Асфальт бетон: Что лучше асфальт или бетон: плюсы и минусы

Определяя тип покрытия, стоит учитывать и то, какой тип площадок заливается. Так, асфальт идеально подходит для крытых стоянок авто, тротуаров, садовых дорожек. Материал прочный, не предполагает просадки и возможности прорастания травы, скопления мусора. Покрытие ровное и гладкое, сравнительно недорогое.

Но асфальт боится солнца, поэтому на открытых площадках может выделять неприятный аромат, размягчаться. При плохой трамбовке может проседать под авто. Обязательно требует специальной техники, поэтому там, где нет подъездов, обустроить покрытие не удастся, как и выполнить все работы своими руками. Стоимость укладки порой в несколько раз превышает цену материала. Уход за асфальтированными дорогами дороже обходится, но зато смотрится такое покрытие красиво, эстетично.

Бетон – надежный и простой материал, недорогой, выдерживает немалые нагрузки, поэтому может использоваться для обустройства любых площадок и дорожек, подъездных путей. Если бетонная поверхность армируется, то покрытие может использоваться для любых нужд и выдерживать вес тяжелых автотранспортных средств.

Бетонную смесь можно укладывать самостоятельно либо заказать готовую на заводе, выбрать нужный уровень прочности, улучшить определенные характеристики за счет добавок, повысив морозостойкость, прочность и т.д. (в случае с асфальтом такой возможности нет). Поэтому бетон подходит для более сложных условий и требований, он более безопасен, чем асфальт, не выделяет никаких веществ.

Смотрится бетон хуже, чем асфальтовое покрытие, поэтому если ключевым критерием выбора является эстетика, такой вариант не актуален. Обычный бетон при условии самостоятельной укладки предполагает меньшие затраты, материал намного дешевле применять и готовить.

Что же выгоднее?

При равных условиях монтажа покрытий технические характеристики асфальта и бетона примерно одинаковы. Обоими материалами можно залить площадку любой формы, но для работы с асфальтом нужен подъезд, для самостоятельной укладки бетона – нет.

Определенные свойства бетона (стойкость к морозу, химикатам, прочность) можно улучшить, добавив различные присадки, асфальт – нет. Укладка асфальта и ремонтные работы обходятся значительно дешевле бетонирования (особенно с армированием). Но бетон более прочный, может выдерживать значительные нагрузки, регулярного ухода и ремонта не требует вообще при условии правильной укладки бетонной смеси.

Асфальт более эстетичен, но боится высоких температур, поэтому для покрытия открытых участков у дома не подходит. Требует тщательной предварительной трамбовки (желательно специальным инструментом), в противном случае может проседать. Асфальт можно ремонтировать (заделывать ямы, трещины), используя битум, специальные герметики, бетон нужно снимать всем слоем и заливать заново.

Можно сделать вывод, что бетон более универсален, так как может использоваться для покрытия любых дорог и площадок своими руками, с добавками не боится ничего, ухода не требует, служит долго, ремонту не подлежит. Асфальт смотрится намного эстетичнее, укладывается с использованием спецсредств, капризен в монтаже, боится высоких и низких температур, требует регулярного ухода, но обходится дешевле, предполагает ремонт.

Выбирать асфальт или бетон следует с учетом предполагаемых нагрузок, особенностей расположения площадки, доступности материала, возможности привлечь работников и спецтранспорт, требований к эстетике и прочности покрытия. Можно выбрать какой-то один материал либо обустроить отдельные объекты бетоном и асфальтом в соответствии с вышеперечисленными факторами.

Асфальтобетонная смесь: виды, применение, особенности

Асфальтобетонная смесь – один из наиболее распространенных современных материалов, применяемых в дорожном строительстве, который состоит из щебня разной фракции, кварцевого песка, особого минерального порошка и битума. Все это перемешивается в нужных пропорциях в горячем виде, а потом выкладывается в качестве дорожного покрытия. Классифицируется по ГОСТу 9128-2009.

Благодаря своему составу стройматериал обеспечивает оптимальную фактуру поверхности, может использоваться сразу же после укладки, легок в работе, эксплуатации, ремонте, обладает длительным сроком службы и прекрасными техническими характеристиками.

Что такое асфальтобетон – определение

Асфальтобетон – это безобжиговый искусственный стройматериал, который получают при уплотнении оптимально подобранной и приготовленной специально для укладки на подготовленное основание смеси минерального материала (песок, щебенка, минеральный порошок и другие) и битума (иногда дегтя). В зависимости от фракции материалов и их пропорции дорожный материал делится на несколько видов, каждый из которых демонстрирует определенные свойства и характеристики.

Применение

Асфальтобетонные смеси применяют для создания твердого покрытия пешеходных зон, автомобильных дорог, рулежных дорожек и взлетно-посадочных полос аэродромов, различных площадок и иных поверхностей. Часто жидкая асфальтовая смесь применяется в ямочном ремонте. Она не требует уплотнения и выравнивания после укладки, дает возможность точно совместить поверхности покрытия старого и свежеуложенного, быстро застывает, позволяя через минимальный промежуток времени открывать движение.

Для покрытий тротуаров, декорирования пешеходных дорожек, разделительных полос, выделения определенных участков дорожного полотна используют цветной материал. Нужного эффекта удается достичь за счет рифления, тиснения, а также добавления в состав разноцветных минералов (песок из гранита, мрамора, цветной камень, пигменты).

Виды смесей

Смеси асфальтобетонные дорожные дифференцируются на виды в соответствии со свойствами, составом, пропорциями компонентов и т.д.

Общая классификация:

1) По объему содержания щебня в составе – марка А (50-60%), Б (от 40% до 50%), В (30-40%). Марки Г и Д – песчаные, в них щебня нет вообще. Также выделяют горячие асфальтобетонные смеси с высокой плотностью, в которых объем гравия или щебня превышает 50-60%.

2) По фракции минеральных зерен – песчаные композиции (максимальное зерно песка составляет 5 миллиметров), крупнозернистые (до 40 миллиметров), мелкозернистые (зерно меньше 20 миллиметров).

3) По используемому материалу – щебеночные, гравийные, песчаные композиции.

4) По температуре в момент укладки асфальта – холодные (при распределении температура должна быть равна примерно +5С), горячие (распределяются при температуре минимум +120С).

5) По плотности – пористость минеральной части холодной смеси составляет 6-10%, горячих существует несколько: высокоплотные (остаточная пористость 1-2.5%), плотные (от 2.5 до 5%), пористые (около 5-10%), высокопористые (10-18%).

По типу вяжущих и условий эксплуатации:

• Классические смеси – используются для устройства автомобильных полотен, городских тротуарных и дорожных покрытий.
• Щебеночно-мастичная смесь – в нее добавляются стабилизирующие волокнистые добавки (это может быть целлюлоза и т.д.), актуальна для строительства магистралей, отличающихся высокой пропускной способностью.
• Полимерасфальтобетонные – в состав вводятся пластификаторы, сополимеры, позволяющие сделать более прочными и долговечными дорожные покрытия аэродромов, мостов, проезжие части промышленных предприятий и т.д.
• Отдельно стоит выделить органоминеральные смеси, которые создают благодаря смешиванию известняка и битума, а применяют в процессе ремонта дорожного полотна.

Состав

Рассчитывая, из чего состоит композиция, стоит выделить две группы компонентов: органическое вяжущее вещество и минеральный наполнитель. Проектирование конкретного состава осуществляют с учетом физико-химических свойств материала и нормативных требований.

Основные компоненты смеси асфальтно-бетонной:

1) Щебень либо гравий – для предотвращения ползучести, повышения срока службы нужно, чтобы вяжущее вещество хорошо сцеплялось с зернами заполнителя. Для этого используется чаще всего щебень плотных горных пород и метаморфических карбонатных (чаще известняки, доломиты), в форме куба. Количество пластинчатых зерен должно составлять максимум: 15% для марки А, 25% для Б, 35% для марки В. Объем пылеватых или глинистых включений не должен превышать 1-2%. Щебенку берут с размером зерна 10-40 миллиметров.

Песок и гравий, включенные в состав композиции, должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ8736-93. «Песок для строительных работ.» (106кБ) и ГОСТ 8267-93. «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ.» (179кБ).

2) Песок – отсев дробления щебня или природные залежи (не речной песок) разных фракций ввиду того, что фракции одного размера увеличивают пористость слоя. Песок может быть крупнозернистым (Мк 2.5), среднезернистым (Мк 2.0-2.5) и мелкого зерна (Мк 1.0-2.0). По прочности мелкие заполнители не должны быть марки ниже 1000, максимальный объем глинистых частиц – 0.5%.

Дробленый природный песок и износостойкий высокопрочный щебень обеспечивают нужную шероховатую фактуру покрытия. Песок с минеральным порошком выступает в качестве лигатуры, которая структурирует битум, влияет на устойчивость к теплу, вес и плотность, дает необходимую прочность дороги.

3) Минеральный порошок – должен быть достаточно мелкого помола, чтобы при рассеве во влажном состоянии легко проходил через сито с отверстиями 1.25 миллиметров. Коэффициент гидрофильности не должен превышать единицу. Количество и качество порошка при одинаковых пропорциях других составляющих напрямую влияют на структуру вяжущего. Если порошка слишком много, покрытие будет менее прочным (особенно при минусовых температурах).

4) Битум – продукт переработки нефти, выступает в роли вяжущего, склеивая все крупные компоненты и заполняя промежутки между ними, делая асфальтовую смесь водостойкой и прочной. Битум может быть вязким и жидким, уровень вязкости указывается в документации, зависит от температуры и составляющих. Нужно помнить, что при повышении температуры показатель вязкости понижается, при понижении – вырастает. При минусе вяжущее схватывается и становится очень хрупким.

Марки дорожного битума – БНД 40/60, 60/90, 90/130, 130/200. Вязкие составы применяются для создания смесей любой температуры, выступают главным сырьем для приготовления жидкого продукта при условии добавления разных растворителей. Зимой обычно используют жидкий продукт, со специальными разжижителями и присадками, они в процессе твердения покрытия испаряются и придают битуму обычное состояние.

Требования к смесям

Государственные стандарты требуют, чтобы содержание пластинчатых зерен в щебне (гравии) составляло максимум 15% для марки А и высокоплотных растворов, 25% для марки Б и Бх, 35% для марки В и Вх.

Производиться стройматериал должен на производстве с соблюдением всех правил и норм, отгружаться в самосвал, поставляться лишь после тщательных испытаний и просчета свойств будущего покрытия с учетом требований и особенностей эксплуатации. Чтобы избежать появления неровностей и выбоин, материал нельзя подвергать расслоению (сегрегации), которое становится причиной неверного распределения вяжущего, пузырьков воздуха и зерен в композиции и ведет к быстрому разрушению слоя после завершения работ.

Марки и типы асфальтобетона

Существует всего две марки асфальтобетона и их характеристики довольно существенно отличаются, что объясняется разной прочностью каменного материала. В составах первой марки используют щебень 1000-1200, второй – 800-1000.

Характеристика и типы асфальтобетонных смесей:

Марка I – структура асфальтобетона разная, эта категория объединяет непохожие материалы. Сюда относятся песчаные, гравийные, пористые и высокопористые (горячие и холодные аналоги), плотные А, Б, Г и высокоплотные составы, Бх, Вх, Гх. Общий знаменатель – максимальная прочность материала для своего состава. Такие марки применяются там, где нужно обеспечить очень высокую прочность, обычно в качестве нижнего слоя полотна.

II – «обыкновенный» асфальтобетон, который используется в самых разных сферах строительства и эксплуатации. Сюда относят пористые, плотные А, Б, В, Г, Д, высокоплотные асфальты, Бх, Вх, Гх, Дх. Ими покрывают верхний слой дорог, актуально для ремонтных работ, благоустройства парков и дворов, обычных дорог и т.д.

III – наименее прочный и самый плотный (Б, В, Г, Д) материал, в котором нет щебня, но есть минеральные порошки и песок. Обычно используется для ремонта и устройства дорог, которые не будут выдерживать серьезных испытаний и нагрузок – тротуары, пешеходные дорожки, приусадебные площадки, ямочный ремонт в дорожном строительстве.

Особенности

Подбирая композицию, необходимо учитывать в первую очередь свойства асфальтобетона, которые определяются составом. Основные задачи: уплотнение горячего материала, определение уровня пористости, испытания для подтверждения соответствия требованиям. При проектировании соблюдают все нормы и стандарты в поисках оптимальных характеристик дорожного покрытия и его долговечности.

Этапы проектирования композиции:

1. Определение качества и просчет характеристик исходных ингредиентов, оценка их соответствия требованиям указанной марки

2. Просчет объема минеральной части

3. Вычисление оптимального объема битума

4. Составление спецификации композиции по данным подробного исследования ее физико-механических характеристик

Все виды асфальтобетона производятся так:

• Подбор сырья и определение его качества
• Просчет объема необходимых компонентов для нужного количества продукта
• Просчет стоимости заказа
• Загрузка сырья в специальный бункер для предварительной дозировки
• Сушка минеральных материалов, прогревание до нужной температуры
• Сортировка по фракциям, подача на высокоточный весовой дозатор
• Прогрев вяжущего вещества до нужной температуры (в соответствии с типом композиции), взвешивание, дозировка
• Подача всех компонентов в смеситель

Рекомендации по укладке

Сначала очищается от пыли и грязи основание с привлечением поливных систем и машин со специальными щетками. Устраняются все неровности, основание обрабатывается битумной мастикой. Материал производят в заводских условиях либо в передвижных установках, отгружают в кузов самосвала, транспортируют на место, загружают в бункер укладочной машины.

