Асфальтобетон: состав и свойства¶

Асфальтобетон — искусственный строительный материал, представляющий собой уплотнённую смесь минеральных заполнителей (щебня, гравия, песка, минерального порошка) с органическим вяжущим — битумом или модифицированным битумом. Применяется главным образом для устройства покрытий автомобильных дорог, аэродромов, площадей, а также в качестве гидроизоляционного и кровельного материала. По физико-механическим свойствам относится к композиционным материалам с зернистой структурой, прочность которых обеспечивается сцеплением битума с поверхностью минеральных зёрен.

¶Состав

Основу асфальтобетона образуют три компонента.

• Минеральный заполнитель — щебень или гравий (крупный заполнитель), песок (мелкий заполнитель) и минеральный порошок. Заполнители обеспечивают каркас и воспринимают основную нагрузку.
• Вяжущее — нефтяной битум марок БНД (дорожный) или БН, реже — модифицированные битумы с полимерными добавками (СБС, ЭВА). Вяжущее придаёт смеси связность, а готовому материалу — эластичность и водонепроницаемость.
• Минеральный порошок — тонкодисперсный наполнитель (известняковый, доломитовый), который совместно с битумом образует асфальтовяжущее вещество, заполняющее пустоты между зёрнами.

Соотношение компонентов подбирается по объёму и массе: доля щебня обычно составляет 40–60 %, песка — 20–40 %, минерального порошка — 5–15 %, битума — 4–8 % от массы минеральной части.

¶Классификация

Асфальтобетонные смеси различают по нескольким признакам.

Горячие смеси применяют для ответственных покрытий магистральных дорог, холодные — для ямочного ремонта и дорог низких категорий.

¶Свойства

Ключевые характеристики асфальтобетона определяются его составом и условиями уплотнения.

• Прочность — предел прочности при сжатии при 20 °C для плотных смесей составляет 2,5–5 МПа, при 50 °C снижается до 1–1,5 МПа.
• Водостойкость — коэффициент водостойкости обычно не ниже 0,85–0,95; материал должен сохранять прочность после водонасыщения.
• Теплостойкость — способность сопротивляться сдвигу при высоких летних температурах; оценивается по пределу прочности при 50 °C.
• Морозостойкость — число циклов замораживания-оттаивания, которое выдерживает образец без снижения прочности ниже нормы.
• Деформативность — способность воспринимать изгиб и растяжение без трещин, особенно важна при низких температурах.

Свойства зависят от зернового состава, качества битума, степени уплотнения и температуры смеси в момент укладки.

¶Технология получения и укладки

Смесь готовят в асфальтобетонных заводах: минеральные материалы просушивают и нагревают в сушильном барабане, затем дозируют и перемешивают с битумом. Готовую смесь транспортируют к месту укладки в термоизолированных кузовах, распределяют асфальтоукладчиком и уплотняют катками. Уплотнение — критическая операция: недостаточная плотность ведёт к водопроницаемости и быстрому разрушению покрытия.

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам относят ремонтопригодность, возможность механизированной укладки, хорошее сцепление с колёсами, шумопоглощение и относительно невысокую стоимость по сравнению с цементобетоном. Основные недостатки — зависимость свойств от температуры (размягчение в жару, хрупкость на морозе), старение битума под действием кислорода и ультрафиолета, а также ограниченный срок службы покрытия (в среднем 10–15 лет при интенсивном движении).

¶Применение

Помимо дорожных покрытий, асфальтобетон используют для устройства взлётно-посадочных полос, отмосток зданий, полов промышленных цехов, плоских кровель и гидроизоляционных экранов. Литой асфальтобетон с повышенным содержанием вяжущего применяют на мостах и в тоннелях, где требуется высокая водонепроницаемость.