Основні фізико-механічні властивості асфальтобетону
До переліку таких входять як технічні показники, так і призначені для користувача властивості, що визначають призначення матеріалу. Першим ми розглянемо щільність асфальтобетону в кг і т / м3 і поговоримо про її вимірнику і контролі.
Середня щільність - за цим параметром обчислюють залишкову пористість, і щільність мінеральної частини. Методика визначення досить проста:
- проби зважують на повітрі;
- потім суміші занурюють у воду з температурою 20 ° С і чекають півгодини для того, щоб матеріал наситився водою. Потім зразки зважують у воді;
- проби витягають, осушують сухою м'якою тканиною і зважує знову на повітрі.
- Щільність остова - тобто, мінеральної частини АБ з урахуванням наявних пір, використовується в різних розрахунках. Цей параметр обчислюють виходячи з встановленої середньої щільності та відомого складу суміші: змісту мінерального інгредієнта і бітуму.
- Справжня щільність складу без урахування обсягу пір. Величину обчислюють з щільності входять до складу інгредієнтів.
- Справжня щільність АБ - тобто, щільність без урахування часу. Для лабораторних зразків величину розраховують або визначають експериментально. При дослідженні керна можливий тільки досвідчений метод.
пористість
Пористість - залежить від обсягу пір. Може обчислюватися на основі значень істинної і середньо щільності. У лабораторіях застосовується і досвідчена методика:
Встановлені параметри дозволяють точно визначити пористість продукту.
Про масу, питома про об'ємний вага брухту 1 м3 асфальтобетону при розбиранні поговоримо нижче.
У лабораторних умовах маса зразка просто вимірюється на повітрі. Але оскільки на практиці такий метод неможливий, то питому масу обчислюють на підставі даних про щільність - вона встановлюється експериментально, і обсязі матеріалу.
Об'ємна вага, тобто, щільність також визначається дослідним шляхом, але тільки в якості відправної точки. Надалі ці дані використовують для обчислення на їх основі. Теоретично, величину можна обчислити на основі даних про щільність мінеральної частини і змісту бітуму. При цьому необхідно врахувати кількість розчинника, який випарувався під час застигання АБ.
Дещо іншу величину являє собою вагу від розбирання асфальтового покриття. Вона має значення для вибору дорожніх фрез, параметрів виробленої роботи, вантажопідйомності транспорту, яким буде потрібно відвести лом, і економічних розрахунків. Розраховують вага від розбирання наступним чином:
Q = S х H х s х Kп. де
загальна маса відфрезерованих матеріалу, т;
- Стійкість шару під дією вертикальних і горизонтальних навантажень. Під вертикальною розуміють навантаження, рівновелику колесу, а під горизонтальною - зусилля від гальмування.
- Трещінностокость - визначається в осінньо-зимовий період, коли підвищується осаду покриття.
- Міцність на вигин - оцінюється в весняний період. В цей час нижні шари в найбільшою мірою вбирають воду і виникає небезпека накопичення мікроруйнування - втомні руйнування. Утворюються вони під дією багаторазового неритмичного впливу. При недостатній міцності на вигин такі мікроруйнування перетворюються в тріщини.
- Для дорожнього покриття важливим є не тільки значення навантаження. але і її тривалість. Однак оцінити цей фактор не представляється можливим. Тому для характеристики використовують величину граничної міцності, тобто, тієї напруги, при якому асфальтобетон руйнується.
Строк служби
Тривалість експлуатації дорожнього покриття залежить від надто великої кількості факторів, що включають не тільки власні властивості АБ, а й зовнішні умови: погода, стан грунту, інтенсивність руху і багато іншого. Загалом асфальтобетон в залежності від призначення розрахований на 10-20 років служби.
водостійкість
Вода при надмірно тривалому впливі може руйнувати структурні зв'язки між кам'яними частинками, що призводить до їх викришування, і, відповідно, до руйнування покриття. Постійне змочування і висихання руйнує АБ ще швидше.
Водостійкість асфальтобетону визначається як співвідношення між величиною міцності для сухого зразка і наситити водою. Цей коефіцієнт після дуже тривалого водонасичення - 2 тижні, має дорівнювати 0,8.
Кращими показниками відрізняються високощільні АБ з мінімальною кількістю пір.
