устойчивости по Маршаллу.

Метод Хаббарда Филда выбирал содержание асфальта на основе воздушных пустот и стабильности.Пустоты в заполнителе оценивали, чтобы помочь отрегулировать стабильность смеси.

Дизайн смеси Hveem

Ранние тротуары в Калифорнии были сделаны с использованием природного битума из карьеров La Brea Tar, расположенных в районе Лос-Анджелеса и Санта-Барбары. Хотя их называли дегтем, на самом деле это были естественные просачивания асфальта.

Этот асфальт был достаточно мягким и использовался в роли проникающего щебня, в котором его напыляли поверх уплотненного мелкозернистого заполнителя, либо применяли путем смешивания с гравием и приготовления масляной смеси.

В 1920-х годах масляная смесь, приготовленная из разжиженного асфальта, была распространенным методом мощения. Его смешивали в валках с асфальтом, распыляемым поверх сбитого валка, и перемешивали взад и вперед автогрейдером. Содержание масла определялось на глаз, поэтому нужен был опытный человек, чтобы убедиться, что смесь имеет надлежащий коричневый цвет.

В 1927 году Фрэнсис Хвеем стал штатным инженером в Калифорнии и, не имея опыта работы с масляными смесями, использовал информацию о градации с помощью теста на бумажное пятно для оценки содержания асфальта. Он понял, что этот процесс контролируется совокупной площадью поверхности, и нашел метод расчета площади поверхности. Он использовал коэффициенты площади поверхности, опубликованные в 1918 г. канадским инженером капитаном Л.Н. Эдвардса, которые были предложены для использования в конструкции бетона на портландцементе.

Фрэнсис Хвеем применил процесс проектирования, используемый для масляных смесей, к горячей асфальтобетонной смеси. К 1932 году он разработал метод определения содержания асфальта на основе площади поверхности. Он продолжил вносить изменения в коэффициенты площади поверхности и разработал тест с использованием моторного масла для оценки поглощения асфальта.Коэффициенты площади поверхности в сегодняшнем руководстве MS-2 Института асфальтобетона для расчета состава смеси Hveem были разработаны Hveem для Департамента автомобильных дорог Калифорнии в 1940-х годах.

Хвеем начал разработку теста стабильности. Он понял, что механическая прочность смеси важна, и разработал стабилометр Хвеема, который представляет собой псевдотрехосный тест. К замкнутому образцу прикладывают вертикальную нагрузку и измеряют результирующее горизонтальное давление. Когда содержание асфальта превышает пороговое значение, горизонтальное давление увеличивается, и Хвеем использовал это свойство, чтобы различать устойчивые и неустойчивые покрытия.На основе масляных смесей он разработал пороговые значения стабильности и применил их к ГМА.

Философия разработки смеси

Hveem заключается в том, что необходимо достаточное количество битумного вяжущего для обеспечения поглощения заполнителя и минимальной толщины пленки на поверхности заполнителя. Чтобы нести нагрузку, заполнители должны были иметь сопротивление скольжению (измеряемое стабилометром Хвеема) и минимальную прочность на растяжение, чтобы сопротивляться поворотному движению (измеряемое когезиометром). На стабильность и сцепление влияли свойства заполнителя и количество асфальтового вяжущего.Для долговечности компания Hveem разработала тест на набухание и тест на чувствительность к парам влаги, чтобы измерить реакцию смеси на воду. В тесте на набухание использовалась жидкая вода, а в тесте на чувствительность к парам — пары влаги. Измеряли влияние на стабильность Hveem после кондиционирования. Хвеем обнаружил, что более толстые асфальтовые пленки обладают большей устойчивостью к влаге.

Воздушные пустоты не являются частью системы проектирования смесей Hveem. Он считал, что наиболее важными являются толщина пленки и механические свойства, описываемые стабильностью.В 1980-х или 90-х годах в качестве соображений были добавлены воздушные пустоты. Интересно, что если посмотреть на характеристики HMA в 1980-х или начале 1990-х годов, когда колейность была огромной национальной проблемой, и сравнить общие характеристики смесей Hveem со смесями Marshall, можно сделать общее утверждение, что покрытия Hveem имеют более низкое содержание асфальта и усталостное растрескивание. была серьезной проблемой. Не случайно исследования усталостного растрескивания и балочной усталости связаны с исследованиями Калифорнийского университета в Беркли. В штатах Маршалла усталостное растрескивание не было основной проблемой; рутирование было проблемой.

Смесь Marshall

Брюс Маршалл из Департамента автомобильных дорог Миссисипи разработал дизайн смеси Marshall в конце 1930-х — начале 1940-х годов. В 1943 году Маршалл обратился в Инженерный корпус в Виксбурге, штат Массачусетс, с предложением использовать метод проектирования Маршалла, и был принят на работу. Корпус принял систему Маршалла во время Второй мировой войны для использования на аэродромах. После Второй мировой войны он был «цивилизован» для использования государственными дорожными службами.

