Цветной асфальт: состав, создание, использование

Всё об асфальтировании / Справочник / Цветной асфальт

Общие сведения о цветном асфальте

Цветной асфальт (цветная асфальтобетонная смесь) — искусственный композитный дорожно-строительный материал представляющий собой смесь минерального заполнителя (щебень/гравий, песок, минеральный порошок), органического вяжущего (темного, осветленного или прозрачного) и окрашивающего пигмента.

Используется для асфальтирования верхних слоев автомобильных и/или пешеходных покрытий и применяется в качестве одного из способов организации дорожного движения (наряду с дорожной разметкой, указателями и т. п.), а также в качестве декорирующего материала в ландшафтном строительстве и благоустройстве территорий.

Цветной асфальтобетон — уплотненная и набравшая прочность цветная асфальтобетонная смесь.

От обычной асфальтобетонной смеси, помимо наличия в своем составе красящего пигмента, цветной асфальт может также отличаться по следующим компонентам:

  • виду органического вяжущего (вместо обычного тёмного нефтяного дорожного битума, при приготовлении цветного асфальта часто применяют осветленное битумное вяжущее (светло-коричневый битум), различные нефтеполимерные и термопластичные смолы, а также другие бесцветные (прозрачные) органические вяжущие;
  • виду минерального заполнителя (вместо обычного щебня или гравия, в составе цветного асфальтобетона может использоваться кварцитовый щебень, кирпичный щебень, щебень из цветных керамических материалов, а также мраморная крошка, отсевы дробления красного гранита и другие материалы обладающие естественным оттенком отличным от обычного серого цвета).

Основные способы устройства цветных дорожных покрытий

К основным способам и технологиям с помощью которых создаются цветные дорожные покрытия (как пешеходные, так и автомобильные) можно отнести:

  1. Асфальтирование с применением цветных асфальтобетонных смесей.
  2. Устройство дорожного покрытия из цветных элементов мощения: цементобетонной тротуарной плитки, клинкера, гранитной брусчатки, гранитной брекчии и т. п.
  3. Поверхностная обработка литого асфальтобетонного покрытия цветным щебнем (на заключительной стадии асфальтирования по литьевой технологии, в процессе «запрессовки щебня», вместо чернощебеночной смеси или же вместо обычного щебня необработанного вяжущим, применяется цветной щебень).
  4. Покрытие обычного асфальтобетонного или цементобетонного покрытия специальной дорожной краской, холодным пластиком, термопластиком, резиновой или EPDM-крошкой.

Поверхностная обработка покрытия цветным щебнем, также как и нанесение дорожной краски, термопластика или холодного пластика является наиболее доступными вариантами, однако не самыми практичным и долговечными. Так, цветной щебень под действием большой транспортной нагрузки, а также интенсивного пешеходного движения, достаточно быстро изнашивается, обнажая нижний слой обычного серого асфальтобетона.

Срок службы дорожного покрытия обработанного специальной краской, термопластиком или холодным пластиком также редко превышает более 2–3 лет интенсивной эксплуатации. Кроме того, эти материалы сильно подвержены старению под воздействием солнечного света (проявляется в виде выгорания, растрескивания и расслоения).

Наиболее практичными и долговечными способами устройства цветного дорожного покрытия являются: мощение цветными фигурными элементами или асфальтирование с помощью цветной асфальтобетонной смеси. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и свои недостатки, которые зависят от сферы их применения.

Для устройства цветного покрытия небольших по площади (1500–2000 м 2 ) пешеходных территорий есть смысл рассматривать тротуарную плитку, брусчатку и другие элементы мощения, в качестве альтернативы цветному асфальтированию. Но если речь идет о создании цветного покрытия автомобильных дорог, то единственным на данный момент вариантом остается асфальтирование с применением цветных асфальтобетонных смесей.

Сам процесс устройства дорожного покрытия с помощью цветного асфальта ничем не отличается от обычной процедуры асфальтирования. В зависимости от категории автомобильной дороги, планируемой транспортной или пешеходной нагрузки на покрытие, цветной асфальт укладывается слоем толщиной от 30 до 80 мм. В зависимости от типа самой смеси (литая или уплотняемая) укладка цветного асфальта может производиться ручным способом или механизированным (с помощью стандартной асфальтоукладочной техники, кохеров для литого асфальта и др.).

Назначение и применение цветного асфальта в дорожном строительстве

Во многих развитых странах мира устройство цветных дорожных покрытий с каждым годом набирает все большую популярность. Отчасти это связано с растущими архитектурными и эстетическими требованиями в строительной отрасли, отчасти — с повышающимися требованиями к безопасности дорожного движения, а как показывает практика, применение цветных покрытий существенно снижает общий уровень аварийности.

Таким образом, помимо явных эстетических и декоративных качеств, цветное асфальтобетонное покрытие имеет и более важное функциональное значение, являясь одним из средств организации дорожного движения, которое позволяет как водителям, так и пешеходам легче и быстрее ориентироваться в сложных условиях интенсивного транспортного движения.

Включение в обычное дорожное покрытие цветных асфальтобетонных вставок повышает различимость объектов на дороге, увеличивает дальность видимости, способствуя более раннему и лучшему восприятию водителем различных удаленных объектов на дороге. В темных тоннелях использование белого или цветного асфальтобетона с ярким оттенком решает проблему низкой освещенности, повышая тем самым комфорт и безопасность движения.

Асфальтирование с применением цветного асфальта может использоваться для разграничения проезжей части и пешеходной зоны, выделения пешеходных переходов, разграничения и выделения полос движения автомобильной дороги, обозначения велосипедных и пешеходных дорожек, выделения остановок общественного транспорта, разметки взлетно-посадочных полос аэродромов, территории морских портов и грузовых терминалов. Цветной асфальтобетон может выступать в качестве более долговечной альтернативы дорожной разметке наносимой с помощью краски, термопластика или холодного пластика.

Помимо прочего, цветной асфальт часто применяется в качестве декоративного материала при обустройстве парковых аллей, оформлении площадей и скверов, асфальтировании спортивных площадок, благоустройстве садовых дорожек загородных участков и оформлении других объектов.

В Украине цветное асфальтирование большой популярности пока не приобрело, одной из главных причин этому является дефицит используемых для производства цветного асфальта бесцветных органических вяжущих, а также сложность самого технологического процесса приготовления качественного цветного асфальта. Не последнюю роль в сдерживании распространения цветных асфальтобетонов является их дороговизна. Так, стоимость асфальтирования с применением качественного цветного асфальта (на прозрачных органических вяжущих) может быть в 4 и более раза выше стоимости работ по асфальтированию с использованием обычной асфальтобетонной смеси.

Классификация цветных асфальтобетонных смесей

По температуре укладки

  • Горячая
  • Теплая
  • Холодная

По способу укладки и уплотнения

  • Уплотняемая
  • Литая

По цвету минерального заполнителя

  • На обычном (сером) заполнителе
  • На цветном заполнителе (кварцитовом щебне, кирпичном щебне, щебне из цветных керамических материалов, мраморной крошке или красном гранитном отсеве и др.)

По типу органического вяжущего

  • На обычном нефтяном дорожном битуме (такая смесь требует очень высокого содержания красящего пигмента, отличаясь при этом тусклым оттенок и невысокими физико-механическими показателями)
  • На осветленном битуме (светло-коричневом) или светлом полимермодифицированном битумном вяжущем
  • На бесцветном (прозрачном) вяжущем из группы термопластичных нефтеполимерных смол (является наиболее качественным и наиболее дорогостоящим типом цветной асфальтобетонной смеси)

В зависимости от типа органического вяжущего цветные асфальтобетонные смеси в различных источниках могут называться по разному: дорожным пластобетоном, органобетоном, полимербетоном или полимерасфальтобетоном. По сути же, все эти материалы являются разновидностью асфальтобетона, т. к. имеют схожий состав, похожую технологию приготовления и область применения.

