Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Эксплуатационные свойства асфальтобетона (асфальта)

Ни для кого не секрет, что дороги в России не отличаются долгим сроком эксплуатации. За исключением отдельных участков, обычно покрытия приходят в негодность уже на 4-5 год активного использования и постоянно требуют ремонта.

Такие печальные результаты объясняются низкими эксплуатационными свойствами асфальта. Именно от них зависят долговечность покрытия и безопасность дорожного движения.

К этим характеристикам относятся:

  • Морозостойкость
  • Трещиностойкость
  • Износостойкость
  • Шероховатость
  • Горючесть (пожароопасность)
  • Срок службы

В этом разделе мы подробно остановимся на каждом показателе.

Асфальтированная дорога в лесу

Морозостойкость асфальта

Она характеризует свойство покрытия переносить неоднократную заморозку и оттаивание.

В толще асфальта есть поры, через которые внутрь попадает вода. При температуре ниже 0°С она превращается в лед и увеличивается в объеме, распирая покрытие изнутри. При потеплении лед тает и сжимается – внутреннее давление в асфальтобетоне падает. И такие перепады нагрузок случаются десятки раз в период межсезонья.

В результате связи между битумом и наполнителем в асфальте разрушаются, его структура расшатывается. Если материал имеет низкую морозостойкость, он быстро теряет прочность, крошится и трескается.

Асфальтированная проезжая дорога и тротуар в зимнее время, чищенные от снега

Морозостойкость асфальта зависит от таких его показателей:

  • Остаточная пористость
    Объем воздушных пустот, которые остались в покрытии после укладки и уплотнения.
  • Водонасыщение
    Количество воды, которое может впитать асфальт.
  • Водостойкость
    Способность материала сопротивляться разрушительному воздействию влаги.

Взаимосвязь здесь такая: чем более пористый материал и чем больше воды он может поглотить, тем больше будет объем образующегося льда и тем выше внутренние нагрузки в покрытии.

Хотя свойство это очень важное, в действующих ГОСТах на асфальт оно не нормируется, и стандартного метода его определения нет. Но на практике используется способ, схожий с испытанием на водостойкость.

Процедура выглядит так: образец асфальта насыщают водой, а затем несколько раз замораживают и отогревают. Таких циклов может быть 25, 50, 100 или более. Затем для материала вычисляют отношение его пределов прочности при сжатии до и после испытания. Этот показатель называется коэффициентом морозостойкости.

Оптимальными считаются такие значения (при 100 циклах):

  • Для асфальта I марки – 0,85
  • Для асфальта II марки – 0,80
  • Для асфальта III марки – 0,75

Свойство морозостойкости важно определять, так как практически на всей территории России бывают регулярные переходы от минусовых температур к плюсовым.

Улучшить эту характеристику можно такими способами:

  • Использовать битум пониженной вязкости
  • Увеличить долю битума в смеси
  • Внести адгезионные присадки в смесь
  • Модифицировать битум добавками полимеров и резины

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Морозостойкость асфальта.

Трещиностойкость асфальта

Как и морозостойкость, это свойство особенно актуально в период холодов. Оно характеризует способность материала сопротивляться образованию трещин.

Дело в том, что целостность асфальта под приложением механических нагрузок во многом зависит от его способности к деформированию. Если она высокая, материал будет сжиматься, растягиваться и изгибаться без разрушения. Но при температуре ниже -15-20°С (-30°С – для модифицированных составов) битум становится хрупким и ломким.

Трещины в дорожном покрытии различаются по происхождению:

  • Технологические
    Появляются вследствие нарушений при укладке асфальта.
  • Силовые
    Покрытие трескается под действием нагрузок, превышающих расчетные.
  • Отраженные
    Образуются над швами и трещинами в нижележащих слоях основания.
  • Усталостные
    Развиваются после нескольких лет эксплуатации дороги из-за того, что качественные характеристики асфальта со временем ухудшаются.
  • Температурные
    Возникают из-за внутренних напряжений, вызванных резкими колебаниями температуры и неравномерным остыванием покрытия.

Для оценки трещиностойкости, в соответствии с ГОСТ 9128-2013, используется показатель предела прочности на растяжение при расколе.