Рабочие укладывают покрытие собственноручно или специальной машиной-укладчиком, которая распределяет, выравнивает, уплотняет. Кладут 1-2 слоя на основание с содержанием гравия или щебня. Толщина нижнего слоя составляет 4-5 сантиметров, его выполняют из смеси со средней или крупной фракцией с пористостью 5-10%. Наружный слой укладывается толщиной в 3-4 сантиметра из асфальта мелкой или средней фракции с пористостью 3-5%. Окончательно уплотняется машиной.

Если речь идет о высоких нагрузках и интенсивном движении, покрытие кладут в 3-4 слоя общей толщиной 11-15 сантиметров.

При укладке тротуаров порядок работ такой же, но с некоторыми нюансами: установка бортовых камней для разделения дороги и тротуара, укладка основания (асфальтобетон из шлака, камня, кирпичного боя, крошка из старого материала) толщиной 10-15 сантиметров, разравнивание, уплотнение, покрытие наружным слоем толщиной 3-5 сантиметра.

Щебень

В работе с щебеночно-мастичной смесью нужно проявлять осторожность, так как ее температура равна примерно +150С. Классификация асфальтобетонных смесей по фракции щебня указана выше. Стоит упомянуть литые смеси, которые используются в ремонте и строительстве разных покрытий круглый год, в качестве верхнего слоя. Температура отгружаемой композиции составляет 220 градусов, поэтому работы можно проводить даже на морозе.

Материал транспортируется в специальном теплоизоляционном бункере, где работают горелки и смесители, подогревающие и перемешивающие ингредиенты. Стелить такой асфальт можно даже на мокрое основание.

Правила приемки

Для создания запаса раствора используют перегружатели – специальные машины, обеспечивающие бесперебойную работу укладчика или людей, которые выполняют работу. Именно этот транспорт применяют в процессе приемки асфальтобетона из автотранспорта непосредственно в укладчик.

При приемке нужно учитывать такие нюансы. Сам процесс проводят партиями односоставного материала, который производился в одну смену на заводе. Вес горячих составов, принимаемых за один раз, не должен превышать 600 тонн, холодных – максимум 200 тонн. Объем раствора считается по весу (для его определения применяют специальные весы). При погрузке на корабль по завершении приемки обязательно измеряется осадка судна.

Чтобы подтвердить соответствие продукта требованиям, проводят ряд испытаний: предел прочности при разной температуре, стойкость к внешним воздействиям, водонасыщение, определение зернового состава. Завершив их, покупателю выдают документ соответствия, отдельный для каждой партии груза.

Расход и плотность стройматериала

Уплотнение и качество асфальта зависят от определяемых государственным стандартом свойств. На плотность и вес кубического метра состава влияет используемый песок: кварцевый дает вес 2200 килограммов на 1м3, шлаковый – 2350 1м3. Бетон с крупной фракцией щебня весит больше, в среднем около 2100 килограммов. Расчет веса важен для определения нужного объема материала, просчета его стоимости, привлечения соответствующей техники, подготовки основания и т.д.

Расчет расхода раствора:

• Определение площади территории и толщины покрытия – для примера можно взять 100 квадратных метров и толщину в 1 сантиметр.
• Для покрытия 1 квадратного метра дороги слоем указанной толщины (1 сантиметр) нужно 25 килограммов асфальта. Для площадки в 100 м2: 25 х 100 = 2500 килограммов.
• Один кубический метр вмещает около 2250 килограммов материала – значит, на покрытие площадки из примера нужно: 2500 : 2250 = 1.10-1.11 м3 состава.

Вывод

Конкурентоспособных аналогов у асфальтобетонной смеси сегодня не существует. Оптимальная стоимость, прекрасные эксплуатационные и функциональные характеристики, простота в работе, возможность менять свойства путем варьирования составляющих и их пропорций делают материал самым популярным и подходящим для обустройства дорожных покрытий разнообразного назначения и типа.

виды и характеристики, технология устройства

Асфальтобетонное покрытие — уплотненный слой искусственного строительного материала, состоящего из минерального порошка, заполнителей и битумного вяжущего. Смесь обладает ценными свойствами, которые нашли применение в прокладке дорог, устройстве взлетных полос, пешеходных коммуникаций, объектов ландшафтной архитектуры.

История асфальтобетонных покрытий уходит корнями в глубокое прошлое. Американские инки строили великолепные дороги из камней, проливая стыки природным битумом. Нововведение попало в Европу гораздо позже. На смену каменной и деревянной брусчатке появился асфальтобетон. Сегодня это наиболее распространенный материал для строительства дорог.

Виды и применение

ГОСТ 9128-2013 классифицирует асфальтобетоны на несколько видов в зависимости от минерального заполнителя:

• песчаные;
• гравийные;
• щебеночные.

Смеси изготавливают горячим или холодным способом. В первом случае используют вязкий или жидкий битум, а температура укладки составляет 110° и выше. Для холодного асфальтобетона применяют только жидкое вяжущее. Укладывают покрытие при температуре от 5°С.

В зависимости от характеристик компонентов различают следующие виды асфальтобетонных смесей:

• Песчаный асфальтобетон изготавливают на основе заполнителей фракций до 10 мм. Материал слабо сопротивляется износу. Применяется для устройства тротуаров, велосипедных или пешеходных дорожек, детских площадок.
• Мелкозернистый асфальтобетон содержит зерна крупностью до 20 мм. Используется для покрытия улиц, автотранспортных путей, аэродромов. Склонен к пластическим деформациям и образованию колеи, поэтому его модифицируют различными добавками.
• Крупнозернистый асфальтобетон применяют для формирования нижних слоев дорожных одежд. В его составе щебень или гравий размером до 40 мм. Для заполнения пустот между крупными частицами и увеличения плотности добавляют песок.

Плотные щебеночные или гравийные составы соответствуют следующим типам асфальтобетонных смесей:

• А — массовая доля крупного заполнителя 50-60%;
• Б — 40-50%;
• В — 30-40%.

Типы Г и Д содержат только песок из отсевов дробления или природного происхождения, щебня в них нет.

Для повышения прочности и улучшения связующих свойств между компонентами добавляют целлюлозные стабилизаторы. Полученный материал называют щебеночно-мастичным асфальтобетоном (ЩМА). Для его изготовления используют плотные горные породы кубовидной формы, которые образуют крепкий каркас. Благодаря стойкости к деформациям ЩМА применяют для строительства дорог с большой загруженностью.

Еще одна разновидность покрытий на органическом вяжущем — цветной асфальтобетон. При изготовлении состав подкрашивают пигментами. Используют осветленный битум, мраморную или кирпичную крошку, щебень из кварцита или гранита.

Цветным асфальтобетонным покрытием выделяют велосипедные или пешеходные дорожки, покрывают спортивные и детские площадки, оформляют ландшафты.

Состав и технические характеристики

Состав асфальтобетона многокомпонентный. Его подбирают и рассчитывают исходя из условий работы покрытия, а также доступных местных материалов.

Компоненты

На 30-60% асфальтобетонная смесь состоит из щебня или гравия, который получают при разработке месторождений осадочных или вулканических пород, из отходов металлургии. Свойства покрытия во многом зависят от физических характеристик и формы этого крупного заполнителя.

Песок — обязательный компонент асфальтобетона. Он заполняет пустоты между камнями, делая смесь более однородной и плотной. Содержание зерен ограничивают, так как излишек ухудшает износостойкость покрытия. Помимо сыпучего материала природного происхождения используют отсев дробления щебня или осадочных пород, молотый шлак.

Минеральный порошок составляет до 20% массы асфальтобетонной смеси. Это измельченные до состояния пыли осадочные или доломитовые породы, отходы промышленности, зольные шлаки ТЭС. Их применяют в неактивированном или активированном виде. При этом увеличивается водонепроницаемость, прочность и плотность асфальтобетона.

Марку битума подбирают исходя из климатической зоны и нормативной нагрузки на дорожное полотно. Расход продукта переработки нефти составляет 25-90 кг на тонну асфальтобетонной смеси и зависит от пористости заполнителей и режима укладки. Для улучшения эксплуатационных свойств битум модифицируют добавками, содержащими резиновую крошку, вторичный полиэтилен, гашеную известь и адгезионную композицию.

Основные технические характеристики

В зависимости от свойств и применяемого сырья ГОСТ выделяет 3 марки асфальтобетона:

• к I относятся горячие высокоплотные и плотные типов А, Б, Г, пористые высокопористые щебеночные, холодные типов Бх, Вх, Гх;
• ко II — горячие Б, В, Г, Д, пористые, высокопористые песчаные, холодные Бх, Вх, Гх, Дх;
• к III — горячие плотные Б, Г, В, Д.

Основные физико-механические свойства асфальтобетонных смесей определяются маркой, режимом укладки и температурой при проведении испытаний:

• предел прочности при сжатии — нормируется для 0°С — 9-13 МПа, для 20°С — 2-2,5 МПа, 50°С — 0,9-1,5 МПа;
• плотность — 2000-2800 кг/м³;
• водостойкость — 0,6-0,95;
• коэффициент внутреннего трения (сдвигоустойчивость) — 0,62-0,87;
• сцепление при сдвиге при t=50°С — 0,22-0,50 МПа;
• трещиностойкость — 2-7,5 МПа;
• водонасыщение — 1-4% для плотных, 4-10% для пористых;
• пористость для холодных асфальтобетонных смесей — 18-21%;
• морозостойкость F15-50 в зависимости от дорожно-климатической зоны.

Важнейшим показателем является коэффициент уплотнения покрытия из асфальтобетона, характеризующий качество укладки. Его определяют опытным путем. По нормативам величина для холодных составов не должна быть менее 0,96, для горячих — 0,99.

Для измерения коэффициента уплотнения смеси в покрытии вырубают керны, высушивают и находят фактический удельный вес асфальтобетона. После нагрева образцы измельчают, подвергают обработке под давлением. Искомый параметр определяют как отношение реальной плотности к стандартной, полученной в результате испытаний.

Для расчета расхода асфальтобетона на 1 м² покрытия пользуются опытными показателями на 1 см высоты:

• мелкозернистые смеси типов А, Б, В — 24,6-25,7 кг;
• крупнозернистые — 24,2 кг;
• ЩМА — 25,8 кг;
• литые плотностью 1500 кг/м³ — 15,4 кг.

Чем отличается асфальт от асфальтобетона?

Асфальтобетонная смесь — искусственный материал, который получают смешиванием твердых ингредиентов с нефтяным дорожным битумом.

Природный асфальт образуется в процессе загустевания и окисления нефти, выступившей на поверхность земли в виде пластовых залежей, отдельных жил или озер.

Слово «асфальт» в переводе с древнегреческого обозначает горную смолу. Это легкоплавкое вещество черного цвета. Излом раковистый, матовый или блестящий. Содержит до 70% нефтяного битума.

Крупнейшие источники природного асфальта — Мертвое море в Израиле, озеро Пич-Лейк в Тринидаде. Древние сирийцы добывали твердый битум, всплывавший на поверхность огромными глыбами, вес которых достигал 1000 кг.

Горную смолу применяли для гидроизоляции кораблей, стен хижин, полов зернохранилищ, а также изготовления красок или лаков. В Древнем Египте вещество использовали для бальзамирования умерших.

Запасы природного асфальта ограничены. Из высококачественного сырья изготавливают живописные краски, лакокрасочную продукцию. В дорожном строительстве при устройстве асфальтобетонного поверхностного покрытия замещают часть жидкого битума твердым. При этом значительно повышается стойкость к воздействию шипованных автопокрышек.

Технология устройства

Асфальтобетонная смесь может быть качественной, но если при укладке не соблюдались технология, покрытие быстро выйдет из строя. При выполнении каждого этапа производства работ нужно соблюдать четкие правила, которые устанавливают ГОСТ Р 54401-2011, 9128-2009, СНиП 3.06.03-85.

Подготовка

Мероприятия включают разработку технического проекта, подготовку финансовой сметы. При планировке объект привязывают к рельефу, предусматривая возможность удаления сточных вод, сохранность надземных и подземных коммуникаций.

Перед устройством асфальтобетонного покрытия вырубают большие деревья, снимают верхнюю плодородную почву. Чем выше расчетная нагрузка на дорожное полотно, тем больший объем земляных работ предстоит выполнить, чтобы создать основание с достаточной несущей способностью. Для садовых дорожек и тротуаров высота слоя составляет 10-20 см, для нагруженных трасс — до нескольких метров.

Чтобы под асфальтобетонной дорогой не застаивалась вода, организовывают дренаж. Грунт вывозят за пределы территории, чтобы при размыве избежать засорения дренажной системы.

Устройство подушки

Функция подушки — восприятие сжимающих нагрузок при эксплуатации асфальтобетонных поверхностей. Ее толщина определяется расчетом. Сначала укладывают крупные фракции до 60 мм, затем средние 20-40 мм, сверху песок с обязательной утрамбовкой каждого слоя.