Типовой состав цветного асфальта и технология его приготовления

По структуре материала и технологии приготовления цветной асфальт не имеет существенных отличий от обычной асфальтобетонной смеси, однако может существенно отличаться по компонентному составу (наличию пигмента, типу вяжущего и минерального заполнителя).

Вяжущее. Правильный выбор вяжущего является основной задачей при производстве цветной асфальтобетонной смеси. Именно от его светлости и прозрачности, зависит яркость и насыщенность асфальтобетонной смеси.

Обычный нефтяной дорожный битум имеет темную, непрозрачную структуру, именно это усложняет его применение в качестве вяжущего для цветного асфальтобетона. Наиболее же качественный результат можно получить только при использовании в качестве вяжущего осветленных нефтяных битумов или прозрачных органических вяжущих.

В качестве светлых или прозрачных вяжущих для производства цветного асфальта используются эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, инден-кумароновые смолы, канифоль, термопластичные полимеры, нефтеполимерные смолы, а также другие синтетические вяжущие.

Красящий пигмент. В качестве окрашивающего материала для приготовления цветной асфальтобетонной смеси могут применяться два вида пигментов: органические и неорганические. В подавляющем большинстве случаев используются именно неорганические пигменты, как более дешевые и более светостойкие. Органические пигменты, помимо более высокой цены, редко используются также и по причине низких эксплуатационных показателей.

К неорганическим пигментам применяемым при производстве цветного асфальта относятся: оксид железа, оксид свинца (свинцовый сурик), оксид хрома, желтый свинцовый крон, оранжевый крон, оксид цинка (цинковые белила), 1%-ный диоксид титана (для белого асфальта), синий кобальт. Режи используются отходы черной металлургии (пыль системы газоочистки электропечей) и другие материалы. Все пигменты применяются в виде порошка.

Конкретный вид пигмента применяемый при производстве цветного асфальтобетона зависит от типа органического вяжущего в составе асфальтобетонной смеси. Если доступен только темный дорожный битум, то выбор пигмента ограничен лишь оксидом железа (красный оттенок) и оксидом хрома (зеленый оттенок).

При использовании осветленных или прозрачных органических вяжущих выбор цветового оттенка асфальтобетонной смеси может быть существенно расширен и кроме того, возможно приготовление белого асфальта, который широко используется при асфальтировании внутри тоннелей.

Следует отметить, что помимо основной своей функции — придание асфальтобетонной смеси нужного оттенка, красящий пигмент также выполняет в составе цветной смеси функцию минерального порошка.

Минеральный заполнитель. При приготовлении цветной асфальтобетонной смеси желательно применять светлые минеральные материалы (известняковые высевки светлого тона, белые пески и др.) или с естественной окраской (мраморная крошка, отсевы дробления красного гранита, кирпичный щебень, кварцитовый щебень и др.).

Выбор цвета каменного материала при приготовлении цветного асфальта имеет большое значение в виду того, что в процессе длительной эксплуатации цветного покрытия происходит постепенный вынос вяжущего с поверхности асфальта, в результате чего обнажается серый каменный материал и покрытие теряет цветовую однородность.

В том случае, когда каменный материал имеет оттенок подобный оттенку красящего пигмента, асфальтобетон практически не теряет цветовой однородности даже по прошествии нескольких лет эксплуатации. Особое значение это имеет для уплотняемых асфальтобетонных смесей, в которых процентное содержание вяжущего невелико. Менее требовательными к цвету минерального заполнителя являются литые асфальтобетонные смеси, имеющие большую массовую долю вяжущего.

Цветной асфальт: состав, создание, использование

Цветной асфальтобетон является разновидностью горячего асфальтобетона и имеет различную окраску. Для его изготовления применяют цветной щебень с размером частиц 5—7 мм и песок из мрамора, гранита, клинкерных материалов, известняка. При применении красноватого, розового, зеленоватого, белого щебня совместно с цветными порошками-пигментами получают цветные асфальтобетоны. В качестве пигментов используют сурик железный, сурик свинцовый, крон желтый светоустойчивый, крон оранжевый, окись хрома, цинковые белила. При получении цветных асфальтобетонов обеспечивают минимальное содержание битума, чтобы пленки вяжущего вещества на минеральных частицах были как можно тоньше, так как толстые слои битума на минеральных частицах придают темный цвет смеси. Для получения цветных асфальтобетонов применяют осветленные или синтетические битумы, потому что при использовании обычных битумов трудно получить цветные асфальтобетоны ярких цветов. Содержание компонентов в составе смеси устанавливается лабораторным путем.