Стандарт устанавливает такие пределы допустимых значений:

  • Для асфальта I марки – от 3,0 до 6,5 МПа
  • Для асфальта II марки – от 2,5 до 7,0 МПа
  • Для асфальта III марки – от 2,0 до 7,5 Мпа

Появление трещин в асфальте – это серьезный дефект. Через них в покрытие дороги попадают вода, грязь, агрессивные химикаты и семена растений. Поэтому задача инженеров-дорожников – спроектировать максимально трещиностойкий состав асфальтобетонной смеси.

Для этого применяются такие методы:

  • Увеличение доли щебня
  • Использование битумов пониженной вязкости
  • Использование полимерно-битумного вяжущего (ПБВ)
  • Добавление резиновой крошки из переработанных шин
  • Добавление технического углерода, который замедляет старение битума

А если предупредить появление повреждений не удалось, их необходимо оперативно устранять. Для этого используются битумные эмульсии и битумоминеральные смеси, а также герметики для асфальта.

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Трещиностойкость асфальта.

Износостойкость асфальта

Из-за трения от колес транспорта асфальт постепенно истирается и теряет свою толщину. Этот процесс называется износом.

Его интенсивность зависит от таких факторов:

  • Соотношение компонентов асфальтобетонной смеси
    Песчаные покрытия стираются быстрее, чем щебеночные.
  • Пористость покрытия
    Плотный асфальт лучше сопротивляется износу.
  • Истираемость щебня
    Смеси на основе хрупких минеральных наполнителей сильно подвержены износу.
  • Адгезия битума к минеральному наполнителю
    Чем крепче «хватка» вяжущего, тем сильнее оно сопротивляется выдиранию мелких зерен щебня и песка из асфальта.
  • Температура воздуха
    В жару битум размягчается, а структурные связи в материале – ослабевают.
  • Водонасыщение
    Постоянное присутствие влаги снижает сцепление компонентов асфальта и повышает его истираемость.
  • Интенсивность и режим движения
    Чем больше автомобилей ездит по дороге, тем быстрее изнашивается ее поверхность.
  • Использование противогололедных материалов
    Агрессивные химикаты постепенно разъедают поверхностный слой дороги.
  • Использование шипованных колес
    Тяжелые и острые шипы вгрызаются в покрытие дороги и ускоряют темпы его износа.
Асфальтовое покрытие, бордюр и подушка из щебня
Асфальт в городской среде под дождем

Эта характеристика не нормируется в старом ГОСТ 9128-2013 на асфальтобетон. Однако новые стандарты, принятые в 2019-2020 годах, предусматривают определение износостойкости асфальта по Пралль-тесту. Это метод испытания, в котором образцы асфальта галтуют при помощи стальных шариков и фиксируют потери в их объеме.

По результатам опыта материал относят к определенному классу:

  • Класс 1 – истираемость до 25 см3 Пралль-тесту
  • Класс 2 – истираемость от 26 до 35 см3 Пралль-тесту
  • Класс 3 – истираемость от 36 до 45 см3 Пралль-тесту

Для дорог с тяжелыми условиями движения рекомендуется использовать асфальт 1 класса, а с нормальными – 2 и 3 классов. Для других случаев этот показатель не нормируется.

Хорошая износостойкость – это обязательное условие для обустройства надежного и долговечного покрытия.

Для улучшения этой характеристики используются такие методы:

  • Увеличение содержания щебня
  • Использование высококачественного наполнителя
  • Проектирование крупнозернистых составов
  • Внесение адгезионных присадок
  • Модификация битума
  • Обработка покрытия защитными составами и создание слоев износа

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Износостойкость асфальта.

Шероховатость асфальта

Под шероховатостью понимают совокупность неровностей на поверхности покрытия, которые обеспечивают хорошее сцепление шин с дорогой.

Хорошую шероховатость обеспечивают:

  • Высокое содержание щебня в асфальтобетонной смеси
  • Крупные размеры щебня
  • Отсутствие на асфальте воды, льда, грязи и смазочных материалов
  • Низкая степень износа покрытия

Шероховатость в дорожном строительстве характеризуется средней глубиной впадин, которая измеряется методом «песчаного пятна».

В соответствии с ней выделяются такие типы покрытий:

  • Гладкие – средняя глубина впадины до 1 мм
  • Шероховатые – от 1 до 3 мм
  • Среднешероховатые – от 3 до 6 мм
  • Сильношероховатые – от 6 до 9 мм
  • Крупношероховатые – более 9 мм

Каждому типу соответствуют свои разновидности асфальта. Например, гладкие поверхности получаются из песчаных смесей на природном наполнителе. А самая высокая шероховатость – у щебеночно-мастичного асфальтобетона с размером зерен до 20 мм.

