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

Пористость асфальтобетона (асфальта)

Пористость – это одно из важнейших физических свойств асфальта. Под ней понимается процент содержания воздушных пустот (пор), оставшихся в материале после уплотнения.

От этой характеристики зависит целый ряд физических и эксплуатационных характеристик готового покрытия – в первую очередь водо- и морозостойкость.

Пористость асфальта

Для асфальтобетона определяются два вида пористости:

  • Пористость минеральной части (остова)
  • Остаточная пористость

Они нормируются в ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные для автодорог и аэродромов» и указываются в сертификате качества на асфальт.

В этой статье мы рассмотрим такие вопросы:

  • Как определяется пористость минеральной части асфальта
  • Как определяется остаточная пористость асфальта
  • На какие свойства асфальта влияет его остаточная пористость
  • Требования к пористости асфальта

Давайте остановимся на каждом из них подробнее.

Определение пористости минеральной части (остова) асфальта

Асфальтобетон состоит из двух компонентов: минерального наполнителя (щебень, гравий, песок, отсев) и битума. Задача этого метода – определить объем воздушных пустот в минеральной части состава без учета вяжущего.

Пористость находится расчетным путем на основании данных о плотности материала и его компонентов. Подробнее о методах измерения этих показателей вы можете узнать в нашей статье Плотность асфальта.

Процедура выглядит следующим образом:

  1. Из исследуемой смеси отбирают пробы, которые уплотняют в прессе под давлением 40 МПа в течение 3 минут.
  2. Один из образцов взвешивают на воздухе, затем выдерживают в воде в течение 30 минут, взвешивают в воде и повторно на воздухе.
  3. На основе данных, полученных в пункте 2, рассчитывают среднюю плотность асфальта ρm по формуле:
    Формула для вычисления средней плотности асфальта
  4. Отсюда получают среднюю плотность остова ρmм, которая вычисляется по формуле:
    Формула для вычисления средней плотности остова
  5. Для образца также определяется истинная плотность минеральной части ρм. Она вычисляется на основании данных об истинной плотности отдельных минеральных компонентов по формуле:
    Формула для вычисления истинной плотности минеральной части

    Подробнее об истинной плотности и ее отличиях от насыпной плотности зернистых материалов (песка, щебня, асфальтобетонной смеси) вы также можете узнать в статье Плотность асфальта.

  6. Пористость остова Vпорм вычисляется по формуле:
    Формула для вычисления пористости остова

Полученное значение должно находиться в границах, установленных в ГОСТ 9128-2013. Мы подробно рассмотрим их в заключительном разделе этой статьи.

Определение остаточной пористости асфальта

Этот метод определяет, сколько воздушных пустот содержится в асфальте после его уплотнения катком или виброплитой. Этот показатель также получается расчетным способом.

Делается это следующим образом:

  1. Одну пробу смеси уплотняют в гидравлическом прессе. Процедура аналогична описанной в предыдущем подразделе.
  2. Образец взвешивают на воздухе, затем выдерживают в воде в течение 30 минут, взвешивают в воде и повторно на воздухе. На основании этого определяют среднюю плотность ρm по формуле:
    Формула для вычисления средней плотности

    С этой формулой мы уже с вами знакомы.

  3. Другую порцию этой же смеси разделяют на четыре равные части. Затем из двух противоположных частей отбирают не менее 200 г смеси и помещают в колбу, которая была предварительно взвешена.
  4. В колбу со смесью наливают воду температурой 20°С так, чтобы ее уровень был выше уровня смеси на 3 см.
  5. Колбу помещают в вакуумную установку, где в течение часа она выдерживается под давлением в 15 мм рт.ст.
  6. Через 60 минут давление доводят до атмосферного и удаляют остатки воздуха. Для этого колбу легонько взбалтывают. Для облегчения процесса также могут добавлять раствор смачивателя.
  7. Затем в емкость со смесью доливают воду до краев и взвешивают.
  8. Из колбы извлекают воду и асфальтобетонную смесь, тщательно промывают. Затем ее заполняют водой и повторно взвешивают. Полученный результат фиксируют.
  9. На основании полученных данных вычисляется истинная плотность асфальта ρ:
    Формула для вычисления истинной плотности асфальта
  10. Остаточную пористость Vо пор находят по формуле:
    Формула для вычисления остаточной пористости

Полученное значение должно соответствовать нормам, которые установлены в ГОСТ 9128-2013. Кроме того, оно используется для деления асфальтобетонных смесей на виды по пористости. Об этом мы еще подробно поговорим в заключительном разделе статьи.

А пока давайте разберемся, что лучше для материала: высокий или низкий показатель по этой характеристике?

На какие свойства асфальта влияет его остаточная пористость

Как мы уже отмечали во введении, пористость асфальта определяет целый ряд его физических и эксплуатационных свойств.

В качестве важнейших можно выделить следующие:

  • Водонасыщение
  • Водостойкость
  • Морозостойкость
  • Теплопроводность
  • Износостойкость

Давайте кратко на них остановимся и поговорим о том, какая взаимосвязь прослеживается в каждом случае.

Водонасыщение

Этот показатель характеризует способность материала впитывать влагу. Здесь связь самая прямая: чем больше в асфальте пор, тем больше воды может в них поместиться.

От водонасыщения, в свою очередь, зависят два очень важных свойства материала: водо- и морозостойкость.

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в статье Водонасыщение асфальта.

Водостойкость

Вода – несмотря на кажущуюся безвредность – имеет свойство негативно влиять на многие строительные материалы. И асфальт тут не исключение.