Цветной асфальтобетон применяют для устройства разделительных полос, обозначения пешеходных переходов, для покрытий пешеходных дорожек, аллей в парках, ботанических садах, для покрытий декоративных площадок в зонах отдыха в парках, на городских площадях и скверах, для покрытий пешеходных улиц в старинных и торговых кварталах городов, для покрытий набережных вдоль рек или водоемов в черте города, для покрытий полов в промышленных и общественных зданиях.
В странах Европы, Азии и Америки известны случаи самых разнообразных способов приготовления цветного асфальтобетона с применением различных материалов.
В Китае цветной асфальтобетон применяется для пешеходных переходов на улицах городов, а также для разделительных полос по оси улиц в виде сплошных или пунктирных линий. Такие разделительные полосы устраивают для обозначения полос, специально выделенных для автобусного, троллейбусного или велосипедного движения.
Составляющими материалами цветного асфальтобетона являются: мраморные высевки, минеральный порошок, пигменты, пластифицированное вяжущее. В качестве вяжущего применяется смола — остаток от перегонки смолистых веществ. Такая смола в твердом состоянии имеет желтый цвет, хрупкая, растворяется в спирте, эфире, двусернистом углероде. К этой смоле добавляется тунговое масло — быстроиспаряющееся, получаемое при нагревании тунговой древесины с добавкой химических веществ.
Пластифицированное вяжущее изготавливается из смеси смолы и тунгового масла в соотношении 4:1 и характеризуется следующими свойствами: глубина проникания иглы при 25°С — 51 см, растяжимость при 25°С — 71 см, температура размягчения на приборе кольцо и шар — 62°С.
Смола вместе с тунговым маслом представляет собой прозрачное вяжущее, хорошо поддающееся окраске.
Приготовление цветного асфальтобетона состоит в том, что к нагретой до 120°С смоле постепенно добавляют тунговое масло при тщательном и непрерывном перемешивании. Отдельно подогревают смесь высевок, минерального порошка и пигментов до 110—120°С. Подготовив таким образом составляющие материалы, вяжущее равномерно вводят в минеральную часть и перемешивают смесь до полной однородности, сохраняя температуру 110—120°С.
Такой цветной асфальтобетон применяется в виде монолитного цветного бетона и брусков размером 150х100х60 мм. В большинстве случаев бруски приготавливают путем прессования смеси в горячем состоянии под давлением 300 кгс/см 2. Бруски изготавливают не полностью из цветной смеси: верхний слой бруска делают из цветного асфальтобетона толщиной в 1 см, остальную часть изготавливают из мелкозернистого асфальтобетона
При устройстве разделительной полосы пунктирной линией бруски укладывают во время устройства покрытия дороги или заделывают в лунки, вырубленные в существующем дорожном покрытии. Такие лунки также могут быть заполнены горячим цветным асфальтобетоном. Перед укладкой цветных брусков поверхность вырубки обмазывают горячим битумом.
Цветные бруски уплотняют ручными трамбовками или ручными виброплитами или виброплощадками — через бумагу, чтобы не загрязнить цветной асфальтобетон. В случае образования зазоров между брусками и дорожным покрытием они заполняются мелкозернистой асфальтобетонной смесью.
Срок службы цветного асфальтобетона составляет около 8 лет. Недостатками его являются потемнение и снижение яркости окраски поверхности цветного дорожного покрытия с течением времени.
Дорожный научно-исследовательский институт в Софии (Болгария) разработал составы цветного асфальтобетона ярких окрасок: красного, розового, желтого и голубого. Мраморная часть такого бетона состоит из белых мраморных или известняковых высевок размером от 0 до 5 мм и мраморного или известнякового минерального порошка — в случае недостаточного количества этих фракций в мраморных высевках. Минеральные материалы по свойствам соответствуют требованиям, предъявляемым к подобным материалам для обычного асфальтобетона.
В качестве вяжущего вещества применялась смесь полиэфирной смолы и минерального терпентина или петрола. Пигменты были применены сухие, мелко измельченные: берлинская лазурь, цинковые белила, литопон, железооксидная красная или желтая краски.
Цветной асфальтобетон приготавливался в горячем и холодном видах. Температура горячей смеси составляет 120—130°С, смесь уплотняют при 110—120°С. Для приготовления горячей смеси полиэфирную смолу подогревают, при изготовлении холодной смеси к смоле добавляют минеральный терпентин при тщательном перемешивании до полной однородности смеси. Пигмент вводили либо в минеральную часть, либо в вяжущее вещество.
Состав цветной асфальтобетонной смеси: минеральная (мраморная или известняковая) крошка 0—5 мм — 75—78%; минеральный порошок — 8—13%; вяжущее вещество — 9—7%; пигмент (порошкообразный) — 2—8%.
Цветную асфальтобетонную смесь укладывают в верхний слой дорожного покрытия толщиной 1,5—2,5 см в уплотненном состоянии на обыкновенную асфальтобетонную смесь нижнего слоя покрытия дорожной одежды. Уплотняют цветную смесь по такой же технологии, как и обычные асфальтобетонные смеси. Продолжительное воздействие воды не вызывает изменения окраски цветного асфальтобетона.
В ФРГ известны случаи приготовления цветного асфальтобетона с применением обыкновенных битумов в минимально возможном количестве и увеличенного количества порошкообразного пигмента. Таким образом достигалась возможность получения цветной смеси. Для обеспечения необходимой прочности недостаток битума компенсировался введением поверхностно-активных веществ. Для цветных смесей применялись светлые минеральные материалы фракции 0—5 см. В качестве пигментов использовали двуокись титана, окись хрома и окись железа.
При изготовлении холодного цветного асфальтобетона вяжущими в большинстве случаев являлись маловязкий битум или битумные эмульсии. Лучшее окрашивание достигалось при использовании более мелких зерен минерального материала. Тем не менее цветные асфальтобетоны с применением обычных битумов получаются темных и тусклых расцветок. Укладка цветных смесей производилась толщиной слоя, равной 1—1,5 см. Опыт показал, что загрязнение поверхности дорожного покрытия может быть значительно уменьшено снижением ее пористости, что осуществлялось затиркой окрашенной минеральной мелочью (фракции песка и минерального порошка) или нанесением цветной суспензии через 3 дня после устройства покрытия.
В ФРГ также применяется белый асфальтобетон из белой термопластической массы с объемным весом 2,35 г/см 3, доставляемой на место работы в виде рыхлой смеси, нагретой до температуры 175°С.
Такая смесь, состоящая из смол, известняковой мелочи, минерального порошка и пигмента, в рыхлом состоянии отличалась значительной подвижностью подобно холодному асфальтобетону, а по консистенции была похожа на литой асфальтобетон. Дорожное покрытие, устроенное из белой асфальтобетонной смеси, имело гладкую поверхность и хорошо очищалось от пыли и грязи.
В Англии цветной литой асфальтобетон приготавливали из искусственного песка, минерального порошка, пигментов и вяжущего. Искусственный песок получали из высевок прочных каменных пород. В качестве минерального порошка был применен молотый известняк с содержанием частиц менее 0,075 мм в количестве 55—60%. Применялись пигменты красные и красно-коричневые, представляющие собой порошкообразные окиси металлов.
Вяжущее являлось смесью очищенного тринидадского асфальта и светлого битума, получаемого из перуанской нефти.
Цветную асфальтобетонную смесь приготавливали в специальных смесителях, оборудованных мешалками с принудительным перемешиванием для обеспечения однородности смеси длилось 1,5—2 часа. Толщина укладываемого слоя цветного асфальтобетона составила 1,5—2 см. После укладки поверхность покрытия тщательно затирали.
Литой асфальтобетон сразу же после изготовления укладывали в дорожное покрытие или из него изготавливали бруски, которые могли храниться долгое время. Для получения цветной смеси бруски расплавляли в смесителе при температуре 180—200°С.
В США для различных обозначений и маркировок проезжей части дорог и аэродромных покрытий применяют цветные асфальтобетонные смеси, укладываемые толщиной 2,5 см. В качестве составляющих материалов применяют песок, минеральные высевки, пигмент и полимерное вяжущее — полиэтилен и полиизобутилен. Такие цветные покрытия устраивали для: рулежных дорожек, взлетно-посадочных полос аэродромов, магистралей, скоростных дорог, особенно в местах пересечения магистралей в различных уровнях. Применяя различную расцветку такого асфальтобетона, легко различать направление движения транспорта в местах пересечений дорог.
Такой цветной асфальтобетон применяют в местах ограничения скорости движения, а также для устройства сборных или монолитных бордюров.
В США применяются и цветные горячие асфальтобетонные смеси, известные под торговой маркой Wyton. Они выпускаются в виде песчаного асфальтобетона или более зернистой плотной смеси с применением минеральных материалов размером до 6,3 мм или в виде мелкозернистой смеси с максимальным размером зерен 9,5 мм.
В настоящее время еще более возрастает потребность в цветных асфальтобетонных покрытиях, которые во многих случаях повышают безопасность движения транспорта и пешеходов и улучшают внешний вид автомобильных дорог, магистралей и скоростных дорог, парковых и велодорожек, аллей, спортивных площадок.
Группа “Shell” (США) разработала синтетический битум “Mexphalt”, который позволяет получать асфальтобетонные дорожные покрытия желтого, синего, зеленого, красного, белого, оранжевого и многих других цветов при добавлении 1% красящего пигмента или без пигмента за счет использования естественного цвета заполнителей. В тонкой пленке синтетический битум является почти прозрачным. Он имеет такие механические и реологические свойства, как обычный черный битум, и отличается высокий прочностью сцепления с минеральными материалами. Синтетический битум выпускается различных марок по вязкости от 180/200 до 20/30. На его основе разработаны эмульсии, мастики и асфальтобетонные смеси типа “Coldair”. Эмульсия имеет белый цвет и позволяет получать холодные смеси, не уступающие по свойствам горячим асфальтобетонным смесям.
В крупных городах Западной Европы и США при устройстве зон ограниченного движения транспорта широко применяются цветные дорожные покрытия из асфальтобетона или литого асфальтобетона. Под такими зонами устраивают подземные автостоянки, размещают торговые площади и торговые ряды. Поэтому материал покрытия зон ограниченного движения транспорта должен быть водонепроницаемым и долговечным. Таким требованием лучше всего отвечают асфальтобетон и литой асфальтобетон, а также щебеночное покрытие толщиной 8—10 см, залитое мастикой. К преимуществам таких покрытий относятся отсутствие швов и способность выдерживать большие нагрузки от автотранспорта. Традиционные дорожные покрытия имеют темный цвет, что обусловлено темным цветом битума.
Существуют различные способы устройства цветных дорожных покрытий, например, применение в качестве вяжущего светлых полимерных материалов. Однако из-за высокой стоимости их применяют редко.
Наиболее распространенным средством изменения цвета дорожного покрытия является поверхностная обработка, проводимая на стадии устройства покрытия россыпью мелкого цветного щебня или гравия крупностью 3—8 мм по горячему покрытию, после этого щебень слегка укатывают. Эффективно применение щебня из кварца, базальта или цветного песчаника.
Другой метод заключается в распределении по холодному дорожному покрытию слоя горячей мастики толщиной 2—3 мм, в которую втапливают высокосортный цветной мелкий щебень таким образом, чтобы его поверхность оставалась чистой.
В качестве подгрунтовочного материала вместо мастики можно применять различные синтетические материалы. Более пригодны для этой цели полиуретаны, обеспечивающие наиболее прочное сцепление каменной мелочи с дорожным покрытием. В этом случае раствор полимера лопаткой равномерно наносят на покрытие, а затем по нему густо рассыпают мелкий щебень. После схватывания раствора лишний материал удаляют.
При оформлении пешеходных зон и регулировании движения транспортных средств часто используют синтетические материалы разных цветов, которыми окрашивают дорожное покрытие. Для обеспечения шероховатости поверхности покрытия проводят двойную обработку путем россыпи мелкого кварцевого песка по первому слою полимерного раствора и повторного нанесения раствора. Рекомендуется также устраивать такие покрытия, особенно светлые, для подземных пешеходных переходов и при размещении под землей торговых площадей.
В настоящее время разработан принципиально новый способ поверхностной обработки — механическое обнажение минерального заполнителя, цвет которого подбирают при проектировании асфальтобетонной смеси. После укладки покрытия его поверхность обрабатывают биологически чистым средством, растворяющим битум, либо применяют водо- и пескоструйную обработку для удаления битумной пленки. Посредством механической обработки дорожное покрытие приобретает требуемую шероховатость.
Цветные асфальтовые плитки
Наряду с монолитным цветным асфальтобетоном в странах Западной Европы широко применяют цветные асфальтовые блоки в виде плиток размером 15х15 см и толщиной 3 см или 20х20 см толщиной 3,8 см. Плитки могут быть изготовлены полностью или частично из цветного асфальтобетона. В последнем случае основным материалом для изготовления плиток служит обычный горячий или холодный асфальтобетон, а верхнюю часть (1/3 толщины плитки, то есть 1—1,5 см) делают из цветной асфальтобетонной смеси.
Цветные плитки находят широкое применение для обозначения мест пешеходных переходов на улицах и площадях, для покрытий тротуаров, садово-парковых дорожек и аллей. Асфальтовые цветные плитки размерами 10х10, 15х15, 20х20 см толщиной 2,5—4,5 см также применяют для покрытий автостоянок, полов промышленных и административных зданий.
При изготовлении таких плиток применяют битум, кумароновую смолу или полихлорвиниловые смолы. Сборные плитки уплотняют вибрацией при помощи ручных виброплощадок или виброплит.
Цветной асфальтобетон также можно приготовить из светлых минеральных материалов (известняков, доломитов, мрамора), красителей и стружки органического стекла (отходов при переработке органического стекла в изделие), которое предварительно измельчается в шаровой мельнице.
Органическое стекло отличается прозрачностью, светостойкостью, погодоустойчивостью, а также стойкостью по отношению к маслам, кислотам и щелочам.
Минеральные материалы смешивали с измельченными отходами органического стекла в холодном состоянии в соотношении 2:1 или 3:1, после чего в эту смесь добавляли 5—10% красителя и тщательно перемешивали. После нагревания до 140—150°С цветную смесь уплотняли в горячих прессформах при температуре 120°С и удельном давлении 250—500 кгс/см 2 в течение 3—5 мин. Плитки изготавливались толщиной в 2,5—3 см, а также в два слоя: нижний слой — из обычного асфальтобетона, верхний слой — из цветного асфальтобетона толщиной в 1 см.
Применение органического стекла дает возможность получать дорожный пласт бетона любой расцветки.
Евгений МАРГАЙЛИК, инженер и патентовед ВОИР