В частном обустройстве для подсыпки используют различный строительный мусор, который значительно экономичнее, чем щебень или гравий. По краям асфальтобетонной дороги укладывают бордюры или другие прочные материалы.

Укладка асфальтобетона

Работы проводят в сухую погоду при температуре не ниже 5°С. В зависимости от вида асфальтобетонных смесей применяют следующие технологии:

• Холодную смесь укладывают на подготовленное основание, желательно, пролитое битумом, слоем до 5 см. Утрамбовывают ручной трамбовкой или виброплитой. Сверху посыпают цементом или песком, чтобы уменьшить липкость поверхности дороги.
• Горячий асфальтобетон изготавливают из расплавленного битума и заполнителей, тщательно перемешивают и выкладывают на основание. Массу укатывают или трамбуют. Эксплуатация разрешена через 6 часов.
• Литой асфальт укладывается очень горячим — до 235°С. Подается из кохера, нагревающего и перемешивающего смесь, в бункер асфальтоукладчика. После равномерного распределения по поверхности композит остывает и затвердевает. Утрамбовка или укатка не требуются.

Заключение

Устройство дорог из различных типов асфальтобетона позволяет получить прочное и долговечное покрытие. Выбор материала зависит от нагрузки при эксплуатации полотна и климатической зоны. При укладке нужно соблюдать технологию и температурный режим.

Что лучше асфальт или бетон: характеристики

Прежде чем облагораживать двор, следует выбрать наиболее подходящий тип покрытия

Обустраивая придомовую территорию, владельцы коттеджей задумываются над тем, какой материал выбрать для подъездной дороги, и чем покрыть тропинки и площадки на участке. Традиционно вопрос стоит так: что лучше асфальт или бетон?

При этом могут быть варианты: заливать монолитную бетонную плиту или положить брусчатку, какую смесь асфальтобетона выбрать? В нашей статье мы рассмотрим наиболее популярные методы устройства дорожных покрытий, сравним технологии, разберемся, что дороже бетон или асфальт и из чего делают асфальтобетон. Также выясним насколько все материалы экологически безвредны для окружающей среды и можно ли класть бетон на асфальт?

Содержание статьи

По сути материалов дорожного покрытия

Как правило, выбор владельцев домов основывается на нескольких факторах.

Основными из них являются:

• территориальная доступность и цена материала,
• величина затрат на устройство покрытия,
• срок эксплуатации,
• необходимость текущего ремонта.

Исходя из данных критериев, мы и будем разбираться, что лучше бетон или асфальт?

Для того чтобы несколько упростить выбор, следует сразу заметить, что процессы подготовки грунта под заливку бетона, укладку асфальта или тротуарной плитки весьма схожи и влекут за собой примерно равные затраты. Говоря примерно равные, мы имеем в виду порядок цены, хотя бетонное покрытие и потребует несколько больших временных и материальных ресурсов.

Дорожный пирог подготовки под все виды покрытий примерно одинаков

Технология асфальтирования

Как правило, асфальт укладывается на одном уровне с грунтом.

Для того чтобы это стало возможным, подготавливается «ванну» для укладки материала:

1. выбирается верхний слой грунта, уплотняется дно котлована;
2. засыпается слой песка и уплотняется вибратором;
3. прокладывается геотекстиль;
4. отсыпается слой щебня;
5. заливается битумная эмульсия.

Для отсыпки подушки из щебня используется материал различных фракций. Обычно первый слой отсыпают из наиболее крупной щебенки, затем средней, а последний слой засыпают из мелкофракционного материала.

При этом, каждый слой должен быть тщательно утрамбован. После того, как песчано-гравийная подушка готова, будущую дорожку проливают битумом. Далее производится собственно асфальтирование.

Ровное и приятное покрытие — результат качественного асфальтирования

Именно наличие битума в составе асфальта обуславливает его негативные качества. Все мы наблюдали, как «плавает» асфальт в летнюю жару. Кроме того, испарения от такого покрытия тоже сложно назвать экологичными.

Экологи пытались выяснить, что именно является источником попадания в воздух ароматических углеводородов (бензол и его различные формы). Ученые из Украины, провели замеры и исследования и выяснили, что до 15 % от всего количества таких выбросов дает асфальтированное покрытие.

Под действием прямых солнечных лучей асфальт плавится и покрытие деформируется

Асфальтобетон

Разберемся в разнице понятий асфальт и асфальтобетон. В обоих случаях, в качестве заполнителей используются песок, щебень или гравий. Основой же выступают инертные материалы. В зависимости от различных заполнителей, добавок и связующих, в результате получается разное по характеристикам покрытие.

Основное отличие асфальта от АБС (асфальтобетонной смеси) состоит в том, что заполнителем в асфальте является песок, а в АБС — щебень крупных фракций. Данное отличие приводит к тому, что покрытия из АБС более прочны на износ, но по качеству покрытия уступают асфальту.

Асфальтобетон

Выбирая между этими двумя видами покрытия, обратите внимание на следующее:

• Асфальт более гладкий и подойдет для быстрого передвижения.
• Для ремонта также лучше выбрать смесь на основе песка.
• Если планируется большая нагрузка, то правильнее выбрать АСБ.
• Асфальтобетону следует отдать предпочтение, если работы проводятся в холодное время года.

Кроме того, существуют различные марки асфальтобетона.

На данный момент наиболее востребованы две марки:

1. Смесь, изготовленная с использованием щебня 1000 — 1200.
2. АБС с заполнителем 800 — 1000.

Технология асфальтобетона предполагает наличие нескольких составляющих в смеси. От состава компонентов разделяют несколько видов АБС.

Перед укладкой важно выяснить:

• Наличие минеральных компонентов. По сути, в данном случае определяется процентное содержание заполнителя в объеме раствора.
• Размер зерна минеральных компонентов. Смесь может быть песчаная, гравийная или щебеночная.

При работе с АБС очень важно четко понимать при каких условиях происходит укладка. Разделяют горячие, теплые и холодные составы. Первый должен укладываться при температуре состава не ниже 120⁰С, для укладки холодной смеси достаточно, чтобы состав имел температуру около 5 градусов выше нуля.

На фото укладка горячего асфальтобетона с использованием специальной строительной техники

Беатон

При изучении данного вопроса, вам наверняка попадется на глаза название «Беатон». Торговая марка «Беатон» — асфальтобетон с современными улучшенными характеристиками. Особенно интересным является ЩМА (щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь), которая представляет собой горячую асфальтобетонную смесь.

В состав данного материала входит щебень, пустоты между гранулами которого заполняются раствором битума с добавлением дробленого песка и минеральных добавок.

Такая формула состава выгодно отличает ЩМА от стандартных АБС. Жесткая каркасная щебенчатая структура позволяет распределить нагрузки с поверхности покрытия на весь объем. За счет этого значительно снижается уровень деформации.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь

Укладка асфальта

Выбранную марку асфальта смешивают с мелким песком и каменной мукой. Полученный состав нагревают до необходимой температуры и укладывают послойно. Каждый слой должен быть не менее 7 см толщиной.

И на этом этапе мы сталкиваемся с первым серьезным недостатком асфальтирования: понадобится специальная строительная техника. Каждый слой по завершении процесса укладки проливается битумом.

Здесь же следует ответить на вопрос: можно ли класть асфальт на бетон? Не просто можно, это довольно распространенная практика. Для прочности покрытия, зачастую поверх песчано — гравийной подушки производится бетонная заливка.

Такая технология решает 2 проблемы:

• увеличивает прочность и срок службы дорожного покрытия;
• экономит расходы на текущий ремонт.

Важно! Не стоит укладывать асфальт в дождливую погоду или в условиях высокой влажности. Влага ведет к быстрому остыванию состава, что мешает уплотнить его до нужного состояния.

Ремонт асфальтового покрытия осуществляется довольно просто. Нет необходимости снимать все слои. Достаточно обеспечить хорошее сцепление с реставрируемым покрытием.

Несколько упростить процесс асфальтирования можно использовав для укладки холодный асфальт. Такие смеси могут укладываться при любых погодных условиях. После укладки смесь трамбуется.

Как следствие упрощенной технологии, мы получаем не очень прочное покрытие, которое подойдет для устройства пешеходных дорожек или ямочного ремонта, но не рекомендуется к устройству на участках с большой транспортной нагрузкой.

Асфальт прекрасно подойдет для выборочного ямочного ремонта

Бетонирование

Если вы решили положить бетон вместо асфальта, то устройство площадки происходит по схожему алгоритму. Для начала необходимо подготовить котлован, затем засыпать песчано — гравийную подушку. Отличие состоит в том, что для заливки бетона необходимо установить опалубку, внутрь которой помещается сетка армирования. Обычно используется уже готовая сварная армирующая сетка.

Сетка сварная арматурная дорожная

На заметку! Для того, чтобы бетонное покрытие прослужило достаточно долго, толщина заливки должна быть не менее 10 см.

Все работы по устройству бетонного проезда можно выполнить самостоятельно, без привлечения строительной техники. При этом, сама площадка потребует большего времени, так как перед тем, как начать эксплуатировать поверхность, бетон должен набрать прочность.

Полное схватывание происходит через 4 недели. Ходить по бетону можно уже спустя пару дней. Абсолютным преимуществом бетона является его большая прочность.

Бетонное покрытие обычно устраивается на участках с повышенной нагрузкой: транспортные терминалы, аэропорты

К недостаткам такого устройства можно отнести то, что необработанный бетон пылит. Этого можно избежать, покрывая поверхность грунтовками или праймером, но на уличных покрытиях этим редко кто пользуется.

Кроме того, бетонное покрытие плохо переносит циклы заморозки — оттаивания. Если технология заливки не соблюдена, то вода, попадая в трещины скоро разрушит целостность покрытия. Оно начнет отслаиваться и разрушаться.

На заметку! В любой заливке длиной более 8 м2 необходимо устаивать деформационные швы. Данная мера является обязательной, снижает влияние усадочных воздействий и негативные влияния повышенных вертикальных эксплуатационных нагрузок .

Для устройства деформационного шва используются резчики швов для резки бетона и асфальта

Калькулятор объема бетона

Тротуарная плитка

Данный тип покрытия мы тоже решили рассмотреть в качестве альтернативы. По сути, брусчатка — это бетонная плитка, то есть, прочностные характеристики материала выше, чем у асфальта. А процесс устройства такой дорожки довольно прост. Инструкция по подготовке грунта под укладку брусчатки стандартная — отсыпается и утрамбовывается подушка из песка и щебня.

Сам материал можно выбирать различной толщины:

• около 4 см для пешеходных дорожек,
• 6 — 8 см для подъездных путей легкового транспорта,
• для грузовых автомобилей плитку лучше не использовать.

Тротуарная плитка способ устроить не только прочное, но и красивое покрытие

Выложить двор брусчаткой вполне можно своими руками.

При этом, такое оформление двора имеет вполне конкретные преимущества перед аналогами:

• Высокие эстетические характеристики. Плитка выпускается различных цветов и форм, вы получите не только прочное, но и красивое покрытие, которое может стать образующим элементом ландшафтного дизайна.
• Для проведения работ по укладке не надо обладать специальными строительными навыками. Вполне достаточно уметь пользоваться строительным уровнем и киянкой.
• Срок службы плитки, изготовленной методом вибропрессования, дольше бетона.
• Ремонтировать такое покрытие очень просто. Для того, чтобы обеспечить доступ к подземным коммуникациям достаточно снять брусчатку с определенного участка. Восстановить покрытие можно используя старый камень.
• Технология устройства тротуарной плитки предполагает естественный дренаж. Вода уходить в швы между плитками, не застаиваясь и не разрушая покрытие.

Благодаря швам между плитками на брусчатке, даже во время дождя, не скапливается вода

К минусам такого типа покрытия можно отнести стоимость материала. Брусчатка стоит 1,5 — 2 раза больше, чем асфальт. Подробнее ознакомиться с технологией укладки бетонной плитки можно, посмотрев видео в этой статье.

Сравниваем экономику

Итак, вернемся к основному вопросу, что дешевле асфальт или бетон?

Для этого сведем всё в таблицу:

Резюмируя, можно сказать, что тротуарная плитка дороже асфальта и бетона на начальной стадии, но за счет длительного срока эксплуатации и простоты ремонта, данные показатели со временем выравниваются.

Покрытие из бетона обойдется на 75 — 80% дороже, чем асфальт в момент укладки, но асфальт недолговечен и требует постоянного ремонта. Именно поэтому, в среднем спустя 7 — 8 лет, затраты на обслуживание покрытия выравниваются.

На заметку! Дороги на территории США устроены с использованием бетонного покрытия в 60 % случаев. Германия и Австрия бетонируют дороги на 40% от общего объема. В России бетонка составляет лишь 3 % от общего количества дорог.

Вопрос порядка

В статье, мы уже упоминали, что иногда асфальтовое покрытие укладывается на бетонное основание. А возможна ли ситуация наоборот? Как положить бетон на асфальт? Казалось бы, что сложного: в обоих случаях заполнителем будет щебень, разница лишь в связующем веществе. В составе бетона это цемент, а асфальт связывает битум. Но есть некоторые нюансы.