С течением времени влага в порах дорожного покрытия разрушает связи между битумом и его минеральной частью. Это приводит к тому, что зерна наполнителя вымываются или выпадают из асфальта, он начинает крошиться. Соответственно, чем пористее материал, тем больше он подвержен такому разрушению.

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в статье Водостойкость асфальта.

Морозостойкость

У воды есть еще одно опасное свойство – расширяться при замерзании. Такая трансформация оказывает давление на асфальт изнутри. И чем больше в нем пор, напитанных влагой, тем выше это давление.

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

Теплопроводность

Это способность материала проводить тепло от своих горячих частей к более холодным. Здесь взаимосвязь заключается в том, что воздух имеет теплопроводность ниже, чем минеральный наполнитель или битум. Соответственно, поры в толще асфальта препятствуют циркуляции тепла. На практике это может быть как плюсом, так и минусом.

С одной стороны, плотный асфальт с высокой теплопроводностью нагревается равномерно по всей толщине. Это позволяет избежать появления температурных трещин, основная причина которых (как можно понять по названию) – это именно перепады температуры.

С другой стороны, пористый асфальт выполняет роль барьера, который защищает нижние слои дороги от промерзания. Это свойство оказывается очень полезно, если он укладывается поверх пучинистого грунта, который в морозы разбухает и может деформировать покрытие.

Подробнее об этом свойстве вы можете прочитать в статье Теплопроводность асфальта.

Износостойкость

Это эксплуатационное свойство асфальта зависит от целого ряда факторов – выше мы рассмотрели некоторые из них. Вы наверняка уже заметили логическую цепочку.

Она выглядит таким образом:

  • Чем больше в асфальте пор, тем больше он вбирает в себя воды
  • Чем больше воды впитывает асфальт, тем быстрее она разрушает связи между битумом и наполнителем – тем быстрее в нем образуются новые пустоты
  • Влага, скопившаяся в старых и новых порах, при замерзании расширяется и давит на покрытие изнутри, еще больше его разрушая
  • В конечном итоге асфальт начинает крошиться и покрываться трещинами, скорость его износа стремительно растет

Таким образом можно прийти к выводу, что материал с высоким показателем остаточной пористости будет менее устойчив к износу, чем плотный асфальтобетон.

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

Теперь вы понимаете, что для обеспечения качества дорожного покрытия нужно обязательно контролировать его пористость. И действительно, этот показатель достаточно жестко нормируется.

Требования к пористости асфальта

Итак, для асфальтобетона выделяются два важных показателя: остаточная пористость и пористость минеральной части (остова). Допустимые значения каждого из них приведены в ГОСТ 9128-2013.

Давайте сначала рассмотрим остаточную пористость. Эта характеристика используется при классификации асфальтобетонных смесей (АБС).

Выделяют такие виды АБС по пористости:

  • Высокоплотные (остаточная пористость от 1% до 2,5%)
  • Плотные (от 2,5% до 5%)
  • Пористые (от 5% до 10%)
  • Высокопористые (от 10% до 18%)

Стоит отметить, что такое ранжирование применяется только для горячих смесей. Для холодного асфальта требования менее жесткие, поскольку он не используется в капитальном дорожном строительстве. В нем допускается содержание воздушных пустот от 6% до 10%.

Требования к пористости остова варьируются в зависимости от двух факторов: вида АБС по остаточной пористости и типа смеси по содержанию щебня.

Типы асфальта выделяют следующие:

  • Тип А – 50-60% щебня
  • Тип Б (Бх) – 40-50% щебня или гравия
  • Тип В (Вх) – 30-40% щебня или гравия
  • Тип Г (Гх) – песчаный (с отсевом дробления)
  • Тип Д (Дх) – песчаный (с природным песком)

Подробнее об этой и других классификациях материала можно прочитать в статье Виды асфальта.

Для каждого вида и типа асфальта устанавливаются свои требования к пористости его минеральной части.

Так они выглядят для горячих смесей:

Вид асфальта Тип асфальта Значение пористости остова, %
Высокоплотный Любой Не более 16
Плотный А, Б 14-19
В, Г, Д Не более 22
Пористый Любой Не более 23
Высокопористый А, Б, В (щебеночный) Не менее 19
Г, Д (песчаный) Не более 28

Для вашего удобства, ниже мы разместили эту же таблицу в виде картинки:

Требования к пористости минеральной части асфальта для горячих смесей

А для холодного асфальта нормы такие:

Тип асфальта Значение пористости остова, %
Бх Не более 18
Вх Не более 20
Гх, Дх Не более 21

Для вашего удобства, ниже мы разместили эту же таблицу в виде картинки:

Требования к пористости минеральной части асфальта для холодных смесей

Остаточная пористость и пористость минеральной части – это одни из обязательных характеристик асфальта, которые указываются в документации на материал. Зная требования ГОСТа, вы теперь сами сможете сделать вывод о качестве привезенной вам смеси.

Подведем итог.

Пористость асфальта указывает, какой процент от его объема занимают воздушные пустоты между зернами – поры. В соответствии с ГОСТом, для АБС определяются пористость минеральной части (остова) и остаточная пористость. По последнему показателю смеси делятся на высокоплотные, плотные, пористые и высокопористые. От содержания пустот зависят важнейшие свойства материала: его способность сопротивляться разрушению водой, проводить тепло и сохранять свои качества в течение долгого времени, а также морозостойкость. Превышение норм пористости приводит к быстрому разрушению дорожного покрытия.