Читайте также:  Пескобетон м300 Титан: отзывы специалистов, достоинства и недостатки

Как делают асфальт: технология производства асфальтобетонных смесей

Асфальтобетон – это искусственный безобжиговый строительный материал, изготовленный из смеси битума, крупных и мелких заполнителей (гравия, щебня, песка), минерального порошка и других компонентов. В обиходе асфальтобетонные смеси не совсем корректно именуют асфальтом, т.к. это греческое название черной горной смолы (битума), которая образуется в каменноугольных породах. Существует несколько видов искусственного асфальта, отличающихся между собой составами и технологией изготовления. Каждая разновидность обладает индивидуальным комплексом эксплуатационных свойств и рассчитана на определенные области применения.

Из каких компонентов делают асфальт?

Основные компоненты асфальтобетона:

  1. Крупные заполнители – щебень и гравий. Они должны прочно сцепляться с вяжущим веществом. Этому требованию соответствуют кубовидные зерна щебня из плотных горных и метаморфических карбонатных пород. При производстве асфальтобетонных смесей применяют заполнитель с размерами зерен 10-40 мм.
  2. Мелкий заполнитель – песок. Для этой цели используется природный карьерный песок (речной не подходит) или отсев дробления щебня. В сырьевой асфальтобетонной смеси используют разнофракционный песок, что позволяет снизить пористость слоя. Мелкий заполнитель повышает плотность асфальтобетона, улучшает устойчивость к высоким температурам и прочность дорожного покрытия.
  3. Минеральный порошок. Его количество и качество существенно влияют на свойства вяжущего. Слишком большое количество минпорошка снижает прочность дорожного покрытия, особенно в зимних условиях.
  4. Вяжущее. Его функции чаще всего выполняет битум, который может быть жидким или вязким. Требуемый коэффициент вязкости битума указывается в технической документации, он зависит от состава сырьевой смеси и температуры укладки асфальта. При проведении дорожных работ в зимних условиях обычно используют жидкий битум с присадками и разжижителями.

Виды асфальтобетонных смесей по составу

По размеру зерен заполнителя различают три разновидности асфальтобетона, каждая из которых имеет определенную область применения:

  • Крупнозернистый. Этот материал востребован для устройства нижних слоев дорожного пирога. Для его изготовления используется щебень крупных (20-40 мм) и мелких фракций (5-15 мм).
  • Мелкозернистый. Заполнителем такого асфальтобетона является мелкозернистый щебень 5-15 мм. В двухслойных дорожных покрытиях мелкозернистый материал используют для устройства верхнего слоя дороги.
  • Песчаный. Этот искусственный асфальт подходит для обустройства тротуаров. Основной заполнитель в нем – песок. Также в составе присутствуют мелкофракционный щебень и немного минерального порошка.

По составу также разделяют следующие виды асфальтобетонов:

  • Классические. Предназначены для строительства городских и поселковых дорог, тротуаров.
  • Щебеночно-мастичные. Имеют в составе стабилизирующие добавки волокнистого типа. Применяются для создания высокопрочных дорожных покрытий автомагистралей с высокой интенсивностью движения.
  • Полимерасфальтобетонные. Содержат сополимеры и пластификаторы, повышающие прочность и безремонтный период дорожных покрытий. Полимерасфальтобетоны эффективны для устройства покрытий мостов, аэродромов, проездов, по которым передвигается тяжелая техника.

Виды асфальтобетона по технологии производства

По способу производства асфальтобетонные составы делят на три вида – горячие, теплые, холодные. Теплые асфальтобетоны по условиям применения, комплексу преимуществ и недостатков похожи на горячий асфальт, поэтому ГОСТ 9128-2013 объединяет эти материалы в одной группе.

Горячий асфальтобетон – состав и технологическая схема производства

Горячая асфальтовая смесь – традиционный материал, укладываемый по классической технологии при температуре не ниже +110 °C. В теплом асфальтобетоне присутствует маловязкий битум, а его укладка осуществляется при температурах +40…+80 °C. В зависимости от процентного содержания крупного и мелкого заполнителей горячие продукты разделяют на высокопористые, пористые, плотные и высокоплотные. В горячих асфальтобетонах применяется достаточно дешевый битум, поэтому они наиболее востребованы при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, проведении масштабных капитальных ремонтов старых дорог. Их недостатки – необходимость в обеспечении важных характеристик материала в процессе укладки и применении спецтехники.