Если заливать бетон поверх асфальта, то адгезия между слоями будет довольно низкой. То есть, при значительных нагрузках, бетонная стяжка начнет растрескиваться, не имея прочной опоры.

Для получения качественного бетонного покрытия, старый асфальт лучше демонтировать

Если позволяют возможности, то старый асфальт лучше снять.

В ситуации, когда снимать покрытие не хочется (все мы иногда ленимся), можно выйти из положения следующим образом:

• для заливки использовать бетон марки не ниже М200;
• толщина стяжки при этом должна быть не менее 10 см;
• асфальтовое покрытие лучше пробить гвоздями;
• бетонную стяжку заармировать дорожной сварной сеткой.

Кроме того, в ситуации бетон на асфальте, необходимо особое внимание уделить боковой части заливки, а именно месту стыка двух слоев. Его необходимо обработать битумом, иначе ваша верхняя стяжка начнет трескаться изнутри.

Результат неправильной заливки бетонного покрытия

Заключение

Для благоустройства территории около дома можно воспользоваться различными материалами. Перед этим стоит оценить не только стоимость закупки расходных компонентов, но и последующие работы по обслуживанию и ремонту. Собрав все данные воедино, вы сможете определить, что дешевле асфальт или бетон в вашем случае.

Сможете ли вы выполнить все работы своими руками, или придется воспользоваться услугами специалистов. Хотелось бы напомнить одну пословицу: скупой платит дважды. Не стоит экономить на покрытии, ведь прослужить оно должно значительное время.

Что лучше: асфальт или бетон?

К нам часто обращаются с этим вопросом и это не удивительно, ведь как асфальт, так и бетон имеют высокую прочность и оба материала довольно часто используются в благоустройстве территорий. Да, наша организация называется «Асфальт-дорога», но мы также выполняем укладку бетона, так как мы являемся дорожно-строительной компанией и оказываем любые услуги, связанные с темой дорожного строительства и благоустройства территорий. Мы имеем огромный опыт работы как с бетоном, так и с асфальтом и с удовольствием готовы им поделится. 

Для того чтобы сравнить эти материалы, необходимо учитывать для чего именно они нужны. То есть нужно опираться на самом объект и на дальнейшие планы его эксплуатации, чтобы понять какой из них лучше всего подойдет по цене, срокам и т.д. 

Что важно учитывать при выборе асфальта или бетона?

Если у вас встал выбор между асфальтовым и бетонным покрытием, в первую очередь важно знать куда и для чего будет использован материал. Бетон в нашей стране практически не используется для устройства обширных дорог, его, как правило, применяют для обустройства небольших территорий: дачные участки, тропинки, небольшие стоянки и т.д. Из этого можно сделать вывод, что выбор материала зависит от ожидаемых нагрузок и автомобильного трафика. А также не стоит забывать о ценовой политике материалов, что для большинства людей играет немаловажную роль при выборе материала.

Преимущества и недостатки асфальта

Преимуществами асфальтового покрытия являются:

• Высокий уровень прочности и надежности

• Невысокая стоимость материала и самих работ по укладке асфальта

• Асфальтирование выполняется довольно быстро

• Материал быстро набирает прочность

• Не пылит 

• Довольно дешевый ремонт по сравнению с бетоном

• Асфальт не пропускает влагу

• Долгий срок службы

Преимуществ у асфальта довольно много, но, а теперь поговорим о его недостатках.

Многие говорят, что срок службы асфальта слишком мал, ведь у нас часто ремонтируют дороги. Да, ремонт дорог выполняется у нас довольно часто, но на бетонные покрытия нет таких высоких нагрузок и такого трафика, как на дороги с асфальтовым покрытием, так как бетон используется на небольших участках с низким трафиком. При низком трафике и малых нагрузок асфальт ничем не уступает бетону.
 

Еще одним минусом асфальтового покрытия считается использование в его составе битумной эмульсии, который плавится при высоких температурах и создает посторонний запах. Однако стоит учесть, что это возможно только при 35-40 градусов Цельсия, а такой температуры у нас в РФ практически не бывает.
 

Преимущества и недостатки бетона

Преимуществами бетона являются:

• Высокие показатели прочности и надежности

• Долгий срок службы

• Экологичность

• Легко переносит высокие температуры

Одним из недостатков бетона перед асфальтом является высокая цена, как самого материала, так и работ по его укладке. Однако цена не для всех является главным факторов, ведь куда важнее качество и надежность.

Один из главных недостатков бетона — высокая чувствительность к низким температурам. В холод бетонное покрытие может треснуть, а для его восстановления в большинстве случаев необходимо полностью менять плиту, что влечет за собой большие траты и относительно долгий срок ремонта, по сравнению с ямочным ремонтом асфальта.

Бетон имеет свойство пылить, если при укладке не использовать грунтовку. Также бетонное покрытие не будет таким гладким, как асфальтовое, что тоже приводит к загрязнениям. Еще нужно учитывать, что набор прочности бетона может занять до 4 недель.

И еще один минус бетонного покрытия в том, что он пропускает влагу, что ведет к появлению трещин на покрытии.

Подводим итоги выбора асфальта или бетона

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что бетон прочный, экологичный и не боится высоких температур. Во всех других аспектах бетон уступает асфальтовому покрытию, так как бетонное покрытие чаще трескается при низких температурах и его ремонт обходится намного дороже асфальта. В свою очередь асфальтовое покрытие не уступает бетону в прочности и сроке службы. Асфальт намного выгодней по стоимости материала, укладке и ремонту. Также асфальтовое покрытие наиболее гладкое и ровное, что также влияет на долговечность покрытия.

Мы рассказали вам про оба материала, исходя из теории и нашего более 20 летнего опыта работ в сфере дорожного строительства. Асфальт ничем не уступает бетону и даже выигрывает по критерию цена/качество, но, а выбор уже остается за вами!

Асфальтобетон: описание,виды,применение,свойства,фото,видео. | Строительные материалы

Асфальтобетонное покрытие — подходящий стройматериал для дорог. Его техническая характеристика позволяет обеспечить гладкость и нужную шероховатость поверхности при помощи выравнивающего асфальтоукладчика. Еще одним преимуществом асфальтобетонной смеси является возможность использования дорожного полотна сразу после укладки. В свою очередь, цементобетон приобретает необходимую структуру только через двадцать восемь дней. Кроме того, теплые асфальтобетонные смеси распределяются равномерным выравнивающим слоем. Такие поверхности легко ремонтировать, мыть, на них долго держится краска.

Типы и предназначение асфальтобетона

Универсальный асфальтобетон — это смесь, которая содержит не более 15% асфальта. В ее состав входят дополнительные инертные вещества (тонкодисперсные минеральные добавки), улучшающие показатели и эксплуатационные характеристики состава. Асфальтобетонные смеси используют при строительстве дорог, так как они выдерживают значительные механические нагрузки, отличаются прочностью и долговечностью. Благодаря составляющим компонентам, этот стройматериал может подвергаться укатке и уплотнению с целью повышения прочности. Асфальтобетон разделяют на крупнозернистый, среднезернистый и мелкозернистый. Разные типы дорожного асфальтобетона отличаются между собой количеством основного заполнителя (гравия, щебня, песка). Для создания крупнозернистого используют щебень размером до 40 мм, среднезернистого — до 25 мм, мелкозернистого — до 20 мм.

Невозможно точно определить, какой асфальтобетон лучше. Каждый тип имеет свое предназначение в дорожном строительстве: Крупнозернистый асфальтобетон обычно используется для обустройства нижнего слоя дороги. В составе смеси имеется щебень размером до 0,4 см. Среднезернистый асфальтобетон применяется для укладки однослойных дорожных покрытий или для создания верхнего слоя двухслойного полотна. Один из основных компонентов асфальтобетонной смеси этого типа — щебень размером до 0,25 см. Мелкозернистый асфальтобетон отличается высокой сопротивляемостью к атмосферным и механическим воздействиям. Поэтому его часто используют для устройства автомобильных трасс с интенсивным движением и укладки верхнего слоя в двухслойных дорожных покрытиях. Щебень, содержащийся в составе смеси, имеет размеры 0,5-2 см.

Применение

Плотные пористые стройматериалы применяют при укладке слоев дорожного полотна, взлетно-посадочных полос, площадок и других поверхностей. Для этого специалисты используют смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.

Виды

Растворы классифицируют, согласно нескольким параметрам. Классификация зависит от особенностей компонентов, содержащихся в асфальтобетонных смесях. Различают четыре типа растворов. Классификация асфальтобетонных смесей выглядит так:

1. По наличию минеральной составляющей. Растворы классифицируют в зависимости от того, какой тип составляющей используется при изготовлении. Существуют разные типы компонентов, входящих в состав асфальтобетонной смеси. Например, для типа А характерно пятидесятипроцентное содержание щебня в растворе.
2. По размеру минеральных зерен составы бывают трех типов: песчаная (зерна для песчаной смеси должны быть менее пяти миллиметров), крупнозернистая (зерна менее сорока миллиметров) и мелкозернистая асфальтобетонная смесь (зерна размером менее двадцати миллиметров).
3. В зависимости от используемого стройматериала, смесь бывает песчаная, гравийная и щебеночная.
4. Температура также влияет на технические характеристики растворов. Классификация производится согласно температуре, которая зафиксирована в то время, когда происходила укладка смеси. Различают две разновидности: горячие асфальтобетонные смеси и теплые асфальтобетонные смеси. В частности, при распределении холодная асфальтобетонная смесь должна иметь температуру около 5°С, горячая – не ниже 120°С.

Марки растворов

На рынке строительных материалов представлены две марки. Первая марка предполагает использование щебня 1000-1200. Для второй марки — применяют щебенку 800-1000. Перед тем как воспользоваться той или иной смесью, необходимо определить ее марку. Горячие составы, которые укладываются при определенной температуре, имеют следующую маркировку (i):

• раствор марка;
• высокоплотные; i;
• плотные;
• А; i, ii;
• Б, В; i, ii, iii;
• Г, Д. ii, iii;
• пористые i, ii.

Органоминеральные составы

Кроме перечисленных выше классификаций, существуют органоминеральные растворы. Их изготавливают за счет смешивания битума и известняка. Применение плотных составов заключается в ремонте асфальтобетонного дорожного полотна.

Требования к смесям

В соответствии с государственным стандартом, содержание зерен пластинчатой формы в гравии, щебенке не должно превышать следующие значения:

• пятнадцать процентов — для высокоплотных составов и растворов «А»;
• двадцать пять процентов — для материалов Б и Бх;
• тридцать пять процентов — для растворов В и Вх.

Свойства асфальтовых эмульсий

Асфальтовые эмульсии – это дисперсии из очень тонко измельченного битума, находящегося в водной среде. Такие эмульсии характеризуются низкой вязкостью – их используют при температуре окружающей среды, то есть этот материал идеален для строительной отрасли и применяется очень широко. Существует два класса асфальтовых эмульсий: химические (эмульсии со щелочным эмульгатором) и глинистые.

Асфальтовые эмульсии чаще всего применяют при строительстве дорожных покрытий для автострад, устройстве кровельных покрытий, а также в качестве адгезивных и герметизирующих соединений в строительной отрасли.

Одно из главных преимуществ адгезивов и герметиков на битумной основе – их низкая себестоимость. Битум в разы дешевле, чем синтетические полимеры и каучуки, поэтому выгода его применения как в качестве самостоятельного материала, так и в смесях с прочими полимерами, не вызывает никаких сомнений.

При помощи эмульсий осуществляется склеивание, создание покрытий, пропитка поверхностей, создание влагонепроницаемых покрытий, изоляция поверхностей. Используют битумные эмульсии и как адгезивы при укладке кровли,

создании строительных оболочек, изоляции зданий, а также других операциях, требующих осуществление быстрого испарения воды из мест соединений.

Вязкость эмульсии — основной критерий для ее применения. Как правило, при создании покрытия или осуществлении герметизации поверхности необходимо придать эмульсии большую вязкость, чтобы получить пленку необходимой толщины. Асфальтовая эмульсия, которую используют при склеивании слоев оболочки, должна обладать достаточной текучестью, чтобы слой был максимально однородным. Поэтому для получения нужных свойств может быть необходимо разбавить эмульсию водой.

Особенности и основные характеристики асфальта

Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с каждым из этих материалов.

Люди ассоциируют асфальт с автомобильной дорогой или тротуаром. Материал может быть искусственным или натуральным. Параметр определяется в зависимости от содержания битума который находится в диапазоне от 13 до 75%.

Асфальт – это смесь битума, гравия и песка, которая применяется в строительстве чаще всего. В искусственный вариант добавляют минеральный порошок.

Главное отличие асфальта от асфальтобетона состоит в том, что в последний вариант принято добавлять искусственные компоненты.

Сфера использования асфальта:

• Основное покрытие дорог со средне нагрузкой.
• Благоустройство тротуаров и детских площадок.
• Выравнивание площади дома.

Асфальт может применяться и не по назначению. К примеру, из него делают лавки, печати гравюр и лаков.

