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

Водостойкость асфальтобетона (асфальта)

Под водостойкостью понимается способность материала сопротивляться разрушающему действию воды. Механизм этого разрушения такой: вода проникает в мельчайшие поры асфальта, а со временем – и под битумную пленку, которая покрывает зерна наполнителя. Поскольку битум в асфальте выполняет роль вяжущего вещества, то такое увлажнение приводит к разрушению структурных связей в покрытии. Зерна наполнителя начинают крошиться и выпадать, а сам асфальт приходит в негодность. В зимнее же время вода в порах замерзает и расширяется, что тоже приводит к разрушению асфальта. Про это мы подробно рассказывали в нашей статье Морозостойкость асфальта.

Таким образом, чтобы дорожное покрытие было долговечным, оно должно иметь хорошие показатели водостойкости.

В этой статье мы рассмотрим следующие вопросы:

  • От чего зависит водостойкость
  • Как определяется водостойкость асфальта
  • Какие устанавливаются требования к водостойкости асфальта
  • Как можно повысить водостойкость дорожного покрытия

Давайте остановимся на каждом из них подробнее.

Дождевая канализация и трещины на асфальте от воды
Влажный асфальт
Лужа на асфальте и осенние листья

От чего зависит водостойкость

Способность асфальтового покрытия сопротивляться разрушению водой закладывается на двух этапах: производства и уплотнения.

Она зависит от таких факторов:

  • Сцепления битума с поверхностью заполнителя
    Чем выше адгезия компонентов смеси, тем плотнее битумная пленка прилегает к зернам щебня и песка. Это значит, что воде труднее разрушать структурные связи внутри асфальта.
  • Химического состава заполнителя
    Исследования показывают, что битум хуже сцепляется с наполнителями из кислых пород – например, кварца и гранита. И наоборот, он демонстрирует хорошую адгезию в сочетании с карбонатными породами – известняком, доломитом и другими. Однако стоит заметить, что вторые редко используются в дорожном строительстве из-за своих низких физико-механических показателей.
  • Количества открытых пор
    Даже в уплотненном асфальте есть небольшие пустоты между зернами наполнителя – поры. Они могут быть открытыми – в таком случае в них будет попадать влага из окружающей среды. Чем больше открытых пустот в покрытии, тем быстрее он разрушается водой.

Теперь давайте подробнее поговорим о методе измерения этого показателя.

Тротуар из асфальта
Крупнозернистый асфальт

Как определяется водостойкость асфальтобетона

Это свойство асфальтобетонной смеси (АБС) или готового дорожного покрытия оценивается при помощи коэффициента водостойкости. Он показывает, насколько изменяется прочность асфальта в ходе контакта с водой.

Методики измерений описаны в следующих нормативных документах:

Ниже мы подробно рассмотрим первый – традиционный – метод. Если вам интересны альтернативные способы, вы можете самостоятельно ознакомиться со вторым ГОСТом.

Для асфальтобетона определяются два показателя:

  • Водостойкость в нормальных условиях
  • Водостойкость при длительном водонасыщении

Оцениваются они одинаково. Различие состоит только в том, сколько асфальт выдерживают в воде: 30-60 минут или 15 суток.

Процедура начинается с подготовки материала для испытания. Для этого пробы смеси, приготовленной в лаборатории, формуют в гидравлическом прессе. А вырубки (керны) из дорожного покрытия промывают и высушивают до постоянной массы. Таким образом получают несколько образцов. Половина из них будет испытываться в сухом состоянии, а другая половина – в водонасыщенном.

Дальнейший порядок действий таков:

  1. Для сухих образцов определяется предел прочности при сжатии при температуре 20°С. Для этого асфальт помещают под пресс и фиксируют, при какой нагрузке он начинает разрушаться. На основании этого высчитывается коэффициент Rсж, который выражается в МПа. Подробнее об этой характеристике вы можете прочитать в статье Прочность асфальта.
  2. Вторую часть образцов насыщают влагой. Для этого их помещают в емкость с водой, в которой создают давление в 15 мм рт.ст. Под вакуумом образцы горячих смесей выдерживаются в течение 1 часа, а холодных – 30 минут.
  3. По истечении этого времени давление доводят до атмосферного, а образцы оставляют в воде еще на 30 минут. Затем их достают из емкости и вытирают тканью, чтобы избавиться от излишков влаги.
  4. Для водонасыщенных образцов определяется предел прочности при сжатии аналогично способу, описанному в пункте 1.
  5. Коэффициент водостойкости Kв вычисляется по формуле:
Формула для вычисления коэффициента водостойкости асфальта

Аналогичным образом измеряется водостойкость при длительном водонасыщении. Для этого образцы после вакуумного насыщения влагой переносят в другую емкость с водой и оставляют отмачиваться в течение 15 суток. Затем определяют предел прочности и находят коэффициент по формуле в пункте 5.