Как делают горячий асфальт на асфальтобетонных заводах (АБЗ) – основные этапы процесса:

  1. Просушка при температурах +150…+160 °C и просеивание на грохотах заполнителей, которые обычно поступают на асфальтобетонный завод (АБЗ) во влажном или воздушно-сухом состоянии. Повышенная влажность заполнителей приводит к разбрызгиванию смеси при укладке и снижению прочности дорожного покрытия. Просушка может быть одинарной или двойной.
  2. Смешивание компонентов – заполнителей и вяжущего. После добавления битума температура смеси вплоть до процесса укладки должна поддерживаться на уровне +160…+170 °C. Такие условия создаются в специальных бункерах, в которых асфальт может храниться не более 4 суток.
  3. Добавление модифицирующих компонентов. Оно может осуществляться в процессе перемешивания. При производстве резиново-асфальтной продукции каучуковая крошка добавляется в уже готовую к использованию смесь.
Читайте также:  Силикатный блок или газоблок что лучше: преимущества и недостатки блоков

Горячий асфальт имеет строгие ограничения по сезонности применения. Этот материал можно использовать в дорожных работах летом, а также весной и осенью при определенных погодных условиях. Зимой его применение запрещено. Горячий асфальт на близкие расстояния перевозят обычными самосвалами. Для транспортировки на дальние расстояния применяют кохеры, специальные автомобили, оборудованные теплосберегающими контейнерами. В кохерах дорожный материал сохраняет рабочие характеристики в течение 2 суток.

Холодный асфальтобетон – из чего делают и особенности технологии изготовления

Холодные асфальтовые смеси изготавливают на базе холодного битума, специальных полимеров, чистых высушенных высокопрочных каменных заполнителей (гранитного или щебня из габбро-диабаза), что обуславливает следующие преимущества этой продукции:

  • возможность укладывать на основание при температурах окружающей среды до +5 °C, некоторые составы приспособлены для укладки в зимних условиях при температурах до -30 °C;
  • сохранение рабочих характеристик в течение длительного времени;
  • хорошая адгезия к основанию благодаря модифицирующим добавкам.

Из-за высокой стоимости холодный материал не применяют для асфальтирования значительных площадей. А низкая устойчивость к сдвигу ограничивает его использование на участках интенсивного торможения автотранспорта.

Наиболее популярные сферы применения:

  • все виды ямочных ремонтов, в том числе на скоростных трассах;
  • оперативное сооружение дорожек, аллей, площадок, запланированных для эксплуатации при небольших нагрузках.

Производство холодного асфальта осуществляется на стандартном оборудовании АБЗ и включает те же основные этапы, что и выпуск горячих смесей: подготовку сырьевых компонентов, их смешивание, отправку готового материала к месту хранения.

Виды асфальтобетонных заводов

Асфальтобетонный завод – это комплекс оборудования, обеспечивающего производство холодных и горячих асфальтобетонных смесей, черного щебня (щебня, обработанного битумом), переработку демонтированного покрытия.

По принципу функционирования АБЗ разделяют на цикличные и непрерывные. На предприятиях циклического действия используются порционные дозаторы и оборудование периодического использования. На заводах непрерывного производства операции подготовки компонентов, их смешивания, выгрузки готовой продукции происходят одновременно.

В зависимости от мощности оборудования АБЗ могут производить от 40 т/ч до 400 т/ч и более. По степени инвентарности заводы разделяют на стационарные, сборно-разборные и мобильные.

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦВЕТНОГО АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ

магистрант, кафедра строительство и эксплуатация дорог, ФГБОУ ВО «СибАДИ»,

Дорога является источником информации, на основе которой определяется поведение водителя. Факторы, привлекающие внимание водителя, мо­гут быть разделены на три группы:

  1. относящиеся к самой дороге (детали дороги, влияющие на управление автомобилем – дорожные знаки, изменения направления дороги, неровности проезжей части, пересечения и примыкания, разветвления и т.д.);
  2. связанные с движением (автомобили других участников движения, мотоциклисты, велосипе­дисты пешеходы на дорогах и обочинах и т. д.);
  3. несвязанные непосредственно с движением (бросающиеся в глаза зда­ния, сооружения, придорожная растительность, пролетающие над дорогой пти­цы, самолеты и т. д.).

Количество факторов, которые водитель может различить и четко зафик­сировать, ограничено продолжительностью времени, необходимого для вос­приятия органами чувств. Для каждого раздражителя существует пороговая ве­личина, значение которой зависит от эмоционального напряжения водителя. В среднем она составляет: 1/16 с – для зрения, 1/20 с – для слуха, 1/5 с – для мус­кульной реакции (на толчки и тряску). В нормальных условиях движения ос­новным источником получения информации водителя в дорожных условиях является зрения. В сознании водителя при движении происходит последова­тельная смена картин. Дорога, при этом, служит как бы осью, вокруг которой формируются все элементы движения, получив информацию, водитель начина­ет распознавание объектов. Особенно трудные условия создаются при движе­нии автомобиля в составе насыщенного транспортного потока, неблагоприят­ных погодных условиях. В этих условиях возникает необходимость создания новых технологий для обеспечения безопасности дорожного движения, такие как контрастность, на дорогах, с тем, чтобы сократить время на распознание водителем предстоящей ситуации.

В последнее время, с появлением всевозможных наружных реклам, с из­менением динамических параметров транспортных средств и степени загрузки дорожной сети, получаемая информация водителями и пешеходами значитель­но усложняется. Учитывая состояние некоторых знаков, разметки, наружных световых приборов транспортных средств, загрязнение дорожных покрытий, недостаточное освещение, ограждения мест дорожных работ в совокупности этих факторов восприятие информации ухудшается в разы.

Цветового контраста отдельных участков покрытия автомобильной дороги, лишних мельканий можно достичь с устройством цветного асфальтобетона. Над созданием таких асфальтобетонных смесей сегодня работают во многих странах. Интерес к ним объясняется эстетическими достоинствами, функциональными возможностями нового материала, обеспечивает контрастность, который лучше воспринимается, так как 90 % информации человек воспроизводит через органы зрения, именно зрение позволяет оценивать важность ситуаций возникающих на дорогах при движении автотранспортных средств, пешеходов.

Покрытия из цветного асфальтобетона находят все более широкое применение при сооружении автомобильных дорог, городских улиц и магистралей не только благодаря своим внешне весьма привлекательным характеристикам (ярким, контрастным, бросающимся в глаза), но и в результате ценных потребительских и функциональных качеств. В первую очередь – это вымощенные цветным асфальтобетоном площади и улицы, которые делают четче красоту памятников архитектуры (музеев, дворцов, скульптурных композиций, площадей), кроме того, цветные покрытия являются эффективным инструментом для обеспечения безопасности дорожного движения. Цветные асфальтобетонные покрытия так же можно применять для разделения зон территорий как парковочных мест, так и промышленных предприятий, для устройства различных площадок как спортивных так и декоративных, полов в складских и заводских помещениях. Такие покрытия так же используют для выделения основных магистралей города в натуре, на схемах города (например, на въездах в город), что кардинально облегчает жизнь не только транзитникам, но и начинающим авто водителям, украшения городских площадей, создания ландшафтных композиций; в качестве инструмента обеспечения безопасности дорожного движения; асфальтобетон определенных цветовых решений делает более эффективным освещение в тоннелях и на эстакадах; позволяет легче и быстрее читать дорожную раз­метку, повышает уровень безопасности дорожного движения возле остановок общественного транспорта визуально отделяю проезжую часть от остановочного пункта. Так же увеличивает внимательность водителей на пешеходных переходах и в зонах торможения перед ними, аварийных выходов и выездов на территории промышленных предприятий, а также облегчает навигацию по рулежным дорожкам и взлётно-посадочным полосам аэродромов, территориям морских портов и грузовых терминалов. В некоторых странах цветной асфальтобетон используется и как индикатор слоев при проведении ремонтных работ: его служит в качестве защитного слоя над водонепроницаемыми мембранами, а при замене покрытия устаревший слой демонтируют как раз до цветного асфальтобетона.

Цветной асфальтобетон возможно применить только лишь на основе использования материалов, которые отвечают требованиям, к стандартным асфальтобетонным покрытиям. Такие материалы могут быть получены за счёт применения в них термопластичных вяжущих, которые близки по свойствам к битумам, но также должны обладать светлой окраской, позволяющей окрашивать асфальтобетонную смесь в различные цвета за счет введения пигментов.

