Водонасыщение асфальтобетона: от чего зависит и на что влияет

Определение водонасыщение асфальтобетона согласно ГОСТ 9128-2009

Водонасыщение — это одно из свойств любого материала. Его показатель формируется на основе способности к заполнению пор и трещин жидкостью. Водонасыщение для асфальтобетона зависит от его пористости. Величина увеличивается в случае недостаточного уплотнения. Показатель будет нормальным, если в точности следовать технологии производства. С полученного асфальта берется несколько образцов. Они исследуются посредством специальной методики.

Водонасыщение асфальтобетона ГОСТ 9128-2009 определяется в лабораторных условиях. Для этого предварительно производится забор материала с различных участков поверхности. В выбранном режиме поверхность заливается водой. Лаборант замеряет количество, которое будет поглощено структурой. Дополнительно выполняется замораживание. Низкие температуры негативно влияют на слой асфальта. При наличии трещин заметно увеличивается их объем. Избежать ситуации можно при дополнительном уплотнении материала.

Особенности термина

Для нормальной эксплуатации асфальта недопустимо повышенное водонасыщение. При отклонении в показателе невозможно заметить негативные изменения плоскости в летнее время. Правильно поставить оценку смогут только специалисты после проведения исследования. Повышенное водонасыщение наблюдается, если на поверхности невооруженным глазом можно обнаружить большое количество пор. На фоне этого наблюдается также скорое выкрашивание щебня из поверхности.

Повышенный показатель в несколько раз снижает морозостойкость асфальта. Покрытие испортиться при наступлении холодов и морозов. Если вода ранее успела попасть в поверхность, то она начинает расширяться. Увеличение объема приводит к ухудшению технических характеристик и целостности. Законы физики приводят к тому, что лед начинает ломать асфальт изнутри. Поверхность рвется от давления, созданного жидкостью внутри. Покрытие начинает прогрессивно разрушаться, поэтому дальнейшее использование считается нецелесообразным.

Покрытие из асфальтобетона страдает из-за длительного увлажнения. Наблюдается выкрашивание минеральных зерен. Оно быстро изнашивается, поэтому появляются выбоины. Водостойкость напрямую зависит от плотности и образования устойчивых связей между отдельными компонентами. Благодаря этому удается добиться необходимого уровня адгезии. Если водонасыщение асфальтобетона ниже нормы, то со временем можно наблюдать диффузию жидкости. Она проникает под битумную пленку и уничтожает связи. Минеральные материалы имеют положительный потенциал. Свойство позволяет препятствовать устранению битумной пленки.

Жидкость имеет свойства проникать в трещины материала. Ситуация приводит к понижению прочности веществ. Трещины ослабляют свойства структуры. Они начинают заметно увеличиваться в размере. Асфальтобетон теряет свои первоначальные свойства прочности. Жидкости также свойственна диффузия — проникновение воды внутрь материала и застаивание. Это приводит к расклинивающему эффекту. Структура намокает, а затем высыхает. Попеременное действие приводит к увеличению пористости до 7%. При этом размер зерна заметно уменьшается, а в порах начинает скапливаться большее количество жидкости.

Крупнозернистый бетон имеет много открытых пор. Для мелкозернистого их количество составляет от 30 до 40% от общей массы. Водонасыщение вычисляется после анализа набухания и вычисления коэффициента водостойкости. Показатель должен быть больше 0,9. Только при длительном водонасыщении его можно снизить до 0,8.

Морозостойкость напрямую зависит от количества открытых пор. Во внимание также следует брать созданные связи между битумом и минеральными веществами. Они страдают весной и осенью. В этот период наблюдается поочередное замерзание и размерзание. На фоне этого формируются трещины, которые увеличивается при каждом цикле.

Морозостойкость принято выражать в качестве коэффициента. Он увеличивается в каждом цикле, поэтому страдает прочность сформированной поверхности. Показатель ниже у гранита, но выше у известняка. Асфальтобетон выдерживает больше циклов только при правильной технологии формирования. Иначе разрушение можно будет наблюдать в первом сезоне. Поверхность такого образца не получиться эксплуатировать в течение долгого периода времени.

Причины изменения свойств

Строителей дорог интересует вопрос изменения водонасыщенности асфальтобетона, от чего зависит данный показатель. Выделяют следующие факторы:

  • В процессе создания покрытия была нарушена технология. Работники не соблюдали необходимые требования, которые выдвигались к температурным показателям. К примеру, укладка производилась под дождем или при низких температурах. Показатель ухудшается, если по поверхности каток не прошел достаточное количество раз. Техника также должна соответствовать требованиям, которые к ней выдвигает ГОСТ.
  • Применялась смесь для асфальта низкого качества. Не допускается использовать зернистый состав. Рецепт приготовления также должен соответствовать требованиям ГОСТа.

Формула для расчета

Водонасыщение асфальтобетона измеряется в процентах. Формула для расчета водонасыщение асфальтобетона:

W= (m3 — m0)/(m1 — m2) 100%, где

m0 — масса взятого предварительно образца, если взвешивание производить в воздухе.

m2 — масса, которая получилась после взвешивания в воде.

m1 — образец предварительно держат полчаса в воде, а затем производят замер его веса в воздухе.

m3 — образец насыщают в условиях вакуума, а затем выполняют замер в воздухе.

Результат целесообразно округлить до десятичного знака. Для формирования информативной картины потребуется взять среднеарифметическое значение от нескольких результатов.

Расхождение в полученных параметрах не может быть больше 0,5%.

Способы уменьшения

Мы уже разобрались, на что влияет водонасыщение асфальтобетона. Если в результате исследования было выявлено отклонение от нормы, то целесообразно искать пути уменьшения показателя. Используется метод уплотнения каждого слоя.

На практике добиться результата можно только в верхних слоях асфальта. Для этого газовой горелкой производится его уплотнение. Дополнительно по поверхности можно пустить тяжелый пневмокаток. В летний зной асфальт начинает плавиться из-за негативного воздействия высокой температуры. Ситуация идеально подходит для дополнительного уплотнения поверхности.

Теоретические данные сложно реализовать в масштабах большого строительства.

Асфальтобетон — материал, который характеризуется зерновой структурой. Предварительно она погружается в раствор. Компоненты образуют между собой связь и получается структурное образование. От водонасыщения зависит срок службы покрытия. При нарушении технологии повышается риск образования пустот внутри поверхности.

Водонасыщение асфальтобетона

Водонасыщение асфальтобетона — это способность его к насыщению, заполнению всей своей структуры: пор и трещин влагой. Из этого следует, что повышенное водонасыщение асфальтобетона характеризует его пористость и (или) недостаточное уплотнение.

Показатели вотонасыщения определяют по стандартной методике в соответствии с ГОСТ. В условиях стационарной лаборатории образцы (керны) асфальта в заданном режиме насыщаются водой. Сущность этих испытаний заключается в определении количества воды, которую поглотят испытываемые образцы асфальтобетона.

Почему повышенное водонасыщение недопустимо? И регламентировано требованиями ГОСТ 9128-2013 п. 4.1.10

Дело в том, что асфальт при не нормативном (повышенном) водонасыщении уложенный летом, ни как себя внешне в отрицательную сторону не проявляет. Только специалисты могут после визуального осмотра дать предварительную оценку технического состояния покрытия. К примеру на фотографии слева — нормативное состояние, а справа асфальтобетон с незакрытыми порами. В том числе видно, что щебень из покрытия в скором времени будет выкрашиваться.

Такой дефект снижает морозостойкость асфальтобетона и проблемы начнутся при наступлении морозов в осенний, зимний и весенний период. При отрицательной температуре вода, попавшая в поры асфальта, замерзает, расширяется, увеличивается в объеме. Это закон физики. Опыт со стеклянной бутылкой заполненной водой выставленной на мороз, которая в итоге лопается, тому подтверждение. Так же и структура асфальтобетона рвется от давления воды, замерзшей в его порах. В результате, проходя несколько циклов замерзания, асфальтобетонное покрытие разрушается с прогрессией. К весне дорожное покрытие приходит в негодность.

Причины повышенного водонасыщения асфальтобетона

1. Нарушение технологии устройства дорожного покрытия: несоблюдение температурного режима асфальтобетонной смеси при уплотнении, укладка ее в дождливую погоду или при минусовой температуре, малое количество проходов вальцами катка, дорожно-строительная техника не соответствует требованиям.

