Глава 5. Асфальтобетоны

Асфальтобетоном называют материал, полученный после уплотнения асфальтобетонной смеси. Асфальтобетонная смесь – рационально подобранная смесь минеральных материалов, отличающихся крупностью зерен, щебня (гравия), песка, минерального порошка (или без него) и битума, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии. Материал, приготовленный смешением битума с минеральным порошком, называют асфальтовым вяжущим. При введении в асфальтовое вещество песка получают асфальтовый раствор (песчаный асфальтобетон).

5.1. Классификация

В зависимости от вида органического вяжущего дорожные бетоны подразделяют следующим образом:

• асфальтобетоны, если используются нефтяные битумы;

• дегтебетоны, если используются дегти, продукты деструктивной термической переработки каменного угля, древесины, торфа, горючих сланцев;

• пластбетоны, если используются синтетические полимерные смолы, термопластичные или термореактивные.

Наибольшее применение в дорожном строительстве нашли асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны.

В зависимости от вида каменного материала асфальтобетоны подразделяют на:

• щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума;

• гравийные, состоящие из гравия, песка или гравийно-песчаного природного материала, минерального порошка и битума;

• песчаные, состоящие из песка, минерального порошка и битума.

В зависимости от вязкости применяемого битума и температуры приготовления, укладки и уплотнения асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны подразделяют на виды: горячие и холодные.

Горячие асфальтобетонные смеси приготовливают на вязких нефтяных дорожных битумах марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200 и БНД 200/300, БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300, а также жидких битумах марки 130/200. Температура горячих смесей при приготовлении и укладке должна быть в пределах120 – 160 ⁰С в зависимости от марки применяемого битума. Формирование горячего асфальтобетона при использовании вязких дорожных битумов БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130 в основном заканчивается после уплотнения и остывания конструктивного слоя дорожной одежды.

Формированием горячего асфальтобетона, приготовленного с использованием нефтяных дорожных битумов марок БНД 130/200, БНД 200/300, а также на жидком битуме СГ 130/200, продолжается после его уплотнения и остывания за счет испарения разжижающих битум фракций, определяющих в зависимости от вида разжижителя, погодных условий и степени доуплотняющего воздействия автотранспорта период формирования асфальтобетона, который длится от нескольких часов до 3 недель.

Холодные асфальтобетонные смеси приготовляют на жидких нефтяных битумах. Холодные смеси до их укладки на дорогу можно хранить на складе:

2 недели – для смесей, приготовленных с использованием битумов СГ 130/200, МГ 130/200 и МГО 130/200;

4 месяца – для смесей, приготовленных с использованием битумов СГ 70/130;

8 месяцев – для смесей, приготовленных с использованием битумов МГ 70/130 и МГО 70/130.

Укладка и уплотнение холодных смесей проводится при температуре не ниже 5 ⁰С. Холодные смеси из-за пониженного содержания битума и повышенного содержания минерального порошка являются жесткими и трудно уплотняемыми, поэтому слои из них в начальный период обладают повышенной пористостью. Формирование холодного асфальтобетона продолжается 4-10 недель в зависимости от класса жидкого битума, погодных условий и степени доуплотняющего воздействия автотранспорта.

Горячие асфальтобетоны в зависимости от наибольшего размера щебня или гравия подразделяют на крупнозернистые с размером зерен до 40 мм, мелкозернистые – до 20 мм и песчаные с размером зерен до 5 мм. Холодные смеси подразделяют на мелкозернистые и песчаные.

По плотности (пористости) горячие асфальтобетоны с учетом их назначения подразделяют следующим образом:

• высокоплотные с остаточной пористостью от 1,0 до 2,5 %, применяемые в верхнем слое покрытий и литых асфальтобетонах. Имеют повышенное содержание минерального порошка;

• плотные с остаточной пористостью 2,5-5,0 %, применяемые в однослойных и верхних слоях двухслойных покрытий. Обязательно содержат минеральный порошок;

• пористые с остаточной пористостью 5-10 %, применяемые в нижних слоях покрытий и верхних слоях оснований. Имеют пониженное содержание минерального порошка или его отсутствие;

• высокопористые с остаточной пористостью 10-18 %, применяемые в слоях основания. Имеют пониженное содержание минерального порошка или его отсутствие.

Холодные асфальтобетоны в начале эксплуатации дороги должны иметь остаточную пористость 6-10 % из-за начального недоуплотнения, но в процессе формирования структуры их плотность повышается.

Щебеночные и гравийные горячие асфальтобетоны в зависимости от содержания в них щебня (или гравия) подразделяют на следующие структурные типы:

• А  с содержанием щебня свыше 50 до 60 %;

• Б  с содержанием щебня или гравия свыше 40 до 50 %;

• В  с содержанием щебня или гравия свыше 30 до 40 %.

Щебеночные и гравийные холодные смеси и соответствующие им асфальтобетоны в зависимости от содержания щебня (гравия) подразделяют на Бх и Вх.

Горячие и холодные песчаные смеси и соответствующие им асфальтобетоны в зависимости от вида песка подразделяют на типы:

• Г и Гх – на песках из отсевов дробления, а также на их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30 % по массе;

• Д и Дх – на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления при содержании последних менее 70 % по массе.

Горячие асфальтобетоны в зависимости от вида, свойств и качества исходных минеральных материалов подразделяют на три марки (от I – высшее качество к III – низшее), определяющие область применения асфальтобетонов. Холодные асфальтобетоны по этому же признаку подразделяются на две марки (I – высшее качество, II – низшее).

По крупности применяемых песков горячие асфальтобетоны могут отличаться характером зернового состава минеральной части:

• с непрерывной гранулометрией при использовании песков с модулем крупности более 2,0;

• с прерывистой гранулометрией при использовании песков с модулем крупности 1,0-2,0, в которых отсутствует крупная фракция.

Минеральная часть холодных асфальтобетонов подбирается только по принципу непрерывной гранулометрии с использованием крупных песков.

Смеси и асфальтобетоны в зависимости от суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов А_эфф в применяемых минеральных материалах имеют разное назначение:

• Аэфф до 740 Бк/кг – строительство дорог и аэродромов без ограничений;

• Аэфф свыше 740 до 2800 Бк/кг – строительство вне населенных пунктов и зон перспективной застройки.