Для получения цветного асфальта применяются осветленные или синтетические битумы, потому что при использовании обычных битумов трудно получить цветные асфальтобетоны ярких цветов. Содержание компонентов в составе смеси устанавливается лабораторным путем.

Технологии получения цветного асфальтобетона различны в разных странах и зависят от доступности и свойств материалов.

Один из способов получения цветного асфальта в России это, применение мраморных высевок, минерального порошка, пигментов красителей, пластифицирующего вяжущего. В качестве вяжущего используется смола – остаток от перегонки смолистых веществ. Такая смола имеет желтый цвет в твердом состоянии, хрупкая и растворяется в эфире, спирте и двусернистом углероде. Что бы вяжущее обрело эластичность добавляют тунговое масло.

Приготовление цветной смеси заключается в том, что к нагретой до 120 °С смоле постепенно добавляют тунговое масло при непрерывном и тщательном перемешивании. Отдельно подогревают смесь высевок пигментов и минерального порошка 120 -110 °С. После подготовки всех составляющих, вяжущее равномерно вводят в минеральную смесь с перемешиванием и доводят до полной однородности сохраняя температуру 120 – 110 °С.

Таким образом, можно сделать вывод: цветные асфальтобетонные покрытия автомобильных дорог являются действенным методом повышения безопасности движения. Они, позволяя легче ориентироваться на современных развязках способствуют более эффективному освещению в тоннелях, отделяют велосипедные дорожки, остановки общественного транспорта. Такой материал необходим для благоустройства городов: для устройства цветных покрытий парковых дорожек, архитектурного оформления площадей, скверов, площадок.

Список литературы:

  1. Игнатов Н.А. Человек за рулем. — М.: Транспорт, 1976. — 184 с.
  2. Клебельсберг Д. Транспортная психология. — М.: Транспорт, 1989. — 367с.
  3. Сюньи Г.К. Цветной асфальтобетон / Г.К. Сюньи – М. Транспорт, 1964. -50с.
  4. Гордеев С.С Цветной асфальт/ С.С. Гордеев, А.Я. Гибков // Строительство Москвы. – 1940 -№3.-С. 10-11.
  5. Багдасаров СМ. Покрытия из цветного полимербетона / СМ. Багдасаров, К.А. Гиоев, Э.С Файнберг и др. // Автомобильные дороги. – 1972.-№ 7.-С. 15-16. 130
  6. Сюньи Г.К. Дорожный цветной асфальтовый бетон Г.К.Сюньи// Автодорожник Украины. – 1961 – №2. – С. 35-38.
  7. Сюньи Г.К. Цветной асфальтобетон в дорожном строительстве / Г.К. Сюньи, Н.И. Марченко// Автомобильные дороги. – 1961 – № 8. – С. 24-25.

Состав асфальтобетона

От дорожного покрытия требуется прочность и надежность, оно должно выдерживать многотонную нагрузку и не деформироваться под воздействием природных явлений. Асфальтобетон обладает именно такими свойствами и поэтому используется при строительстве дорог. Асфальтобетонная смесь различается по составу, каждый вид предназначен для определенных дорожно-строительных работ. «Все об асфальтобетоне: состав, использование, ГОСТы» — так звучит тема данной статьи.

Общие сведения об асфальтобетонной смеси

Во всем мире асфальтобетон является самым оптимальным материалом для создания и ремонта пешеходных и проезжих зон, территорий при аэродромах и взлетных полос. Качество покрытия зависит от многих факторов: соблюдены ли технологии укладки и состава смеси, добавляются ли в нее дополнительные компоненты, повышающие стойкость и пластичность материала. Основу асфальтобетонной смеси составляют измельченный в крошку гравий (или щебень) и песок, связывает эти компоненты битум. Подбор компонентов неслучаен, каждый отвечает за определенные задачи:

  1. Битум исполняет роль «клея», связывающего твердые и сыпучие компоненты. Получить битум можно при разработке природных асфальтовых залежей или путем химического синтеза нефтепродуктов.

  1. Щебень и песок заполняют пустоты, усиливая конструкцию и обеспечивая ее долговечность. Если данных компонентов в смеси недостаточно, асфальт не держит форму уже на этапе укладки, а в дальнейшем механическая прочность становится еще меньше.

Внимание! Слишком большое количество щебня и песка также пагубно для состава асфальтобетона. В этом случае покрытие крошится и быстро изнашивается.

  1. Минеральный порошок получают при размалывании известняка, шлаков и доломитов. Он необходим для придания битуму меньшей текучести. Кроме того, порошок позволяет существенно сократить расход битума.

Нужно отметить, что асфальтобетонные смеси используются не только для создания нового дорожного полотна, литой асфальт подходит для ремонта – он не требует уплотнения и выравнивания и не создает перепадов с уровнем старого покрытия.

Современные технологии изменили асфальтобетон

Современный мир диктует свои правила. Ремонт дорог (или укладка новых) желательно проводить быстро, без погрешностей и делать это в любую погоду. Литой асфальтобетон отвечает всем требованиям. Соответствующий ГОСТ Р 54401-2011 регламентирует технологию укладки без уплотнения.

Пластичность смеси обеспечивается ее высокой температурой – 190 и повышается за счет еще большего нагревания.

Состав включает большее количество полимерных добавок и битума, но при этом уменьшается доля минералов, что минимизирует зернистость. Повышенная тягучесть позволяет не уплотнять смесь.

Для связки всех компонентов литого асфальта применяется полимерно-битумная смесь. Она также усиливает покрытие, наделяя его повышенной износостойкостью, не допуская быстрого появления трещин в течение эксплуатации.

Важно! Только неукоснительное соблюдение технологии производства литого асфальтобетона позволит получить прочное покрытие. Любое нарушение состава ведет к изменению свойств.

Декорирование дорожных покрытий, тротуаров, площадок

Асфальтобетон может использоваться не только для стандартных типов покрытий, но и при создании особого дизайна пешеходных зон. С помощью цветного асфальта наносится разметка на проезжей части.

Нестандартный вид покрытия получается путем тиснения или рифления, цвет придают минералы и цветные инертные материалы. Яркость оттенков регулируется осветлением битума или использованием искусственного.

Главным недостатком данной технологии является ее высокая стоимость. Для сокращения расходов цветные гранулы не добавляются в основную смесь на стадии изготовления. Крошку втирают в верхний слой уже положенного, но не застывшего асфальта.

Физико-механические характеристики

ГОСТ 9128-97 фиксирует нормативы физических параметров, соблюдение которых влияет на качество полученной асфальтобетонной смеси:

  1. Плотность состава варьируется в зависимости от типа песка. Шлаковый дает плотность 2300 кг/м3, а кварцевый — 2100 кг/м3. Как видно, шлаковый песок лучше уплотняет смесь. Данные показатели важны при количественных расчетах материала перед его изготовлением.
  2. Нормы расхода материала при укладке прописаны в СНиПе 3.06.06-88.

ГОСТ 9128-97 регулирует вес смеси, он не должен превышать 2000-2200 кг/м3.

Важно! Возможны погрешности ввиду геодезических особенностей участка и используемой марки асфальта.

Расход дорожной смеси

При выведении средней величины расхода материала учитываются толщина слоя и площадь участка, структура исходной и конечной поверхностей.

Основная формула для горячего материала выглядит так: 1м 2 участка требует 25 кг асфальтобетона для укатки слоя толщиной 1 см.

Расход холодного асфальтобетона выше в 4 раза, но это компенсируется его эксплуатационными характеристиками и особенностями укладки.

Несмотря на наличие формулы и регулирующих стандартов, расчеты объемов производятся специалистами после тщательного изучения участка. Нередко требуется лично посетить место будущей стройки, чтобы учесть все геодезические нюансы.

