11.2. Асфальтобетонне покриття

Асфальтобетонні покриття - один з основних типів нежорстких покриттів. Вони мають рівну поверхню, допускають влаштування економічних конструкцій з різною товщиною на різних ділянках. Вони застосовуються головним чином на тих елементах аеродрому, які менш схильні до дії газів від реактивних двигунів, палива і мастильних матеріалів - на руліжних доріжках, на середній частині довжини ШЗПС, тому що вони недостатньо теплостійкі проти дії авіаційних палив.

Основним шаром даних покриттів є асфальтобетонний шар. Асфальтобетон являє собою штучний матеріал, що отриманий в результаті ущільнення раціонально підібраної суміші з щебеню, піску, мінерального порошку і бітуму. Щебінь в асфальтобетоні виконує роль високоміцного структуроутворюючого компонента, що заповнює найбільший обсяг моноліту. Щебінь застосовують з міцних кам'яних матеріалів, вивержених порід, осадових порід, доменних шлаків, що володіють гарним зчепленням з бітумом. Міцність порід на стиснення 800 - 1200 ∙ 10⁵ Н/м². Щебінь повинен бути однорідним, без грудок глини, суглинку, містити пилуваті і глинисті частки в кількості не більше 2%. Щебінь повинен бути морозостійким (марка щебеню за морозостійкістю не нижче Мр350 в суворих і помірних умовах і Мр325 в м'яких кліматичних умовах).

Пісок в асфальтобетоні заповнює основний об'єм пор, які залишилися в щебеневому каркасі. Пісок підвищує рухливість асфальтобетонної суміші при укладанні. Піски застосовують природні і подрібнені, вони повинні бути крупними або середніми, пилуватих і глинистих часток мати не більше 3%.

Мінеральний порошок підвищує теплостійкість, міцність, щільність мінеральної суміші. Мінеральний порошок готується з вапняків, доломітів, металургійних шлаків міцністю не менше 20 МПа. Мінеральний порошок повинен бути сухим, пухким, чистим. Бітум виконує роль в'яжучого. Правильно приготовлений асфальтобетон володіє пластичністю і в той же час здатністю деформуватися без тріщиноутворення при різких зниженнях температури і осідання основ.

Асфальтобетон готується в асфальтобетонних змішувачах шляхом перемішування зазначених вище складових в нагрітому стані.

Залежно від температури укладання й в'язкості бітуму, що використовується при приготуванні суміші, асфальтобетонні суміші поділяються на гарячі, теплі і холодні. Гарячі асфальтобетонні суміші готують на в’язькіх бітумах марки БНД/90/130, БНД 60/190 і БНД 40/60. Температура гарячої суміші, що укладається в покриття, повинна бути 120-160 ° С. Теплі асфальтобетонні суміші готують з в'язких бітумів марки БНД 200/300, БНД 130/200 або на рідкому бітумі марки БГ 70/130, СГ 130/200. Температура суміші, що укладається повинна бути 80-130 ° С.

Холодні асфальтобетонні суміші готують на рідких бітумах марок СГ 70/130 або МГ 70/130. Температура укладання холодної суміші в покриття 5-40 ° С. Асфальтобетонні суміші, як правило, укладають в гарячому стані, тому що асфальтобетон, отриманий з таких сумішей, володіє найбільшою міцністю.

Асфальтобетонні суміші можна укладати і в холодному стані, що забезпечує певні переваги, так як холодні суміші можна тривалий час зберігати на складах, перевозити на великі відстані. Однак асфальтобетон з холодних сумішей менш міцний і в перший час після укладання зв'язність його мала, що й обмежує застосування холодних сумішей при влаштуванні аеродромних покриттів. Застосування асфальтобетону із холодних сумішей доцільно для ремонту покриттів.

Асфальтобетонні суміші характеризуються відносним вмістом кам'яних матеріалів та їх розмірами.