Преимущества использования асфальта:

• Влага остается на поверхности. Она не мигрирует по ней, поэтому не может уменьшить плотность. Для уплотняемых асфальтобетонов данное свойство не характерно.
• Асфальт отличается большей адгезией. Асфальтобетон получают посредством воздействия высокой температуры, приводящей к нежелательному спеканию. Дополнительно приходится использовать рулонный материал для повышения гидроизоляции. Асфальт функционирует как системное покрытие. В нем нет пролетов. Она также применяется для мостовых сооружений.
• Материал прослужит долго даже при условии постоянной нагрузки. Асфальт не пострадает от воздействия частот разного уровня. Жизненный цикл конструкции напрямую зависит от толщины слоя.
• Демпфирование – колебания автоматически гасятся в поверхности.
• Материал не подвержен коррозии. На его поверхности не могут размножаться бактерии. Он состоит из экологически чистых материалов.

Если стоит выбор асфальтобетон или асфальт, то выбирать нужно после тщательного анализа требований к будущей поверхности. К примеру, первый вариант материала водонепроницаем и более долговечен. Он получил такие свойства благодаря добавлению модифицированных термоэластопластов. Материал по устойчивости в несколько раз превышает битум.

Недостатки использования обычного асфальта:

• Состав прослужит долго только в случае правильного замешивания.
• Для укладки требуется специальная тяжелая техника.
• Высокая себестоимость доставки, погрузки и разгрузки материала.
• Отсутствие сопротивления пластического колебанию. Такая характеристика фиксируется при технических ошибках или отсутствии опыта работы в данной области у строителей.
• Повышенный риск образования трещин в поверхности в холодное время года.
• Повышается хрупкость материала при увеличении температуры воздуха.

Особенности и основные характеристики асфальтобетона

Материал имеет широкую сферу применения. Он ориентирован не только на создание покрытий дорог. Асфальтобетон получают посредством тщательного перемешивания битума и химических компонентов.

Для укрепления смеси добавляют инертные вещества. Они позволяют поверхности не деформироваться даже в случае сильной нагрузки. Асфальтобетон характеризуется твердостью и прочностью. Для повышения данных свойств используется щебень, гравий и песок.

Если рассматривать асфальтобетон, то его главное отличие от асфальта – возможность тщательного уплотнения. Характеристика достигается посредством искусственных добавок. Материал уже полностью уплотнен перед началом работ. Отличие между материалами также заключается в способе укладки и необходимом оборудовании. Без их наличия невозможно начать дорожные работы.

Существуют холодные смеси. Они набирают прочность при остывании поверхности. Затвердевание получается посредством устранения их состава углевода. Он входит в немедленную связь с воздухом и начинает испаряться. Химическая реакция происходит между добавками и битумов. Благодаря этому удается получить прочное покрытие. Оно обладает следующими преимуществами:

• Ремонтные работы производятся в любое время года.
• Ремонт ям не требует наличия специальной тяжелой техники или оборудования.
• Дороге не нужно время для сушки. После окончания работ по ней сразу же пускают транспорт.
• Широкое распространение и ассортимент материала. Для удобства использования производитель фасует смесь в пластиковые мешки. Вес составляет 25 и 30 кг. Это очень удобно, комфортно и выгодно.
• Максимальный срок годности составляет год.

Асфальтобетон характеризуется также рядом недостатков:

• У холодного варианта смеси повышена водонепроницаемость. При использовании горячего варианта показатель снижается в три раза.
• Покрытие страдает от сдвиговых нагрузок. От воздействия образуются волны.
• Высокая стоимость в сравнении с обычным асфальтом.

Что входит в состав асфальтобетона?

Различают несколько типов асфальтобетона, состав которых заметно отличается. В отдельных случаях состав и качества исходных ингредиентов оказываются связанными с методом производства.

В общем виде АБ состоит из трех основных частей: вяжущего, минерального компонента и каменного. Последнее, однако, не касается песчаных модификаций асфальта, где каменная составляющая исключена.

О том, что входит по ГОСТУ в состав холодного, теплого и горячего, мелкозернистого и крупнозернистого асфальтобетона, а также песчаного и пористого, расскажем вам далее.

Вяжущее вещество

В производстве АБ в качестве вяжущего применяют битум. Несколько ранее использовался также деготь, но сегодня от его применения отказались.

Главная особенность этого ингредиента – вязкость. Она должна быть достаточной, чтобы при смешении покрывать щебень или гравий, но недостаточной, чтобы стекать с них. Вяжущее должно обладать приличной стойкостью, чтобы противостоять деформации, но при этом оставаться пластичным и не формировать трещины. Битум рекомендованных марок вполне подходит для этой задачи.

Может использоваться разжиженный битум – праймер, или эмульсия. В первом случае вещество разводят растворителем, во втором – смешивают с водой и эмульгатором. Цель такой операции – обеспечить высокую текучесть битума, что требуется при работе в морозы. Вода и растворитель по мере охлаждения состава испаряются, а битум сохраняет свои качества.

При получении АБ применяют вязкие битумы, свойства которых регулирует ГОСТ 22245, и жидкие – по ГОСТ 11955. Марки битума подбирают исходя из марки, класса асфальта и метода получения – холодная, горячая смесь.

Кроме того, используют и специальные разработки – полимерно-битумные вяжущие, повышающие коэффициент упругости готового покрытия, модифицированные битумы и так далее. Эти варианты регламентирует не ГОСТ, а ТУ.

Количество битума по массе или объему занимает разную долю в разных АБ.

В щебеночно-мастичных асфальтах и литом асфальтобетоне содержание его выше: 5,5–7,5 в первом случае и до 9,5% во втором.

Состав минеральной части асфальтобетона, а также щебень и гравий рассмотрены ниже.

Видео ниже посвящено гранулированному резинобитумному вяжущему веществу для модификации битумов в составе асфальтобетонов:

Каменный наполнитель

Под ним подразумевают не только собственно камень – гравий или щебень, но и любые минеральные ингредиенты, в том числе и песок, и отсев. Важным здесь является буквально все: процентное содержание, форма , размер камня, происхождение, собственное сопротивление износу и много другое.

Для каменного материала значимым является зерновой состав. Причем именно соотношение зерен разного диаметра, количество пылевых частиц, глины и так далее определяет дальнейшее использование наполнителя.

Наиболее губительными для качества готового покрытия выступают пластинчатые и игольчатые зерна. Содержание подобных регулирует ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344:

• не более 15 % по массе для АБ типа. А и АБ высокой плотности:
• не более 25% для типа Б горячего и холодного;
• не более 35% для типа. А горячего и холодного.

Зерновой состав гравия и песка регулирует ГОСТ 23735. Происхождение его в немалой степени влияет на твердость и прочность асфальта, а также не износостойкость и морозостойкость.

• Так, для получения высокоплотных типов материала, применяют щебень из метаморфических горных пород и из изверженных – базальт, диабаз, перидотит, серпентин, габбро. Также допускается камень из осадочных пород – известняк, доломит, марка дробимости которого должна быть не менее 1200.
• Материал с меньшими параметрами используют для всех остальных типов АБ. Щебень из металлургического шлака для получения высокоплотного слоя не используется, но для плотного холодного типа и других применяют камень марки 1200, 1000 и ниже.
• Щебень из гравия тоже неприменим для изготовления высокоплотного АБ.

Этот же материал проходит проверку на соответствие параметров по морозостойкости.

• Так, для 1–3 климатического пояса плотные и высокоплотные АБ изготавливают из щебня, чей класс морозостойкости равен F50. Пористые и высокопористые – из камня классом F 15 и F25.
• Для зон 4 и 5 только высокоплотный горячий асфальт выполняют на основе щебня классом F 50

Про роль песка в составе асфальтобетона поговорим ниже.

Песок

Добавляется в любые виды АБ, но в некоторых – песчаный асфальтобетон, он выступает как единственная минеральная часть. Песок применяют как природный – из карьеров, так и получаемый отсевом при дроблении. Требования к материалу диктует ГОСТ 8736.

• Так, для плотных и высокоплотных подходит песок с классом прочности в 800 и 1000. Для пористых — уменьшается до 400.
• Число глинистых частиц – в диаметре менее 0,16 мм, тоже регулируется: для плотных – 0,5%. Для пористых – 1%.
• Глина увеличивает способность АБ к набуханию и снижает морозостойкость, поэтому за этим фактором следят особо.

Минеральный порошок

Эта часть формирует вместе с битумом вяжущее вещество. Также порошок заполняет поры между крупными каменными частицами, что снижает внутреннее трение. Размеры зерна крайне малы – 0, 074 мм. Получают их из системы пылеуловителей.

По сути дела, минеральный порошок производят из отходов цементных предприятий и металлургических – это пыль-унос цемента, золошлаковые смеси, отходы переработки металлургических шлаков. Зерновой состав, количество водорастворимых соединений, водостойкость и прочее регулирует ГОСТ 16557.

Дополнительные компоненты

Для улучшения состава или придания каких-то определенных свойств в исходную смесь вводят различные добавки. Разделяют их на 2 основные группы:

• компоненты, разработанные и изготавливаемые специально для улучшения свойств – пластификаторы, стабилизаторы, вещества, препятствующие старению и прочее;
• отходы или вторичное сырье – сера, гранулированная резина и так далее. Стоимость таких добавок, конечно, намного меньше.

Особенности изготовления

Мелкозернистые асфальтные смеси изготавливаются на специализированных заводах, а их укладка выполняется при помощи техники, с использованием специальных способов. Этот стройматериал обычно доставляется на объект при помощи спецтранспорта, так как некоторые асфальтобетонные смеси требуют непрерывного подогрева. Важная информация! Объемный вес готового мелкозернистого асфальтобетона зависит от пропорций составляющих элементов. Стройматериал представлен производителями в нескольких вариантах, которые отличаются комбинацией смеси или наличием дополнительных компонентов.

Главная задача производителя — при изготовлении мелкозернистого асфальтобетона надо определиться с фракцией наполнителя. Обычно для этого используется определенное количество щебенки, диаметр которой не превышает 20 мм. Правильно подобранные пропорции позволяют обеспечить требуемый удельный вес готового мелкозернистого асфальтобетона.
Также в асфальтобетонную смесь добавляют нужное количество сыпучих веществ, например, шлак или песок. От этого компонента зависит густота и тягучесть состава. Инструкция, по которой изготавливают асфальтобетон, содержит этап добавления связывающего вещества. Им является гудрон, получаемый в результате перегонки нефти. Полезный совет! Обычно производители изготавливают на специализированном предприятии 2-3 вида асфальта, которые оптимально подходят для конкретных климатических условий. При крупном заказе они могут внести изменения в состав асфальтобетонной смеси.

Проектирование

Состав устройства покрытия из асфальтобетона подбирают исходя из назначения: улица в небольшом городе, скоростное шоссе и велосипедная дорожка требуют разного асфальта.Чтобы получить лучшее покрытие, но при этом не перерасходовать материалы, используют следующие принципы подбора.

Основные принципы

• Зерновой состав минерального ингредиента, то есть, камня, песка и порошка, является базовым для обеспечения плотности и шероховатости покрытия. Чаще всего используют принцип непрерывной гранулометрии, и только в отсутствие крупного песка – метод прерывистой гранулометрии. Зерновой состав – диаметры частиц и правильное их соотношение, должны полностью соответствовать ТУ.

Смесь подбирают таким образом, чтобы кривая, помещалась на участке между предельными значениями и не включала переломов: последнее означает, что наблюдается избыток или недостаток какой-то фракции.

• Различные типы асфальта могут формировать каркасную и бескаркасную структуру минеральной составляющей. В первом случае щебня достаточно, чтобы камни соприкасались друг с другом и в готовом продукте образовывали четко выраженную структуру асфальтобетона. Во втором случае камни и зерна крупного песка не соприкасаются. Несколько условной границей между двумя структурами выступает содержание щебня в пределах 40–45%. При подборе это нюанс нужно учитывать.
• Максимальную прочность гарантирует щебень кубовидной или тетраэдральной формы. Такой камень наиболее износостоек.
• Шероховатость поверхности сообщает 50–60% щебня из труднополируемых горных пород или песка из них. Такой камень сохраняет шероховатость естественного скола, а это важно для обеспечения сдвигоустойчивости асфальта.
• В общем случае асфальт на основе дробленного песка более сдвигоустойчив, чем на основе карьерного благодаря гладкой поверхности последнего. По тем же причинам долговечность и стойкость материала на основе гравия, особенно морского меньше.
• Избыточное измельчение минпорошка ведет к повышению пористости, а, значит, к расходу битума. А таким свойством обладает большинство промышленных отходов . Чтобы снизить параметр, минеральный порошок активируют – обрабатывают ПАВ и битумом. Такая модификация не только снижает содержани
• е битума, но и повышает водо- и морозостойкость.
• При подборе битума следует ориентироваться не только на его абсолютную вязкость – чем она выше, тем выше плотность асфальт, но и на погодные условия. Так, в засушливых районах подбирают состав, обеспечивающий минимально возможную пористость. В холодных смесях, наоборот, снижают объем битума на 10–15%, чтобы снизить уровень слеживаемости.

Асфальтобетонное покрытие — что это такое и из чего делается

Асфальтом называют многокомпонентную смесь, которую изготавливают из песка и камня. Чтобы вещество получило вяжущие свойства, в состав включают битумные компоненты. Еще одно название такого состава — асфальтобетон. Асфальтобетонное покрытие имеет массу ценных свойств, поэтому нашло широкое применение. Используя его, прокладывают дороги, взлетные полосы, тротуары, обустраивают ландшафтные объекты и многое другое.