Читайте также:  Толщина стен из арболита

Прочный асфальтобетон с низкой себестоимостью

Продлить срок службы часто используемого дорожного покрытия (например, трасса между городами) можно путем долевого изменения состава классической асфальтобетонной смеси. Увеличение количества измельченного щебня повышает износостойкость полотна и усиливает сцепление. ГОСТ 31015-2002 определяет пропорциональную составляющую щебня, она может доходить до 80%. Также в состав добавляется мастика, ее доля составляет до 7,5%. Для снижения расхода материала используются целлюлозосодержащие добавки.

Основные составляющие заявлены в названии: «щебеночно-мастичный асфальтобетон», укладка производится в горячем виде. Высокое качество дорожного полотна из ЩМА является причиной приоритетного использования именно этой смеси для укладки международных трасс и взлетных площадок аэропортов.

Что входит в состав асфальтобетона?

Состав смеси предусматривает пропорциональные изменения в зависимости от характеристик строящегося участка и используемого на нем асфальтобетона.

Вяжущее вещество

Для связки сыпучих компонентов применяется смолоподобный продукт – битум. Каждая марка асфальта предусматривает свою величину, но не более 6% битума на всю смесь. Задача битума в обеспечении прочности, пластичности и влагостойкости дорожного покрытия.

Использование битума в разных пропорциях приводит к получению асфальтобетонной смеси с различными характеристиками. Делается это для облегчения работы с материалом в разных климатических зонах, а также для повышения прочности готового дорожного полотна.

Битум может быть вязким или жидким. При нагревании материала вязкость уменьшается. Жидкий битум используется в зимнее время. Добавляются растворители и присадки, которые возвращают битум в вязкое состояние при затвердевании.

Каменный наполнитель

Основа любой асфальтобетонной смеси – это различный по фракциям щебень и гравий. На консистенцию влияет каждая мелочь: размер и форма камней, их происхождение, характеристики сопротивляемости. Не последняя роль у процентного соотношения компонентов.

  • Осадочные и метаморфические породы подходят для производства материалов высокой плотности.
  • Щебень из шлака или гравия невозможно использовать для высокоплотного слоя покрытия.

Зерновой состав тщательно проверяется. Соотношение зерен по диаметру, процент пыли и глины в составе влияет на качество покрытия. Недопустимо чрезмерное количество пластинчатых или игольчатых зерен. Согласно ГОСТу 8267, а также ГОСТу 3344 процентное содержание таких зерен не должно превышать 15% для плотной смеси, 25% для типа Б и 35% для типа А.

Песок

Нормативные данные прописаны в ГОСТ 8736. Песок обязательно входит в состав любой разновидности асфальтобетонной смеси. При том одинаково возможно использование отсева или карьерного материала.

  • В зависимости от необходимой пористости используется материал разного класса прочности, чем выше пористость, тем ниже класс: от 800 или 1000, до 400.
  • Глина в смеси влияет на морозостойкость, поэтому диаметр таких частиц не превышает 0,16 мм. Плотные смеси допускают содержание до 0,5 %, а пористые 1%.

Минеральный порошок

Цементная пыль применяется для заполнения мельчайших пустот в асфальтобетоне для обеспечения прочности покрытия. Зерна в размере не превышают 0,074 мм. Основные производители этого компонента — цементные и металлургические предприятия. Материал собирается при помощи системы пылеуловителей. ГОСТ 16557 регламентирует основные характеристики.

Дополнительные компоненты

Изменение классического состава возможно для придания асфальтобетону специфических особенностей. В этом случае добавляются компоненты, которые можно разделить на 2 типа:

  1. Специально разработанные для стабилизации или продления срока эксплуатации, пластификаторы. Этот тип компонентов дороже.
  2. Вторичное сырье, например, переработанные покрышки и сера. Стоимость таких компонентов ниже.

Как проходит производство асфальтобетонных смесей?

Прежде, чем приступить к производству смеси, проводится анализ будущего покрытия согласно его основному назначению. Состав асфальтобетонной смеси для тротуара будет существенно различаться от смеси для автобана.

Технологический процесс состоит из следующих этапов:

  1. Подготовка минеральных материалов, в нее входит сушка и нагрев.
  2. Подготовка битума. При подаче вяжущее вещество распыляется для равномерного обволакивания каждой фракции.
  3. Порционное деление всех компонентов.
  4. Смешивание всех компонентов, длительность варьируется в зависимости от зернистости. Очередность добавления компонентов влияет на качество смеси. Лучший эффект достигается единовременным смешиванием всех составляющих.
  5. Погрузка смеси в специальные бункеры или сразу в кузова самосвалов.

Состав асфальтобетонной смеси: компоненты, проектирование

Асфальтобетон — строительный материал, формируемый путем укладки и уплотнения готовой асфальтобетонной смеси. Состав асфальтобетонной смеси — это рационально подобранная группа компонентов, состоящая из щебня различной крупности, дробленого или природного кварцевого песка, дорожного битума, специального минерального порошка, и перемешанная в нагретом состоянии в определенных пропорциях.

Свойства и виды асфальтобетона

Основным вяжущим компонентом асфальтобетонных смесей является битум. Его характеристики оказывают существенное влияние на качество материала.

Чрезмерная вязкость продукта, при низких температурах, может привести к образованию трещин, а недостаточная вязкость, в жаркую погоду, будет способствовать пластическим деформациям покрытия. Подбор состава асфальтобетонной смеси начинается с определения эксплуатационных свойств покрытия и характеристик используемых материалов.

Свойства

В зависимости от типа вяжущих, и условий эксплуатации, дорожные бетоны подразделяются на следующие виды:

  1. Классические асфальтобетонные смеси служат для устройства дорожных одежд автомобильных дорог и различных городских дорожных и тротуарных покрытий;
  2. Полимерасфальтобетонные — это бетоны на основе битума и других классических компонентов с добавлением сополимеров, и пластификаторов. Применяются для оборудования проезжей части промышленных предприятий, устройства дорожных покрытий мостов и аэродромов.
  3. Щебеночно-мастичные смеси. Состав асфальтобетонной смеси ЩМА отличается от представленных видов бетона наличием в структуре раствора стабилизирующей волокнистой добавки (целлюлоза и др.). Применяется для строительства магистралей с высокой пропускной способностью.

По виду заполнителей смеси бывают:

  • щебеночные;
  • гравийные;
  • песчаные (без щебня и гравия).

Учитывая температуру укладки и вязкость вяжущих, разделяются на:

  1. Горячие, изготовленные на основе жидких и вязких битумов, с температурой укладки >110°С.
  2. Холодные, приготовленные с применением жидких дорожных битумов, с температурой использования не ниже 5°С.

В зависимости от величины зерен заполнителей различают:

  1. крупнозернистые (до 40 мм);
  2. мелкозернистые (до 20 мм);
  3. песчаные (до 10 мм).

По суммарному объему содержания щебня делятся на следующие категории:

Помимо этих видов, существуют еще высокоплотные горячие асфальтобетонные смеси — это растворы с содержанием щебня или гравия более 50%.

Для асфальтобетонов предусмотрены следующие марки (см. таблицу).

Для технологически верного проектирования структуры асфальтобетонной смеси нужно досконально знать состав асфальтобетона. Кроме того, рецепт асфальтобетонной смеси зависит от экономической составляющей (это цена материалов), а на основании этого — целесообразность использования той или иной марки бетона для конкретного покрытия и для конкретных условий эксплуатации.

Материалы

Проектирование состава асфальтобетона проводят с учетом нормативных требований и физико-химических характеристик следующих материалов:

  • песок;
  • гравий или щебень;
  • минеральный порошок;
  • битум.

Гравий или щебень

Для повышения долговечности асфальтобетонных покрытий, снижения ползучести важно, чтобы вяжущее имело прочное сцепление с зернами заполнителя. Для асфальтобетонных дорожных смесей, в качестве крупных заполнителей, используют щебень, полученный путем измельчения горных пород, крупного гравия или плотных металлургических шлаков.