2. Некачественная сама асфальтобетонная смесь, зерновой состав которой (рецепт приготовления) не соответствует требованиям ГОСТ. (Примечание: если водонасыщение в переформованных образцах нормативное, то асфальтобетонная смесь соответствует ГОСТ)

Пример лабораторных испытаний асфальтобетона

Сейчас мы попробуем объяснить результаты лаборатории, выполнив анализ показателей указанных в протоколе. См. Протокол.


Из протокола испытаний видно, что в 1, 3 и 6 кернах из покрытия повышенное водонасыщение, а в переформованных образцах все в норме, значит асфальтобетонная смесь соответствует ГОСТ, а выполненные работы по уплотнению асфальта на участках дороги, где отбирались 1, 3 и 6 керны не соответствуют нормативным требованиям. Обратите внимание, что и коэффициент уплотнения в тех же образцах не соответствует норме. Для полного понимания вышеизложенного следует знать, что такое переформованные образцы, но это уже другая тема.

Можно ли уменьшить водонасыщение асфальтобетона

Если результаты протокола имеют водонасыщение асфальта, превышающее норму, то совершенно очевиден вопрос: можно ли его уменьшить? Что нужно, что бы его уменьшить? Ответ один: для этого нужно слой асфальта дополнительно уплотнить.

Теоретически это возможно выполнить, но лишь с небольшими участками и только верхнего слоя покрытия путем нагрева его газовой горелкой и уплотнения разогретой структуры асфальта тяжелым пневмо-катком. В конце концов в сверх жаркий летний день покрытие асфальта чуть ли не плавится и тут можно этим воспользоваться, укатав его дополнительно.

К сожалению – это все теория, на практике же в масштабах строительства крупных дорожных объектов это практически невыполнимые и труднореализуемые способы.

Устойчивость асфальтобетона к водно-тепловым и химическим факторам

Вода – наиболее агрессивный фактор для всех строительных материалов.

Асфальтобетонные покрытия дорог испытывают круглогодичное воздействие воды в виде атмосферных осадков и талых вод. При длительном увлажнении вследствие ослабления структурных связей асфальтобетон может разрушаться за счет выкрашивания минеральных зерен, что приводит к повышенному коррозионному износу покрытий и образованию выбоин.

Водостойкость асфальтобетона зависит от его плотности и прочности адгезии битумной пленки к поверхности минеральных заполнителей.

Вода, как полярная жидкость, хорошо смачивает все минеральные материалы и при длительном контакте с ней возможна ее диффузия под битумную пленку. Такая ситуация наиболее вероятна при контакте влаги с кислыми минеральными материалами, где нет прочного хемосорбционного взаимодействия битума с поверхностью их частиц.

При воздействии транспортных нагрузок процесс «сдирания» битумных пленок с поверхности минеральных зерен усиливается при наличии влаги.

Сорбированные молекулы воды легко мигрируют по обнаженным (от битума) поверхностям минеральных частиц, что резко снижает структурную прочность асфальтобетона. Вода, проникая в микродефекты структуры асфальтобетона, приводит к адсорбционному понижению прочности материала (проявляется эффект Ребиндера). Это происходит вследствие снижения поверхностной энергии стенок трещины и ослабления структурных связей у вершины трещины по мере ее развития.

Значительно разрушают структуру асфальтобетона его частые попеременные увлажнение и высыхание.

Перемещаясь в порах, вода вызывает неравномерное распределение напряжений, что также интенсифицирует процессы разрушения асфальтобетона.

Остаточная пористость асфальтобетона оказывает большое влияние на водостойкость асфальтобетона. Для асфальтобетонов разных типов она составляет от 1 до 5 % по объему.

Поры в асфальтобетоне могут быть открытые и замкнутые. С уменьшением размера зерен увеличивается количество замкнутых, недоступных воде пор.

Водостойкость асфальтобетона характеризуется значениями водонасыщения, набухания и коэффициента водостойкости (отношение прочности водонасыщенных образцов асфальтобетона к прочности сухих образцов).

Водонасыщение по объему для асфальтобетонов различных типов колеблется в пределах от 1 до 4 %, а набухание (также в % по объему) – от 0,5 до 1,0.

Коэффициент водостойкости должен быть при длительном водонасыщении в агрессивной среде для асфальтобетонов типов А, Б, В, Г, Д после 14 суток – не менее 0,75…0,85, а для ЩМА – не менее 0,90.

Морозостойкость

Зимой вода в порах асфальтобетона замерзает и, переходя в лед, увеличивается в объеме на 9-10 %, что создает в них давление более 20 МПа.

Наибольшие разрушения асфальтобетонных покрытий происходят в осенне-весеннее время, когда наблюдается значительное число циклов попеременного замораживания – оттаивания и перехода через нулевую температуру. Знакопеременные температуры приводят к цикловым увеличениям внутрипоровых напряжений, что приводит к образованию трещин на асфальтобетонных покрытиях.

Морозостойкость асфальтобетона оценивается коэффициентом морозостойкости, показывающим снижение прочности асфальтобетонных образцов при сжатии после установленных циклов замораживания – оттаивания.

Исследования показали, что каркасный асфальтобетон обладает меньшей морозостойкостью, чем асфальтовый раствор (песчаный асфальтобетон). Это объясняется повышенной пористостью каркасных бетонов.

Снижение морозостойкости асфальтобетона наблюдается при уменьшении вязкости битума (табл. 8.7).

Таблица 8.7 Зависимость морозостойкости асфальтобетона от вязкости (марки) битума

Тип системыМарка битумаКоэффициент морозостойкости после 50 циклов
Асфальтовый растворБНД 60/90 БНД 90/1300,86 0,79
АсфальтобетонБНД 60/90 БНД 90/1300,82 0,77

Морозостойкость асфальтобетона также зависит от характера взаимодействия битума с минеральным материалом. Так, морозостойкость асфальтобетона на щебне из плотного известняка (основная порода) выше, чем на гранитном щебне (кислая порода). Это объясняется тем, что природа связи в системе «битум – известняк» хемосорбционная (химическая), а природа связи «битум – гранит» – физическая. Поэтому напряжения, возникающие при замерзании воды, легко разрушают менее прочные физические связи и слабо разрушают химические.

Повысить водо- и морозостойкость асфальтобетона можно путем выбора материалов надлежащего качества, тщательного проектирования состава и применения ПАВ.

8.5.6. Стандартные требования к свойствам горячих, теплых и

Дайджест документа: Руководство Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий 01.01.1978

Перед использованием асфальтобетон должен пройти некоторые тесты на устойчивость, водостойкость, износостойкость и прочее. Подобный отбор проводит специализированная лаборатория, которая сможет, в случае успешного прохождения, предоставить гарантии на материал.

Каким должен быть качественный асфальт?

Первый этап создания асфальтобетона — приготовление смеси. От верных пропорций, особенной рецептуры, технологий приготовления и укладки зависит качество материла. Производством смесей занимаются сертифицированные предприятия, на которых каждый этап приготовления отслеживается и фиксируется. Следующий этап — укладка асфальта. Если компания, которая ведет дорожные работы, неправильно транспортировала материал (в несоответствующей температуре), качество ухудшается.

  • минимально пружинит;
  • разметка не стирается и легко наносится;
  • прочный и надежный;
  • обладает водоотталкивающими свойствами;
  • ровность асфальтобетонного покрытия;
  • имеет акт качества и гарантии от производителя.

Вернуться к оглавлению

Можно ли уменьшить водонасыщение асфальтобетона

Если результаты протокола имеют водонасыщение асфальта, превышающее норму, то совершенно очевиден вопрос: можно ли его уменьшить? Что нужно, что бы его уменьшить? Ответ один: для этого нужно слой асфальта дополнительно уплотнить.

Теоретически это возможно выполнить, но лишь с небольшими участками и только верхнего слоя покрытия путем нагрева его газовой горелкой и уплотнения разогретой структуры асфальта тяжелым пневмо-катком. В конце концов в сверх жаркий летний день покрытие асфальта чуть ли не плавится и тут можно этим воспользоваться, укатав его дополнительно.

