Уплотнение асфальта при ямочном ремонте

Коэффициент уплотнения асфальта: что за показатель и зачем он нужен

Любое асфальтовое покрытие должно обладать высоким качеством, определенными физико-механическими свойствами, а также отвечать всем существующим требованиям. Чтобы этого добиться, нужно предусмотреть массу факторов, произвести верные расчеты, соблюсти правильную технологию асфальтирования, а также уделить особое внимание плотности, учитывая коэффициент уплотнения асфальта.

В противном случае, если нарушить технологию асфальтирования и недостаточно уплотнить асфальт при укладке, покрытие получится низкого качества, и в скором времени начнет разрушаться. Чтобы проверить, какую плотность имеет конкретное асфальтовое покрытие, измеряется коэффициент уплотнения асфальта.

В этой статье мы подробно расскажем:

• На что влияет укатка асфальта;
• Что такое коэффициент уплотнения асфальта;
• Для чего нужен данный параметр;
• Как измеряется его значение, и каких результатов требует ГОСТ;
• Почему так важно качественно уплотнять асфальт, и как это делают профессионалы;

Чтобы понять, для чего нужен коэффициент уплотнения асфальта и почему этот показатель так важен, нужно четко определить, что такое уплотнение асфальтобетона.

Что конкретно дает уплотнение асфальтобетона

Уплотнение асфальта является одним из важнейших этапов процесса укладки или ремонта покрытия. Уплотнение также называют трамбовкой, укаткой или укатыванием, а его выполнение напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и срок службы будущего покрытия.

Чем качественней уплотнено покрытие, тем лучше его физико-механические свойства. Другими словами, качественное уплотнение обеспечивает высокую прочность асфальта, а также повышает его износостойкость, сопротивление деформации, срок службы и другие важные параметры, которые влияют и на коэффициент уплотнения асфальта.

Результаты уплотнения асфальта

Первичный результат	Итоговый результат
Сокращается расстояние между твердыми частицами в составе асфальтобетона	Повышается прочность дорожного полотна
Из покрытия вытесняется воздух, за счет чего оно становится менее пористым	Улучшается влагоустойчивость и стойкость к низким температурам
Становится больше связей на фиксированном объеме	Продлевается срок службы и возрастает прочность
Температурные свойства становятся лучше	Возрастает стойкость к высоким и низким температурам

Помимо повышения описанных в таблице параметров, качественное уплотнение асфальтобетона оказывает комплексное действие на все характеристики и свойства материала. Многие параметры асфальтового покрытия связаны между собой, и с улучшением одного показателя возрастают и другие физико-технические свойства АБ, за счет чего также растет коэффициент уплотнения асфальта.

Коэффициент уплотнения асфальта: определение

Коэффициент уплотнения асфальта является показателем, отражающим качество дорожного асфальтобетонного покрытия. Представляет собой отношение фактической плотности исследуемого образца к величине средней плотности переформованных образцов. Если значение коэффициента соответствует принятым нормам, то покрытие считается достаточно уплотненным.

Как определяют коэффициент уплотнения асфальта

Чтобы определить коэффициент уплотнения асфальта, из покрытия вырубаются или высверливаются 5-6 образцов (керны) из 3-х разных мест. Не следует брать пробы с края дорожного полотна, нужно отступить от него хотя бы на 1 метр.

Если речь о горячем асфальтобетоне, пробы берутся в течение 3 суток с момента укладки. Если исследуется холодный АБ, то срок увеличивается до 30 суток. После изъятия следует очистить керны от мусора, грязи и пыли.

В зависимости от особенностей состава, требуются образцы исследуемого асфальтобетона не менее определенного размера и массы. Если размер образцов будет меньше установленного минимума, испытания не будут считаться полностью достоверными. В таком случае коэффициент уплотнения асфальта придется определять заново.

Минимальные размеры и массы кернов

Вид асфальта	Минимальный диаметр	Минимальная масса
Песчаный	5 см	1 кг
Мелкозернистый	7 см	2 кг
Крупнозернистый	10 см	6 кг

Из предоставленных кернов отбираются 3 образца для исследования. Требования ГОСТ четко регламентируют алгоритм проведения экспертизы, а также нормативный коэффициент уплотнения асфальта для определенных типов смесей.