Наиболее распространенный щебень метаморфических основных и горных карбонатных пород (доломиты, известняки), так как кислые виды плохо схватываются с битумом. Предпочтительней щебень в форме куба и с минимальным содержанием, по массе, зерен лещадной (плоской) фактуры.

По маркам, количество пластинчатых зерен не должно быть больше:

  • А — 15%;
  • Б — 25%;
  • В — 35%.

Также строго ограничивается количество глинистых и пылеватых включений. Их объем в заполнителях не должен превышать 1–2%.

Увеличение объема щебня снижает ползучесть и повышает трещиностойкость покрытий.

С учетом конструктивных особенностей проектируемых покрытий, щебень изготавливается с размерами зерен равными 10–40 мм. Причем, величина зерен для нижних слоев не должна превышать значения коэффициента 0,75 (оптимальная толщина слоя в плотном состоянии), а в верхних — соответственно 0,6.

Оценку пригодности и качества заданного вида крупного заполнителя определяют испытаниями, учитывая при этом, категорию дороги и конструкцию дорожной одежды.

Песок

Для приготовления асфальтобетона применяют природные пески или отсев дробления щебня.

Желательно использовать песок разной зернистости, так как одноразмерные фракции увеличивают пористость асфальтового покрытия. Речной песок использовать не рекомендуется.

Подсказки: отсев дробления щебня способствует повышению внутреннего трения за счет большого содержания в структуре частиц остроугольной формы.

По величине зерен (модуль крупности) различают следующие виды песков:

  • Мк 2,5 — крупнозернистые;
  • Мк 2,0–2,5 — средней зернистости;
  • Мк 1,0–2,0 — мелкозернистые.

Марка по прочности мелких заполнителей не должна быть ниже 1000, а объем глинистых частиц, определяемых способом набухания — Объем глинистых и пылеватых включений ограничен:

  • для природного песка — 3 %;
  • искусственного — 5 %.

Использование износостойкого высокопрочного щебня и дробленого природного песка обеспечивает требуемую шероховатость асфальтового покрытия.

Минеральный структурирующий порошок

Минеральный порошок выполняет роль лигатуры, структурирующей битум и создающей вместе с ним асфальтобетонное вяжущее, которое существенно влияет на плотность, теплоустойчивость и прочность асфальтобетона. Тонкомолотый минеральный порошок производят методом дробления и помола доломитов, известняков, доменных шлаков и др.

Важными характеристиками данной добавки являются коэффициент гидрофильности и уровень измельчения. Тонкость помола должна быть такой, чтобы при влажном рассеве минеральный порошок свободно проходил через специальное сито с величиной отверстий 1,25 мм. Значение коэффициента гидрофильности не должно быть более единицы.

При должной технико-экономической аргументации допускается использование вместо минеральной смеси пыль из пылеуловителей смесительных установок.

Подсказки: содержание в минеральной пудре мелких глинистых включений усиливает набухание асфальтового бетона при увлажнении, увеличивает расход битума и усложняет приготовление и укладку смесей.

Качество и количество порошка, при одной и той же марке битума, существенно влияет на структуру вяжущего. Избыточное количество минерального порошка приводит к снижению прочности покрытия, особенно при отрицательных температурах.

Для более глубокого ознакомления с видами различных заполнителей рекомендован просмотр видео в этой статье.

Дорожный битум

Битум представляет собой продукт переработки нефти и совместно с порошком выполняет функции вяжущего. Он склеивает в единую композицию зерна песка и щебня. Кроме того, заполняя собой промежутки между частицами заполнителя, придает асфальтобетону необходимую прочность и водостойкость.

В целях максимального снижения сезонных разрушений дорожного покрытия заводы, выпускающие асфальтобетонные смеси, в разных климатических условиях применяют различные виды материалов, отличающиеся:

  • вязкостью;
  • температурой размягчения;
  • пластичностью;
  • хрупкостью.

По своему аморфному состоянию, битум может быть двух видов — жидкий и вязкий.

Значение вязкости указывает на физико-механические качества битума и зависит от состава компонентов и температуры. При увеличении температуры этот показатель снижается, а с понижением возрастает. При отрицательной температуре воздуха битум застывает и становится хрупким.

Вязкие дорожные битумы могут быть следующих марок: БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60. Данные марки вяжущего отличаются прочным сцеплением с заполнителями и имеют высокую пластичность.

Вязкий продукт применяется для приготовления горячих, холодных и теплых асфальтобетонных смесей, а также используется в качестве основного сырья для получения жидких битумов, используя при этом различные виды растворителей.

Зимой наиболее востребован жидкий битум. В его состав входят специальные присадки и разжижители, которые в момент твердения асфальтобетона испаряются, превращая битум в обычное вязкое состояние.

Основные принципы проектирования структуры дорожного покрытия

Проектирование состава асфальтобетонной смеси заключается в расчете оптимального соотношения компонентов, в результате которого показатели основных характеристик асфальтобетона заданного вида и соответствующей марки будут отвечать техническим нормам и требованиям ГОСТ 9128-13.

Разработаны и используются различные методы проектирования составов асфальтобетона.

В современном строительстве наиболее распространен способ построения предельных кривых зерновой структуры минеральной части дорожных бетонов (см. фото), в основу которого заложена следующая инструкция:

  1. С целью обеспечения прочности, экономичности и долговечности покрытия его минеральная составляющая должна обладать достаточной плотностью, которая обеспечивается определенным содержанием зерен крупной и мелкой фракции в общем составе заполнителей.
  2. Структура зерновой части ограничивается предельными кривыми допустимого количества заданной фракции зерен.
  3. Минимальное содержание битума должно соответствовать физическим и механическим свойствам асфальтобетона необходимой марки с учетом технических требований ГОСТ 9128-13. Оптимальный объем компонента устанавливается экспериментально на основании таблиц и графиков проведенных испытаний.

Процесс проектирования состава состоит из следующих этапов:

  • определение характеристик и качества исходных компонентов, оценка их соответствия для заданной марки;
  • расчет минеральной части из выбранных материалов;
  • определение рационального количества битума;
  • спецификация состава смеси по данным детального исследования ее физико-механических качеств.

Необходимым условием проектирования состава является обоснованное и точное техническое задание.

Для составления ТЗ необходимо иметь следующие строительные, проектные и эксплуатационные данные, это:

  • проектная конструкция дорожной одежды с указанием толщины слоев всех покрытий;
  • техническая категория автомобильной дороги;
  • характеристика режима движения автомобильного транспорта на проектируемом участке дороги;
  • ожидаемые изменения дорожно-климатических условий в процессе строительства и эксплуатации объекта.
  • сбалансированные характеристики всех имеющихся исходных материалов.

Производство и укладка асфальтового бетона

Приготовление асфальтобетона начинают с заводского производства асфальтовой смеси и завершают ее укладкой и уплотнением в дорожное покрытие на строительном объекте.

  1. Исходные минеральные компоненты сушат и нагревают до рабочей температуры 180—200°С.
  2. Затем делят на фракции, дозируют и загружают в смеситель непрерывного или периодического действия, при этом, одновременно заливают, предварительно разогретый до 150–170 °С, битум.
  3. Далее, готовую смесь в автосамосвалах отправляют к месту укладки.
  4. Укладку асфальтобетона проводят на подготовленное основание при помощи специальных машин — асфальтоукладчиков.

  1. Горячую или теплую смесь раскладывают таким образом, чтобы толщина уложенного слоя на 15–20% превышала проектное значение. Для холодных смесей, данный параметр равен 50–60%
  2. Уложенные объемы уплотняют статическими моторными (масса 5–14 т) или вибромоторными катками (масса 0,5–4,5 т).

Рассмотрев вышеописанную технологию, можно сделать вывод, что производить асфальтобетон в домашних условиях своими руками просто нецелесообразно, учитывая трудоемкость, связанную с разогревом и смешиванием необходимых компонентов.


Индивидуальные застройщики для обустройства придомовой территории обычно применяют холодные смеси заводского приготовления. Данный состав асфальтобетона позволяет вести укладку даже при отрицательных температурах.

Добавить комментарий