К сожалению – это все теория, на практике же в масштабах строительства крупных дорожных объектов это практически невыполнимые и труднореализуемые способы.
12 февраля, 2020 / Экспертиза асфальта

Методы оценки качества бетона


Асфальтоанализатор предназначен для определения содержания битума в асфальтобетоне.
Современная оценка качества бетона может проводиться вне лабораторных условий (ранее такой возможности не было). Контроль над качеством осуществляют специальное переносные приборы — плотнометры. Техника прямо на месте определяет уровень плотности покрытия, уровень устойчивости к нагрузкам и водонасыщение.

Читайте также:  Толщина стен из арболита

Лаборатория все еще остается востребованным методом проверки качества. Здесь могут дать более развернутую информацию обо всех возможных факторах и свойствах. Испытание асфальтобетона занимает несколько дней. Для проведения анализов берется несколько проб асфальта. Затем образцы подвергаются воздействиям разного характера, чтобы проверить качество и устойчивость материала.

Вернуться к оглавлению

Определение состава

Перед укладкой дорожного полотна состав проектируют в соответствии с нормами эксплуатации. Проектировка помогает заранее определить будущие свойства бетона, менять их, в соответствии с нужными функциями. В первую очередь, при проверке состава, смотрят на соотношения битума и минеральных веществ. Их соотношение влияет на однородность материала и, соответственно, на качество. Образцы тестируются и проверяются лабораторно.

Состав определяют в асфальтоанализаторах (они разработаны в Европе). Процесс длится не больше часа. Бетон разделяют на составные части:

  • каменная;
  • минеральная;
  • битум.

Битум и твердые материалы не разрушаются и подвергаются дальнейшим исследованиям. Проводят испытания песка и каменных масс. Температура распада составляет 80 °C.

Вернуться к оглавлению

Оценка устойчивости в колееобразованию


Установка для проведения испытаний на колееобразование .
В каждой стране действуют ГОСТы для регламентации устойчивости бетонных растворов к сдвигам и разрушениям. Существует метод прогнозирования (достаточно давно используется в странах Европы и Америки). Таким образом можно оценить колею, которая продавлена колесом.

Устройство, используемое для прогнозирования — секторный уплотнитель. С его помощью можно приготовить бетонную смесь, которая будет максимально похожа на ту, которую используют для дорожного покрытия. Полученные образцы погружают в установку уплотнителя. В нем происходит имитация механических повреждений материала. После эксперимента моделируются специальные графики колееобразования, которые учитывают:

  • глубину впадин;
  • приблизительные условия эксплуатации;
  • граничные сроки использования дорожного полотна;
  • качества и устойчивость к деформации асфальтобетона.

Вернуться к оглавлению

Испытания в условиях отрицательных температур

Низкие температуры меняют вязкостные характеристики асфальтобетона. По сути, меняются свойства асфальтовой смеси. Состав становится более хрупким, не выдерживает динамическое напряжение, становится менее устойчивым. Из готовый смеси делают балку, которую помещают в специальные климатические камеры (перепады температур до -40°C).

Тесты, которые проводятся в климатических камерах:

  • Температуру понижают примерно до -40°C. Образцы, которые помещены в камеру, тянут до состояния разрушения.
  • Температуру постепенно понижают, но никаких действий над балкой не производится. Появляется напряжение в балке, его контролируют и изучают. После серий понижения температуры, балка разрушается окончательно.
  • Балку начинают нагружать специальными материалами, затем резко снимают груз. Рассчитывают время напряжения и расслабления материала.
  • Выставляют постоянную температуру, при которой материал растягивают с поступательной интенсивностью. Измеряют деформацию бетона, фиксируют возможные параметры нагрузки. В результате получаем значения эластичности и вязкости асфальта.

Подобные испытательные системы стремительно набирают популярность. Производители разрабатывают более новое и качественное оборудование , чтобы завоевать рынок.

Вернуться к оглавлению

Динамические испытания асфальтобетона


Испытания асфальтобетона нужны для того, чтобы оценить некоторый перечень свойств бетона. Из материала формируют балку либо цилиндр. Образцы кладут в специальное оборудование. Во время тестов меняется режим нагрузок, усиливается или понижается давление и т.д. После испытаний, устанавливают ряд характеристик:

  • жесткость;
  • устойчивость к механическим повреждениям;
  • сроки использования;
  • водонасыщение.

Оборудование, которое проводит испытания, формирует индивидуальные программы для каждого клиента. Вы задаете параметры, которые хотите узнать и специально для вас составляют программу исследований

Вернуться к оглавлению

Определение коэффициента водостойкости асфальтобетона по ГОСТ 12801—84

Коэффициент водостойкости асфальтобетона вычисляют с точностью до 0,01:

где Rв — предел прочности асфальтобетона при сжатии после водонасы­щения в вакууме, Па; R20 — предел прочности сухих образцов асфальтобето­на при сжатии при температуре 20°С, Па.

Результаты испытания асфальтобетонных образцов с различ­ным содержанием битума заносят в табл. 18 и назначают коли­чество битума в составе асфальтобетона по тем образцам, фи­зико-механические свойства которых наиболее высоки (по ГОСТ 9128—84 для данного типа асфальтобетона рекомендует­ся 5—6% битума).

В данном примере лучшие результаты получены у тех об­разцов, которые приготовлены с 6% битума. Поэтому состав ас­фальтобетона в данном примере будет: щебня 59,2%, песка 31,1%; минерального порошка 9,7%; битума 6%; итого 106%.

Из полученного состава смеси готовят снова асфальтобетон­ные образцы и подвергают их контрольным испытаниям.

Вид испытанияКоличество битума в смеси, %
5,05,56,0
Водонасыщение, % по объему3,603,522,76
Набухание, % по объему0,560,520,50
Коэффициент водостойкости0,910,860,90
Предел прочности при сжатии, МПа, при температуре:20 °С2,853,203,40
20 °С в водонасыщенном состоянии2,623,103,30
50 °С0,840,900,96

Определение водостойкости асфальтобетона при длительном водонасыщении по ГОСТ 12801—84

Водостойкость асфальтобетона при длительном водонасыще­нии характеризуется физико-механическими свойствами образ­цов, выдержанных в течение 15 сут в воде с предварительным насыщением их водой в вакууме.

По результатам испытания вычисляют коэффициент водо­стойкости после длительного водонасыщения

где RВД — предел прочности асфальтобетона при сжатии после насыщения водой в течение 15 сут, МПа; R20 — предел прочности сухих образцом ас­фальтобетона при сжатии при температуре 20 °С, МПа.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОНА, ВЗЯТОГО ИЗ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ ПО ГОСТ 12801—84

Отбор образцов из покрытия

Контроль качества асфальтобетонного покрытия и основания производят на образцах прямоугольной или квадратной формы, вырубленных из покрытия с помощью зубила и молотка. Размер образцов 30×30 см из каждых 2000 м2 готового покрытия. Про­бу берут не ближе 1,5 м от кромки проезжей части. Наиболее целесообразно высверливать пробы при помощи специальной буровой установки на всю толщину покрытия. Диаметр кернов должен быть: при отборе проб из песчаного асфальтобетона — не менее 50 мм, из мелкозернистого и среднезернистого с мак­симальным размером зерен до 20 мм — не менее 70 мм и из крупнозернистого с максимальным размером зерен 40 мм — не менее 100 мм. Отобранные образцы-вырубки или керны из ас­фальтобетонного покрытия тщательно очищают, измеряют тол­щину слоев, нумеруют и записывают в журнал место взятия пробы, дату отбора, способ взятия образца, дату отправки про­бы в лабораторию, характеристику покрытия, толщину верхнего и нижнего слоев, однородность распределения составляющих материалов, сцепление слоев между собой.

После этого вырубки или керны разделяют по слоям и каж­дый слой испытывают отдельно. От вырубки отделяют три об­разца с ненарушенной структурой массой 200—400 г каждый для определения средней плотности, водонасыщения и набуха­ния. На образцах не должно быть трещин и по форме они дол­жны приближаться к кубу или’ прямоугольному параллелепи­педу со сторонами длиной 5—10 см.

Оставшуюся часть вырубки или два-три керна нагревают на песчаной бане или в термостате до температуры, указанной в табл. 17, разрушают до несвязного состояния и готовят из нее образцы.

