Назначение асфальтобетонной смеси

Конструкция дорожной одежды в зависимости от принятых рас­четных параметров предопределяет в проекте тип асфальтобетона, предусматриваемого для данной дороги. Однако в зависимости от наличных материалов лаборатории строительства определяют вид смеси и ее состав для передачи на завод для приготовления.

В соответствии с принятой классификацией асфальтобетонов и смесей для них следует различать смеси, по физическому состоянию и удобообрабатываемости разделяемые на укатываемые и литые. Укатываемые характеризуются созданием асфальтобетонов с оста­точной пористостью верхнего слоя не менее 2.5 до 5% по объем и тем, что требуют для получения покрытия обязательной укатки их катками различных типов. Литые смеси могут образовать плотные асфальтовые бетоны и благодаря большему содержанию битума и большей температуры нагрева легко распределяются и получают конечную плотность при разравнивании брусом укладчика.

Укатываемые смеси в зависимости от вязкости применяемого в них битума и температуры при укладке в покрытие подразделяют на горячие, теплые и холодные. По виду примененного в их составе минерального материала подразделяют на щебеночные, гравий­ные и шлаковые.

По наибольшему размеру зерен минерального материала- смеси и асфальтобетоны из них подразделяют на крупнозернистые (зерна размером до 40 мм), среднезернистые (зерна размером до 20 мм), мелкозернистые (зерна размером до 15 мм) и песчаные (зерна раз­мером до 5 мм).

Горячие и теплые укатываемые смеси (по ГОСТ 9128—76) при­меняют всех перечисленных видов. Холодные и горячие литые сме­си изготовляют преимущественно мелкозернистые. _

Горячие и теплые укатываемые асфальтобетонные смеси подраз­деляют на плотные, применяемые в верхних слоях покрытий, и по­ристые (без минерального порошка), применяемые в нижних слоях.

Плотные бетоны в зависимости от содержания в них минераль­ных материалов подразделяют на типы (табл. 34).

Плотные горячие и теплые асфальтобетоны в зависимости от ка­чества минеральных материалов и физико-механических показате­лей подразделяют на четыре маяки (табл. 35), холодные асфаль­тобетоны — на две.

Горячие и теплые укатываемые асфальтобетонные смеси по зер­новому составу минеральной части и содержанию в них битума подразделяют на 17 разновидностей плотных и 6 пористых смесей. Соответственно различают 6 зерновых составов холодных смесей. Таким образом, в ГОСТ 9128—76 содержится большой набор сме­сей.

Горячие асфальтобетонные смеси приготовляют с применением вязких битумов и укладывают при температуре не ниже 120 °С. Формирование покрытия заканчивается в основном после остыва­ния уплотненного слоя асфальтобетона. Асфальтобетон из горячей смеси применим во всех дорожно-климатических зонах для всех ка­тегорий дорог, так как он является наиболее прочным и обладаю­щим наибольшим сроком службы. Теплые асфальтобетонные смеси приготавливают с применением менее вязких, преимущественно жидких битумов. Укладывают их при температуре не ниже 70— 80° С, скорость формирования покрытия из теплых смесей колеб­лется от нескольких часов до 15 сут. Покрытия из теплых смесей с маловязким битумом можно сразу открывать для движения после уплотнения. С жидким битумом теплый асфальтобетон в течение 1—2 недель требует доуплотнения движением транспортных средств, которое следует регулировать Асфальтобетон из теплых смесей применяют на дорогах всех категорий в I дорожно-климати­ческой зоне, на дорогах III и IV категорий во II—V дорожно-климатических зонах. Асфальтобетон из теплых смесей менее прочен и по­крытия из пего обладают меньшим сроком службы, чем из горячих смесей. В северных районах часто более пригодны теплые смеси при условии их достаточной прочности и водостойкости.

Покрытия из холодных асфальтобетонных смесей (ГОСТ 9128—76) применимы только на дорогах 111 и IV категорий во II—V дорожно-климатических зонах Холодные асфальтобетонные смеси приготовляют с применением жидкого битума и укладывают при температуре окружающего воздуха не ниже (-5° С весной и не ниже +10° С осенью. Формирование покрытия протекает медленно (20—40 сут) и зависит от марки битума, погодных условий, интен­сивности движения и грузоподъемности автомобилей. Покрытия из холодных асфальтобетонных смесей обладают меньшей прочностью и сроком службы и менее трещиностойки, чем покрытия из горячих и теплых смесей.

