Разбор состава и маркировок асфальта

Современные виды асфальта

Задачи, которые решают дорожно-строительные компании для достижения национальной цели — создания эффективной транспортной инфраструктуры — подталкивают отрасль к использованию современных видов асфальта. Одни из них уже стандартизированы и применяются для устройства и ремонта дорожных одежд, другие — только проходят проверку временем на соответствие требованиям прочности, долговечности и износостойкости. При этом, какими бы индивидуальными свойствами не обладал один из видов асфальта, всех их объединяет одно — основой для каждого служит «классическая» асфальтобетонная смесь, состоящая из щебня или гравия, песка, минерального порошка и битума.

Среди современных видов асфальта можно выделить:

полимерасфальтобетон
щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА)
литой асфальтобетон
цветной асфальт
резиноасфальтобетон
пластиковый асфальт
стеклянный асфальт
сероасфальтобетон
штампованный асфальт
переработанный асфальт

Каждый из них несет в себе ценность при реализации конкретных задач. К примеру, щебеночно-мастичный асфальтобетон обладает высокой износостойкостью, поэтому его используют для создания верхнего слоя покрытия дорог, а цветной и штампованный выглядят эстетично, поэтому их применяют при благоустройстве территорий.

Полимерасфальтобетон

Полимерасфальтобетон — это уплотненная смесь из щебня, песка, минерального порошка и полимерно-битумного вяжущего (ПБВ). Основу вяжущего составляют вязкие дорожные битумы, а в качестве добавок используют полимеры: термопласты, каучуки или эластомеры, термоэластопласты, а также различные пластификаторы и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Это дает ПБВ ряд преимуществ перед нефтяными дорожными битумами: высокую морозостойкость; широкий интервал пластичности; лучшую адгезию с инертными материалами; повышенную устойчивость к старению и другие.

Чаще всего в качестве полимера используют такой тип термоэластопласта, как стирол-бутадиен-стирол (СБС), требования к которому регулируются стандартом ГОСТ Р 52056-2003. При небольшом количестве в составе битума, СБС придает готовому полимерасфальтобетону повышенную теплоустойчивость, трещиностойкость и эластичность, увеличивая при этом предел прочности при сжатии.

В сравнении с типовым асфальтобетоном, полимерасфальтобетон характеризуется меньшей чувствительностью к перепадам температур, повышенной динамической устойчивостью, лучшими физико-механическими свойствами. Его используют для устройства дорог, площадей, тротуаров, пешеходных и велосипедных дорожек, взлетных полос и рулежных дорожек на аэродромах.

Национальный стандарт для полимерасфальтобетонных смесей и полимерасфальтобетона — ГОСТ 9128-2013.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА)

Щебеночно-мастичный асфальтобетон — это уплотненная смесь, состоящая из щебня, песка из отсевов дробления, минерального порошка, дорожного битума и стабилизирующей добавки. При этом к вяжущему могут быть добавлены полимеры или другие вещества, положительно влияющие на физико-механические свойства будущего слоя дорожной одежды. В качестве стабилизирующего материала выступают целлюлозные волокна, прессованные гранулы из целлюлозных волокон, а также полимерные или минеральные волокна. Большее количество щебня, песок только из отсевов дробления каменного материала, повышенное содержание вяжущего, наличие волокон, обеспечивающих устойчивость к расслаиванию смеси, — всё это отличает ЩМА от асфальтобетона в лучшую сторону.

Высокие показатели прочности и износостойкости щебеночно-мастичного асфальтобетона определили его использование в качестве верхних слоев покрытия как для автомагистралей с интенсивным движением транспорта, так и для мест стоянок воздушных судов в аэропортах. Дороги, выполненные с применением ЩМА, характеризуются повышенными водонепроницаемостью и морозостойкостью, а также низким уровнем шума.

Национальные стандарты для щебеночно-мастичного асфальтобетона: ГОСТ 31015-2002; для приготовления смеси методом объемно-функционального проектирования «Superpave» — 58401.2-2019; методом проектирования «Евроасфальт» — 58406.1-2020.

Литой асфальт

Литой асфальт (асфальтобетон) — это застывшая в процессе охлаждения смесь щебня, песка, минерального порошка и вязкого нефтяного битума c поверхностно-активными веществами или без них. Особенностью этого вида асфальта является способ его укладки: при дорожно-строительных работах горячую смесь не уплотняют катками, а выгружают на подготовленную поверхность и выравнивают механическим или ручным способом. В течение 3-6 часов асфальтобетон остывает и набирает прочность.

Чтобы во время укладки смесь имела текучую консистенцию, ее температура должна быть не ниже 190 °С. Это достигается путем транспортировки горячего материала от асфальтобетонного завода до объекта не в кузове грузового автомобиля, а в кохере — специальной машине, оборудованной системами подогрева и перемешивания смеси.

Если литой асфальт используют в качестве верхнего слоя покрытия дороги, то методом втапливания «по горячему» на него наносят слой мелкого щебня или песка — это необходимо для того, чтобы создать шероховатость поверхности.