Для проверки состава асфальтобетона из покрытия или ос­нования берут навеску 100 или 500 г для экстрагирования би­тума, при этом навеска должна отражать средний состав всей пробы. Навеску 100 г берут при проверке песчаных смесей, 500 г — мелко- и крупнозернистых.

Прием готового материала

После ряда проверок асафальтобетон должны принять для дальнейшего использования. Как происходит приемка:

  • после взятия нужных проб, делаются контрольные замеры;
  • проводится специальный отбор путем дополнительных тестов;
  • конструкции принимаются до того, как поверхности затрутся.

Для того, чтобы засвидетельствовать качество полученного материала, составляется специальный документ — акт испытаний материалов. Приемка материала предъявляется рабочей комиссии. Предоставляются документы, архив испытаний и полученные результаты. Если рабочая комиссия согласовывает использование материала, приемка проходит успешно, а материал отправляется на производство. Вместе с материалом на производство направляют рекомендации касательно будущие функций бетона:

  • правильна использования;
  • водонасыщение асфальтобетона;
  • отправка проб (для наглядности);
  • какая нужна формовка для данного материала;
  • отбор средств, рекомендованных к использованию;
  • гарантии;
  • акт испытаний материалов (для подтверждения).

Вернуться к оглавлению

Формула для расчета

Водонасыщение асфальтобетона измеряется в процентах. Формула для расчета водонасыщение асфальтобетона:

W= (m3 — m0)/(m1 — m2) 100%, где

m0 — масса взятого предварительно образца, если взвешивание производить в воздухе.

m2 — масса, которая получилась после взвешивания в воде.

m1 — образец предварительно держат полчаса в воде, а затем производят замер его веса в воздухе.

m3 — образец насыщают в условиях вакуума, а затем выполняют замер в воздухе.

Результат целесообразно округлить до десятичного знака. Для формирования информативной картины потребуется взять среднеарифметическое значение от нескольких результатов.

Расхождение в полученных параметрах не может быть больше 0,5%.

Водонасыщение асфальтобетона: от чего зависит и на что влияет

* – для ДПМ содержащих битумы

6 Технология применения ДПМ

6.1 Подготовительные работы

Перед началом работ проводят обследование участка дороги, подлежащего обработке пропиточным составом. В ходе обследования фиксируют дефекты покрытия, определяют виды и объемы работ по их устранению. Определяют водонасыщение покрытия по результатам испытания кернов (вырубок) не менее чем в 3 точках на 7000 м . Фактический срок службы обрабатываемого покрытия определяют с помощью документов собственника автомобильной дороги.

При необходимости выполнения технико-экономического обоснования использования пропиточных составов определяют увеличение срока службы дорожных покрытий в соответствии с методикой, изложенной в [2] и изменение показателя истираемости асфальтобетона. Могут быть использованы другие, содержащиеся в нормативных документах методики, позволяющие оценить долговечность асфальтобетона до и после нанесения пропиточного материала.

Перед нанесением пропиточного состава при необходимости выполняют заделку выбоин, исправление кромок и устранение других повреждений асфальтобетонного покрытия.

До начала работ по нанесению пропиточного состава вышеуказанные работы должны быть полностью завершены и приняты Заказчиком.

В зависимости от характеристик обрабатываемой поверхности, наличия необходимой техники и результатов технико-экономического обоснования выбирают вид пропиточного состава.

Технология нанесения ДПМ зависит от их состава и свойств. Серийно выпускаемые гудронаторы используют для нанесения пропиточных материалов с кинематической вязкостью не более 70 мм /с (вязкость должна быть определена при температуре применения ДПМ).

6.2 Определение нормы расхода ДПМ

Расход ДПМ на 1 м обрабатываемой поверхности назначается в зависимости от вида применяемого материала, состояния покрытия и положений нормативно-технической документации.

Норма расхода при обработке плотного асфальтобетона для ДПМ на основе эмульсий может колебаться в пределах от 0,10 до 0,60 кг/м , для ДПМ на основе растворителей (разжижителей) в пределах от 0,37 до 1,2 кг/м . Норма расхода может выходить за указанные пределы ввиду особенностей покрытия. Норма расхода увеличивается при повышении пористости и шероховатости покрытий.

Перед началом проведения работ необходимо определить минимально необходимую норму расхода ДПМ, которая зависит от пористости и шероховатости покрытия, плотности применяемого материала. Для этого на месте производства работ отмечается участок площадью не менее 1 м . Затем на выбранный участок распределяется ДПМ до тех пор, пока он не будет покрыт равномерной пленкой. Распределение может производиться с помощью кисти, щетки или резиновых скребков. Минимальное количество материала необходимое для образования равномерной пленки будет являться минимальной нормой расхода ДПМ.

Возможно увеличение нормы расхода выше минимальной при условии отсутствия на поверхности покрытия жирных пятен. Это допускается делать в случае, если минимальная норма расхода не позволяет достичь необходимых свойств покрытия.

Оптимальной будет являться максимальная норма расхода ДПМ, при которой он проникает в покрытие в течение не более 20 минут, не образуя на поверхности жирных пятен, скоплений и сгустков.

После высыхания ДПМ, содержащего минеральный наполнитель, на обработанном экспериментальном участке, необходимо проверить коэффициент сцепления колеса с поверхностью покрытия прибором ППК-МАДИ. В случае если коэффициент сцепления ниже требуемого, следует уменьшить норму расхода и повторить опыт.

Принятая норма расхода должна обеспечивать эффективность пропитки при использовании герметизирующих материалов – не ниже 1,2, при использовании составов комбинированного действия – не ниже 1,1, при использовании омолаживающих ДПМ – не менее 1,0. Методика определения коэффициента эффективности пропитки, разработанная с учетом положений ДМД 02191.2.014-2007* [3], приведена в приложении Д.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

6.3 Нанесение пропиточных составов

Перед нанесением пропиточного состава в полном объеме выполняют подготовительные работы.

Перед началом работ на участке устанавливают специальные технические средства в соответствии с утвержденной схемой организации дорожного движения на время проведения работ.

Работы по нанесению пропиточных составов выполняют на двух захватках.

На первой захватке выполняют:

– установку технических средств организации движения;

– очистку покрытия от пыли и грязи;

– снятие технических средств организации движения.

Покрытие очищают от пыли и грязи. Если требуется промывка покрытия, она должна быть завершена не позднее, чем за 24 часа до начала нанесения.

На второй захватке выполняют основные технологические операции по нанесению пропиточного состава:

– установку технических средств организации движения;

– нанесение пропиточного состава;

– распределение песка или песка из отсевов дробления (при необходимости);

– перестановку, снятие технических средств организации движения.

Работы выполняют на закрытых для движения полосах.

Работы по нанесению пропиточного состава следует выполнять в сухую погоду при температуре воздуха не ниже 15°С.

Перед нанесением пропиточные материалы готовят к использованию. ДПМ, содержащие минеральный наполнитель, в случае образования осадка перемешивают до однородного состояния.

Эмульсионные пропиточные составы перед использованием, как правило, разбавляют в определенных пропорциях, в соответствии с рекомендациями производителей. Для разбавления необходимо использовать чистую, без посторонних примесей воду, с жесткостью не более 6 мг-экв/л. Разница температуры воды и температуры пропиточного состава во время разбавления должна составлять не более 10°С.

В зависимости от технических характеристик распределителя пропиточного состава (производительности, максимальной ширины распределительной рейки) определяют ширину поверхности обрабатываемой за один проход, а также количество проходов необходимое для обработки всей площади выбранной захватки.

ДПМ с кинематической вязкостью при температуре применения до 70 мм /с наносят с помощью обычных, используемых для подгрунтовки автогудронаторов, прицепных гудронаторов, машин, используемых для устройства поверхностной обработки, оборудования для ямочного ремонта струйно-инъекционным способом. Кинематическую вязкость определяют в соответствии с ГОСТ 32060-2013. Как правило, такую вязкость имеют материалы, не содержащие в своем составе минеральный наполнитель.

Читайте также:  Пескобетон какой фирмы лучше

Рабочая емкость используемого оборудования не должна содержать остатков другого ранее применявшегося материала. В случае если перед использованием катионного пропиточного состава в емкости находилась анионная эмульсия (и наоборот), она должна быть дополнительно очищена пропариванием. Подогрев ДПМ перед использованием осуществляют в случаях, когда соответствующие указания имеются в рекомендациях производителя. Подогрев должен быть мягким (с температурой теплоносителя не выше 95°С). Одновременно с подогревом в расходной емкости необходимо осуществлять циркуляцию “на себя”. Нельзя выполнять подогрев материалов, содержащих легколетучие растворители.

При нанесении пропиточного состава гудронатор должен двигаться равномерно со скоростью 5-8 км/ч. Перед началом работ необходимо определить и зафиксировать высоту распределительной рейки, при которой обеспечивается равномерное нанесение материала. Распределение будет равномерным при перекрытии факелов наносимого материала в соответствии с рекомендациями производителей используемой техники. Необходимо проверить и обеспечить в процессе нанесения штатный режим работы распределительных форсунок.

После нанесения необходимо осмотреть поверхность с целью обнаружения жирных пятен и сгустков материала, где проникание пропитки не произошло. В случае обнаружения, такие пятна ликвидируются с помощью резиновых скребков. Места, где отсутствует пропиточный состав, обрабатываются вручную с помощью ручных распределителей типа краскопультов, леек и гладилок.

При использовании в качестве пропитки эмульсии необходимо определить момент её распада. О распаде эмульсии свидетельствуют следующие признаки:

– обработанная поверхность потемнела или стала матовой;

– на прикладываемой к обработанной поверхности салфетке остаются следы чистой воды и отсутствует нанесенный материал.

После распада эмульсии до момента полного высыхания на поверхность с помощью пескоразбрасывателя наносят природный песок или песок из отсевов дробления, имеющие модуль крупности 1,5-2,5. Норму распределения назначают в зависимости от вида и расхода используемого материала в соответствии с рекомендациями производителя пропиточного состава. Рекомендуемые нормы колеблются в пределах 0,5-3,0 кг/м .

После нанесения песка по обработанной полосе открывают движение с ограничением скорости движения до 40 км/ч на 1 сутки.

Обработку песком поверхностей при использовании неэмульсионных материалов, не содержащих минеральных наполнителей, производят сразу после впитывания.

На рисунках 2 и 3 показано нанесение пропиточного состава и песка с помощью автогудронатора и оборудования для поверхностной обработки.

Рисунок 2 – Нанесение пропиточного состава с низкой вязкостью с помощью автогудронатора

Рисунок 2 – Нанесение пропиточного состава с низкой вязкостью с помощью автогудронатора

Через сутки после распределения, при необходимости, не прилипший песок сметают с покрытия комбинированной дорожной машиной и снимают ограничение скорости движения.

Рисунок 3 – Распределение песка по нанесенной пропитке

Рисунок 3 – Распределение песка по нанесенной пропитке

Нанесение пропиточного состава с кинематической вязкостью более 70 мм /с выполняют специально подготовленным распределителем или вручную. В случае ручного нанесения ДПМ распределяется по покрытию гладилками с резиновой лентой (скребками). Пример специально оборудованной машины для нанесения пропиточного состава приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Общий вид распределителя пропиточного состава

1 – емкость (бочка) с пропиточным составом; 2 – электрогенератор с компрессором; 3 – распределительное сопло; 4 – разглаживающая рейка

Рисунок 4 – Общий вид распределителя пропиточного состава

Распределение пропиточного материала высокой вязкости с помощью специально оборудованной машины приведено на рисунке 5.

Рисунок 5 – Распределение пропиточного состава с помощью специально оборудованной машины

Рисунок 5 – Распределение пропиточного состава с помощью специально оборудованной машины

Начальную и конечную границу участка нанесения намечают сигнальными флажками, устанавливаемыми на обочине.

Вслед за распределением пропитки, при необходимости, исправляют дефектные места вручную.

В местах, где образовались излишние скопления пропиточного состава (жирные пятна), с помощью специальных гладилок обеспечивают его равномерное распределение. В местах пропусков из леек наносят пропитку и равномерно распределят с помощью гладилок (рисунок 6).

Рисунок 6 – Распределение пропиточного состава вручную

Рисунок 6 – Распределение пропиточного состава вручную

Движение можно открывать после высыхания пропиточного состава и достижения требуемого коэффициента сцепления колеса автомобиля с поверхностью покрытия. Время открытия движения зависит от погодных условий в момент производства работ и количества распределяемого материала.

После высыхания пропитки ограждения с нанесенных полос снимают и открывают движение. При необходимости на период формирования слоя ограничивают скорость движения.

Технологическая последовательность выполнения работ по нанесению пропиточных составов на участке дороги II технической категории и составы отрядов приведены в приложении Е.

Технологические планы потоков приведены в приложении Ж.

При использовании пропиточного состава коэффициент сцепления по сравнению с исходными значениями, как правило, не снижается. При проведении работ необходимо осуществлять периодический контроль (не реже одного раза в 7 смен) коэффициента сцепления прибором ПКРС-2 или ППК-МАДИ.

В период проведения работ по нанесению пропитки на покрытие автомобильной дороги необходимо обеспечить движение транспорта в соответствии с утвержденной схемой организации движения.

7 Контроль качества

Контроль качества осуществляется для обеспечения соответствия выполняемых работ требованиям нормативно-технической документации.

Входной контроль качества каждой партии пропиточных материалов необходимо осуществлять регистрационным и инструментальным (лабораторным) методами. Партией необходимо считать одновременно поступивший материал одного вида, сопровождаемый одним паспортом качества.

При регистрационном контроле проверяют наличие сертификатов и паспортов качества и оценивают соответствие характеристик поступившего материала проекту. При лабораторном контроле определяют фактические свойства поступивших материалов и их соответствие паспортным данным и положениям соответствующих нормативных документов (включая настоящий ОДМ). Нельзя применять материал, который не соответствует предъявляемым требованиям.

Отбор проб пропиточного материала производят в соответствии с ГОСТ 2517-2012.

Температура помещений лаборатории, в которых выполняют испытания, должна быть (20±5)°С.

Определение внешнего вида и однородности пропиточных составов проводят визуально в пробирке из бесцветного прозрачного стекла.

Определение условной вязкости производится с учетом положений ГОСТ 11503-74 при температуре 20,0±0,5°С в соответствии с приложением В.

Плотность пропиточных материалов, содержащих минеральный наполнитель, определяется в соответствии с п.2 ГОСТ 31992.1-2012.

Время высыхания контролируется по ГОСТ 19007-73, ДПМ наносится на образцы асфальтобетона Тип А с водонасыщением 3-4%.

Содержание нелетучих веществ определяется по ГОСТ Р 52487-2005, содержание остатка после выпаривания – по ГОСТ Р 52128-2003.

Адгезию пропиточных составов необходимо определять в соответствии с приложением Г настоящего ОДМ или по ГОСТ Р 52128-2003.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов определяется по ГОСТ 30108-94.

Результаты контроля фиксируют в журнале, форма которого приведена в приложении И.

Операционный контроль всех технологических операций проводит подрядная организация в соответствии с разработанной в составе технологической карты схемой. Пример схемы операционного контроля пропиточного состава с минеральным наполнителем приведен в приложении К.

Особое внимание следует уделять контролю температуры пропиточных составов в момент использования, соблюдению нормы расхода, обеспечению равномерности нанесения и своевременному распределению фрикционного материала.

Согласно СП 78.13330.2012 минимально допустимое значение коэффициента сцепления в момент открытия движения должно соответствовать требованиям проекта. При этом коэффициент сцепления колеса автомобиля с покрытием должен быть не менее 0,3 (ГОСТ Р 50597-93 пункт 3.1.4). Коэффициент сцепления определяют по ГОСТ 30413-96 установкой ПКРС-2У или по ГОСТ Р 50597-93 прибором ППК-МАДИ.

При приемке выполненных работ оценивают сплошность нанесения пропиточного состава, сцепные свойства покрытия и коэффициент эффективность пропитки (приложение Д).

8 Транспортирование и хранение

Пропиточные составы транспортируют железнодорожным, автомобильным или водным транспортом в соответствии с ГОСТ 1510-84 и правилами перевозки, действующими для данного вида транспорта.

Каждую партию отгружаемого материала сопровождают документом о качестве.

Маркировку грузов осуществляют в соответствии с ГОСТ 14192-96.