В следующем разделе мы поговорим о том, какие значения этих показателей должны быть у асфальта, соответствующего ГОСТу.

Требования к водостойкости асфальта

Нормы водостойкости для всех видов асфальта установлены в ГОСТ 9128-2013, что неудивительно, учитывая, как сильно это свойство влияет на долговечность покрытия.

Допустимые значения разнятся в зависимости от марки асфальта.

Всего их существует три:

  • Марка I
    Это материал с самыми высокими показателями для своего вида, который может использоваться для ответственных работ.
  • Марка II
    Асфальт среднего качества, который можно использовать для покрытия дорог с не очень высокой нагрузкой, пешеходных дорожек, тротуаров и площадок.
  • Марка III
    Плотный песчаный асфальт, который отличается низкой прочностью и не используется в дорожном строительстве.

Также они зависят от показателя остаточной пористости асфальтобетона – то есть объема пустот, оставшихся после уплотнения катком.

В соответствии с ним выделяются следующие виды материала:

  • Высокоплотный (остаточная пористость 1,0-2,5%)
  • Плотный (2,5-5,0%)
  • Пористый (5,0-10,0%)
  • Высокопористый (10,0-18,0%)

Подробнее об этой и других классификациях АБС вы можете прочитать в статье Виды асфальта.

ГОСТ устанавливает следующие нормы водостойкости:

Вид Марка Водостойкость, не менее Водостойкость при длительном водонасыщении, не менее
Высокоплотный I 0,90 0,85
Плотный I 0,85 0,75
II 0,80 0,70
III 0,70 0,60
Пористый и высокопористый I 0,70 0,60
II 0,60 0,50

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

Таблица норм водостойкости для разных видов асфальта

Показатель водостойкости не нормируется для:

  • Горячего пористого (высокопористого) асфальта на крупнозернистом наполнителе
  • Холодного асфальта

Теперь вы имеете представление о том, что такое водостойкость, как она измеряется и нормируется. В заключительном разделе статьи мы поговорим о том, как можно увеличить сопротивление АБС разрушительному воздействию воды.

Способы повышения водостойкости асфальтобетона

В начале статьи мы упомянули, что водостойкость асфальта закладывается на этапе укладки. Это обусловлено тем, что степень разрушения материала водой сильно зависит от его пористости. Задача укатки – свести количество пустот в покрытии к минимуму. Это значит, что соблюдение правил укладки и уплотнения позволяет создать качественный и долговечный асфальтобетон.

Но даже самая эффективная укатка не даст покрытие с характеристиками, превышающими проектные. Поэтому для создания асфальта с действительно отличной водостойкостью нужно в первую очередь модифицировать его состав.

Для этого в смесь вносят добавки:

  • Поверхностно-активные вещества (ПАВ)
    При контакте с минеральным наполнителем они придают ему гидрофобные свойства. В результате увеличивается сцепление щебня, песка и минерального порошка с вяжущим веществом. Битумная пленка плотнее прилегает к зернам и медленнее отслаивается под разрушающим действием воды.
  • Стабилизирующие волокна и полимеры
    Эти добавки вносятся в битум для улучшения его структуры и повышения адгезии. Помимо повышения водостойкости, они положительно сказываются и на других свойствах АБС – например, сдвигоустойчивости и износостойкости.
  • Резиновая крошка
    Это интересный способ утилизации старых автомобильных шин, в результате которого получается материал (прорезиненный асфальт) с высокими показателями прочности и водостойкости.

Необходимо отметить, что подобные модификации увеличивают стоимость асфальтобетонной смеси. Поэтому они не используются повсеместно. Например, для асфальтирования дорожки на придомовом участке вовсе не обязательно брать материал самого высокого качества.

Асфальтированный подъезд к гаражу
Асфальтированная пешеходная дорожка во дворе

Однако использование модифицированного асфальта позволяет продлить жизнь покрытиям на дорогах с высоким трафиком и сильной нагрузкой. А в регионах с влажным климатом это и вовсе необходимость.

Подведем итог.

Водостойкость – это способность асфальта сопротивляться разрушению водой. Она зависит от пористости материала, адгезии его компонентов и химического состава наполнителя. Этот показатель оценивается путем сравнения прочностей сухого и напитанного влагой материала.  В соответствии с ГОСТом, для асфальтобетона определяется водостойкость в нормальных условиях и при длительном водонасыщении.

Оба эти показателя нормируются:

  • Для плотных асфальтов – не менее 0,7 (0,6)
  • Для пористых асфальтов – не менее 0,6 (0,5)

Для улучшения водостойкости в состав асфальта вносятся различные добавки: например, ПАВ, полимеры, волокна и резиновая крошка.