Гарячі і теплі асфальтобетонні суміші залежно від вмісту в них щебеню чи піску поділяються на типи, що зазначені в табл. 11.1, а холодні - на типи, що наведені в табл. 11.2. Залежно від крупності мінеральних матеріалів і співвідношення середніх і дрібних фракцій асфальтобетонні суміші поділяються на грубозернисті, середньозернисті, дрібнозернисті і піщані. Грубозернисті суміші характеризуються максимальним розміром частинок 40 мм. Для крупнозернистого асфальтобетону необхідні однорідні міцні гірські породи, що не роздрібнюється при ущільненні. Середньозернисті суміші мають розмір найбільших часток 20 мм. Щебінь для таких сумішей готують з менш однорідних кам'яних матеріалів (валуни камінь тощо). Середньозернисті суміші вимагають великої кількості мінерального порошку і бітуму в порівнянні з грубозернистими сумішами. Дрібнозернисті суміші характеризуються максимальним розміром часток до 15 мм. Піщані суміші (розмір найбільших часток до 5 мм) вимагають ще більшої кількості мінерального порошку і бітуму, тому дуже чутливі до високих температур. Щоб уникнути появи на покритті хвиль і зсувів (в районах з жарким кліматом), необхідно приділяти особливу увагу ретельності підбору і виготовлення таких сумішей.

Залежно від залишкової пористості та призначення асфальтобетон ділиться на щільний і пористий. Щільний асфальтобетон повинен володіти залишковою пористістю в межах 3-5%, а пористий - в межах 5-10%.

Характеристики міцності асфальтобетону в залежності від температури в розрахунковий період найбільшого зниження міцності покриттів наведені в табл. 11.3. У порядку першого наближення можна вважати розрахункову температуру в II зоні + 10 ° С, в III + 15 ° С, в IV, V зонах від 29 до 30 ° С.

Таблиця 11.1

Тип суміші	Тип асфальтобетону	Кількість щебеню,%	Кількість піску (фракція 1,25-5 мм),%, не менше
А Б В Г Д	Крупнощебенистий Середнєщебенистий Малощебенистий Піщаний з подрібненого піску Піщаний з природного піску	50—65 35—50 20—35 — —	— — — 33 14

Таблиця 11.2

Тип суміші	Тип асфальтобетону	Кількість щебеню,%	Кількість піску (фракція 1,25-5 мм),%, не менше
Бх Вх Дх	Середнєщебенистий Малощебенистий Піщані	35—50 20—35 —	— — 33 (подрібнений пісок 15 (природний пісок)

Таблиця 11.3

Характеристика асфальтобетону	Розрахункова температура, ° С
	+10	+20	+30
Модуль пружності, МПа Граничний опір розтягу при вигині, МПа при проходженнях розрахункового навантаження за добу: до 50 від 50 до 100 більше 100	1500/1000 2,8/1,7 2,6/1,55 2,3/1,4	1000/800 2,5/1,55 2,3/1,45 2,1/1,25	700/500 2,1/1,4 1,95/1,3 1,7/1,15

Примітка. Цифри в чисельнику відповідають верхньому шару, в знаменнику - нижньому шару асфальтобетонного покриття, в якому відсутній мінеральний порошок.

Рис. 11.2. Конструкція асфальтобетонних покриттів: 1 – двохшаровий асфальтобетон; 2 – щебінь; 3 – пісок; 4 – одношаровий асфальтобетон; 5 – цементобетон; 6 – грунт; 7 – чорний щебінь; 8 – грунтогравійна суміш; 9 – чорний гравій або грунтогравійна суміш, що оброблена бітумом.

Асфальтобетонне покриття може бути одношаровим, двошаровим і тришаровим (рис. 11.2). На ділянках, де розвиваються великі гальмівні зусилля при русі повітряних суден, що викликають великі дотичні напруження, асфальтобетон слід укладати в два і три шари. До таких ділянок відносяться кінцеві ділянки ШЗПС і магістральні РД. На інших ділянках покриття можна влаштовувати в один або два шари.

Верхні шари покриття влаштовують із щільного асфальтобетону. Для IV-VI категорій нормативних навантажень допускається застосування піщаних асфальтобетонних сумішей з подрібненого піску. Нижні шари покриття повинні влаштовуватися з щільного або пористого асфальтобетону. Призначення виду, марки і типу асфальтобетонних сумішей для верхніх шарів покриття наведено в табл. 11.4. Щоб уникнути утворення деформацій зсуву у верхніх шарах асфальтобетону, в місцях систематичного запуску і випробування двигунів, а також на ділянках примикання РД до ЗПС застосовують армування асфальтобетонного покриття сітками. Сітку розташовують під верхнім шаром асфальтобетону і стикують внахльостку. Довжина нахлестки в обох напрямках повинна бути 100-200 мм.

