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

Набухание асфальтобетона (асфальта)

Набухание – это способность материала увеличиваться в объеме в водонасыщенном состоянии. Наряду с водонасыщением, водопроницаемостью и водостойкостью, это одна из характеристик водно-физических свойств асфальта. Прочитать об этой группе показателей вы можете на странице Водно-физические свойства асфальта.

В этой же статье мы рассмотрим следующие вопросы:

  • От чего зависит и на что влияет набухание
  • Как определяется набухание асфальтобетона
  • Нормы набухания асфальта и способы его уменьшения

Давайте остановимся на каждом из них подробнее.

Набухание асфальтобетона

От чего зависит и на что влияет набухание асфальта

Все водные свойства асфальта – водонасыщение, водостойкость, набухание и водопроницаемость – тесно связаны между собой. Определяются они в основном одним и тем же набором факторов. Однако у набухания есть и специфичные причины.

Так, на него влияет следующее:

  • Сцепление битума с зернами наполнителя
    Это объясняется тем, что влага проникает под тонкий слой битумной пленки, покрывающей зерна наполнителя, и вызывает ее отслаивание. В результате материал немного увеличивается в объеме. Чем ниже адгезия в смеси, тем сильнее отслаивается вяжущее.
  • Гигроскопичность минерального порошка
    Под гигроскопичностью понимают свойство материала впитывать водяные пары из воздуха. Порошок с высоким показателем водопоглощения будет разбухать при влажной и дождливой погоде.
  • Наличие глинистых и органических включений
    Другая причина набухания – это наличие в асфальте илистых и глинистых частиц, которые попадают туда вместе с минеральным наполнителем (песком или щебнем). Они имеют свойство впитывать воду и сильно разбухать.

Косвенно на набухание также влияет пористость асфальта, а если точнее – количество открытых пустот, которые сообщаются с окружающей средой. Ведь чем больше в покрытии пустот, в которые может попасть вода, тем сильнее будет выражено ее действие.

Практический смысл показателя набухания заключается в том, что он позволяет:

  • Косвенно оценить водо- и морозостойкость – высокое набухание говорит о том, что асфальт не сможет эффективно сопротивляться разрушению водой и льдом
  • Оценить степень деформации асфальта при долгом водонасыщении – в период затяжных дождей или во влажном климате

В следующем разделе мы поговорим о том, как можно количественно измерить это свойство.

Как определяется набухание асфальтобетона

Если визуально сравнить пробу сухого и напитанного водой асфальта, разницы вы не заметите – по крайней мере, невооруженным глазом. Ведь степень его набухания в норме не превышает нескольких процентов от общего объема. Определить показатель можно только в лабораторных условиях и с использованием точного измерительного оборудования.

Процедура определения набухания, наряду с другими методами испытания асфальтобетона, описана в ГОСТ 12801-98.

Ее можно использовать для исследования:

  • Асфальтобетонной смеси (АБС) на этапе проектирования состава
  • Вырубок (кернов) из уложенного и уплотненного асфальтового покрытия

В ходе подготовки к испытанию образцы смеси формуются в гидравлическом прессе – им придается плотность и прочность проектируемого асфальтобетона. Вырубки очищаются от мусора и пыли, промываются и высушиваются до полного испарения остаточной влаги.

Процедура определения набухания выглядит так:

    1. Подготовленные (уплотненные или высушенные) образцы погружают в емкость с водой и выдерживают в течение 30 минут, затем взвешивают в воде. Полученное значение фиксируют.
    2. Выдержанные в воде образцы достают, протирают тряпкой и взвешивают на воздухе. Записывают новую массу.
    3. Образцы вновь помещают в емкость с водой и создают в ней давление в 2000 Па. В вакууме пробы горячего асфальта выдерживаются в течение часа, холодного – 30 минут.
    4. Давление в емкости доводят до атмосферного и оставляют асфальт отмачиваться еще на полчаса.
    5. Полностью насыщенные водой образцы взвешивают в воде, а затем – на воздухе. Оба значения фиксируют.
    6. Набухание H вычисляется по формуле:
Формула для вычисления набухания асфальта

Шаги, описанные в пунктах 1-2 и 3-5, также фигурируют в методиках определения средней плотности и водонасыщения соответственно. Поэтому при лабораторных исследованиях асфальта отдельные опыты по измерению набухания обычно не проводятся. Его получают расчетным способом на основе полученных ранее данных.

Полученный таким способом показатель используется для оценки водных свойств асфальтобетона. О том, какие для него установлены допустимые рамки, мы поговорим далее.

Нормы набухания асфальта и способы его уменьшения

Набухание нормировалось ГОСТом на асфальт во времена СССР вплоть до версии ГОСТ 9128-84 включительно. В актуальном стандарте – ГОСТ 9128-2013 – этот показатель упоминается, но специально не нормируется. В нем для оценки водно-физических свойств материала используются значения водонасыщения и водостойкости.

Определенный резон в этом есть. В конце концов, все характеристики этой группы взаимосвязаны. Ведь если асфальт демонстрирует хорошую водостойкость и низкое водонасыщение, то и сильно разбухать от влаги он не будет.

Тем не менее, при оценке проб смеси и вырубок в лаборатории традиционно определяют их набухание. А раз так, давайте посмотрим, какие официальные нормы для этого показателя существовали раньше.

Но для начала немного освежим в памяти три классификации асфальта – по температуре укладки, остаточной пористости и качеству.

В зависимости от температуры смеси делятся на:

  • Горячие – укладываются при температуре от 100°C
  • Теплые – укладываются при температуре от 70°C
  • Холодные – укладываются при температуре от 20°C

По плотности и пористости выделяют четыре вида АБС:

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

По качеству асфальт делится на три марки:

  • Марка I
  • Марка II
  • Марка III

Подробнее об этих и других типологиях вы можете прочитать на странице Виды асфальта.

Требования к набуханию разнятся в зависимости от конкретного вида материала.

В ГОСТ 9128-84 приводятся следующие цифры:

Вид асфальта Набухание, % по объему, не более
По температуре По пористости Марка I Марка II Марка III
Горячий Плотный и высокоплотный 0,5 1-1,5 1-1,5
Теплый Плотный и высокоплотный 0,5-0,7 1-1,7 1-1,7
Горячий и теплый Пористый и высокопористый 1 2
Холодные 1,2 2

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

Требования к набуханию асфальта

Для снижения набухания асфальта принимаются такие меры:

  • Входной контроль минерального сырья с отбраковкой заполнителя, содержание глинистых, пылевидных и илистых частиц в котором превышает норму
  • Внесение в смесь ПАВ и активированных порошков, увеличивающих адгезию битума с наполнителем

Показатель набухания асфальтобетона отражает, насколько он увеличивается в объеме после заполнения его пор влагой. Он зависит от внутреннего сцепления смеси, гигроскопичности его компонентов и наличия глинистых и органических включений. Набухание связано обратной зависимостью с водо- и морозостойкостью асфальта. В актуальном ГОСТе на асфальт оно не нормируется. Но старые версии стандарта устанавливали допустимые пределы в 0,5-2% от объема сухого материала.