Существуют требования к шероховатости верхнего слоя дороги в зависимости от условий движения:

  • Легкие условия – гладкие, шероховатые и среднешероховатые покрытия
  • Затрудненные условия – средне- и сильношероховатые покрытия
  • Опасные условия – сильно- и крупношероховатые покрытия

Гладкий асфальт на опасном участке не сможет обеспечить надежного сцепления с шинами. А вот на просторной и прямой дороге чрезмерно неровная поверхность ни к чему. Она будет только повышать уровень шума и стирать колеса машин, как наждачка.

Для увеличения безопасности дорожного движения используются такие методы:

  • Использование щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМА)
  • Устройство слоя износа из битумоминеральных смесей
  • Обработка асфальта литой эмульсионно-минеральной смесью
  • Обработка покрытия щебнем мелкой фракции при укладке

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Шероховатость асфальта.

Горючесть (пожароопасность) асфальта

Это свойство показывает, насколько материал склонен к развитию горения. Ее актуальность для асфальта обусловлена тем, что он может использоваться для покрытия полов в закрытых помещениях (гаражах, складах, промышленных сооружениях) и на участках повышенной пожароопасности – например, АЗС.

Выделяются такие группы стройматериалов по горючести:

  • Негорючие (НГ)
  • Слабогорючие (Г1)
  • Умеренногорючие (Г2)
  • Нормальногорючие (Г3)
  • Сильногорючие (Г4)

В зависимости от соотношения битума, которой легко воспламеняется, и негорючего минерального наполнителя, асфальтобетон может быть отнесен к группе Г1 или Г2. Он может загореться в присутствии достаточно горячего источника огня, но после его удаления быстро потухает.

В дорожном строительстве и благоустройстве территорий асфальт не создает пожарной опасности. Но в качестве напольного покрытия он может требовать обработки специальными противопожарными составами.

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Горючесть асфальта.

Срок службы асфальта

Эта интегральная характеристика зависит от всех перечисленных выше и многих других свойств асфальтобетона.

В нормативных документах устанавливаются два вида сроков для дорожных покрытий:

  • Гарантийный – срок после сдачи дороги в эксплуатацию, в течение которого подрядчик ручается за отсутствие дефектов в уложенном асфальте
  • Межремонтный – срок эксплуатации до следующего ремонта (текущего или капитального), на который рассчитано покрытие

Гарантийный срок применяется для улаживания возможных разногласий между сторонами дорожных контрактов, а межремонтный – для расчета средств, выделяемых из бюджета на строительство и содержание дорог.

Минимальная гарантия устанавливается в зависимости от интенсивности движения:

  • До 1000 авт./сут. – 8 лет
  • От 1000 до 2500 авт./сут. – 7 лет
  • От 2500 до 5000 авт./сут. – 6 лет
  • От 5000 до 10 000 авт./сут. – 5 лет
  • От 10 000 до 20 000 авт./сут. – 4 года
  • От 20 000 авт./сут. – 2 года

Межремонтные сроки для дорог федерального значения составляют:

  • Для текущего ремонта – 12 лет
  • Для капитального ремонта – 24 года

Для дорог регионального, межмуниципального и местного значения они устанавливаются администрацией соответствующего субъекта. Эти сроки обычно не превышают 4-6 лет для текущего и 10-12 лет для капитального ремонта.

Асфальт во дворе многоквартирного или частного дома, где отсутствуют регулярные высокие нагрузки, «живет» в среднем от 10 до 20 лет.

Здесь его долговечность зависит от таких факторов:

  • Солнечная радиация
  • Разрушающее воздействие воды и льда
  • Перепады температур
  • Использование противогололедных реагентов

Это значит, что продлить срок эксплуатации покрытия может качественная укладка, правильный уход, а также использование защитных мастик, красок и пропиток.

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Срок службы асфальта.

Подведем итог.

Эксплуатационные свойства асфальта характеризуют его долговечность и безопасность использования в качестве дорожного (реже – напольного) покрытия. К ним относятся морозостойкость, трещиностойкость, износостойкость, шероховатость, горючесть (пожароопасность) и срок службы асфальтобетона. Для улучшения этих свойств необходимо повышать деформативные и прочностные показатели материала. Нелишней будет и обработка покрытия защитной пропиткой, мастикой или краской.