ДПМ хранят упакованным в закрытых вентилируемых складах или под навесом избегая попадания прямого солнечного света. Температура хранения от +5°С до +40°С.

9 Безопасность труда

При выполнении ремонтных работ следует соблюдать общие требования по технике безопасности в строительстве, изложенные в СНиП 12-03-2001 [4].

Организация дорожного движения в местах производства работ должна производиться в соответствии со схемой, утвержденной в установленном порядке [5].

К работам допускаются лица, прошедшие курс обучения и инструктаж (ГОСТ 12.0.004-90). Дорожные рабочие должны работать в жилетах ярко-оранжевого цвета, спецодежде, спецобуви и применять средства индивидуальной защиты. Кроме того, рабочие должны ознакомиться со всеми мерами безопасности, предусмотренными для работы с конкретными материалами.

Индивидуальные средства защиты работающих должны отвечать требованиям ГОСТ 12.4.011-89, ГОСТ 12.4.103-83, ГОСТ 12.4.041-2001, ГОСТ 12.4.153-85, ГОСТ Р 12.4.230.1-2007.

Лица, допускаемые к эксплуатации дорожных машин и оборудования, используемых при устройстве слоев ДПМ, должны иметь удостоверение на право работы на них.

Все работающие должны пользоваться средствами индивидуальной защиты, предусмотренными действующими нормами и по защитным свойствам соответствующими виду и условиям работ, а также применяемым материалам.

При работе машин, используемых в технологическом процессе нанесения ДПМ, необходимо соблюдать требования, изложенные в СНиП 12-04-2002 [6].

При проведении работ необходимо принять меры по обеспечению безопасности движения. С этой целью на участках проведения работ до их начала, в соответствии с утвержденной схемой организации движения, устанавливают временные дорожные знаки, ограждения и направляющие устройства, а в необходимых случаях устраивают объезд. Ограждение места работ производят с помощью ограждающих щитов, штакетных барьеров, стоек, вешек, конусов, шнуров с цветными флажками, сигнальных огней.

При составлении схем организации движения в местах проведения дорожных работ необходимо обеспечить выполнение следующих требований:

– предупредить заранее водителей транспортных средств и пешеходов об опасности, вызванной дорожными работами и показать характер этой опасности;

– четко обозначить направление объезда, имеющихся на проезжей части препятствий, а при устройстве объезда ремонтируемого участка – его маршрут;

– создать безопасный режим движения транспортных средств и пешеходов на подходах и на участках проведения дорожных работ.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Исследование влияния возраста образцов, длительного водонасыщения и замораживания – оттаивания на структурно-механические свойства асфальтобетона

Повышенная химическая и гидравлическая активность гранулированного доменного шлака, являющегося одним из компонентов асфальтобетонных смесей, вызвала необходимость сделать некоторые отклонения от стандартной методики испытания горячих асфальтобетонных смесей:

Таблица 4.11. Подбор оптимального содержания битума в асфальтобетонных смесях с добавками гранулированного шлака

Средняя плотность, г/см 3

Іредельї прочности при сжатии, МПа, ри температуре, °С

после водона-сыщения при 20

Гранулированный доменный шлак естественного состава

Гранитные высевки фракции 0-5 мм – 70%; гранулированный доменный шлак – 30%.

Гранитный щебень фракции 5-20 мм – 70%; гранулированный доменный шлак – 30%.

Гранитные высевки – 60%; песок – 34%; молотый гранулированный доменный шлак – 6%

Щебень фракции 5-10 мм – 50%; гранитные высевки фр. 0-5 мм – 30%; гранулированный доменный шлак – 20 %;

Гранитные высевки – 60 %; песок – 34%; известняковый минеральный порошок – 6%

  • 1. Учитывая гидравлические вяжущие свойства минерального материала, физико-механические свойства асфальтобетонных смесей исследовали в различные сроки при выдерживании образцов на воздухе и в воде: в 2; 15; 30; 60; 90 и 180-суточном возрасте [37, 68, 69, 92].
  • 2. Образцы из асфальтобетонных смесей с добавками гранулированного доменного шлака отличаются повышенным во-донасыщением по объему по сравнению с образцами из традиционных асфальтобетонных смесей, что вызывает опасение в отношении их морозостойкости. Для проверки этого образцы из асфальтобетонных смесей с использованием гранулированного шлака испытывались на морозостойкость при 25, 50, 75 и 100 циклах замораживания – оттаивания [36, 37, 41, 52, 61, 67, 69, 72, 83, 87, 106].

Опытные образцы после водонасыщения их под вакуумом в течение 1 часа помещались на 6 часов в холодильную камеру с температурой – 20 °С. Оттаивание образцов происходило в воде при комнатной температуре (+20 °С). За одни сутки производился один цикл замораживания – оттаивания.

Приготовление исследуемых асфальтобетонных смесей и образцов производилось по стандартной методике согласно ГОСТ 12801-98 [17].

При оценке свойств асфальтобетонных смесей, приготовленных с добавками гранулированного шлака, использовались требования ГОСТ 9128-2013 на горячие асфальтобетонные смеси [22].

Покрытия асфальтобетонных дорог работают в сложных условиях. Помимо динамических нагрузок от подвижного транспорта на них воздействуют климатические и временные факторы: длительное водонасыщение, замораживание – оттаивание, возраст покрытия, солнечная радиация и т.д. [5, 62, 63. 65,66, 72, 83, 169].

Асфальтобетоны с добавками гранулированного шлака характеризуются повышенной пористостью по сравнению с асфальтобетонами на природных каменных материалах. При рассмотрении влияния пористости и строения порового пространства на морозостойкость асфальтобетонных материалов, помимо деструктивных процессов, происходящих при замерзании воды, следует учитывать также интенсивность процессов старения битума под воздействием окружающей среды. Старение вяжущих в асфальтобетонных покрытиях с большой пористостью происходит быстрее, чем в плотных смесях.

С течением времени в асфальтобетоне продолжаются процессы структурообразования и старение битума. Поэтому нами были проведены исследования структурно-механических свойств после длительного выдерживания образцов асфальтобетона с добавками гранулированного доменного шлака на воздухе. Результаты испытаний приведены в таблице 4.12. Анализ данных таблицы 4.12 показывает, что практически у всех исследуемых составов асфальтобетона происходит колебание изменения прочности при сжатии при 20 °С около усредненной величины.

Так, например, асфальтобетон из рядового гранулированного шлака (смесь № 1) изменяет предел прочности при сжатии при 20 °С от 2,17 до 2,62 МПа в возрасте 2 и 60 суток выдерживания на воздухе, затем происходит некоторое снижение предела прочности в возрасте 90 суток (2,29 МПа) и некоторое повышение в возрасте 180 суток (2,50 МПа).

Колебания предела прочности при сжатии можно объяснить с позиции диффузной теории адгезии и процессов физико-химического взаимодействия шлаковых материалов с битумом [15,68].

В начальный период при приготовлении асфальтобетонной смеси происходит избирательная диффузия компонентов битума в поры шлакового материала.

Масла, как наиболее подвижная часть битума, диффундируют в поры шлакового материала, а смолы и асфальтобетоны адсорбируются на его поверхности. При этом поверхностный слой обогащается смолами и асфальтенами. В дальнейшем происходят процессы физико-химического взаимодействия битума с поверхностью шлакового материала, образуются кремнийорганические типа – Si – О – R и органо-минеральные соединения типа Me – О – О С [69]. Образование органо-минеральных соединений, которые нерастворимы в воде, ведет к созданию структурномеханического барьера, оказывающего экранирующее действие и снижающего избирательную фильтрацию компонентов битума в поры минерального материала.

Между смолами и асфальтенами, адсорбированными на поверхности шлака, и маслами, продиффундированными в его поры, устанавливается термодинамическое равновесие [69].

Таблица 4.12. Влияние возраста на структурно-механические свойства асфальтобетона

Читайте также:  Щепорез для арболита своими руками: подробное описание

Возраст образцов, сут.