За счет большого объема вяжущего в составе смеси (от 6,2 до 11%) и минимальной остаточной пористости, литой асфальтобетон обладает повышенным показателем водонепроницаемости, что способствует применению этого вида асфальта для гидроизоляции. Так, его используют в качестве верхнего и/или нижнего слоя покрытия при устройстве дорожного полотна на ортотропных или железобетонных плитах мостовых сооружений. За счет того, что для его укладки не нужны катки, весом в несколько тонн, он является идеальным материалом для работы на таких объектах. Тем более, что литой асфальт хорошо выдерживает значительные деформации растяжения, устойчив к старению и накоплению усталостных микродефектов, имеет высокую плотность.

Если в процессе производства литого асфальта участвует полимерно-битумное вяжущее, то такую смесь называют литой полимерасфальтобетонной смесью. Наличие ПБВ в составе материала гарантирует дорожному покрытию повышенные показатели эластичности и сопротивления износу от шипованных шин.

Литой асфальт применяют при строительстве путепроводов и эстакад, тоннелей, паркингов, для покрытия тротуаров и велодорожек, а также при ремонте объектов транспортной инфраструктуры. Такие свойства горячего материала, как текучесть и водостойкость, позволяют укладывать его при температуре окружающей среды до -10 °С.

Государственный стандарт на литой асфальт — ГОСТ Р 54401-2020.

Цветной асфальт

Цветной асфальт (асфальтобетон) представляет собой уплотненную смесь, состоящую из щебня или гравия, песка, минерального порошка или без него, битума и цветного пигмента. При этом, при добавлении в состав смеси нефтяного битума получают покрытие темного оттенка, а при добавлении обесцвеченного вяжущего — покрытие яркого насыщенного цвета. Конечно, стоимость готового материала в этом случае значительно увеличивается и достигает нескольких десятков тысяч рублей за одну тонну.

По способу укладки цветной асфальт разделяют на уплотняемый и литой. Это позволяет использовать данный вид асфальта как для устройства пешеходных дорожек в местах отдыха, так и для создания цветных зон на дорогах общего пользования. Все физико-механические свойства типового асфальтобетона при этом сохраняются, но при интенсивном движении транспорта верхний слой покрытия изнашивается, что приводит к визуальным изменениям — на поверхности постепенно появляется щебень, цвет которого может отличаться от цвета асфальта в массе.

При выпуске асфальтобетонной смеси с использованием цветных пигментов нужно руководствоваться основным стандартом на асфальтобетон ГОСТ Р 9128-2013.

Резиноасфальтобетон

Резиноасфальтобетон — это уплотненная смесь щебня, песка, минерального порошка и битумнорезинового вяжущего, которое получают путем добавления в битум мелкодисперсной резиновой крошки. При набухании в битуме частицы резины увеличиваются в размере, но не растворяются, а связываются между собой. Таким образом создается прочная и в то же время подвижная пространственная структура, в дальнейшем армирующая минеральный каркас.

Битумнорезиновое вяжущее используют вместо дорожного битума при производстве разных видов асфальта. Так получают щебеночно-мастичный резиноасфальтобетон или литой резиноасфальтобетон, что способствует улучшению свойств этих материалов, а также увеличивает сферу их применения.

Резиноасфальтобетон характеризуется повышенными показателями сдвигоустойчивости и трещиностойкости; высоким коэффициентом сцепления с колесами транспорта, что положительно сказывается на расстоянии тормозного пути; сниженным уровнем шума — до 12 дБ в сравнении с типовыми асфальтобетонами; способностью к разрушению пленки наледи при движении машин. Применение предприятиями дорожно-строительной отрасли резиноасфальтобетона не только повышает качество транспортной инфраструктуры, но и влияет на экологию: большую часть резиновой крошки получают из переработанных шин.

Государственный стандарт, регламентирующий требования к резиноасфальтобетону, определяют в соответствии с используемой в качестве основы смеси.

Пластиковый асфальт

Пластиковый асфальт — это уплотненная смесь, состоящая из щебня, песка, минерального порошка, а также битума с добавлением полимерных гранул, которые получают путем измельчения пластиковых бутылок, пакетов и упаковок. Такой асфальт производят двумя способами. В первом случае специальная техника срезает верхний слой покрытия дороги и добавляет в полученную асфальтовую крошку горячую расплавленную массу переработанного пластика. После перемешивания асфальт укладывают на место только что срезанного слоя. Во-втором случае пластиковый асфальт выпускают на асфальтобетонном заводе, где в технологический процесс добавляют этап загрузки пластиковых гранул. Таким образом предприятие выпускает горячую асфальтобетонную смесь, которую выгружают в кузов транспорта и отправляют на объект для устройства слоя дороги.

Покрытия, выполненные из пластикового асфальта, демонстрируют улучшенные показатели прочности, водостойкости, сопротивления деформациям, низкую колейность, повышенной срок службы. При всех своих плюсах такой асфальтобетон не выделяет токсичные вещества даже под влиянием высоких температур в летний период.

