Асфальтобетон – материал неоднородный. Более того, практически все его качества зависят не только от свойств составляющих, но и метода изготовления, температуры нагрева ингредиентов, и даже способа укладки и охлаждения на воздухе. А поэтому для оценки свойств АБ приходится прибегать к лабораторным методикам.

Основные физико-механические свойства асфальтобетона

В перечень таковых входят как технические показатели, так и пользовательские свойства, определяющие назначение материала. Первой мы рассмотрим плотность асфальтобетона в кг и т/м3 и поговорим о ее измерителе и контроле.

Плотность

Вычисляют и экспериментально устанавливают несколько показателей. Опытными образцами служат образцы, изготовленные в лабораторных условиях из исследуемой смеси, пробы, взятые из смесителя и керны – образцы, полученные из уже готового дорожного покрытия.

Средняя плотность – по этому параметру вычисляют остаточную пористость, и плотность минеральной части. Методика определения довольно проста:

• пробы взвешивают на воздухе;
• затем смеси погружают в воду с температурой 20 С и ожидают полчаса для того, чтобы материал напитался водой. Затем образцы взвешивают в воде;
• пробы извлекают, осушают сухой мягкой тканью и взвешивает снова на воздухе.

Итак:

• Плотность остова – то есть, минеральной части АБ с учетом наличествующих пор, используется в различных расчетах. Этот параметр вычисляют исходя из установленной средней плотности и известного состава смеси: содержания минерального ингредиента и битума.
• Истинная плотность состава без учета объема пор. Величину вычисляют из плотности входящих в состав ингредиентов.
• Истинная плотность АБ – то есть, плотность без учета пор. Для лабораторных образцов величину рассчитывают или определяют экспериментально. При исследовании керна возможен только опытный метод.

Более подробно о плотности асфальтобетона расскажет это видео:

Пористость

Пористость – зависит от объема пор. Может вычисляться на основе значений истинной и средне плотности. В лабораториях применяется и опытная методика:

• образцы взвешивают в воздухе и воде описанным выше способом;
• пробы помещают в емкость с водой при температуре 20 С и располагают в вакуумной установке;
• в течение 1 часа для горячего и теплого АБ и в течение получаса для холодного удерживается давление, равное 2000 атм;
• затем давление доводят до значения 94 250–104 150 и удерживают 30 минут;
• пробы взвешивают в воде;
• извлекают образцы и взвешивают еще раз на воздухе.

Установленные параметры позволяют точно определить пористость продукта.

Про массу, удельный о объемный вес лома 1 м3 асфальтобетона при разборке поговорим ниже.

Масса

В лабораторных условиях масса образца попросту измеряется на воздухе. Но поскольку на практике такой метод невозможен, то удельную массу вычисляют на основании данных о плотности – она устанавливается экспериментально, и объеме материала.

Объемный вес, то есть, плотность также определяется опытным путем, но только в качестве отправной точки. В дальнейшем эти данные используют для вычисления на их основе. Теоретически, величину можно вычислить на основе данных о плотности минеральной части и содержания битума. При этом необходимо учесть количество растворителя, который испарился во время застывания АБ.

Несколько иную величину представляет собой вес от разборки асфальтового покрытия. Она имеет значение для выбора дорожных фрез, параметров производимой работы, грузоподъемности транспорта, которым потребуется увести лом, и экономических расчетов. Рассчитывают вес от разборки следующим образом:

Q = S х H х s х Kп , где

Q	общая масса отфрезерованного материала, т;
S	площадь участка, м2;
H	глубина фрезерования, м;
s	плотность вырубленного материала, т/м3. В среднем он составляет – 2,2 т/м3, однако этот показатель лучше уточнить в соответствующем ведомстве;
Кп	коэффициент корреляции. Обычно составляет 0,9.

Про пожаробезопасность холодных и горячих асфальтобетонов поговорим далее.

Более подробно о весе асфальтобетона расскажет следующий видеосюжет:

Пожаробезопасность

Асфальтобетон относится к трудногорючим веществам, то есть, к тем, которые под действием открытого огня или высокой температуры могут тлеть, обугливаться или воспламеняться. При удалении огня такое тление или горение останавливается.

Справедливо это по отношению к материалу, содержащим выше 8% по массе органического связующего – битума.

Экологичность и вредность

Безвредность готового дорожного покрытия вполне очевидна. Минеральная и органическая составляющие материала не выделяют никаких испарений и не отравляют окружающую среду. Более того, при производстве АБ используют промышленные отходы – минеральный порошок, что повышает уровень экологичности.

Прочность

Этот показатель состоит из нескольких величин.

• Устойчивость слоя под действием вертикальных и горизонтальных нагрузок. Под вертикальной понимают нагрузку, равновеликую колесу, а под горизонтальной – усилие от торможения.
• Трещинностокость – определяется в осенне-зимний период, когда повышается осадка покрытия.
• Прочность на изгиб – оценивается в весенний период. В это время нижние слои в наибольшей степени впитывают воду и возникает опасность накопления микроразрушений – усталостные разрушения. Образуются они под действием многократного неритмичного воздействия. При недостаточной прочности на изгиб такие микроразрушения превращаются в трещины.
• Для дорожного покрытия важным является не только значение нагрузки, но и ее продолжительность. Однако оценить этот фактор не представляется возможным. Поэтому для характеристики используют величину предельной прочности, то есть, того напряжения, при котором асфальтобетон разрушается.