Определение асфальтобетонное покрытие

Сейчас для изготовления асфальтового покрытия используют специальную смесь, как правило, с неизменным составом. Меняются только пропорции компонентов, что зависит от предполагаемых нагрузок и функций полотна. Полученный раствор применим для обустройства садовых дорожек, автомагистралей, площадей, улиц и прочих объектов.

Производство асфальтового покрытия регламентируется ГОСТом. Методы изготовления, состав, технология настила – все это не менялось уже много лет.

Из чего состоят асфальтобетонные покрытия:

• вяжущим веществом выступает битум. Как правило, используется синтетическая разновидность, добываемая из отходов нефтепромышленности;
• наполнитель – карьерный песок с минеральными добавками. В эту группу входят такие сыпучие материалы как щебень, гравий, измельченная скальная порода;
• присадки, созданные синтетическим способом. Их задача – улучшить определенные характеристики состава, например, вязкость, морозостойкость и прочие.

В России более чем 60% дорог сделаны с применением асфальтобетонного покрытия. Как видно, это один из наиболее востребованных материалов, используемых для обустройства дорог, что объясняется его преимуществами:

• длительный срок эксплуатации;
• стойкость к нагрузкам, воде и перепадам температуры;
• покрытие легко чистится или демонтируется;
• при необходимости, возможно повторное использование материала;
• снижает вибрации в ходе движения автотранспорта.

Асфальтное покрытие не только «гасит» вибрации и снижает шум от колес, но и обеспечивает плавное и спокойное передвижение автотранспорта. Для укладки полотна существуют определенные требования. Угол наклона дороги не должен превышать 60 градусов. Если уклон больше 40 градусов, дорога делается шероховатой, что обеспечивает лучшее сцепление с шинами. Пределы поперечного уклона асфальта – 15 – 20%.

Какие бывают составы

Рынок стройматериалов, из которых делают покрытия, постоянно расширяется. Дело в том, что внутренние компоненты дозируются по-разному. Меняются и типы используемых присадок. Все это позволяет классифицировать асфальтовое покрытие на разные виды:

• с песчаными смесями в основе. Ими оформляют тротуары, садовые дорожки, внутренние дворы загородных домов;
• растворы с мелким помолом. Применяются для укладки городских улиц с интенсивным движением транспорта. Также эти растворы применимы при ямочном ремонте;
• крупнофракционное асфальтное покрытие. Из него делают подстилающий пласт, применяемый при многослойной обработке;
• с битумом и полимерами в составе. Применяется для создания крупных дорожных развязок или дорог на мосту. Битумно-полимерные полотна крепче и долговечнее;
• с бетоном «приправленным» щебнем и мастикой. Наиболее прочное, используемое для создания асфальтных покрытий скоростных трасс;
• бетон с битумно-резиновыми включениями. Этот состав подходит для обустройства спортивных площадок. Характерная особенность – амортизирующее покрытие, что повышает его безопасность.

В состав могут добавляться целлюлозные стабилизаторы, роль которых сводится к повышению прочности и лучшему «связыванию» компонентов. Название такого материала – щебоночно-мастичный асфальтобетон. Изготавливается он из плотных горных пород, образующих прочный каркас. ЩМА имеет высокую стойкость к деформациям, поэтому применяется для обустройства дорог с повышенной нагрузкой.

Нередко применяется органическое вяжущее. Из него делают так называемый цветной асфальтобетон. Чтобы изменить цвет – в состав добавляют пигменты. Асфальтовыми покрытиями этого вида оформляются дорожки для пешеходов и велосипедистов, детские и спортивные площадки.

Правила укладки асфальтобетонное покрытие

Даже если использовать качественное асфальтобетонное покрытие, но при укладке не соблюдать технологию, полотно быстро выйдет из строя. Процедура состоит из трех этапов: подготовки, обустройства подушки и непосредственно укладки.

Подготовка

Сперва разрабатывается технический проект, подготавливается финансовая смета. Планируя объект, его «привязывают» к рельефу местности с той целью, чтобы обеспечить удаление сточных вод, сохранить расположение коммуникаций. Прежде чем уложить асфальтовое покрытие, вырубают крупные деревья, удаляют верхний слой почвы. Предполагаемая нагрузка полотна влияет на объем земляных работ. Наиболее просты в обустройстве садовые дорожки и тротуары – в этих случаях необходимо снять верхний слой почвы толщиной от 10 до 20 см. Если речь идет о нагруженной трассе – понадобится удалить до нескольких метров.

Под дорогой обязательно обустраивают дренаж, который не даст задерживаться грунтовой воде. «Удаленный» грунт вывозят за пределы объекта, чтобы тот не стал причиной засорения дренажной системы.

Устройство подушки

Задача подушки – принять на себя нагрузки от движения автотранспорта. Толщина каждого асфальтового покрытия определяется в ходе расчетов. Первый слой – крупнофракционный, с размерами частичек до 60 мм. Далее «средний» слой – 20 – 40 мм. Сверху высыпают песок. В обязательном порядке каждый слой утрамбовывают.

Если речь идет о создании частных покрытий, то вместо присыпки в виде щебня и гравия пользуются различным строительным мусором. Края асфальтобетонного покрытия перекрываются бордюрами.

Укладка

Монтируют полотна в сухую погоду, когда температура выше +5 градусов Цельсия. Как было сказано выше, асфальтобетонные смеси бывают нескольких видов, и к каждому применимы свои технологии укладки:

• холодная смесь. Укладка осуществляется поверх подготовленного основания, куда дополнительно заливают битум толщиной до 5 см. Трамбуют вручную или при помощи виброплиты. Верхний слой засыпается песком или цементом, что снижает липкость нового полотна;
• горячая смесь. Подготовленные компоненты тщательно замешивают, после чего выкладывают на основание. Масса укатывается или трамбуется. Пользоваться дорогой разрешается спустя 6 часов после укладки;
• литой асфальт. Температура его укладки – до 235 градусов Цельсия. Смесь греется и перемешивается в специальном оборудовании – кохере, откуда подается к бункеру асфальтоукладчика. Последний ее равномерно распределяет по асфальтному покрытию. Трамбовать или укатывать эту разновидность асфальта не нужно. После остывания материал твердеет.

Правила укладки установлены следующими стандартами: ГОСТ Р 54401-2011, 9128-2009, СНиП 3.06.03-85.

Изготовление асфальта в домашних условиях

Укладка асфальта – задача, относящаяся не только к капитальному, но и индивидуальному строительству. Каждый домовладелец при желании может самостоятельно подготовить смесь, чтобы сделать на собственном участке тротуар, дорожку или подъездной путь. Как правило, таким асфальтобетонным покрытиям не нужно выдерживать высокие нагрузки, поэтому и требования к изготовлению проще. Готовый асфальт обладает достаточными характеристиками, поэтому без проблем прослужит больше года. Рассмотрим способы самостоятельного приготовления асфальтобетона.

Классический метод

Стандартный рецепт требует следующих «ингредиентов»:

• карьерный или речной песок;
• щебень размером в 30 – 40 мм;
• битум (подойдет битумная смола).

Емкостью будет служить ведро или металлическая бочка. Готовят на открытом огне, например, костре.

Берется щебень и песок (соотношение 2:1), заливаются водой и «варятся» на костре с периодическим перемешиванием. На этом этапе готовят битумную основу: в ведре плавят битум (он должен закипеть), после чего добавляют туда пластификатор. Если последнего в наличии нет, можно воспользоваться обычным моющим средством или шампунем.

Когда вода в бочке с щебнем начнет кипеть, туда добавляют разогретую смолу. Вода, добавленная изначально, нужна для того, чтобы песок и щебень не перегревались выше температуры +100 градусов Цельсия. Перемешивать смесь следует до полного выкипания воды. Используют готовый асфальт горячим.

Применение старого асфальтобетонное покрытие

Новую смесь можно сделать и из старого асфальта. Технология изготовления практически аналогична той, что применяется для нового состава, только с некоторыми различиями. Если речь идет о крупных масштабах, то задействуется технология термопрофилирования. Это когда старое асфальтное покрытие демонтируется, измельчается, разрыхляется и переплавляется.

Процесс изготовления сводится к нескольким этапам:

1. При помощи кувалды или ударного механизма «снимают» старое полотно. Как правило, подушку не разбирают, в ход идет только слой битума.
2. Старое покрытие нужно переработать. Сперва его дробят на мелкие фракции, размером не более 40 мм. Далее заливают воду и расплавляют. Битум добавляется повторно, но в уменьшенных количествах – 10 кг на 100 кг старого асфальта.
3. Следующие этапы аналогичны изготовлению нового асфальтобетонного покрытия.

Метод работы с холодным асфальтом

Этот метод актуален, если требуется обработка большой площади. В случае с ямочным ремонтом он не подходит. Популярным способ изготовления стал не так давно, не больше 10 лет назад. Принцип схож с холодной сваркой. Основной компонент – тот же битум, работать с которым можно даже при минусовой температуре.

Такое полотно не предполагает больших нагрузок, поэтому используется для облагораживания придомовой территории. Преимущество метода в том, что он применим в тех ситуациях, где нет возможности работать с горячими составами.

От чего зависит толщина асфальта

В зависимости от того, насколько жесткий материал выступает основанием полотна, меняется толщина готового асфальта. Этот параметр также зависит от предполагаемых нагрузок.

Один слой

Однослойное асфальтовое покрытие применяется для обустройства пешеходных дорожек и небольших стоянок около магазинов. Также одного слоя достаточно, если в основании полотна находится бетон. Один слой выдерживает нагрузки максимум легкового автомобиля, что учитывается при укладке.

Два слоя

Двухслойный вариант применим, когда в основе – щебень или бой кирпича. По такому покрытию также разрешается движение только легкого транспорта. Его укладывают на стоянках поблизости с крупными зданиями. Если основанием служит бетон, то предполагаемые нагрузки увеличиваются – по дороге допускается движение как легковых машин, так и автобусов или грузовиков.

Три слоя

Трехслойное асфальтобетонное покрытие считается нормой для прокладки междугородних трасс. Благодаря прочности и толщине выдерживает легковой и грузовой транспорт. Однако, тяжелый грузовик проехать не сможет. Важно соблюдение технологии укладки: основанием выступает щебень или бой кирпича, уложенные слоем толщиной от 30 см.

Четыре слоя и больше

В качестве основания задействуют бетон или щебень (4 и 5 фракции). Асфальтное четырехслойное покрытие выдерживает нагрузки как от легковых, так и грузовых машин. Укладывается в основном на трассах.

Заключение

Обустройство асфальтобетонного покрытия включает в себя целый комплекс задач. Изначально важно правильно соблюсти проектные расчеты. Качество смеси – второй по значимости пункт, ведь именно от этого зависит функциональность дороги. При этом, существует несколько методов укладки, с применением компонентов в разных пропорциях.

Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия: самоорганизация и механическая интерпретация

1. Введение

Усталость — один из основных типов разрушения асфальтобетонного покрытия шоссе. Как определяет в совокупности с другими видами отказов (колейность, низкотемпературное растрескивание) срок службы дорожной одежды в соответствии с требованиями нормативного документа [1] всех конструкций дорожной одежды автомобильных дорог капитального и облегченного типов на На стадии проектирования следует рассчитывать на прочность по критерию прочности на изгиб монолитных (асфальтобетонных) слоев.

Считается, что усталостное растрескивание асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог происходит при часто повторяющихся нагрузках на колеса транспортных средств [2].

Hveem F.N. страны дальнего зарубежья одним из первых упомянул явление усталости в асфальтобетонном покрытии автомобильной дороги [3]. Первые исследования усталостных свойств асфальтобетонов в лабораторных условиях были выполнены Sall R.N.J., Pell P.S., Taylor I.F. в Великобритании [4, 5] и Monismith C.L. в США [6].

Изучение усталости асфальтобетонов в бывшем Советском Союзе было начато работами Салля А.О. (Ленинград), Радовский Б.С. (Киев), Золотарев В.А. (Харьков), Руденский А.В. и Калашникова Т. (Москва) [7, 8, 9, 10, 11].

Выяснилось, что явление усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия автомобильной дороги носит комплексный характер. Несмотря на то, что специалисты многих стран мира изучают это явление и по сей день, проблема усталостной долговечности асфальтобетонов и асфальтобетонных покрытий остается актуальной.

2. Полевое наблюдение

На рисунке 1 представлены фотографии усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия автодороги Караганды-Шахтинск. Эти фотографии ясно показывают, что усталостное разрушение происходит поэтапно: сначала возникают параллельные квазипрямые продольные трещины на линии заделки, между которыми образованы квазипрямые полосы асфальтобетона, а затем эти квазипрямые полосы асфальтобетона делятся на ячейки небольших размеров из-за возникновения квазипоперечных трещин.Таким образом, в рассматриваемом случае образование сетки аллигаторных трещин на асфальтобетонном покрытии представляет собой двухэтапный процесс, каждая из которых реализуется в течение менее или более продолжительного периода.

Рисунок 1.

Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия (860 км) трассы Караганды-Шахтинск (Казахстан, Карагандинская область, июль 2016 г.).

Фрагменты другой последовательности возникновения трещин в ступенчатом процессе усталостного разрушения типа «крокодил» на асфальтобетонном покрытии представлены на рисунках 2 и 3.Как видно из рисунка 2, на асфальтобетонном покрытии в пределах линии заплаты имеются только отдельные (отделенные друг от друга) квазипараллельные поперечные трещины. На первый взгляд они похожи на низкотемпературные трещины. Но это не тот случай. Рассматриваемая трасса находится в городе Шарджа (Объединенные Арабские Эмираты), где практически нет зимы. Но на рисунке 3 показаны картины усталостных трещин типа аллигатора, которые образуются при дальнейшем возникновении продольных трещин, соединяющих существующие поперечные.В течение периода наблюдений было установлено, что по трассе движется большое количество многоосных большегрузных автомобилей, и это позволяет предположить, что этот тип ступенчатого усталостного отказа был связан с плотным движением многоосных большегрузных автомобилей. Исходя из перечисленных видов ступенчатого разрушения асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог, можно сформулировать следующий принцип: «Процесс усталостного разрушения асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог происходит поэтапно и по различным типам стадий.Тип 1: стадия I — на линиях зашивки возникают квазилинейные параллельные продольные трещины, между которыми образуются квазипрямые полосы асфальтобетона; II этап — формирование рисунков усталостных трещин типа аллигатора путем разделения квазипрямых полос асфальтобетона на ячейки малых размеров квазипоперечными трещинами. Тип 2: I стадия — возникновение изолированных квазипараллельных поперечных трещин; II этап — образование трещин типа «аллигатор» с относительно большими размерами ячеек за счет возникновения продольных трещин, соединяющих существующие поперечные; III стадия — уменьшение размеров ячеек трещин за счет последовательного появления поперечных и продольных трещин внутри каждой ячейки ».

Рис. 2.

Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия: поперечные усталостные трещины (город Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты, август 2010 г.).

Рисунок 3.

Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия: аллигаторные трещины (город Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты, август 2010 г.).

Мы предполагаем, что поэтапное развитие усталостного разрушения механически и термодинамически «выгодно» системе — асфальтобетонному покрытию, а какой тип стадии прогрессирует — «система сама выберет» в зависимости от конкретных условий : объем и тип движения, режим и скорость движения, погодно-климатические условия, конструктивные особенности, свойства материалов, в том числе асфальтобетонов и т. д.

3. Классификация усталостных трещин

В Казахстане усталостные и другие типы трещин на асфальтобетонном покрытии для диагностики и оценки состояния дороги рассматриваются в стандарте [12], в котором все дефекты на покрытиях разделены на две группы: дефекты, свидетельствующие о недостаточной прочности, и дефекты, не свидетельствующие о недостаточной прочности в явной форме. Анализ этих дефектов показывает, что:

• , несмотря на то, что они имеют разные причины возникновения и характер развития, трещины разного типа (усталостные, термические, отраженные, прогибы) отдельно не выявляются;

• для усталостных трещин не отражается поэтапный характер развития;

• не предусмотрены предельно допустимые меры для трещин, в том числе усталостных.

Самая крупная и широкомасштабная программа по исследованию характеристик дорожных конструкций (дорожных покрытий) была начата в рамках так называемой Стратегической программы исследований автомобильных дорог (SHRP) в США в 1987 году. Дорожные агентства США и 15 в других странах в течение 20 лет собираются данные о состоянии ремонта дорожных покрытий, климате, объеме и плотности движения более чем на 1000 экспериментальных участках автомобильных дорог.

Для сбора данных по уникальной методике было разработано специальное руководство, которое в последующие годы публиковалось еще трижды [13].В данном Руководстве дано следующее определение усталостных трещин в асфальтобетонном покрытии: «Они возникают на участках, подверженных повторяющимся транспортным нагрузкам (колесные дорожки). Они могут представлять собой серию взаимосвязанных трещин на ранних стадиях развития. На более поздних стадиях они превращаются в многогранные части с острыми углами, обычно менее 0,3 м на самой длинной стороне, что характерно для рисунка из проволочной сетки / аллигатора. Усталостные трещины делятся на три уровня. Низкий уровень: область трещин без соединительных трещин или с несколькими трещинами; трещины не раскалываются и не заделываются; прокачка не бросается в глаза.Умеренный уровень: область соединенных между собой трещин, образующих законченный узор; трещины могут быть немного скошенными; трещины можно заделать; прокачка не бросается в глаза. Высокий уровень: область умеренно или сильно сколотых взаимосвязанных трещин, образующих законченный узор; части могут двигаться, когда они подвергаются движению; трещины можно заделать; накачка может быть очевидна ».

На рисунках 4 и 5 представлены фотографии из Руководства [13], наглядно демонстрирующие уровни усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия по принятой классификации.

Рисунок 4.

Все уровни усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия автомобильной дороги согласно Руководству [13].

Рисунок 5.

Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия автомобильной дороги согласно Руководству [13]: (а) низкий уровень; (б) средний уровень и (в) высокий уровень.

Как видно, в отличие от руководства по Казахстану, в американском справочнике усталостные трещины выделяются отдельно от других типов трещин, и для их развития установлены три уровня.В другом американском стандартном документе [14] усталостные трещины подразделяются на два типа: усталостное растрескивание по поверхности и усталостное растрескивание снизу вверх; допустимые предельные значения показаны для этих типов трещин для нисходящей поверхности — 1000 фут / миля = 190 м / км и для восходящей — 25–50% площади полосы движения.

4. Самоорганизация

В работах [15, 16, 17], основанных на положениях термодинамики необратимых процессов и нелинейной динамики (синергетики), показано, что асфальтобетонное покрытие с низкотемпературными трещинами представляет собой специфическую диссипативную структуру, которая является формой адаптации термодинамической системы к внешним условиям, и каждый раз, когда температура воздуха достигает критической температуры дорожного покрытия, возникает трещина.Это закономерность, обусловленная коллективным поведением (самоорганизацией) конструктивных элементов асфальтобетонного покрытия в критических условиях.

В термодинамике [18, 19] системы, обменивающиеся своей энергией и массой с окружающей средой, считаются открытыми, и они структурно сложны. Из-за сложности открытых систем в них возникают различные формы структур в критических условиях. Конструктивную роль в образовании этих структур играет диссипация энергии.Чтобы подчеркнуть, что И. Пригожин ввел термин «диссипативные структуры» [20, 21, 22, 23], а Х. Хакен ввел термин «синергетика», чтобы подчеркнуть роль коллективного поведения субструктурных элементов в формировании диссипативных структур [24 , 25].

Пригожин И. показал, что изменение энтропии ds для открытой термодинамической системы можно рассматривать как сумму двух слагаемых [19, 20, 21]:

ds = dse + dsi, E1

, где dse — изменение энтропии, связанное с ее притоком или оттоком; dsi — это количество энтропии, производимой внутри системы.

Для краткости dsi называют просто «производством энтропии».

Компонент dse может иметь как положительный, так и отрицательный знак в зависимости от того, получает или отдаёт система энергию в результате взаимодействия с окружающей средой. Согласно второму закону термодинамики, производство энтропии dsi положительно или равно нулю:

dsi≥0, E2

Производство энтропии с равным нулем, то есть dsi = 0 произойдет только при условии баланса. ,

4.1. Эффект Бенара

Известно, что эффект Бенара [26, 27, 28] является одним из известных примеров образования диссипативных структур в открытой термодинамической системе. Это происходит при критическом перепаде температур ∆ Tcr нижней и верхней поверхностей тонкого слоя вязкой жидкости (например, в силиконовом масле) в посуде, нагреваемой снизу. При достижении Tcr поведение жидкости резко меняется — возникает конвекция, и жидкость разделяется на гексагональные ячейки (рис. 6).Новая структура создается совместным совместным движением молекул жидкости. Как видно из рисунка 7, на зависимости скорости теплопереноса dQ / dt от перепада температур ∆ T при ∆ Tcr происходит резкий излом и происходит образование новой структуры. Отток (экспорт) энтропии точно компенсируется производством энтропии внутри жидкости до ∆ Ткр , а при достижении ∆ Ткр скорость теплопереноса увеличивается за счет конвективного механизма теплообмена.

Рисунок 6.

Эффект Бенара.

Рисунок 7.

Зависимость скорости теплопереноса от перепада температур.

4.2. Разделение клеток

Работа М.В. Волькенштейн [26] показал еще один пример образования диссипативной структуры в открытой термодинамической системе. Это разделение клеток живого организма.

Ячейка для простоты рассматривается как сфера радиуса R. Производство энтропии внутри ячейки dsi пропорционально ее объему V = 43πR3, а истечение энтропии из ячейки dse пропорционально площади ее поверхность Sпов.= 4πR2. Тогда согласно выражению (уравнение (1)) имеем:

ds = A⋅43πR3 − B⋅4πR2, E3

, где À и Â — параметры пропорциональности, имеющие соответствующие размеры ,

Клетка растет по мере роста организма, и радиус сферы R увеличивается. Клетка по механизму самоорганизации пытается удалить избыток накопленной энтропии. Поскольку производство энтропии dsi увеличивается пропорционально кубу радиуса R , то есть R3 , а истечение энтропии увеличивается пропорционально квадрату радиуса R , то есть R2 , то постепенное накопление энтропии происходит согласно выражению (Ур.(3)). Стационарное состояние достигается при R = 3BA, то есть ds = 0. А при R> 3BA, то есть ds > 0, следовательно, при Rcr> 3BA ( Rcr : критический размер ячейки) ячейку следует отделить, иначе она погибнет. Объемы материнской клетки и двух дочерних клеток аналогичны, а общая площадь поверхностей новых клеток больше.

Вышеупомянутые примеры самоорганизации в термодинамических системах — ячейки Бенара и разделение ячеек могут быть использованы в дальнейшем для объяснения явления усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия.

Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия, конечно, напрямую связано с прочностью асфальтобетона.

5. Прочность асфальтобетона

5.1. Битум

Битум марки БНД 100/130 производства Павлодарского нефтехимического завода (ППХЗ) был использован для приготовления мелкозернистого плотного асфальтобетона в лабораторных условиях. Битум соответствует требованиям казахстанского стандарта СТ РК 1373-2013 [29]. Стандартные показатели для битума представлены в таблице 1.Содержание битума в асфальтобетоне составляло 4,8% от массы сухого заполнителя.

Таблица 1.

Основные стандартные показатели для битума.

5.2. Для испытаний принят асфальтобетон

Горячий плотный мелкозернистый асфальтобетон типа Б, соответствующий требованиям казахстанского стандарта СТ РК 1225-2013 [30], приготовленный с применением заполнителя фракций 5–10. мм (20%), 10–15 мм (13%), 15–20 мм (10%) из Ново-Алексеевского карьера (Алматинская область), фракция песка 0–5 мм (50%) из завода «Асфальтобетон- 1 ”(г. Алматы) и минеральный порошок (7%) из карьера Кордай (Жамбылская область).Основные нормативные показатели для асфальтобетона представлены в таблице 2. Кривая сортировки минеральной части горячего асфальтобетона представлена ​​на рисунке 8.

Рисунок 8.

Кривая градации асфальтобетонной смеси.

5.3. Методы испытаний

В данном исследовании испытания образцов асфальта проводились по следующим методикам:

1. Определение прочности асфальтобетона при прямом растяжении при различных температурах проводилось в термокамере TRAVIS производства Infratest GmbH (Германия). ).Испытания образцов проводились при деформации с постоянной скоростью 1 мм / мин в соответствии с европейским стандартом pr EN 12697-46 [31]. Образцы имели размеры 5 × 5 × 16 см.

2. Циклическая (усталостная) прочность асфальтобетона при различных температурах была определена путем испытания образцов размерами 5 × 5 × 38 см в термокамере устройства четырехточечного изгиба по европейскому стандарту EN 12697-24 [32]. Частота нагружения f = 10 Гц. Напряжение, равное σ = 1400 кПа, сохранялось постоянным до разрушения образца.

3. Образцы асфальтобетона в виде балки размерами 4 × 4 × 16 см испытаны при различных температурах на механическом прессе с использованием специального устройства по схеме поперечного изгиба согласно СТ РК 1218-2003 [33] , Скорость деформации составляла 3 мм / мин.

4. Прочность образцов асфальтобетона различной формы (цилиндрической и прямоугольной), различных размеров и при различных температурах при прямом сжатии определялась путем их испытания на механическом прессе по СТ РК 1218-2003 [33].Скорость деформации составляла 3 мм / мин.

5.4. Пробоподготовка

Образцы асфальтобетона цилиндрической формы, предназначенные для прямого сжатия, были приготовлены в соответствии с Казахстанским стандартом СТ РК 1218-2003 [33] путем уплотнения асфальтобетонной смеси в специальной форме. Образцы прямоугольной формы и в форме балки различных размеров готовили следующим образом. Сначала образцы асфальтобетона в виде квадратной плиты размером 5 × 30.5 × 30,5 см были подготовлены роликовым уплотнителем (модель CRT-RC2S, компания Cooper, Великобритания) в соответствии с европейским стандартом EN 12697-33 [34]. Затем из квадратных пластин были получены образцы в форме прямоугольной призмы различных размеров.