Как определяется коэффициент уплотнения асфальта:

• 1. Образцы высушивают до тех пор, пока масса не станет стабильной;
• 2. Пробы охлаждают и вывешивают на воздухе;
• 3. Определяется фактическая плотность;
• 4. Устанавливается среднее значение по 3 образцам;
• 5. Образцы помещают в термические шкафы для разогрева (температура индивидуальна для каждого вида АБ);
• 6. Пробы измельчаются и помещаются в подготовленные формы;
• 7. С помощью пресса материал уплотняется под давлением 40 МПа;
• 8. Измеряется получившаяся высота;
• 9. Образцы горячего асфальта трамбуют с помощью вибрации, а затем повторно уплотняют под прессом;
• 10. Высчитывается стандартная плотность переформованных образцов;

Зная фактическую плотность проб асфальтобетона, а также стандартную плотность переформованных образцов, можно получить итоговое значение. Фактическая плотность делится на стандартную, в результате чего мы получаем коэффициент уплотнения асфальта.

Каким должен быть коэффициент уплотнения асфальта по ГОСТу

Тип смеси	Значение коэффициента
Холодная	более 0,98
Горячая типа В	более 0,98
Горячая типа А и Б	более 0,99

Если значение коэффициента будет соответствовать установленным нормам, то данный асфальт будет считаться достаточно качественным. Если же коэффициент уплотнения асфальта имеет недостаточную величину – укатка выполнена некачественно.

Для чего нужен коэффициент уплотнения асфальта

Данный коэффициент позволяет с высокой точностью оценить степени уплотнения асфальтобетонного покрытия, а также качество дорожного полотна в целом. Если значение коэффициента соответствует нормам, дорогу можно запускать в эксплуатацию.

Наряду с коэффициентом уплотнения существует коэффициент водонасыщения асфальта, который также отражает качество асфальтобетона. Перед запуском дорожного полотна в эксплуатацию определяются оба этих значения, и каждое из них должно соответствовать стандарту качества.

Водонасыщение зависит от пористости и плотности, что указывает на способность асфальта противостоять попаданию влаги. При этом, чем выше коэффициент уплотнения асфальта, тем выше плотность и ниже пористость. Получается, что коэффициент водонасыщения и коэффициент уплотнения асфальта коррелируют между собой.

Как обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта

Чтобы получить достаточно высокую плотность асфальта, необходимо производить его уплотнение по определенной технологии. Также важную роль играет соблюдение всего технологического процесса асфальтирования и укатки.

Соблюдение технологии уплотнения асфальта

Укатка асфальтобетона на первый взгляд кажется достаточно простым процессом – дорожный каток ездит по свежему покрытию, утрамбовывая его своим весом. Однако на практике процесс укатки АБ не так прост.

В некоторых случаях, чтобы повысить свойства покрытия, укладывается несколько слоев асфальта. В такой ситуации следует уплотнять каждый слой перед тем, как укладывать следующий. В противном случае необходимый коэффициент уплотнения асфальта не будет достигнут.

Перед тем, как приступить к уплотнению полотна катками, необходимо выполнить предварительную укатку. Данную функцию выполняет асфальтоукладчик, в то же время, когда наносит асфальтовую смесь на основание. За счет этого последующая укатка катками будет более эффективна, а сам процесс уплотнения займет меньше времени.

Если не выполнить предварительную трамбовку полотна, дорожный каток может нарушить геометрию покрытия и деформировать материал. Это приведет к серьезному повреждению дорожного покрытия на завершающей стадии строительства.

Соблюдение технологии укладки асфальта

Если нарушить технологию укладки асфальта, то даже при укатке тяжелыми дорожными катками плотность покрытия будет снижена, и коэффициент уплотнения асфальта окажется ниже нормы.

При асфальтировании автомобильных дорог на территории нашей страны чаще всего используется горячий асфальтобетон. Он обладает достаточно высокими эксплуатационными характеристиками, а также приемлемой стоимостью.

