← к списку статей

Асфальтирование и дорожно-строительные технологии (г. Киев)

Армирование асфальта как способ повышения его долговечности

Армирование асфальта при асфальтировании Геосетка Геосетка Укладка асфальта поверх геосетки

Вопрос армирования дорожного покрытия отнюдь не праздный, поскольку основная масса автодорог и улиц покрыта асфальтобетоном, а его зачастую плачевное состояние и быстрое, в течение нескольких лет, разрушение знакомо каждому, кто движется на своих или муниципальных колёсах.

Качество асфальтирования и срок службы асфальтобетона зависит как от качества основания, на которое он уложен, так и от свойств, присущих самой природе асфальтобетонного покрытия.

Асфальтобетонные покрытия, обладающие хорошей сопротивляемостью кратковременным нагрузкам, имеют невысокую прочность на растяжение при изгибе и недостаточную распределяющую способность при многократном приложении нагрузки. Поэтому возникающие в процессе эксплуатации асфальтобетонного покрытия усталостные и отражённые трещины, интенсивно развиваясь, приводят к его преждевременному разрушению.

Уже давно во всем мире, срок службы асфальтобетонного покрытия повышают путём его армирования геосетками. Сегодня на рынке существуют геосетки из стекловолокна, полиэстера, из базальтовых волокон и ряд других.

По результатам многочисленных лабораторных исследований и опыту эксплуатации, к армирующим геосеткам предъявляются следующие требования:

Характеристики некоторых материалов и готовых изделий
НаименованиеМодуль упругости, Н/мм2
Асфальт1000 – 7000
Бетон20000 – 40000
Сталь200000 – 210000
Стекловолокно69000
Полиэстерное волокно12000 – 18000
Пряди геосетки Хателит из полиэстера 7300
Пряди геосетки из базальта35000

Анализируя приведённые данные с изложенных выше позиций, можно понять, почему такие материалы, как стекло, сталь или базальт работают в паре с асфальтобетоном хуже, чем полиэстер.

Разница между модулями упругости стекловолокна, стали, базальта, с одной стороны, и асфальтобетона — с другой, вызывают проблемы с прочностью сцепления между ними. Армирование упомянутыми материалами было бы возможно, если бы армирующий материал простирался на всю ширину проезжей части и по её краям было бы обеспечено достаточное их закрепление. В противном случае армирование будет просто выдернуто из асфальтобетона.

Имеются примеры применения стеклосеток для армирования асфальтобетона при недостаточной длине заделки сетки в асфальтобетоне. Допускаемые силы сцепления между сеткой и асфальтированным покрытием оказываются превышенными, происходит расслоение между сеткой и асфальтобетоном, и под влиянием динамических транспортных нагрузок появляются относительные перемещения между сеткой и асфальтом, которые приводят к полному разрушению стеклянных волокон. Это было выяснено при взятии кернов, когда от стеклосетки остался только белый порошок после нескольких лет эксплуатации.

На материал армирования не должны влиять динамические нагрузки от движущихся транспортных средств, иначе армирование будет плохо работать в долговременной перспективе. Проведённые исследования показали, что стеклосетки плохо переносят динамические нагрузки. Разрывное усилие испытанных стеклосеток упало до 20–30 % от первоначального значения после 1000 циклов нагружения, и ни одна из них не выдержала 5000 циклов нагружения, в то время как Хателит успешно выдержал 6000 циклов.

Исследования армирующей сетки из стекловолокна показали неутешительные результаты при различных условиях. На двух различных участках асфальтированных дорог исследовалось поведение асфальтобетона, армированного стеклосеткой, и неармированного, в течение четырёх лет.

На первом участке покрытие, армированное стеклосеткой, имело гораздо больше трещин на проезжей части, чем неармированное.

На втором участке окончательный осмотр показал отсутствие трещин в переходной зоне как армированного, так и неармированного покрытия. В то же время стеклосетка не предотвратила появления трещин в зоне пересечения со старыми железнодорожными путями.

Таким образом, основываясь на результатах исследований не рекомендуется использовать стеклосетку в качестве трещинопрерывающего армирования.

Наиболее серьёзный подход к выбору армирования асфальтобетонных покрытий следует проявлять при сооружении взлётно-посадочных полос аэродромов с асфальтобетонным покрытием. Ведь выбоины в асфальте на проезжей части заставляют водителей снижать скорость и лишь иногда ведут к повреждению подвески автомобиля. Нарушение же целостности асфальтобетона на взлётно-посадочной полосе — прямой путь к катастрофе с человеческими жертвами.

Наиболее оптимальным выбором для армирования асфальтобетона по сравнению со стеклосеткой является армирующая сетка типа Хателит. Данный тип сетки имеет достаточно высокие технико-экономические показатели:

Применение же армирующих сеток из стекловолокна не дало положительного эффекта в силу их невысоких физико-механических характеристик и неспособности эффективно препятствовать развитию трещин в асфальтобетоне.

Несмотря на то, что постоянно разрабатываются новые виды армирующих сеток из стекловолокна, их эффективность и долговечность остаётся значительно ниже, чем у полиэстерных сеток типа Хателит.

Наиболее эффективными геосетками являются сетки Хателит С по следующим показателям:

Также следует отметить, что при динамических испытаниях образцов на изгиб при максимальных значениях растягивающих напряжений, равных 10 МПа, количество циклов до разрушения у образца с Хателитом С в 13 раз выше, чем у образца с базальтовой сеткой. При трёхкратном прохождении уплотняющего катка по асфальтируемому покрытию, базальтовая сетка потеряла почти 50 % прочности (Хателит С — 10 %), а при 5 проходах — 60 % (Хателит С — 13 %). Таким образом, очевидна тенденция потери базальтовой сеткой своей прочности, снижения способности к деформациям и разрушения при увеличении количества циклов уплотнения или просто проходов тяжёлого автотранспорта при дорожных работах. Для сравнения, у Хателит С коэффициент механических повреждений даже при 5-ти кратном уплотнении оставался в пределах допустимого — не превышал 1,15.

Исследования на сдвигоустойчивость показали, что для керна с Хателит С она равна 34 кН/м (вследствие хорошей битумной пропитки, оплавления и уплотнения нетканого материала, нанесённого на сетку), а для керна с базальтовой сеткой сдвигоустойчивость составила 6 кН/м при минимально допускаемой величине 15 кН/м.

Кроме того, расход 70 % битумной эмульсии при укладке сетки Хателит С составляет 0,3–0,5 л/м.кв., а при укладке сетки из базальта — 1,0–1,2 л/м.кв.

В конце требуется отметить, что геосетка Хателит С сертифицирована в России и Украине. Кроме того в Украине существует «Технологический регламент использования сетки Hatelit 40/17 C для армирования асфальтобетона».

Автор оригинальной статьи — Игорь Ладнер

Асфальтирование в Киеве. Комплекс услуг по асфальтированию в Киеве и Киевской области. Тел.: 044 222­­-72­-76!