Плотность асфальта — что это?

Один из ключевых факторов, влияющих на долговечность дорожного покрытия, — плотность асфальта. От этого показателя зависит прочность, устойчивость к влаге, равномерность распределения нагрузки, сопротивляемость деформациям. Рассмотрим, как определяется плотность, от чего она зависит.

Плотность асфальтобетона: что это

Плотность — один из основных показателей, которые характеризуют структуру и прочность покрытия: чем она больше, тем долговечнее дорожное полотно. Плотность асфальта может составлять 1300–1700 кг/м3, а асфальтобетона — 2100–2700 кг/м3, в зависимости от состава, условий укладки.

На плотность материала влияет доля щебня: чем она выше, тем прочнее и надежнее покрытие. Важен и размер фракций: мелкие частицы позволяют плотнее утрамбовать смесь, однако песчаные составы обычно уступают по прочности щебеночным.

Категории асфальтобетона

В зависимости от процентного содержания воздушных пор по отношению к общему объему материала выделяют 4 категории асфальтобетонов:

• высокоплотные — 1–2,5% пор;
• плотные — 2,5–5%;
• пористые — 5–10%;
• высокопористые — более 10%.

Чем ниже пористость, тем плотнее и прочнее асфальт. При этом плотные и высокоплотные марки хуже гасят вибрации и удары, но лучше выдерживают постоянные механические нагрузки, меньше деформируются, эффективнее защищают основание от влаги. Поэтому такие составы используют для верхнего слоя покрытия: они устойчивы к износу, герметичны, долговечны.

Как определить плотность

На плотность асфальтобетона влияет его состав: битумная эмульсия, объем щебня (или гравия) и размер его фракций. Например, в ЩМА доля щебня достигает 70–80%, за счет чего показатели плотности у него выше.

Для оценки плотности можно ориентироваться на то, сколько весит один куб материала. В среднем плотность песчаного асфальтобетона — около 2300 кг/м³, мелкозернистого — 2400 кг/м³, крупнозернистого — 2400–2450 кг/м³. У ЩМА она может достигать 2550 кг/м³.

Значения могут меняться в зависимости от вида наполнителя, технологии приготовления, степени уплотнения.

Как связаны плотность и уплотнение

До трамбовки материал остается рыхлым и пористым, что негативно сказывается на его прочности, долговечности. После механического воздействия структура уплотняется за счет уменьшения пустот.

Степень уплотнения напрямую влияет на эксплуатационные свойства материала: его износостойкость, влагостойкость, устойчивость к образованию трещин, колеи, деформациям. При этом прочность напрямую зависит от плотности: при увеличении последней всего на 1% можно повысить прочностные характеристики на 10–12%.

Для чего нужно знать плотность асфальтобетона

Плотность используют для расчета массы в тоннах — при заказе асфальтобетона, определении объема фрезерованного покрытия и составлении сметы. Этот показатель позволяет оценить допустимые нагрузки на асфальт, спрогнозировать срок его службы, рассчитать морозостойкость и водонепроницаемость.

При капитальном ремонте знание плотности помогает определить, сколько тонн старого покрытия предстоит вывезти с объекта, а значит, заранее рассчитать стоимость работ и подобрать транспорт.

Методы определения плотности покрытия

В ГОСТ 58401.16–2019 и ГОСТ 58401.10–2019 приведены методы определения плотности асфальтобетона. В их числе:

• взвешивание образца на воздухе и в воде с последующим расчетом по разности масс;
• измерение объема вытесненной жидкости в волюметре;
• метод вакуумирования с удалением воздуха (используют для оценки максимальной плотности).

Измерения проводят на образцах, взятых в природном (уплотненном) состоянии с учетом пористости.

Для контроля плотности асфальтобетона используют прибор ПАБ-1. Он позволяет быстро измерять плотность без разрушения покрытия, что помогает сразу обнаружить недостаточно уплотненные участки асфальта и скорректировать работу катков.