Однако такой тип асфальта имеет требования, которые должны быть соблюдены при укладке, чтобы обеспечить высокое качество и коэффициент уплотнения асфальта:

• Температура смеси должна быть 110-130°C;
• Температура воздуха не менее +5°C;

При более низких температурах смесь теряет часть своих свойств, так как в ее составе присутствует вязкий битум, которому для выполнения своих функций нужна высокая температура.

Если уложить горячую асфальтовую смеси, не разогрев ее до нужной температуры или же производить укладку при температуре ниже +5°C, даже после тщательной укатки покрытия тяжелыми катками коэффициент уплотнения асфальта не будет соответствовать требованиям ГОСТ.

В данном случае важно начать трамбовку свежего покрытия как можно быстрее, чтобы смесь не успела остыть. При высокой температуре битум действует как смазка, позволяя катку свободнее и быстрее передвигаться. Укатка горячего асфальта, как правило, заканчивается в момент остывания смеси до 80°C.

Как состав влияет на уплотнение

Также стоит обратить внимание на состав асфальтобетона. Некоторые материалы, используемые при производстве асфальта, отличаются повышенной твердостью. Такой асфальтобетон применяется при строительстве дорог, на которые будет оказываться серьезное и интенсивное давление.

Например, по федеральной трассе постоянно двигается большегрузный транспорт, поэтому дорожное полотно должно иметь повышенную прочность. Для этих целей используется щебеночно-мастичный асфальтобетон, в чей состав входят твердые горные породы.

Чтобы коэффициент уплотнения асфальта в данном случае был достаточно высоким, на процесс укатки покрытия нужно потратить больше времени. Также обязательно использование тяжелой дорожной техники.

Какая спецтехника и оборудование используется для уплотнения асфальта

Чтобы обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта, необходимо использовать специальную дорожную технику и оборудование. В зависимости от ситуации подбирается наиболее подходящая под конкретный случай техника. Если неправильно выбрать каток для укатки асфальта, то можно получить недостаточно плотное покрытие или же деформировать свежее полотно.

Катки можно классифицировать по нескольким направлениям:

• Способ передвижения;
• Масса;
• Тип вальцов;
• Число вальцов;
• Способ воздействия на покрытие;

Катки по способу передвижения

Тип катков	Описание
Прицепные	Не имеют двигателя, поэтому передвигаются за счет тягача, чаще всего с помощью тракторов. На сегодняшний день практически не встречаются.
Самоходные	Имеют двигатель, передвигаются полностью самостоятельно. Отличаются более высокой скоростью, маневренностью и удобством.

Катки по размеру и массе

Тип катков	Назначение
Легкие – до 6 тонн	Укатка тротуаров, площадок и других площадей, на которые не будет оказываться серьезной нагрузки. Также подходят для предварительной укатки.
Средние – от 6 до 10 тонн	Большинство дорог укатываются именно такой категорией катков.
Тяжелые – более 10 тонн	Используются для укатки дорог, а также для трамбовки щебеночного слоя при устройстве основания.

Катки по виду вальцов

Вальцы	Назначение	Описание
Гладкие	Уплотнение асфальта	Гладкие цилиндры из металла
Пневматические	Уплотнение асфальта	Несколько пневматических колес
Сегментные	Уплотнение асфальта	Гладкие цилиндры из металла с сегментами на ободе
Кулачковые	Укатка грунта	Цилиндрические вальцы с множеством выступов
Компакторные	Укатка грунта	Более узкие цилиндрические вальцы с меньшим числом выступов
Решетчатые	Укатка грунта	Гладкие вальцы, на которых расположена металлическая решетка

Также существуют катки со «специальными» вальцами. Такие варианты очень редкие, так как делаются только под заказ, и под конкретные задачи. Предусматривают комбинацию нескольких видов вальцов.

Катки по числу вальцов

• 1. Одновальцовые – валец располагается только с одной стороны. Другая сторона снабжена колесами.
• 2. Двухвальцовые – вальцы расположены с обеих сторон. Один или оба могут быть ведущими.
• 3. Трехвальцовые – имеют три вальца.

Катки по методу уплотнения

Способ уплотнения	Описание
Статическое уплотнение	Укатывает асфальт за счет собственного веса.
Вибрационное уплотнение	Помимо статической укатки, оказывают вибрационное воздействие вальцами. Современный и эффективный способ уплотнения.

