Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы. Общая характеристика

Асфальтобетоном называют материал, который получают после уплотнения ас­фальтобетонной смеси, приготовленной в смесителях в нагретом состоянии щеб­ня или гравия, песка, минерального по­рошка и битума в рационально подобран­ных соотношениях. Если вместо битума применяют деготь или полимер, то соот­ветственно материал называют дегтебетон или полимербетон.

Асфальтобетонные смеси являются основным видом битумоминеральных сме­сей. Существует большое количество сме­сей, которые различаются по крупности и количеству щебня, содержанию природного или дробленого песка, количеству ми­нерального порошка, вязкости битума. В результате получают • смеси с различ­ной структурой, которая и обеспечивает сопротивление покрытий эксплуатацион­ным воздействиям. Смеси с большим содержанием щебня имеют скелет из каменных частиц, который воспринимает основную механическую нагрузку. Смеси, состоящие из минерального порошка, пес­ка и битума, представляют собой асфаль­товый раствор, их механические свой­ства определяются главным образом вяз­костью битума. Чем меньше в смеси скелетообразующих частиц, тем выше должна быть вязкость битума.

Гранулометрический состав асфальтобетонной смеси определяет содержание пор в минеральной части асфальтобетона, которое в свою очередь определяет количество битума в смеси и взаимосвяза­но с остаточной пористостью. Оптималь­ная остаточная пористость взаимосвязана с вязкостью связующего вещества и комплексом эксплуатационных факто­ров - транспортных, атмосферных, кли­матических. Например, при маловязком разжиженном битуме необходима*высокая пористость асфальтобетона, обеспечивающая быстрое испарение легких фракций из битума и как следствие повышение сопротивления эксплуатационным факто­рам. Комплекс эксплуатационных факто­ров влияет также на выбор марки биту­ма, о холодном климате надо применять битум с меньшей вязкостью, чем в жар­ком. Тяжелое движение транспортных средств диктует применение высоковяз­кого битума.

Стремление к облегчению технологии приготовления, укладки и уплотнения ас­фальтобетона привело к применению ма­ловязких материалов. С понижением вяз­кости битума возникли возможности сни­жения рабочих температур: горячий техно­логический процесс перешел в теплый, частично или даже полностью - в холод­ный.

Двумя крайними типами битумоминеральных смесей, по составу, структуре и свойствам резко отличающимися от асфальтобетона, являются асфальтовая мас­тика и битумощебеночная смесь.

Асфальтовая мастика - это смесь высоковязкого битума и минерального порошка, в которой "плавают" зерна песка. Смесь не содержит воздушных пор. К асфальтовой мастике по составу и структуре близки литой асфальт и смеси "топека".

Литой асфальт отличается от мас­тики большим содержанием дробленого и природного песка и некоторым содер­жанием щебня крупностью до 10 или 15 мм. Смесь литого асфальта не имеет пор и не нуждается в уплотнении. В пос­ледние годы начали применять литой ас­фальт с большим содержанием щебня, но этот материал требует уплотнения легкими катками.

Смесь "Топека" отличается от пес­чаного литого асфальта содержанием главным образом песка и щебня крупностью до 15 или 20 мм. В сравнении с литым асфальтом смесь "топека" содержит малое количество порошка и битума с мень­шей вязкостью.

Битумощебеночная смесь содержит значительное количество зерен размером от 5 до 20 (40) мм, малое количество пес­ка и совсем малое количество минераль­ного порошка. Такие смеси приготавливают на маловязких битумах. Они содержат наименьшее количество битума и наибольшее количество пор. Эти смеси наиболее трудно уплотняемы.

Объем пор в смесях понижа­ется с понижением содержания щебня.

Тип смеси выбирают после всесторон­него анализа воздействующих факторов на покрытие автомобильной дороги и наз­начают тот тип, который дает наиболее высокий технико-экономический эффект

По нормативным документам асфаль­тобетонные смеси в зависимости от вяз­кости битума, температуры смеси при укладке в покрытие и условий приме­нения подразделяют на виды:

горячие, приготавливаемые с исполь­зованием вязких битумов и применяе­мые непосредственно после приготовления с температурой не ниже 120°С;

теплые, приготавливаемые с исполь­зованием как вязких, так и жидких битумов и применяемые после приготовления с температурой не ниже 70°С; холодные, приготавливаемые с использованием жидких битумов, допус­каемые к длительному хранению и при­меняемые с температурой не ниже 5° С.

Асфальтобетонные смеси подразделя­ют на щебеночные, гравийные и песчаные.

В зависимости от размера зерен ми­неральных материалов асфальтобетонные смеси подразделяют на крупнозернистые с зернами до 40 мм, мелкозернистые до 20 мм, песчаные до 5 мм.

Асфальтобетоны из горячих и теплых смесей в зависимости от значения оста­точной пористости подразделяют на плот­ ные с остаточной пористостью от 2 до 5%, пористые с остаточной пористостью свы­ше 5 до 12 %, высокопористые с остаточ­ной пористостью свыше 12 до 18 %.

Щебеночные и гравийные асфальтобе­тонные смеси в зависимости от содер­жания в них щебня или гравия и песча­ные смеси в зависимости от вида песка подразделяют на типы.

При выборе состава смеси необходи­мо учитывать целый ряд обстоятельств. Так, например, устойчивость асфальтобе­тонного покрытия к воздействию воды в наибольшей степени взаимосвязана с по­ристостью смеси, так как поры доступ­ны воде. Скорость старения также возрастает с увеличением пористости ас­фальтобетона. Возможность образования остаточных деформаций на покрытии в летнее время наиболее вероятна при на­именьшей пористости, т. е. при наиболее высоком содержании битума. Усталостная прочность асфальтобетона, наоборот, увеличивается с возрастанием содержания би­тума.