Дизайн смеси

Маршалла, по сути, является результатом метода Хаббарда-Филда. Подход тот же, но практика другая. Хаббард-Филд использовал две трамбовки разного размера для уплотнения образцов. Маршалл использовал один молоток и подгонял диаметр уплотнителя к диаметру пресс-формы. Хаббард-Филд использовал ручную трамбовку. Маршалл стандартизировал энергию уплотнения с помощью отбойного молотка.

Маршалл включил расчет воздушных пустот по Хаббард-Филд, но не по VMA.Вместо этого в качестве критерия он использовал пустоты, заполненные асфальтом. В 1950-х годах Норман Маклеод выступал за использование VMA в методе проектирования смесей. Предположительно, он знал о VMA в методе Хаббарда-Филда и считал, что его следует применять к методу Маршалла.

В 1950-х и 1960-х годах Институт асфальта был фактическим хранителем стандарта Маршалла и опубликовал его в «MS-2, Руководство по методам расчета смесей для асфальтобетона». Хотя ASTM был основной базой для метода Маршалла (D-1889), этот метод был отражением MS-2.Даже AASHTO, принявшая собственный стандарт, копировала MS-2. В результате у ASTM и AASHTO были методы расчета смеси Маршалла, но указанные в них свойства были установлены Институтом асфальта на основе исследований и технических дебатов. Файлы в Асфальтовом институте содержат письма и данные от Маршалла, который стал консультантом после ухода из Корпуса, и Маклеода, работавшего в Imperial Oil в Канаде.

Маршалл был против включения VMA; Маклеод выступал за его включение.Наиболее заметными исследовательскими работами Маклеода по VMA являются статья Совета по исследованиям шоссе 1956 года, статья AAPT 1957 года и статья симпозиума ASTM 1959 года. В других работах приводились доводы в пользу толщины пленки. В частности, Л.К. Крчма выступал за толщину пленки в материалах AAPT и Highway Research Board.

В оригинальной работе МакЛеода рассматривалось использование одного уровня VMA для всех миксов. Позже она была изменена на скользящую шкалу, основанную на номинальном максимальном размере частиц заполнителя. Потребность в дополнительном асфальтовом вяжущем по мере уменьшения размера смеси была признана, но не было прямой связи между площадью поверхности и критериями VMA.

В 1962 году, после долгих дебатов, Асфальтовый институт изменил MS-2, включив VMA в качестве критерия расчета смеси. AASHTO и ASTM изменили свои стандарты, чтобы отразить пересмотр Института асфальта.

Процедуры расчета смесей Marshall и Hveem служили основным средством расчета плотных смесей до середины 90-х годов, когда была введена процедура Superpave.

Джерри Хубер — заместитель директора по исследованиям группы исследований наследия.

Прочитать вторую часть Истории Микс Дизайна

Как делают асфальт | Надежное мощение в Арлингтоне, Техас,

Несмотря на то, что вы видите его почти везде, большинство людей не слишком много думают об асфальте.Всем известно, что дороги, парковки и тротуары сделаны из асфальта, а что еще? Взлетно-посадочные полосы аэропортов, теннисные корты, велосипедные дорожки, покрытие для труб, покрытие крыш и даже шасси транспортных средств используют асфальт. Некоторые менее известные области применения асфальта включают капсулы для радиоактивных отходов, герметик для батарей и водонепроницаемое покрытие для тканей. Однако наиболее часто его используют для дорожных покрытий, поскольку около 85% асфальта используется в дорожном строительстве.

Само слово происходит от греческого ásphaltos , что примерно означает останавливать что-либо от падения.Самое древнее известное использование асфальта относится к 5 веку до н.э., когда он выстилал корзины для хранения урожая. Его использовали для облицовки ванн и даже для чеканки кораблей, а древние жители Северной Америки использовали его для прикрепления наконечников к стрелам и копьям.

Но что такое асфальт и как именно производится это удивительно настоящее вещество?

Что такое асфальт?

Асфальт, известный также как битум, представляет собой липкую, черную, полутвердую форму нефти (нефти). В природе его можно найти в нефтяных месторождениях.В таких местах, как смоляные карьеры Ла-Бреа в Лос-Анджелесе, Мертвое море в Израиле и другие крупные карьеры, может содержаться природный асфальт.

Однако большая часть асфальта сегодня производится из сырой нефти.

Асфальт используется в качестве клея для соединения небольших каменистых кусков того, что обычно представляет собой гравий или мелкие камни. Это обычно известно как тротуар.

Асфальт обычно используется на дорогах, но он также является гидроизоляционным и герметизирующим средством.