Магістральні руліжні доріжки в місцях попереднього запуску двигунів армують на всю ширину, довжина армованих ділянок в цьому випадку приймається рівною 20 м. Слід також армувати кінцеві ділянки від ЗПС довжиною 150 м на всю ширину. На групових МС армування асфальтобетону слід передбачати по всій довжині МС уздовж лінії розміщення основних опор і двигунів повітряних суден, включаючи зону впливу газового струменя.

Асфальтобетонні покриття влаштовують на міцних штучних основах з щебеню, що обробленоий або не оброблений в'яжучими матеріалами, з підібраних гравійних сумішей (як правило, з добавками подрібнених матеріалів), не оброблених або оброблених органічними в'яжучими матеріалами. У нижніх шарах основи, окрім того, допускається застосовувати слабкі місцеві матеріали і грунти, що оброблені в'яжучими матеріалами.

Верхній шар основи асфальтобетонних покриттів повинен влаштовуватися з матеріалів, що оброблені в'яжучими матеріалами.

Таблиця 11.4

Категорія нормативного навантаження	Дорожньо-климатична зона	Вид суміші	Марка і типи асфальтобетонних сумішей для верхнього шару покриття
			ШЗПС, магістраль­ні РД	Інші ділянки
I—II	I	Гарячі	I А, Б	I А, Б, Г
		Теплі
	II—V	Гарячі
III	I	Гарячі	I А, Б, Г	I, II, А, Б, В, Г
		Теплі		I А, Б, В, Г
	II—V	Гарячі		I, II, А, Б, В, Г
IV	I	Гарячі	I, II, А, Б, В, Г	II А, Б, В, Г III Б, В
		Теплі
	II—III	Гарячі	I, II, А, Б, В, Г	II А, Б, В, Г III Б, В
		Теплі	Не застусовують	II А, Б, В, Г
	IV—V	Гарячі	I А, Б, В, Г II А, Б, Г	II А, Б, В, Г III Б, В
		Теплі	Не застусовують II А, Б, В, Г	II А, Б, В, Г
V	I	Гарячі	III Б, В	III Б, В, Д
		Теплі	II А, Б, В, Г	III Б, В
	II—III	Гарячі	II А, Б, В, Г III Б, В	III Б, В, Д
		Теплі	II А, Б, В, Г	II Б, В
		Холодні	Не застусовують	I Бх, Вх, Дх
	IV—V	Гарячі	II А, Б, В, Г III Б, В	III Б, В
		Теплі	II А, Б, В, Г	II В III Б, В
		Холодні	Не застусовують	I Бх, Вх, Дх
VI	I	Гарячі	III Б, В	IV Б, В, Д
		Теплі
	II—III	Гарячі
		Теплі
		Холодні	Не застусовують	I, II, Бх, Вх, Дх
	IV—V	Гарячі	III Б, В	IV Б, В, Д
		Теплі	II Б III Б, В
		Холодні	Не застусовують	I, II, Бх, Вх, Дх

Основні позитивні властивості асфальтобетонних покриттів:

влаштування їх може бути повністю механізовано, а відсутність швів спрощує і прискорює процес укладання асфальтобетонної суміші в порівнянні з укладанням цементобетонної суміші;

велика пластичність і рівність в порівнянні з цементо-бетонними, внаслідок чого зменшуються динамічні навантаження на шасі, і зменшується знос коліс;

можливість введення в експлуатацію (внаслідок швидкого твердіння) відразу після закінчення будівництва;

безпильність, простота експлуатаційного утримання та ремонту;

мала водопроникність;

можливість стадійного будівництва;

можливість використання для посилення існуючих покриттів.

Асфальтобетонні покриття мають і недоліки:

недостатню температуростійкість, в результаті чого в жарку погоду або при дії газів реактивних двигунів вони розм'якшуються, утворюючи хвилі і напливи, а при негативних температурах стають крихкими;

слабку стійкість впливу авіаційних палив і масел.