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

Водно-физические свойства асфальтобетона (асфальта)

Разрушение водой – это один из основных факторов, которые определяют долговечность асфальтового покрытия. Особенно актуально это для нашей страны, где дорожное покрытие заливается и дождями в теплое время года, и талой водой в межсезонье.

Мокрый асфальт на солнце

Дело в том, что даже после уплотнения катком в толще материала остаются пустоты, не заполненные ни минеральным наполнителем, ни битумом – их называют порами. Они бывают открытыми, и в таком случае в них попадает влага из окружающей среды.

По пористости асфальт делится на четыре вида:

  • Высокоплотный (содержание пустот – не более 2,5% от общего объема)
  • Плотный (от 2,5% до 5%)
  • Пористый (от 5% до 10%)
  • Высокопористый (от 10% до 18%)

Больше узнать об этой характеристике вы можете на нашей странице Пористость асфальта.

Текстура асфальта

Молекулы воды просачиваются под пленку вяжущего вещества, которая обволакивает зерна наполнителя. Из-за этого связи между компонентами смеси разрушаются, и битум начинает отслаиваться. В результате из покрытия выпадают крупные зерна щебня, оно быстро истирается и покрывается выбоинами.

Агрессивное действие воды проявляется и зимой, когда влага в порах замерзает и расширяется. Этот процесс мы подробно рассмотрели в статье Морозостойкость асфальта.

К водно-физическим же свойствам асфальта относятся:

  • Водонасыщение
  • Набухание
  • Водостойкость
  • Водопроницаемость

Ниже мы остановимся на каждом из них. А в заключительном разделе поговорим о том, какие существуют способы улучшить этот комплекс показателей.

Водонасыщение

Эта характеристика показывает, сколько воды может впитать асфальт. Она прямо связана с его пористостью – а если быть точнее, с объемом открытых пор.

На это свойство влияют такие факторы:

  • Зернистость асфальтобетонной смеси (АБС)
    Чем крупнее минеральные частицы, тем сложнее их плотно подогнать друг к другу. Поэтому в крупнозернистом асфальте образуется больше пустот, чем в мелкозернистом. А из песчаных смесей получаются самые плотные покрытия.
  • Соотношение компонентов смеси
    Чем выше содержание песка, минерального порошка и битума в смеси, тем лучше заполняются пустоты между щебнем.
  • Качество уплотнения асфальта при укладке
    В ходе укатки дорожное покрытие приобретает проектную плотность, содержание воздушных пустот в нем резко сокращается. Но если укладывалась остывшая смесь или каток сделал слишком мало проходов, то асфальтобетон останется недоуплотненным и пористым.

Определяется водонасыщение путем сравнения масс двух образцов асфальта: сухого и насыщенного водой. Оно выражается в процентах по объему. Полученное значение должно находиться в пределах, установленных ГОСТом 9128-2013. В противном случае материал считается некачественным и использовать его в дорожном строительстве нельзя.

Верхние пределы водонасыщения для различных видов асфальта такие:

  • Для литых – не более 7%
  • Для горячих плотных и высокоплотных – не более 5%
  • Для горячих пористых и высокопористых – не более 10-18%
  • Для холодных – не более 9%

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

Набухание

Это свойство асфальта увеличиваться в объеме в водонасыщенном состоянии.

На первый взгляд может показаться странным, что такой показатель вообще замеряется. Ведь жители городов отлично знают, что дороги и тротуары во время дождя прекрасно сохраняют свою форму. И действительно, набухает асфальт незначительно. Невооруженным взглядом разницу вы не заметите.

Но тем важнее отслеживать этот показатель. Ведь превышение нормы говорит о низком качестве материала.

Повышенное набухание может быть вызвано:

  • Слабым сцеплением битума с зернами наполнителя
    Если АБС отличается низкой внутренней адгезией, то битумная пленка легко отрывается от минеральных частиц, а образующиеся пустоты заполняются водой. В результате разрушается структура асфальтобетона.
  • Гигроскопичностью минерального порошка
    Этот компонент смеси может иметь свойство активно притягивать и впитывать влагу из окружающей среды. Это также приводит к снижению прочности асфальта и его быстрому разрушению.
  • Загрязнением глинистыми или органическими частицами
    В качестве наполнителя АБС используются песок и щебень, в которые при добыче на карьерах могут попадать примеси глины и мельчайших глинистых частиц. А речной песок частенько содержит примеси ила. Все эти включения разбухают в воде и негативно сказываются на качестве асфальтобетона.

В норме набухание не превышает 0,5-2% от объема асфальта. И чем качественнее покрытие, тем ниже должно быть это значение.

Набухание косвенно зависит от пористости и водонасыщения. Ведь чем больше воды поглощает материал, тем сильнее будет выражено ее негативное воздействие.

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

Водостойкость

Она характеризует способность асфальта сохранять свои механические свойства в водонасыщенном состоянии.