Средняя плотность, г/см 3

Водонасыщение, % объема, после длительного водонасы-

Набухание, % объема, после длительного водонасыщения

Пределы прочности при сжатии, МПа, при температуре, °С

Коэффициенты: Водостойкости/ длитель-ной водостойкости

Гранулированный доменный шлак – 100%; битум марки БНД 60/90-8,5%

Отсев гранитного щебня -70%; гранулированный домен-ный шлак рядовой – 30%; би-тум марки БНД 60/90 – 9%

Продолжение табл. 4.12

Щебень гранитный фракции 5-20 мм – 70%; гранулированный доменный шлак рядовой -30%; битум марки БНД 60/90 -6%

Отсев гранитного щебня – 60%; песок – 34%; молотый гранули-рованный доменный шлак -6%; битум марки БНД 60/90 -6%

Щебень гранитный фракции 5-20 мм – 50%; отсев гранитного щебня – 30%; гранулирован-ный доменный шлак рядовой -20%; битум марки БНД 60/90 – 6%

Отсев гранитного щебня -60%; песок – 34%; известняке-вый минеральный порошок -6%; битум марки БНД 60/90 -6%

В весенний и осенний периоды эксплуатации асфальтобетонные покрытия подвергаются интенсивному воздействию влаги. Этот процесс усиливается вакуумирующим действием шин автомобильного транспорта.

Поэтому были проведены исследования по воздействию длительного водонасыщения на структурно-механические свойства асфальтобетона с добавками гранулированных доменных шлаков. Результаты исследований представлены в таблице 4.13.

Анализ результатов, представленных в таблице 4.13, свидетельствует о достаточной водостойкости асфальтобетона с добавками гранулированного шлака.

Асфальтобетон из гранулированного шлака с битумом одного состава (смесь № 1) несмотря на повышенное водонасы-щение обладает повышенной водостойкостью. Коэффициент водостойкости у этой смеси после выдерживания длительное время в воде выше единицы [92]. Смеси № 2 и № 4 на отсеве гранитного щебня и гранулированного доменного шлака в естественном и тонкомолотом виде также имеют повышенную водостойкость. Коэффициент водостойкости выше единицы.

Эталонный состав асфальтобетона на природных каменных материалах в течение длительного водонасыщения монотонно снижает прочность, и коэффициент водостойкости все время снижается.

Интересно поведение смесей № 3 и № 5 на гранитном щебне с разным содержанием гранулированного доменного шлака.

У смеси № 3 повышено водонасыщение по сравнению со смесью № 5 и соответственно она имеет повышенную пористость по сравнению со смесью № 5.

В первоначальный момент (до 60 суток водонасыщения) у смеси № 3 происходит уменьшение коэффициента водостойкости (0,67), а затем он возрастает (0,94).

У смеси № 5 происходит снижение коэффициента водостойкости при водонасыщении до 90 суток (0,87), затем наблюдается повышение коэффициента водостойкости (0,89). Такое поведение асфальтового бетона с добавками гранулированного доменного шлака объясняется его гидравлическими вяжущими свойствами.

Таблица 4.13. Влияние длительного водонасыщения на структурно-механические свойства асфальтобетона

Продолжительность водонасыщения, сут.

После длительного водонасыщения

Пределы прочности при сжатии, МПа, при темп., °С

Средняя плотность, г/см’

Водонасыщение, % объема водонасыщения

Г ранулированный доменный шлак -100%; битум марки БНД 60/90 – 8,5%

Отсев гранитного щебня – 70%; грану-лированный домен-ный шлак рядовой -30%; битум марки БНД 60/90 – 9%

Щебень гранитный фракции 5-20 мм -70%; гранулирован-ный доменный шлак рядовой – 30%; битум марки БНД 60/90 -6%

Продолжение табл. 4.13

Отсев гранитного щебня – 60%; песок -34%; молотый грану-лированный домен-ный шлак – 6%; би-тум марки БНД 60/90 -6%

Щебень гранитный фракции 5-20 мм -50%; отсев гранитно-го щебня – 30%; гра-купированный до-менный шлак рядовой – 20%; би тум марки БНД 60/90-6%

Отсев гранитного щебня – 60%; песок -34%; известняковый минеральный поро-шок – 6%; битум марки БНД 60/90 -6%

Такое поведение асфальтового бетона с добавками гранулированного доменного шлака объясняется его гидравлическими вяжущими свойствами.

Вода, диффундируя через битумную пленку, попадает на поверхность и в поры гранулированного доменного шлака и вызывает развитие процессов гидролиза и гидратации шлаковых минералов, а где больше водонасыщение, там активнее эти процессы и происходят.

Методами растровой сканирующей электронной микроскопии установлено, что после воздействия длительного водонасы-щения происходит модификация поверхности шлакового стекла (битум извлечен из асфальтобетонной смеси методом экстрагирования на приборе Сокслета спиртобензольной смесью) (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Модификация поверхности шлакового материала после 90 суток водо-насыщения. Битум отэкстра-гирован

Модификация поверхности шлакового материала приводит к возрастанию роли вандерваальсовых сил вследствие увеличения поверхности контакта между битумом и минеральным материалом, так как поверхность новообразований измеряется величинами порядка 100-300 м 2 /г. Основное влияние модификации поверхности шлакового материала, по нашему мнению, заключается в том, что кристаллогидраты армируют битум как по поверхности шлакового материала, так и тот битум, который продиффундировал в поры шлакового материала, т.е. модификация поверхности приводит к усилению диффузионной адгезии между битумом и минеральным материалом.

Вышеприведенные исследования структурно-механических свойств асфальтобетона с добавками гранулированного до менного шлака показывают основное преимущество применения гидравлически активных минеральных материалов по сравнению с природными каменными материалами, когда воздействие влаги приводит не к деструкции материала, а, наоборот, к значительному упрочнению системы.

Шлаковый асфальтовый бетон к моменту начала водонасыщения обладает коагуляционной структурой. В последующем в результате модификации поверхности, гидролиза и гидратации шлаковых минералов структура асфальтобетона из коагуляционной превращается в коагуляционно-конденсационную, упрочненную кристаллическими сростками в местах контакта шлаковых зерен [33, 37, 50, 51, 55, 59, 68, 69, 100].

Недостаточная коррозионная устойчивость – наиболее частая причина преждевременного разрушения асфальтобетонных покрытий. Асфальтовый бетон разрушается главным образом при длительном или периодическом увлажнении и особенно в результате попеременного замораживания – оттаивания [16, 111, 115, 147, 150].

Помимо действия воды при ее замерзании в порах адсорбционные слои воды, понижая поверхностную энергию, облегчают образование новых поверхностей в асфальтобетоне при его деформировании. Разрушающий эффект усиливается расклинивающими действиями водных пленок, разъединяющих минеральные зерна и отслаивающих битумные слои [134, 135].

Исследованию влияния структурных элементов на морозостойкость асфальтобетона посвящены работы И.А. Рыбьева, Л.Б. Гезенцвея, Н.В. Михайлова и др. [16, 122, 150]. Для упрочнения структуры асфальтового бетона и повышения морозостойкости асфальтобетонных покрытий Л.Б. Гезенцвей рекомендует вводить известь в количестве 2-3 % [16], а И.А. Рыбь-ев – цементное молоко [150].

При рассмотрении влияния пористости и строения порового пространства на морозостойкость асфальтобетонных материалов помимо деструктивных процессов, происходящих при замерзании воды, следует учитывать также интенсивность процессов старения битума под воздействием окружающей среды. Старение вяжущих в асфальтобетонных покрытиях с большой пористостью происходит быстрее, чем в плотных смесях.

Чтобы защитить покрытие от морозных воздействий, в асфальтовые бетоны добавляют минеральный порошок. В этом случае капилляры в покрытии будут в достаточной мере замкнуты, поскольку дисперсные частицы прерывают капиллярное движение воды и в то же время дают возможность расширения капилляра при большом давлении. Образование замкнутых капилляров при наличии мельчайших частиц минерального порошка предотвращает разрушение покрытий при замерзании воды [176].

Добавки активированного минерального порошка способствуют не только улучшению структурных связей и увеличению плотности асфальтобетона, но и получению более однородной мелкопористой структуры этого материала, характеризующейся большим количеством замкнутых пор, которые в соответствии с представлениями С.В. Шестоперова [176] играют роль микроамортизаторов, гасящих давление замерзающей воды.

Гидрофобизирующие кремнийорганические добавки в асфальтобетонные смеси способствуют образованию структурномеханического барьера и, следовательно, повышают его морозостойкость [16].