5.5. Однократное нагружение, циклическая и длительная прочность асфальтобетона

На рисунке 9 представлены графики, показывающие зависимость прочности асфальтобетона при различных нагрузках — растяжении, сжатии и изгибе. Как видно, в рассматриваемом интервале температур (0–50 ° С) асфальтобетон имеет наименьшую прочность на разрыв, а наибольшую — на сжатие.Прочность на изгиб занимает промежуточное положение между растяжением и сжатием. Между тем, прочность асфальтобетона на сжатие и изгиб с повышением температуры снижается почти с одинаковой скоростью во всем рассматриваемом интервале температур, а при растяжении скорость снижения более чем в два раза по сравнению с прочностью на сжатие и изгиб. Также видно, что разница между температурными кривыми прочности на изгиб и прочность на сжатие сохраняется постоянной во всем рассматриваемом температурном интервале и в среднем равна 1.0 МПа. Максимальный перепад температурных кривых прочности на разрыв и прочности на изгиб (сжатие) наблюдается при низких температурах (0–10 ° С), который составляет 2,5 МПа (3,5 МПа) и уменьшается с увеличением температуры; эти перепады при температуре 50 ° С равны 0,8 и 1,6 МПа соответственно.

Рисунок 9.

Прочность мелкозернистого асфальтобетона (БНД 100/130, ППЦП) при различных видах напряженного состояния.

Принято считать, что усталостные трещины возникают из-за многократного воздействия растягивающего напряжения на нижнюю поверхность асфальтобетонного покрытия [2, 35, 36, 37, 38, 39], значение которого при При прочих равных условиях отношение модуля упругости слоев асфальтобетона к модулю упругости нижних слоев основания дорожной одежды и грунта земляного полотна больше [10, 40].Считается, что указанное выше соотношение модулей упругости в конструкции дорожного покрытия является наибольшим в весенний период, когда верхняя часть земляного полотна разморожена и разрыхлена, а асфальтобетонное покрытие имеет большую жесткость из-за относительно низкой температуры воздуха. , что находится в пределах от 0 до + 10 ° С [2, 41, 42, 43].

Как видно из рисунка 10, а именно в интервале температур от 0 до + 10 ° С, разница в прочности асфальтобетона на растяжение и изгиб (сжатие) наибольшая!

Рисунок 10.

Циклическая прочность асфальтобетона при изгибе и прямом растяжении при температуре 20 ° С.

На рис. 10 приведены графики циклической прочности мелкозернистых плотных асфальтобетонов при изгибе и растяжении при температуре 20 ° С. Верхний график построен при испытании образцов асфальтобетона по схеме изгиба на устройстве четырехточечного изгиба в Казахстанском дорожном научно-исследовательском институте, а нижний — по экспериментальным данным, полученным в Университете штата Северная Каролина. (США) при прямом напряжении [44].Хорошо видно, что циклическая прочность асфальтобетона при изгибе значительно выше, чем при растяжении. Подобную закономерность можно увидеть на кривых длительной прочности асфальтобетона, как показано на Рисунке 11 [45, 46].

Рисунок 11.

Долговременная прочность мелкозернистого асфальтобетона типа Б (БНД 60/90) при поперечном изгибе и прямом растяжении.

Таким образом, однократное нагружение, циклическая и длительная прочность асфальтобетонов при растяжении значительно меньше, чем при изгибе и сжатии.

Для ответа на вопрос: «Зависит ли прочность асфальтобетона от размеров испытуемого образца при сжатии?» Были проведены испытания образцов на мелкозернистый плотный асфальтобетон типа Б (БНД 100/130) для прямого сжатия. Толщина всех образцов была одинаковой и равнялась 5 см, а длина и ширина образцов имели значения 2, 5, 7, 10, 12 и 15 см. Испытание проводилось при температурах 0, 10 и 20 ° С. Было проведено три параллельных испытания для каждой температуры и размеров образцов.

Как видно из рисунка 12, прочность асфальтобетона при сжатии существенно зависит от размеров образца. Наибольшая прочность наблюдается при температурах 10 и 20 ° С при длине стороны образца 7 см, а при температуре 0 ° С прочность увеличивается практически линейно с уменьшением размеров образца.

Рис. 12.

Прочность на сжатие образцов мелкозернистого асфальтобетона типа Б (БНД 100/130, ППЦП) различных размеров при различных температурах.

Эти результаты служат надежным объяснением постепенного уменьшения горизонтальных размеров ячеек асфальтобетонного покрытия с прогрессированием его усталостного разрушения.

5.6. Остаточная прочность асфальтобетона

Усталостная трещина на асфальтобетонном покрытии возникает, когда оно почти полностью теряет свою прочность на разрыв (растяжение при изгибе). Возьмем вопрос: может ли такой асфальтобетон иметь остаточную прочность на сжатие? Чтобы прояснить ситуацию, мы провели специальный эксперимент.Применен такой же мелкозернистый плотный асфальтобетон марки Б (битум марки БНД 100/130). Сначала образцы асфальтобетона размерами 5 × 5 × 38 см были испытаны на устройстве четырехточечной гибки на усталость при изгибе до разрушения (снижение жесткости до 10% от исходной) при температурах 10, 20 и 30 °. С. Затем из этих образцов были приготовлены образцы размером 5 × 5 × 5 см, и они были испытаны на прямое сжатие при тех же температурах. При каждой температуре были испытаны три образца асфальтобетона.Результаты начальных испытаний образцов асфальтобетона при циклическом изгибе представлены в таблице 3, а их дальнейшее испытание при прямом сжатии — на рисунке 13. Как видно, асфальтобетон имеет высокую остаточную прочность на сжатие после циклического изгиба. изгиб до разрушения, сопоставимый с прочностью нового асфальтобетона (рисунки 9 и 12).

Таблица 3.

Результаты испытаний мелкозернистого плотного асфальтобетона типа Б (БНД 100/130, ППЦП, f = 10 Гц, σ = 1400 кПа) на усталость на устройстве четырехточечного изгиба.

Рисунок 13.

Остаточная прочность асфальтобетона при сжатии после циклического изгиба при различных температурах.

6. Принцип последовательного изменения типов деформаций

Как известно, явление самоорганизации происходит в сложных открытых термодинамических системах и в них в критических условиях возникают новые структуры, такие как клетки Бенара, разделенные клетки живых организмов, лазер луч и так далее.Возникновение специфических диссипативных структур в критических низкотемпературных условиях на асфальтобетонном покрытии показано в работах [15, 16, 17, 47]. Приведенная выше стадия усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия, принципиальная возможность возникновения в нем диссипативных структур в критических условиях в результате самоорганизации его конструктивных элементов, существенная зависимость от однократного нагружения, циклического и длительного Прочность асфальтобетона по типу деформации (напряженному состоянию) и наличие остаточной прочности по другому виду деформации после разрушения позволяют сформулировать новую закономерность усталостного разрушения:

Реализовано усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия при многократном воздействии нагрузки в соответствии с последовательно изменяющимися стадиями, на каждой из которых части дорожного покрытия функционируют как определенные рассеивающие конструкции с характерным типом деформации, которые меняются местами в последовательности: растяжение-изгиб-сжатие.

7. Бифуркация

Сформулированный ранее принцип последовательного изменения видов деформации при усталостном разрушении для асфальтобетонного покрытия можно объяснить на основе положений термодинамики необратимых процессов и нелинейной динамики (синергетики).

В кратком описании примеров возникновения диссипативной структуры — ячеек Бенара и разделения ячеек, ранее отмечалось, что действие систем в критических условиях в обоих случаях является для них преимуществом: поток жидкости по гексагональным ячейкам позволяет включать дополнительные конвективный механизм теплообмена с окружающей средой; разделение клетки на две спасает ее от «гибели».»

Мы также считаем, что реализация усталостного разрушения в соответствии с последовательными стадиями, изменение типа деформации с« растяжения »на« изгиб »и с« изгиба »на« сжатие »при непрерывном механическом воздействии является преимуществом для асфальта. бетонное покрытие:

1. Прочность асфальтобетона на изгиб больше, чем при растяжении, а при сжатии больше, чем при изгибе.

2. Остаточная прочность асфальтобетона при сжатии актуальна после его разрушения при деформации по схеме изгиба (растяжения).

Такой ступенчатый отказ с последующим изменением вида деформации продлевает срок существования («жизненный цикл») отдельных частей асфальтобетонного покрытия.

Сформулированный принцип наглядно демонстрирует предложенная схема бифуркации (рисунок 14).

Рисунок 14.

Схема бифуркации при усталостном разрушении асфальтобетонного покрытия.

В термодинамике и синергетике принято считать, что система, не находящаяся в состоянии равновесия, приобретает новые свойства.Система в состоянии сильной неравновесности становится более активной, и все субструктурные элементы системы работают сообща, согласованно, флуктуации синергизируются, и в критический момент возникают новые структуры [18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 48]. Кроме того, в критических условиях у системы есть выбор — по какому сценарию развития следовать дальше.

В соответствии с предложенной схемой бифуркации асфальтобетонное покрытие работает как сплошная среда по схеме объемно-напряженно-деформированного состояния с момента пуска в эксплуатацию до момента потери сопротивления растяжению (0–1).В момент полной потери сопротивления растяжению (точка 1) у термодинамической системы (подструктурных элементов асфальтобетонного покрытия) есть выбор — какая ветвь термодинамики (ветвь А и ветвь Б) будет работать дальше. Если система в точке бифуркации выбирает ветвь термодинамики A, параллельные трещины возникают на линиях заплат в точке 1, и полосы асфальтобетона работают как длинная балка между точками 1 и 2, и деформируются по схеме изгиба. ,Поперечные трещины возникают в точке 2, длинные полосы асфальтобетона разделяются на более короткие части, каждая из полученных частей на период 2–3 работает как короткая балка, также деформируется по схеме изгиба. В точке 3 количество возникших трещин увеличивается и за период 3–4 отдельные фрагменты разрушения дорожного покрытия работают по схеме прямого сжатия. В момент времени происходит полное разрушение асфальтобетонного покрытия. Описанный ранее участок автомобильной дороги «Караганды-Шахтинск» может служить примером практической реализации усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия по термодинамике. филиал А.

Если система в точке бифуркации 1 выбирает ветвь термодинамики B, то сначала возникают поперечные трещины на дорожном покрытии, затем между ними возникают продольные усталостные трещины, и в течение периода времени 1–5 отдельные блоки дорожного покрытия функционируют как большие и короткие плиты, деформируемые по схеме изгиба. В точке 5 возникают дополнительные поперечные и продольные трещины, сетки трещин становятся более интенсивными до тех пор, пока каждый из фрагментов дорожного покрытия не деформируется по схеме прямого сжатия (временной интервал 5–6).Полное разрушение асфальтобетонного покрытия происходит в момент времени 6. Участок автодороги, расположенный в городе Шарджа (ОАЭ), может служить примером практической реализации усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия под ветвью термодинамики B.

8. Заключение

Результаты данного исследования позволяют сделать следующие выводы по усталостному разрушению асфальтобетонного покрытия автомобильной дороги:

1. В Казахстане существуют трещины различных типов на асфальтобетонном покрытии (усталостные, термический, отраженный и провисающий) отдельно не идентифицируются.Стадия усталостного разрушения не учитывалась. Не определены и предельно допустимые характеристики, в том числе усталостные. В США усталостные трещины идентифицируют отдельно от других типов трещин, определены три уровня их развития, но связь между этими уровнями не рассматривается.

2. Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия осуществляется поэтапно. Смена стадий разрушения происходит по механизму самоорганизации опорных элементов материала дорожной одежды — асфальтобетона в критических условиях.Подобно известным явлениям самоорганизации — эффекту Бенара и биологическому разделению клеток, предлагается рассматривать части асфальтобетонного покрытия как специфические диссипативные структуры. Они работают как определенные диссипативные структуры на каждой стадии усталостного разрушения.

3. Сопоставление результатов проведенных и известных испытаний асфальтобетонов для определения одноразовой нагрузки, циклической, длительной и остаточной прочности на растяжение, изгиб и сжатие показало, что прочность при изгибе всегда больше, чем при напряжение; и больше при сжатии, чем при изгибе.

4. Установленный поэтапный характер усталостного разрушения асфальтобетонного покрытия, принципиальная возможность возникновения в нем диссипативных структур, зависимость прочности асфальтобетона от вида деформации (напряженного состояния), а также ее увеличение в последовательности «Растяжение-изгиб-сжатие», а также наличие у асфальтобетона остаточной прочности при сжатии после разрушения при растяжении послужили основой для формулирования новой закономерности усталостного разрушения: Усталостное разрушение асфальтобетонного покрытия при Воздействие повторяющейся нагрузки осуществляется по последовательно меняющимся стадиям, на каждой из которых части дорожного покрытия функционируют как определенные диссипативные структуры с характерным типом деформации, которые меняются местами в последовательности растяжение-изгиб-сжатие.

асфальтобетон | Przykłady zdań

асфальтный бетон występuje jeszcze w słowniku Cambridge. Możesz pomóc!

Википедия