2.3. Основна характеристика складових компонентів асфальтобетонної суміші

Асфальтобетонна суміш - раціонально підібрана суміш мінеральних матеріалів (щебеню або гравію, піску з мінеральним порошком або без нього) з бітумом, перераховані матеріали беруться в певних співвідношеннях та перемішуються у нагрітому стані.

Асфальтобетон - ущільнена асфальтобетонна суміш.

При конструюванні асфальтобетонних покриттів потрібно враховувати вид в'яжучого, тип зернового складу, марку асфальтобетону. Параметри асфальтобетонних сумішей призначаються для різних регіонів України та доріг згідно ДБН В,2.3-4-2000. Асфальтобетонні суміші повинні відповідати вимогам ГОСТ 9128.

Щебінь.

Для приготування асфальтобетону використовують щебінь, який одержують шляхом дроблення масивних гірських порід, і шлаки. Вимоги, які пред'являються до щебеню, залежать від виду асфальтобетонних сумішей, їх визначення та прийнятого гранулометричного складу і повинні відповідати ДСТУ Б В.2.7-74, ДСТУ Б В.2.7-75, ГОСТ 3344-83, ДСТУ Б В.2.7-34.

Щебінь повинен складатися із однорідних за міцністю порід. У ньому не повинно бути грудок бруду. Гранулометричний склад щебеню для асфальтобетону повинен задовольняти умови, щоб разом з другими матеріалами він забезпечував отримання суміші, яка відповідає вимогам оптимальної щільності. Щебінь характеризується складом у ньому зерен пластинчатої та голчатої форми, у яких товщина менше довжини більш ніж в 3 рази. Кількість пластинчатих зерен залежить від розміру фракції.

У багатощебеневих асфальтобетонах умови роботи зерен щебеню, які утворюють каркас взаємно доторкаючись одне до одного, диктують підвищені вимоги до їх форми.

Пісок.

Для приготування асфальтобетонних сумішей слід використовувати природні і подрібнені піски, що відповідають вимогам ДСТУ Б В.2.7-29, ДСТУ Б В.2.7-32, а також піски шлакові відповідно до ГОСТ 3344-83, також замість піску допускається використовувати висівки подрібнення вивержених і осадових гірських порід, що відповідають вимогам ГОСТ 26193. Зерна піску займають більшу частину об'єму асфальтобетону, заповнюючи простори між більш великими частинами щебеню. З точки зору отримання щільної мінеральної частини щебеневого асфальтобетону роль піску особливо велика, оскільки його зерна дозволяють отримати необхідну в цьому випадку безперервність гранулометричного складу мінеральної суміші (від дисперсних частинок мінерального порошку до досить великих частин щебеню). Присутність зерен піску дозволяє істотно підвищити однорідність асфальтобетону, що має велике значення для умов його роботи. Наявність зерен піску значно підвищує зручнообробленість суміші та сприяє формуванню найбільш сприятливій структурі асфальтобетону у процесі його ущільнення.

Пісок, що використовується для асфальтобетону повинен бути чистим, складатись із зерен міцних гірських порід, не мати забруднюючих домішок. Кількість пилуватих, мулистих та глинистих частинок не повинно перевищувати 5 %, в тому числі глинистих частинок повинно вміщувати не більш 0,5 %.

Для приготування асфальтобетонної суміші використовують крупні піски та піски середньої крупності - фракції 2,500 - 0,315 мм. Для постійних якостей важливо, щоб пісок мав один і той же склад для кожної партії. При відсутності піску з постійним складом необхідно штучно підбирати таку суміш з піску різного гранулометричного складу.

Мінеральний порошок.

Для приготування асфальтобетонних сумішей слід використовувати мінеральний порошок, що відповідає вимогам ГОСТ 12784, ГОСТ16557. Мінеральний порошок отримують шляхом розмолу вапняків. Він є найзначнішим структуроутворюючим компонентом асфальтобетону. На його частину припадає 90 - 95 % сумарної поверхні мінеральних зерен, які входять в склад асфальтобетону. Основне призначення мінерального порошку, як наповнювача бітуму, полягає в тому, щоб переводити об'ємний бітум у плівковий стан. У такому стані підвищується грузькість та міцність бітуму. Разом з бітумом мінеральний порошок утворюють структуровану дисперсну систему, яка виконує роль в'яжучого матеріалу у асфальтобетоні.

Друге призначення мінерального порошку - заповнення дрібних пор між більш крупними частинами. Таким чином, присутність необхідної кількості мінерального порошку сприяє підвищенню щільності мінерального складу, отже й підвищенню щільності асфальтобетону. Фракції мінерального порошку 0 - 0,071 мм. Недостатня кількість мінерального порошку пов'язана з необхідністю збільшення кількості бітуму для заповнення пор. Бітум у асфальтобетоні взаємодіє, головним чином, з поверхнею мінерального

порошку, обволочує його зерна тонкими шарами, в яких контактний шар орієнтованого бітуму володіє підвищеною грузькістю, міцністю та теплостійкістю в порівнянні з вільним бітумом, який заповнює 65 - 70 % міжзернових пустот у асфальтобетоні.

Мінеральний порошок підвищує міцність асфальтобетону, але разом з тим збільшує його хрупкість, тому вміст порошку у суміші повинен бути мінімальним, достатнім лише для придания асфальтобетону нормативної щільності.

Бітум.

Бітум, органічний в'яжучий матеріал, є основним структуроутворюючим компонентом асфальтобетону і обумовлює його властивості. Для приготування асфальтобетонної суміші слід використовувати в'язкі нафтові бітуми, що відповідають вимогам ГОСТ 22245 і рідкі нафтові бітуми за ГОСТ 11955. Завдяки органічному в'яжучому окремі мінеральні зерна утворюють мінеральний моноліт, здібний опиратися механічним зусиллям, дії атмосферних осадів та іншим природним факторам. Органічний в'яжучий матеріал одночасно придає асфальтобетону необхідну пластичність.

В'яжуче, що використовується для виробництва асфальтобетону, повинно мати комплекс властивостей, що забезпечують високу якість та нормативні строки служби покриття:

1) міцне зчеплення з поверхнею мінеральних матеріалів - водостійкість та морозостійкість асфальтобетону;

2) пластичність при низьких температурах - тріщиностійкість покриттів у зимовий період;

3) міцність та теплостійкість при високих температурах - зсувостійкість покриттів у жаркі літні дні;

4) стійкість проти старіння (збереження властивостей у часі) при технологічних переробках (випарювання, нагрівання, змішування з мінеральними матеріалами) і в період експлуатації.

В'язкість, пластичність, міцність є важливими показниками для органічного в'яжучого матеріалу, що характеризують його роботу в покритті.