Гранулированные доменные шлаки являются гидравлически активными минеральными материалами, имеют микропористую структуру, и поэтому можно предположить, что асфальтовый бетон с добавками гранулированного доменного шлака будет обладать достаточной морозостойкостью.

Нами были проведены исследования структурно-механических свойств асфальтобетона с добавками гранулированного доменного шлака естественного зернового состава после воздействия знакопеременных температур. Результаты исследований представлены в таблице 4.14.

Анализ результатов, представленных в таблице 4.14, свидетельствует о повышенной морозостойкости асфальтобетона с добавками гранулированных доменных шлаков по сравнению с асфальтобетоном на природных каменных материалах.

Коэффициент морозостойкости у асфальтобетона, минеральная часть которого состоит из одного гранулированного шлака (смесь № 1), после воздействия циклов попеременного замораживания – оттаивания существенно возрастает. Происходит существенный рост предела прочности при сжатии при температуре +20 С.

Таблица 4.14. Влияние замораживания-оттаивания на структурно-механические свойства асфальтобетона

Количество циклов замораживания -оттаивания

Оценка качества асфальтобетона

От качества асфальтобетона зависит надежность, устойчивость конструкций и, что наиболее важно – человеческая жизнь. Асфальт применяют в дорожном строительстве, укладке пола промышленных зданий, аэродромном покрытии и т.д. Качество асфальтовой смеси, а также непосредственное ее использование – решающие факторы. Качество бетона зависит от целого ряда факторов:

  • климатические условия;
  • конструкция дорожного полотна;
  • свойства материалов для смеси;
  • интенсивность дорожного движения на конкретной части дороги;
  • производится ли контроль над текущем состоянием (проводится ли рециклинг).

Перед использованием асфальтобетон должен пройти некоторые тесты на устойчивость, водостойкость, износостойкость и прочее. Подобный отбор проводит специализированная лаборатория, которая сможет, в случае успешного прохождения, предоставить гарантии на материал.

Каким должен быть качественный асфальт?

Первый этап создания асфальтобетона – приготовление смеси. От верных пропорций, особенной рецептуры, технологий приготовления и укладки зависит качество материла. Производством смесей занимаются сертифицированные предприятия, на которых каждый этап приготовления отслеживается и фиксируется. Следующий этап – укладка асфальта. Если компания, которая ведет дорожные работы, неправильно транспортировала материал (в несоответствующей температуре), качество ухудшается.

  • минимально пружинит;
  • разметка не стирается и легко наносится;
  • прочный и надежный;
  • обладает водоотталкивающими свойствами;
  • ровность асфальтобетонного покрытия;
  • имеет акт качества и гарантии от производителя.

Вернуться к оглавлению

Методы оценки качества бетона

Современная оценка качества бетона может проводиться вне лабораторных условий (ранее такой возможности не было). Контроль над качеством осуществляют специальное переносные приборы – плотнометры. Техника прямо на месте определяет уровень плотности покрытия, уровень устойчивости к нагрузкам и водонасыщение.

Лаборатория все еще остается востребованным методом проверки качества. Здесь могут дать более развернутую информацию обо всех возможных факторах и свойствах. Испытание асфальтобетона занимает несколько дней. Для проведения анализов берется несколько проб асфальта. Затем образцы подвергаются воздействиям разного характера, чтобы проверить качество и устойчивость материала.

Определение состава

Перед укладкой дорожного полотна состав проектируют в соответствии с нормами эксплуатации. Проектировка помогает заранее определить будущие свойства бетона, менять их, в соответствии с нужными функциями. В первую очередь, при проверке состава, смотрят на соотношения битума и минеральных веществ. Их соотношение влияет на однородность материала и, соответственно, на качество. Образцы тестируются и проверяются лабораторно.

Состав определяют в асфальтоанализаторах (они разработаны в Европе). Процесс длится не больше часа. Бетон разделяют на составные части:

  • каменная;
  • минеральная;
  • битум.

Битум и твердые материалы не разрушаются и подвергаются дальнейшим исследованиям. Проводят испытания песка и каменных масс. Температура распада составляет 80 °C.

Оценка устойчивости в колееобразованию

В каждой стране действуют ГОСТы для регламентации устойчивости бетонных растворов к сдвигам и разрушениям. Существует метод прогнозирования (достаточно давно используется в странах Европы и Америки). Таким образом можно оценить колею, которая продавлена колесом.

Устройство, используемое для прогнозирования – секторный уплотнитель. С его помощью можно приготовить бетонную смесь, которая будет максимально похожа на ту, которую используют для дорожного покрытия. Полученные образцы погружают в установку уплотнителя. В нем происходит имитация механических повреждений материала. После эксперимента моделируются специальные графики колееобразования, которые учитывают:

  • глубину впадин;
  • приблизительные условия эксплуатации;
  • граничные сроки использования дорожного полотна;
  • качества и устойчивость к деформации асфальтобетона.

Вернуться к оглавлению

Испытания в условиях отрицательных температур

Низкие температуры меняют вязкостные характеристики асфальтобетона. По сути, меняются свойства асфальтовой смеси. Состав становится более хрупким, не выдерживает динамическое напряжение, становится менее устойчивым. Из готовый смеси делают балку, которую помещают в специальные климатические камеры (перепады температур до -40°C).

Тесты, которые проводятся в климатических камерах:

  • Температуру понижают примерно до -40°C. Образцы, которые помещены в камеру, тянут до состояния разрушения.
  • Температуру постепенно понижают, но никаких действий над балкой не производится. Появляется напряжение в балке, его контролируют и изучают. После серий понижения температуры, балка разрушается окончательно.
  • Балку начинают нагружать специальными материалами, затем резко снимают груз. Рассчитывают время напряжения и расслабления материала.
  • Выставляют постоянную температуру, при которой материал растягивают с поступательной интенсивностью. Измеряют деформацию бетона, фиксируют возможные параметры нагрузки. В результате получаем значения эластичности и вязкости асфальта.

Подобные испытательные системы стремительно набирают популярность. Производители разрабатывают более новое и качественное оборудование , чтобы завоевать рынок.

Динамические испытания асфальтобетона

Испытания асфальтобетона нужны для того, чтобы оценить некоторый перечень свойств бетона. Из материала формируют балку либо цилиндр. Образцы кладут в специальное оборудование. Во время тестов меняется режим нагрузок, усиливается или понижается давление и т.д. После испытаний, устанавливают ряд характеристик:

  • жесткость;
  • устойчивость к механическим повреждениям;
  • сроки использования;
  • водонасыщение.

Оборудование, которое проводит испытания, формирует индивидуальные программы для каждого клиента. Вы задаете параметры, которые хотите узнать и специально для вас составляют программу исследований

Прием готового материала

После ряда проверок асафальтобетон должны принять для дальнейшего использования. Как происходит приемка:

  • после взятия нужных проб, делаются контрольные замеры;
  • проводится специальный отбор путем дополнительных тестов;
  • конструкции принимаются до того, как поверхности затрутся.

Для того, чтобы засвидетельствовать качество полученного материала, составляется специальный документ – акт испытаний материалов. Приемка материала предъявляется рабочей комиссии. Предоставляются документы, архив испытаний и полученные результаты. Если рабочая комиссия согласовывает использование материала, приемка проходит успешно, а материал отправляется на производство. Вместе с материалом на производство направляют рекомендации касательно будущие функций бетона:

  • правильна использования;
  • водонасыщение асфальтобетона;
  • отправка проб (для наглядности);
  • какая нужна формовка для данного материала;
  • отбор средств, рекомендованных к использованию;
  • гарантии;
  • акт испытаний материалов (для подтверждения).

Вернуться к оглавлению

Заключение

Качество – решающий фактор отбора асфальтобетона. Компании, которые занимаются дорожным строительством, должны давать 100% гарантии качества своей работы. Отбор бетона происходит на первичной стадии подготовки к работам.

Перечень проб, который устанавливает лаборатория, в обязательном порядке должен быть предоставлен производителем. В первую очередь, именно производитель должен позаботиться о качестве своей продукции и асфальтобетоне, соответствующему ГОСТам.

Не используйте продукцию, образцы которой не были исследованы. Перед тем, как приобрести материал, попросите предоставить гарантии на него. К каждому асфальтобетону должен быть предоставлен документ, подтверждающий качество (с наличием проб и образцов).

Ссылка на основную публикацию