Срок службы

Длительность эксплуатации дорожного покрытия зависит от чересчур большого количества факторов, включающих не только собственные свойства АБ, но и внешние условия: погода, состояние грунта, интенсивность движения и многое другое. В общем асфальтобетон в зависимости от назначения рассчитан на 10–20 лет службы.

Водостойкость

Вода при излишне длительном воздействии может разрушать структурные связи между каменными частицами, что приводит к их выкрашиванию, и, соответственно, к разрушению покрытия. Постоянное смачивание и высыхание разрушает АБ еще быстрее.

Водостойкость асфальтобетона определяется как соотношение между величиной прочности для сухого образца и напитавшегося водой. Этот коэффициент после очень длительного водонасыщения – 2 недели, должен быть равен 0,8.

Морозостойкость

Морозостойкость, очевидно, связана с числом открытых пор. При попадании и замерзании воды внутрь пор наблюдается растрескивание АБ.

Коэффициент морозостойкости указывает, насколько снижается прочность на растяжении после некоторого числа циклов по замораживанию и размораживанию образцов. Здесь имеет значение характер связи между битумом и минеральной частью.

Так, материал на основе гранитного щебня менее стоек к морозам, так как связь здесь носит чисто физический характер. А вот с известняком битум вступает в химическую реакцию, и такой АБ отличается более высокой морозостойкостью.

Износостойкость

Параметр связан с тем трением, которое возникает при движении колес по поверхности. Износ определяется как выпадение и унос частиц песка и щебня.

Здесь асфальтобетон с гранитным щебнем отличается лучшими показателями, чем материал на известняковой основе. В общем, износ слоя АБ составляет 0,3–1,0 мм в год.

Технические характеристики

Асфальтобетон – материал с так называемыми обратимыми структурными связями. Это означает, что при разной температуре и под действием разной нагрузки он будет проявлять разные качества.

Выделяют 3 состояния АБ:

• упруго-хрупкий – минеральный остов фиксирован прослойками битума. В этом состоянии АБ наиболее близок к цементам;
• упруго-пластичный – минеральные зерна соединены прослойками битума, которые при воздействии нагрузки проявляют упругость и эластичность;
• вязко-пластичный – минеральный остов соединен полужидким битумом, который при нагрузке сразу же деформируется.

Значение имеет степень сохранения присущих АБ свойств во всех трех состояниях.

Общие

К наиболее важным характеристикам относят прочность. Но ее значение успешно демонстрируют физико-механические параметры, которые проиллюстрированы ниже. К другим значимым пользовательским качествам покрытия относят следующие.

• Деформативность – то есть, относительная к эталону склонность к деформации при растяжении и изгибе. Нормой считается величина относительного удлинения в пределах 0,004–0,008 (при 0 С) и 0,001–0,002 при +20 С.
• Ползучесть – непрерывная малозаметная деформация, сильно протяженная во времени. Испытания проводят, прикладывая постоянную нагрузку к цилиндрическому образцу.
• Релаксация – поскольку асфальтобетон состоит из частей, находящиеся в разном агрегатном состоянии, то он способен с течением времени переструктурироваться под действием постоянной нагрузки, и уменьшить ее воздействие на материал.

• Шероховатость – важным показателем АБ является сцепление колес автомобиля с поверхностью. Оценивается он с помощью коэффициента сопротивления скольжению. Конечно, мокрый асфальт характеризуется меньшим сопротивлением:
  • на сухом шершавом покрытии он равен 0,7–0,9;
  • на мокром – 0,5–0,7.

Недопустимым является коэффициент менее 0,4 – такая дорога не удовлетворяет требованиям техники безопасности.

Специальные

Характеристики асфальтобетонных смесей являются постоянным объектом изучения. Стоит отметить, что для разных видов показатели разные. Более того, отличаются они и в зависимости от предполагаемого места использования – засушливые районы, дождливые, с морозной зимой и так далее.

ГОСТ регламентирует обязательные параметры для АБ. При подборе состава и изготовлении смеси, ориентируются на стандартные требования.

Специальные требования к асфальтобетонным смесям

Показатели по сцеплению вяжущего с минеральным остовом выдерживаются для любого типа бетона – расслоение не допускается.

ГОСТ регламентирует и дополнительные параметры для АБ для верхних слоев, пористых и так далее. Гранулометрический состав также можно найти в документе.

Асфальтобетон – сложный строительный материал, чьи физико-механические свойства зависят не только от состава и структуры, но и от условий окружающей среды. Задача проектирования смесей: предусмотреть, в каких пределах будут изменяться свойства в тех или иных условиях.

 

 

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus или Twitter.