Промышленный асфальт

Большая часть асфальта производится в соответствии с тем, что от него требуется, то есть процесс отличается, независимо от того, является ли конечным продуктом дорожное покрытие, взлетно-посадочная полоса в аэропорту или покрытие для труб.Однако есть некоторые сходства в том, как производится весь асфальт.

Перегонка

Первым этапом производства асфальта является перегонка сырой нефти. Это означает, что сырая нефть разделяется на разные части, обычно с помощью химикатов или тепла. Разделенные части становятся разными вещами; бензин, керосин, дизельное топливо и другие нефтепродукты. Тяжелые соединения, оставшиеся после процесса дистилляции, делают «отбензиненную» (дистиллированную) сырую нефть для нагрева газа и других продуктов, таких как асфальт.

Сокращение

Асфальт можно смешивать с другими агентами для создания асфальта для различных целей. Процесс смешивания, называемый «резкой», различается в зависимости от режущего агента. От любого режущего агента зависит легкость асфальта, легкость изменения формы, температура плавления и скорость схватывания (затвердевания).

Эмульгирующий

Асфальт также может быть эмульгирован, что означает, что маленькие капельки одной жидкости диспергируются в другой жидкости (заметьте, это очень простое определение — если вам интересно подробное эмульгирование, посмотрите здесь).Асфальт может быть эмульгирован водой, глиной, мылом, растительными маслами и т.д. Некоторые распространенные эмульсии представляют собой винегрет и гомогенизированное молоко. Процесс эмульгирования позволяет направлять асфальт по трубам или распылять.

Дробление и фильтрация

Затвердевший асфальт иногда измельчают, а затем фильтруют до тех пор, пока крошечные гранулы не станут одинакового размера. При смешивании с нефтью и заполнителем (мелкими кусочками камня и гравия) асфальт можно использовать для строительства дорожного покрытия.

Впрыск воздуха

Если асфальт будет использоваться в качестве покрытия, его часто обрабатывают воздухом.Нагретый асфальт прокачивают воздухом до образования в нем пузырьков воздуха. Этот процесс делает асфальт, который может оставаться в жидком состоянии даже при низких температурах.

Асфальтовое покрытие

В Соединенных Штатах асфальт и тротуар часто взаимозаменяемы. Однако на самом деле асфальт составляет всего около 4-5% веса дорожного покрытия и, безусловно, является самой дорогостоящей частью материалов для дорожного покрытия. Асфальт подорожал более чем втрое с 2002 года и теперь стоит более 610 долларов за тонну.Для получения дополнительной информации об использовании асфальта на автомагистралях и стоимости, проверьте здесь.

Существует несколько основных типов асфальта, используемых для мощения, и они имеют простые названия: горячая смесь, теплая смесь и холодная смесь.

Горячая асфальтобетонная смесь

Горячий асфальтобетон – это, скорее всего, то, что вы видите вокруг себя. Высоки шансы, что именно этот асфальт используется для мощения улиц и автомагистралей.

Горячая асфальтобетонная смесь производится путем нагревания асфальта до температуры от 300 до 350 градусов по Фаренгейту.Затем его заливают при этой температуре. Горячий асфальтобетон отталкивает воду и обладает высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям, отсюда и его популярность. Наконец, он также быстро схватывается, поэтому его можно заливать только в дни, когда температура выше 40 градусов.

Теплая асфальтобетонная смесь

Используя меньшее количество ископаемого топлива и более низкую температуру (200-250 градусов), чем горячая смесь, теплая смесь используется в меньшем количестве строительных работ, но также может использоваться в большем количестве ситуаций. Он остывает медленнее, поэтому его можно разливать в более холодном климате, а также его легче транспортировать.Теплая асфальтобетонная смесь, как правило, дешевле, чем горячая асфальтобетонная смесь.

Холодная асфальтобетонная смесь

Холодный асфальтобетон

является самым дешевым из трех, но имеет гораздо более узкую область применения. Обычно используется для ремонта двух других типов смесей. Он заполняет трещины и выбоины и является скорее временной мерой, чем постоянным решением. Холодная смесь не хранится так долго, как две другие смеси.

Агрегаты

Дорожное покрытие на 95% состоит из заполнителей. Таким образом, одним из последних шагов в производстве асфальта является смешивание песка, гравия и камня.Для получения подробной информации о том, как используется асфальт, каким может быть его будущее и как он производится, ознакомьтесь также с этой статьей.

Получение услуг по укладке асфальта высочайшего качества

Образованный покупатель захочет найти подрядчика по укладке дорожного покрытия, который не только предоставляет ряд услуг по укладке дорожного покрытия, но также обеспечивает качество и соблюдение законодательства. Уплотнительное покрытие, укладка асфальта, ремонт асфальта, заделка трещин и многое другое — это лишь некоторые из высококачественных услуг, предлагаемых компанией Reliable Paving, базирующейся в Арлингтоне, штат Техас.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*