На водостойкость влияют:

  • Степень сцепления битума с зернами наполнителя
  • Количество открытых пор в асфальте

Водостойкость связана обратной зависимостью с набуханием. Чем больше асфальт увеличивается в объеме при контакте с водой, тем быстрее он теряет свою прочность.

Это свойство измеряется двумя показателями:

  • Коэффициентом водостойкости Kв
  • Коэффициентом водостойкости после длительного водонасыщения Kвд

Для их вычисления определяют предел прочности асфальтобетона при сжатии для сухого и водонасыщенного образца, который предварительно замачивают на 1-1,5 часа или 15 суток. Соотношение двух значений – это и есть коэффициент водостойкости.

Данный показатель нормируется для горячих АБС:

  • Плотные асфальты
    Kв – не менее 0,7
    Kвд – не менее 0,6
  • Пористые асфальты
    Kв – не менее 0,6
    Kвд – не менее 0,5

Для холодных смесей коэффициент водостойкости не определяется.

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

Водопроницаемость

Эта характеристика определяет способность асфальтобетона пропускать через себя воду. Она напрямую связана с пористостью готового дорожного покрытия. Плотные разновидности асфальтобетона практически полностью водонепроницаемы, тогда как пористые могут в разной степени впитывать влагу и пропускать ее к нижним слоям.

Лужа на асфальте

Данный показатель для асфальтобетона ГОСТом специально не нормируется. В контексте обычного дорожного строительства и благоустройства он не имеет большого значения.

Но есть одна сфера, в которой к нему предъявляются особо строгие требования – это обустройство покрытий на мостах. Здесь нужен действительно водонепроницаемый материал, через который на основание не будет просачиваться влага.

При этом о водопроницаемости асфальта судят по значениям его пористости и водонасыщения:

Слой покрытия Пористость минеральной части, %, не более Остаточная пористость, %, не более Водонасыщение, %, не более
Верхний 17-20 2-4 2-3
Нижний 18-19 3-4,5 3,5

Для вашего удобства, ниже представлена та же самая таблица в виде картинки:

Таблица значений пористости и водонасыщения асфальта

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

В мостовом строительстве используются литые АБС и особые виды асфальта с добавками, которые позволяют добиться наилучших водно-физических свойств. Мы подробно рассмотрим их в следующем разделе.

Как улучшить водные свойства асфальта

Мы рассмотрели четыре водно-физических характеристики асфальтобетона. Вы уже наверняка заметили, что они тесно связаны друг с другом.

Все эти характеристики зависят от двух основных факторов:

  • Сцепления битума с минеральным наполнителем
  • Содержания воздушных пустот в асфальте

Это значит, что улучшение одного свойства (например, водонасыщения) благотворно скажется и на остальных трех. Это очень удобно, если вам нужен хороший водостойкий и водонепроницаемый материал.

Для этих целей используются особые разновидности асфальта:

  • Литой асфальтобетон
    Это вид АБС, который получается путем увеличения доли битума и минерального порошка и разогрева смеси до 180-220°С. Такой материал можно, в прямом смысле слова, заливать на подготовленный участок – настолько он текучий и пластичный. Литой асфальт не требует уплотнения, а при охлаждении образует монолитное водонепроницаемое покрытие. Такой материал стоит дорого и используется в основном при обустройстве мостов.
  • Полимерасфальтобетон
    Полимерные вещества вносятся в битум и структурируют его. Благодаря этому уменьшается пористость, а значит – улучшается сопротивление асфальта разрушению водой.
  • Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА)
    Это очень крепкий материал, прочность которому придает повышенное содержание щебня. Но оно, как мы знаем, влечет за собой высокую пористость. В качестве компенсации в него вносят волокнистые добавки – например, целлюлозные. Такая модификация позволяет получить жесткий щебеночный асфальт, который в то же время имеет высокую плотность и хорошие водно-физические показатели.
  • Резиноасфальтобетон
    Такая разновидность получается путем добавления в смесь мелкой резиновой крошки. Прорезиненный асфальт – как его еще называют – не только отличается высокой водостойкостью и водонепроницаемостью, но и отлично переносит высокие нагрузки. А в качестве бонуса – он неплохо поглощает шум от движущегося транспорта.

Группа водно-физических свойств используется для оценки того, насколько эффективно асфальт сопротивляется разрушению дождевой и талой водой. К ней относятся водонасыщение, набухание, водостойкость и водопроницаемость. Два главных фактора, которые определяют все вышеперечисленные характеристики – это внутренняя адгезия и пористость покрытия. Соответственно, все способы улучшения водных свойств асфальта направлены на увеличение сцепления между компонентами смеси и уменьшение объема воздушных пустот.

Подробно о водно-физических свойствах асфальта читайте в наших статьях:

Если вы хотите подробно прочитать о других свойствах асфальтобетона, рекомендуем следующие страницы:

Если вы хотите узнать больше о разновидностях асфальта, рекомендуем к прочтению следующие страницы:

О том, как и из чего делают асфальт, читайте здесь:

О том, как можно использовать асфальт и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах: