Что входит в состав асфальтобетонной смеси

Асфальтобетоном называют дорожное покрытие, полученное за счёт укладки и трамбования композиционного материала с заданными свойствами. Состав асфальтобетонной смеси зависит от её типа, определяемого назначением и требованиями к прочности и водонепроницаемости, и может отличаться не только количеством того или иного компонента, но и видами применяемых добавок и вяжущих. Их соотношение с твёрдым заполнителем и обеспечивает асфальтобетонной смеси требуемые характеристики.

Виды асфальтобетона

На количественный состав смеси влияет не только марка асфальтобетона, которую нужно получить в итоге, но и её разновидность. Поэтому прежде чем говорить об ингредиентах, дадим краткую классификацию смесей.

По виду каменного наполнителя асфальтобетонные смеси бывают:

• песчаными;
• гравийными;
• щебёночными.

В зависимости от температуры битума, исполняющего роль вяжущего, смеси бывают:

1. Холодные, на жидком битуме – монтируют при температуре от +5 градусов.
2. Тёплые составы укладывают при температуре +70 градусов.
3. Горячие смеси укладывают при температуре +120 градусов.

Примечание: В зависимости от зернового состава тёплые и горячие смеси делят на: песчаные (до 5 мм); мелкозернистые (до 20 мм) и крупнозернистые (40 мм). Холодные составы бывают только мелкозернистыми и песчаными.

Асфальтобетоны делят на типы, в зависимости от процентного содержания в них каменного наполнителя:

• 50-60% — тип А;
• 40-50% — тип Б;
• 30-40% — тип В.

Горячие смеси высокой плотности должны содержать не менее 50% щебня (но не гравия). Высокопористые смеси бывают щебёночными и песчаными. Холодные смеси могут изготавливаться как на щебне, так и на гравии, и в зависимости от количества наполнителя делятся на подтипы Бх и Вх.

Песчаные асфальтобетоны – как горячие, так и холодные, классифицируют по виду применяемого песка:

1. из отсевов дробления (типы Г и Гх);
2. на природных песках (типы Д и Дх).

Марки асфальтобетона и их характеристики, все типы, составы и требования к компонентам приведены в ГОСТ 9128*2013.

Материалы для изготовления асфальтобетона

Существует несколько разновидностей асфальтобетонов, которые выпускают по разным стандартам. Например – по ГОСТ 31015*2002 (смеси асфальтобетонные и щебеночно-мастичные асфальтобетоны), или ГОСТ 54401*2020, где представлены требования к литому асфальтобетону. Их отличают температурный режим укладки и зерновой состав каменного наполнителя, но основные ингредиенты одинаковы.

Битум как основное вяжущее асфальтобетона

В зависимости от вида асфальтобетонной смеси, для её приготовления может использоваться как вязкий, так и жидкий нефтяной битум. Вот по какому принципу его применяют и маркируют (температура размягчения/условная твёрдость):

1. Вязкие битумы:
   • БНД 40/60 – БНД 90/130 для горячих смесей;
   • БНД 130/200 – БНД 200/300 для тёплых смесей.
2. Жидкие битумы:
   • СГ 130/200; МГ и МГО 1230/200 для тёплых смесей;
   • СГ, МГ и МГО 70/130 для холодных смесей.

Битумы БНД (вязкие) имеют более широкие температурные интервалы пластичности, теплостойки и лучше сцепляются с грунтовой поверхностью, но быстрее стареют. МГ и СГ получают путём разжижения исходного вязкого битума нефтепродуктами. МГО и сам по себе представляет собой окисленный нефтепродукт.

Марка битума для смеси подбирается исходя из климатических особенностей региона и категории строящейся дороги. Рекомендуемая область применения каждой марки обычно приводится в табличной части соответствующего стандарта.

Вязкие битумы типа БНД могут быть изготовлены не только в заводских условиях, но и на специальной бескомпрессорной установке, которые обычно имеются в распоряжении крупных дорожно-строительных организаций.

Качество битума определяется свойствами сырья, поэтому к нему стандартами тоже предъявляются определённые требования. Чтобы получить хороший битум, важно соблюдать температурный интервал окисления (180-240°С). Его снижение не только негативно влияет на производительность процесса, но и ухудшает характеристики готового продукта.

Жидкие битумы выпускаются на нефтеперерабатывающих предприятиях и транспортируются к месту применения в герметичных цистернах. При отсутствии заводского битума МГ, его можно изготовить разжижением БНД 60/90 дизтопливом с добавлением ПАВ. Контролировать количество того и другого должна строительная лаборатория, ведь и в этом случае качество готового продукта должно соответствовать ГОСТ 11955.

Гравий и щебень

Почти в любой состав асфальта для дорожного покрытия, за исключением песчаного, входит крупно- или мелкозернистый каменный наполнитель. К категории таковых относят:

• Щебень – получают дроблением шлаков, горных и битумосодержащих пород.
• Гравий – природный и из отходов промышленного производства.
• Местные каменные материалы – отходы горнорудного производства.

Главной характеристикой щебня является его сопротивление раздавливанию в цилиндре — по этому показателю и устанавливается марка прочности. Если высокой прочности от покрытия не требуется, для изготовления асфальта может использоваться не гранитный щебень марки 600-800, а известняковый, марки 300-400. Но такой материал предварительно обрабатывают смесью битума и анионного поверхностно-активного вещества, соотношение которых подбирается в зависимости от требуемых характеристик.

Важно: Для изготовления асфальтов используют щебни в форме куба или тетраэдра (треугольной пирамидки). Лещадные и игольчатые камни при уплотнении могут раздавливаться, поэтому их содержание строго ограничивается стандартом.

Допускать раздавливания щебня нельзя, так как в асфальтобетонах типов А и Б он воспринимает основную нагрузку, а его количество составляет до 70% от общей массы. От формы наполнителя и гладкости его поверхности так же зависит сдвигоустойчивость, поэтому для высокопрочных покрытий и применяется только щебень. Гравий если и используется, то обязательно должен быть дроблёным.

Песок в составе асфальтобетона

Для изготовления битумного, полимербитумного и щебеночно-мастичного асфальтобетона применяют не только природные пески, но и продукты дробления горнорудных пород и металлургических шлаков, отсевы. Качество песка оказывает немалое влияние на свойства готового покрытия, существенно повышает его устойчивость к сдвигу.

Благодаря мелкому наполнителю асфальт дольше сохраняет поверхностную шероховатость, особенно когда используются пески изверженных пород. Так как дроблёные пески и отсевы дробления ухудшают удобоукладываемость смесей, ГОСТ рекомендует вводить в состав не менее 30% природного песка. Технологические свойства таких смесей обеспечиваются добавлением минеральных порошков, гидратной извести и других активаторов.

Минеральные порошки

Минеральными порошками, которые обязательно вводятся в состав асфальтобетона, называют:

• продукты измельчения горных карбонатных пород (доломитов, известняков);
• порошок золы уноса и золошлаковых смесей – отходов ТЭС и цементных заводов;
• пыль ферросплавного производства;
• отходы обогащения угля, называемые флотохвостами.

Свойства таких добавок регулирует ГОСТ 52129*2003. Для них характерна высокая степень измельчения, что позволяет увеличить битумоёмкость асфальтобетонных смесей.

Поверхностно-активные добавки — заключение

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) составляют наименьший процент от общей массы любой смеси, но именно они регулируют многие характеристики готового покрытия и облегчают процесс приготовления асфальтобетонов. В их производстве применяют ПАВ катионного типа (на основе солей аминов), анионные (на основе карбоновых кислот) и некоторые твердотопливные смолы.

Конкретный выбор вещества и процент его концентрации осуществляется в зависимости от вида применяемого битума и минеральных наполнителей, хотя имеет значение и требуемый коэффициент водостойкости.