Покрытия из холодного асфальтобетона даже относят к усовершенствованным покрытиям облегченного типа. В зависимости от вида, качества и крупности минерального ма­териала следует учитывать следующее. Гравийные материалы (без передробления) применимы только в асфальтобетоне III и IV ма­рок. Асфальтобетонные покрытия из крупнозернистых смесей об­ладают большей пористостью и их нецелесообразно применять в 1 и II дорожно-климатических зонах. Асфальтобетонные покрытия из мелкозернистых смесей, особенно с малым содержанием щебня и низких марок, обладают недостаточной шероховатостью и требуют при .строительстве специальных способов придания им шероховато­сти.

При выборе и назначении типа и вида асфальтобетона для верх­него слоя покрытия необходимо учитывать службу асфальтобетон­ных покрытий и обнаруживаемые на них в процессе эксплуатации деформации и разрушения.

Покрытия из горячих смесей обладают высокой сдвигоустойчивостью и работоспособностью. Их ровность сохраняется значительно дольше, чем у покрытий из теплых или холодных смесей. Объяс­няется это тем, что с течением времени плотность покрытия из горя­чего асфальтобетона хотя и повышается, но весьма незначительно. Плотность же асфальтобетона из теплых и особенно холодных сме­сей повышается в большей степени и в течение более длительного времени.

Асфальтобетоны из смесей с малым содержанием щебеночного материала или с материалом недостаточной износостойкости, лег­кой шлифуемости приводят к скользкости покрытий и росту числа дорожно-транспортных происшествий. Для повышения длительной их шероховатости необходимо применение смесей типов А и Б.

Важна однородность смесей, так как при неоднородном составе в слабых местах в первую очередь возникают выбоины и другие разрушения.

В целях повышения производительности и снижения стоимости строительства асфальтобетонную смесь укладывают толстыми слоя­ми. В этом случае для верхних слоев необходимы щебенистые смеси с таким содержанием зерен крупнее 5 мм (50—60%), чтобы в слое образовался пространственный каркас. Это необходимо и для до­стижения ровности поверхности толстых слоев. Кроме того, смеси должны содержать оптимальное количество битума, определенное при предельно возможном уплотнении, при нормативной ровности основания или нижележащего слоя.

Развитие теории асфальтобетона и поиски новых способов улуч­шения качества асфальтобетона при назначении смесей требуют учитывать еще следующее. Для улучшения сцепления битума с ми­неральными материалами, особенно кислых горных пород, необхо­димо в битум добавлять поверхностно-активные вещества (ПАВ), необходимо учитывать оптимальную структуру смеси при местных климатических условиях, интенсивности и составе движения. Для получения более устойчивых покрытий применяют смеси с предва­рительной физико-химической активацией минеральных материа­лов.

Применение активированных минеральных материалов снижает расход битума, повышает плотность асфальтобетона, ускоряет фор­мирование теплых и холодных асфальтобетонов, такие асфальтобе­тоны менее водопроницаемы.

Для повышения прочности и сдвигостойкости, увеличения сроков службы покрытий применяют смеси, в которых к битуму добавляют эпоксидную или полиэфирную смолу, поливинилхлорид и другие аналогичные материалы. Действие их эффективно, но многие из них токсичны, усложняют приготовление смеси, а главное значительно повышают стоимость и смесей, и асфальтобетонных покрытий. В последние годы Союздорнии рекомендует как наиболее экономич­ные резиновую крошку и ДСТ (дивинилстирол), но работа с послед­ним опасна в пожарном отношении.

На ответственных объектах, при строительстве покрытий на больших уклонах, на крутых поворотах или на дорогах с движением автомобилей на шинах с шипами для снижения расхода битума целесообразно применение асфальтобетонных смесей с полимерны­ми материалами.

Примесь к битуму полимерных материалов создает совершенно новые по технологическим свойствам асфальтобетоны и, очевидно, покрытия из них будут значительно прочнее и с большим сроком службы.

Чтобы повысить удобообрабатываемость горячих смесей, их пластичность и избежать трещин при уплотнении, смеси применяют с добавками (3—5% от битума) олигомеров, например олигомера стирола. Таким образом, имеется широкий выбор состава смеси и типа асфальтобетона с учетом местных условий.

Утвержденный проект обязателен к применению, но в нем может не быть детально обоснованного состава смеси для покрытия, по­этому строители должны проанализировать проектные предложе­ния, исправить с учетом изменившихся местных условий или воз­никших предложений по их улучшению. Это также касается оконча­тельного назначения и выдачи состава смеси заводом, обеспечива­ющим строительство асфальтобетонной смесью.

Центральная лаборатория строительства или обл(край) авто-дора на основе намеченных к применению материалов устанавли­вает окончательный тип, вид и состав смеси, которые утверждает главный инженер строительства.