Производство пластикового асфальта является важным процессом переработки отходов на пути к защите окружающей среды: для приготовления одной тонны смеси на заводе требуется от 3 до 10 кг пластиковых отходов. Уже сегодня дороги из пластика активно строят в США, Великобритании, Словакии, Эстонии и других странах. В России такой вид асфальта пока не используется, хотя в планах развития инновационных продуктов для дорожно-строительной отрасли такой вопрос рассматривается.

Стеклянный асфальт

Стеклянный асфальт (асфальтобетон) представляет собой уплотненную смесь, состоящую из щебня, песка, минерального порошка, битума, а также стеклобоя — отходов бутылочного, оконного или закаленного стекла. Свойства асфальта со стеклом практически идентичны свойствам материала без него. Задача стеклобоя в данном случае — это частичная замена минеральной части материала и снижение расхода вяжущего.

Отнести стеклянный асфальт к современным видам покрытия можно только с натяжкой: стеклобой, как один из возможных компонентов асфальтобетонной смеси указан только в редакции ГОСТа 1984 года. С другой стороны, сегодня стеклянную декоративную крошку редко, но все же используют: ее добавляют в процессе устройства верхнего слоя дороги для придания поверхности уникального блеска и мерцания на солнце. Конечно, для дорог общего пользования, тем более с интенсивным движением транспорта, такой вариант применять не целесообразно.

Сероасфальтобетон

Сероасфальтобетон — это уплотненная смесь, состоящая из щебня или гравия, песка, минерального порошка, битума и модифицированной технической серы. При этом серу, объем которой может достигать до 30 % от объема вяжущего, добавляют в виде гранул одним из двух способов. В первом случае её подают в смеситель после инертных материалов, но до подачи битума. А во втором случае — сразу в нагретый битум еще до этапа смешивания компонентов.

Сера выполняет роль связующего компонента между битумом и каменными материалами, так как обладает высокими адгезионными свойствами. Слой дорожного полотна, выполненный из сероасфальтобетона, демонстрирует повышенные показатели износостойкости, теплоустойчивости, трещиностойкости, стойкости к образованию колеи, а также высокой коррозийной стойкости под влиянием химических реагентов, которые активно используют в период гололеда.

Так как модифицированная сера относится к горючим веществам, то при ее использовании в технологическом процессе производства асфальтобетонной смеси соблюдают особые требования. Так, должен быть учтен температурный режим при нагреве вяжущего и минеральных компонентов: при повышении температуры свыше 160 °С происходит образование летучих сернистых соединений, которые токсичны и придают материалу неприятный запах.

Государственного стандарта, регламентирующего требования к сероасфальтобетону, на сегодняшний день нет. Предварительный стандарт ПНСТ 191-2017 «Смеси сероасфальтобетонные дорожные и сероасфальтобетон. Технические условия» — закончил свое действие еще летом 2019 года. Из действующих нормативов на асфальт с добавлением серы можно выделить стандарт организации СТО 5718-003-37854292-2012, текст которого в значительной степени соответствует утратившему силу ПНСТ.

Штампованный асфальт

Штампованный асфальт представляет собой асфальтобетон, поверхность которого продавлена гибкими трафаретами и обработана композитной смесью. Покрытие, выполненное с таким подходом, характеризуется ярко выраженным узором, декоративной фактурой и цветом.

Штампованный асфальт производится следующим образом. Сначала асфальтобетон нагревают инфракрасными лампами, расположенными на специальном оборудовании, — это позволяет сделать поверхность мягкой. После этого на нее укладывают специальный трафарет, который может быть выполнен из металлического троса или термопластика. Чтобы трафарет полностью погрузился в нагретую поверхность, используют ручную виброплиту. Финальным этапом является извлечение трафарета и обработка поверхности композитной смесью.

Такое тиснение не только изменяет эстетический вид асфальта, но и повышает его коэффициент сцепления, уменьшая тормозной путь. Композитная смесь также вносит свой вклад в свойства материала — она снижает нагрев слоя покрытия в летний период. Штампованный асфальт применяют в качестве декорирования или визуального выделения зон в коттеджных поселках, садово-парковых зонах, на детских площадках и городских площадях, парковках, у торговых центров и аэропортов.

Рециклинговый (переработанный) асфальт

Перечисляя современные виды асфальта, нельзя не упомянуть о рециклинговом, то есть переработанном асфальте. Он состоит из компонентов новой асфальтобетонной смеси и асфальтовой крошки, полученной в результате фрезерования и дробления старого слоя покрытия дороги. В этом случае при производстве новой смеси на заводе добавляют до 90% старого асфальта. Физико-механические свойства полученного материала соответствуют актуальным ГОСТам на асфальтобетон. При этом, предприятия дорожно-строительной отрасли, использующие установки ресайклинга, получают значительный экономический эффект от переработки, по сути, отходов строительных работ, что также положительно сказывается на экологии.

Каждый вид асфальта находит свое применение для решения разных задач, будь то придание покрытию необходимых свойств, создание эстетического вида или снижение отходов производства. Разнообразие видов асфальта способствует повышению долговечности дорог, движению строительной отрасли в сторону экологического развития, а также повышению уровня качества благоустройства территорий.