морозостійкість
Морозостійкість. очевидно, пов'язана з числом відкритих пір. При попаданні і замерзанні води всередину пір спостерігається розтріскування АБ.
Коефіцієнт морозостійкості вказує, наскільки знижується міцність на розтягнення після деякого числа циклів щодо заморожування та розморожування зразків. Тут має значення характер зв'язку між бітумом і мінеральної частиною.
Так, матеріал на основі гранітного щебеню менш стійкий до морозів, так як зв'язок тут носить чисто фізичний характер. А ось з вапняком бітум вступає в хімічну реакцію, і такий АБ відрізняється більш високою морозостійкістю.
зносостійкість
Параметр пов'язаний з тим тертям, яке виникає при русі коліс по поверхні. Знос визначається як випадання і винесення частинок піску і щебеню.
Тут асфальтобетон з гранітним щебенем відрізняється кращими показниками, ніж матеріал на вапняковій основі. Загалом, знос шару АБ становить 0,3-1,0 мм на рік.
Технічні характеристики
Асфальтобетон - матеріал з так званими оборотними структурними зв'язками. Це означає, що при різній температурі і під дією різної навантаження він буде проявляти різні якості.
Виділяють 3 стану АБ:
- пружно-крихкий - мінеральний кістяк фіксований прошарками бітуму. У цьому стані АБ найбільш близький до цементів;
- пружно-пластичний - мінеральні зерна з'єднані прошарками бітуму, які при впливі навантаження виявляють пружність і еластичність;
- в'язко-пластичний - мінеральний кістяк з'єднаний полужидким бітумом, який при навантаженні відразу ж деформується.
Значення має ступінь збереження властивих АБ властивостей у всіх трьох станах.
До найбільш важливих характеристик відносять міцність. Але її значення успішно демонструють фізико-механічні параметри, які проілюстровані нижче. До іншим значущим для користувача якостям покриття відносять такі.
- Деформативність - тобто, відносна до ідеалу схильність до деформації при розтягуванні і вигині. Нормою вважається величина відносного подовження в межах 0,004-0,008 (при 0 С) і 0,001-0,002 при +20 С.
- Повзучість - безперервна малопомітна деформація, сильно тривала в часі. Випробування проводять, прикладаючи постійне навантаження до циліндричного зразком.
- Релаксація - оскільки асфальтобетон складається з частин, що знаходяться в різному агрегатному стані, то він здатний з часом переструктурировать під дією постійного навантаження, і зменшити її вплив на матеріал.
Релаксаційна здатність збільшується при збільшенні температури і знижується при зменшенні. Інтенсивність зниження напруги служить ознакою стійкості АБ до деформації.
- Шорсткість - важливим показником АБ є зчеплення коліс автомобіля з поверхнею. Оцінюється він за допомогою коефіцієнта опору ковзанню. Звичайно, мокрий асфальт характеризується меншим опором:
- на сухому шорсткому покритті він дорівнює 0,7-0,9;
- на мокрому - 0,5-0,7.
Неприпустимим є коефіцієнт менше 0,4 - така дорога не задовольняє вимогам техніки безпеки.
спеціальні
Характеристики асфальтобетонних сумішей є постійним об'єктом вивчення. Варто зазначити, що для різних видів показники різні. Більш того, відрізняються вони і в залежності від передбачуваного місця використання - посушливі райони, дощові, з холодною зимою і так далі.
ГОСТ регламентує обов'язкові параметри для АБ. При підборі складу і виготовленні суміші, орієнтуються на стандартні вимоги.
Спеціальні вимоги до асфальтобетонним сумішей
Показники по зчепленню в'яжучого з мінеральним кістяком витримуються для будь-якого типу бетону - розшарування не допускається.
ГОСТ регламентує і додаткові параметри для АБ для верхніх шарів, пористих і так далі. Гранулометричний склад також можна знайти в документі.
Асфальтобетон - складний будівельний матеріал, чиї фізико-механічні властивості залежать не тільки від складу і структури, а й від умов навколишнього середовища. Завдання проектування сумішей: передбачити, в яких межах змінюватимуться властивості в тих чи інших умовах.
StroyRes.NET - це інтернет журнал про будівельні матеріали. У нас Ви знайдете їх опис та фізико-хімічні властивості. Ми розповідаємо про сфери застосування з практичними уроками, а також торкаємося питання виробництва, доставки і зберігання матеріалів.