Правильный выбор дорожного катка позволяет обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта за короткий период. При этом для уплотнения небольших площадей может использоваться специальное оборудование, когда задействование катка невозможно или неоправданно.

К данному оборудованию можно отнести трамбовки, виброплиты, а также ручные катки. Обратите внимание, что уплотнение небольших участков малогабаритным оборудованием должно идти по спирали – от краев к центру. Когда инструмент перестанет оставлять следы на асфальтобетоне, можно завершать трамбовку.

Какой асфальт не требует уплотнения

На данный момент можно выделить 3 основных вида асфальтобетона, которые используются в России – это горячий, холодный и литой асфальт. Данные разновидности АБ обладают различными эксплуатационными характеристиками и физико-механическими свойствами, а также имею немного разное назначение.

Краткое сравнение разновидностей асфальтобетона

Тип	Качество	Основное назначение	Потребность в уплотнении
Горячий асфальт	Высокое	Строительство и ремонт дорог	Есть
Холодный асфальт	Среднее	Ямочный ремонт дорог	Есть
Литой асфальт	Очень высокое	Строительство и ремонт дорог	Отсутствует

Горячие смеси могут иметь достаточный коэффициент уплотнения асфальта только при хорошей укатке и учете остальных параметров, влияющих на качество.

Холодные смеси имеют более низкие характеристики, уступая горячему АБ. Даже после хорошего уплотнения качество такого покрытия будет недостаточным. По этой причине холодный асфальт не используется при строительстве дорог, однако хорошо подходит для быстрого ямочного ремонта.

Литые смеси асфальтобетона обладают более высокими эксплуатационными характеристиками, чем холодные и горячие составы. Отличительная особенность литого асфальта заключается в его жидкой консистенции, а также особой технологии укладки.

Жидкая структура позволяет без труда распределять литой АБ по необходимой площади, нивелируя любые неровности или мелкие трещины. Преимущество данного асфальтобетона заключается в отсутствии необходимости как-либо уплотнять материал. Коэффициент уплотнения асфальта такого типа по умолчанию будет достаточно высоким.

После остывания покрытие самостоятельно набирает высокую плотность и прочность, а также остается гладким и ровным. Кроме того, литой асфальт практически не пропускает влагу, имеет длительный срок службы и высокую сопротивляемость износу.

В России материал используется не столь часто, так как его стоимость значительно выше, чем цена того же горячего асфальтобетона. Официальных норм по величине коэффициентов также нет.

Выводы

Коэффициент уплотнения асфальта позволяет определить качество асфальтобетона, а также понять, достаточно ли было уплотнено покрытие при укладке. Определение данного коэффициента проводится в лабораторных условиях, а размер и вес образцов, как и другие нюансы, регламентирован.

Коэффициент уплотнения асфальта рассчитывается после завершения работ по асфальтированию, чтобы получить разрешение на ввод дороги в эксплуатацию.

Если по результатам определения плотности будут получены значения, соответствующие требованиям ГОСТ, то это будет означать достаточное качество дорожного полотна. Если же плотность образцов будет ниже нормы, дорогу нельзя будет ввести в эксплуатацию.

Чтобы обеспечить высокий коэффициент уплотнения асфальта, необходимо соблюдать общую технологию асфальтирования, технологию укатки асфальтобетона, а также учитывать разновидность асфальтовой смеси и ее состав. Качественное уплотнение дорожного покрытия очень важно, так как напрямую влияет на эксплуатационные характеристики и другие физико-механические свойства полотна.

В дорожном строительстве для трамбовки свежего асфальтобетона используется спецтехника, представленная различными видами дорожных катков. Каждый из катков больше подходит для определенных ситуаций, исходя из своих параметров.

Если в использовании крупной техники нет потребности или же это невозможно сделать, уплотнение покрытия можно осуществить с помощью виброплит и трамбовок.

Еще одним вариантом является использование литого асфальта, который не требует никакого уплотнения при укладке. При этом коэффициент уплотнения асфальта в данном случае гарантированно будет высоким, как и стоимость материала, ограничивающая его широкое использование.

Источник