Смеси с оптимальным количеством и оптимальной вязкостью битума могут обладать достаточно высокими физико-механическими свойствами даже при не­высоком качестве минеральных материа­лов. В целом взаимосвязь между соста­вом смеси и отдельными показателями свойств смеси, эксплуатационными харак­теристиками и климатическими условия­ми весьма сложная. Поэтому тип смеси на практике выбирают в зависимости от характера движения автомобилей, конст­рукции дорожной одежды, наличия до­рожно-строительных материалов, климати­ческих условий района строительства и ус­ловий производства работ.

Асфальтобетон из горячих смесей наиболее широко применяют в дорож­ном строительстве. Покрытия из асфаль­тобетона наиболее устойчивы к воздей­ствию автомобилей и атмосферных фак­торов. Все это обусловливается вязкостью битума. Асфальтобетон из горячих сме­сей применяют для строительства верхних и нижних слоев покрытия практически во всех климатических районах страны.

Асфальтобетон из теплых смесей об­ладает меньшей прочностью и водостой­костью, чем из горячих, но большей трещиностойкостью. Это определяет его при­менение в холодном климате.

Теплые асфальтобетонные смеси удобоукладываемы при пониженных темпе­ратурах, что позволяет успешно приме­нять их для устройства дорожных покры­тий при пониженных температурах воз­духа (до - 10°С) в умеренном климате.

Асфальтобетон из холодных смесей менее устойчив к действию автомобилей и атмосферных факторов, чем асфальто­бетон из горячих и теплых смесей. От­личительная особенность холодных ас­фальтобетонных смесей — способность длительное время оставаться рыхлыми, что позволяет заготавливать смесь впрок (до 8 мес). Этот материал применяют для покрытий на дорогах с малой интенсив­ностью движения и особенно широко для ремонта асфальтобетонных покрытий.

Крупнозернистые асфальтобетонные смеси применяют только для устройства нижнего слоя покрытия, шероховатая и пористая поверхность которого обеспе­чивает хорошее сцепление с верхним слоем.

Мелкозернистые многощебенистые ас­фальтобетонные смеси (тип А) применя­ют для устройства верхнего слоя пок­рытия на участках с большими продоль­ными уклонами при тяжелом и интенсив­ном движении. Покрытия из этих смесей обладают повышенной шероховатостью, что обеспечивает хорошее сцепление с ав­томобильными шинами.

Среднесщебенистые асфальтобетонные смеси (тип Б) применяют для устройства верхнего слоя двухслойных покрытий при интенсивном движении. Асфальтобе­тон этого типа обладает достаточно вы­сокой сопротивляемостью механическим и атмосферным факторам.

Малощебенистые асфальтобетонные смеси (тип В) применяют для устройства верхнего слоя двухслойных покрытий при средней интенсивности движения с до­полнительным втапливанием щебня для создания шероховатой поверхности.

Песчаные асфальтобетонные смеси, приготовленные на дробленом песке, при­меняют для устройства верхнего слоя покрытия на дорогах со средней интен­сивностью движения и на участках, где требуется создание водонепроницаемого слоя. Песчаные асфальтобетонные смеси на природном песке обладают меньшей сопротивляемостью усилиям, возникаю­щим при движении транспортных средств, чем перечисленные выше типы сме­сей, поэтому их применяют для устрой­ства покрытий на автомобильных доро­гах с легким движением, а также для по­лов в цехах промышленных предприя­тий, тротуаров, отмосток.

Условное обозначение асфальтобетонной смеси при заказе должно со­стоять из сокращенного обозначения смеси:

- первая буква - указание материала заполнителя: Щ - щебень, Г - гравий, П - песок;

- вторая буква - указание крупности материала заполнителя: К - круп­нозернистая, М- мелкозернистая;

- третья буква - указание типа: плотные смеси - А, Б, В, Г, Д; щебеночно-мастичные смеси - С;

-третья и четвертая буквы для пористых и высокопористых смесей -соответственно П и ВП;

- индекс «г, т, х» - соответственно для горячих, теплых и холодных видов смесей;

-для щебеночно-мастичных смесей индекс обозначает вид стабили­зирующей добавки, индекс «ц» - при использовании в качестве стабили­зирующей добавки целлюлозы;

- марка смеси - I, II, III;

- предел прочности при сдвиге при температуре 50 °С (R _сдв, МПа);

- обозначение данного стандарта.

Примеры условного обозначения:

- щебеночная мелкозернистая горячая плотная смесь типа А мар­ки I с пределом прочности при сдвиге при температуре 50 °С не менее 2,75 МПа: ЩМАг -I/2,75 СТБ 1033-2004;

- гравийная крупнозернистая теплая плотная смесь типа Б марки II: ГКБт-II СТБ 1033-2004;

- песчаная холодная плотная смесь типа Д марки II: ПДх - II СТБ 1033-2004;

-гравийная крупнозернистая теплая высокопористая смесь марки II: ГКВПт- II СТБ 1033-2004.

- щебеночно-мастичная мелкозернистая горячая смесь марки I с пре­делом прочности при сдвиге при температуре 50 °С не менее 2,2 МПа: ЩМСц -I /2,2 СТБ 1033-2004.

17. Материалы для асфальтобетона.

Дата добавления: 2014-01-07