Рецепт смеси для брусчатки: Как приготовить раствор для тротуарной плитки? – Храбрая плитка

Тротуарная плитка — состав и рецепт раствора, пропорции смеси в домашних условиях

При изготовлении тротуарной плитки в домашних условиях определить правильный состав раствора довольно непросто. Многое зависит от типа используемого сырья, условий проведения работы по заливке и сушке, а также прочих факторов. Тем не менее домашними мастерами методом проб и ошибок был разработан подходящий рецепт смеси, который позволит вам своими руками создать отличный аналог покупного тротуарного покрытия.

От соблюдения рецептуры раствора напрямую зависит качество изготавливаемой тротуарной плитки

Особенности домашнего изготовления плит

Так как сделать своими руками раствор для тротуарной плитки по рецепту под силу каждому, следует выделить некоторые особенности домашнего производства. В первую очередь при изготовлении важно соблюдать условия чистоты, поддерживать оптимальную влажность и температуру.

При соблюдении технологии можно добиться изготовления изделий по качеству ничуть не хуже производственных вариаций.

Рецептура приготовления смеси своими руками позволяет вам экспериментировать с расцветками и формами плитки. Формы для заливки также можно сделать самостоятельно. Для этого требуется полиуретановая смесь и образец, например, покупная плитка или гипсовый шаблон. Всего для работы будет достаточно 7-12 форм.

Высокое качество тротуарной плитки обеспечивается соблюдением технологии.

Необходимые инструменты и приспособления

Перед тем как приготовить качественный раствор для тротуарной плитки необходимо подготовить к работе вибростол с идеально ровной поверхностью и формы. Они могут быть изготовлены из дерева, силикона, полиуретана и даже пенопласта. Также запаситесь масляным веществом для смазки форм. Это может быть подсолнечное, пальмовое или отработанное моторное масло.

Приготовить по рецепту раствор для тротуарной плитки можно путем смешивания нескольких компонентов. Из чего делают тротуарный бетон — состав:

• цемент марки М500, желательно белого цвета;
• мелкофракционный речной просеянный песок;
• гранитный щебень фракцией 3-5 мм;
• дистиллированная вода;
• жидкий пигмент;
• пластификатор для придания пластичности массе;
• диспергатор для придания плитке морозостойкости.

Основные компоненты для изготовления тротуарной плитки

Пропорции раствора

Для того чтобы получить идеальный состав раствора для тротуарной плитки важно придерживаться правильного соотношения компонентов. В состав стандартной смеси для тротуарной плитки входят следующие ингредиенты:

• цемент;
• песок;
• щебень;
• пластификатор;
• вода.

Диспергатор и пигменты можно добавлять по желанию. При этом их наличие предполагает незначительное изменение пропорций смеси. По рецептуре изготовления своими руками бетона для тротуарной плитки пропорции раствора:

• цемент – 23%;
• песок – 20%;
• щебень – 57%;
• пластификатор – 0,5% от цемента;
• вода – 40% от сухих компонентов;
• диспергатор 90 г/м2;
• пигмент 700 мл/м2.

Пропорциональное соотношение раствора для тротуарной плитки

Распределение пропорций сухих ингредиентов ведется отдельно. Процент воды учитывается от общей массы сухих компонентов. Количество пластификатора рассчитывается в соотношении с объемом используемого цемента. Диспергатор и пигмент добавляются путем их разбавления в воде. Для производства 1 м2 стандартной цветной морозостойкой тротуарной плитки толщиной около 4,5 см потребуется примерно 22 кг цемента, 19 кг песка, 54 кг щебня, 9 л воды и 110 г пластификатора.

Изначально нужно тщательно перемешать песок с цементом и пластификатором, после этого добавляется щебень, в самом конце небольшими порциями – жидкость. Консистенция раствора должна быть достаточно плотной, чтобы держаться на мастерке, но при этом не крошиться и легко растекаться при постукивании по форме.

Мешать раствор лучше всего в бетономешалке, альтернативный вариант – строительный миксер. Можно обойтись и обычным мастерком, но это займет больше времени.

Заливка в формы

После того как смесь для тротуарной плитки немного настоится можно приступать к её разливке. Для этого вам необходимо разместить формы на вибростоле и смазать их маслом с помощью кисти или губки. Излишки следует снять тряпкой или салфеткой.

Массу заливают одинаковым слоем. Если вы хотите сделать своими руками материал насыщенного цвета, работайте в два слоя. Для начала смешайте с пигментом в равных пропорциях песок и цемент. После заливки состава в формы примерно на 1/3 добавьте стандартный серый бетон.

Формы для плитки могут быть как покупные, так и самодельные

Для создания мраморного эффекта можно последовательно залить два разных цвета. После этого простучите формы, провибрируйте их в течение 5-10 минут, выровняйте поверхность смеси и поставьте сохнуть, предварительно накрыв их пленкой. Обычно на это уходит 1-2 дня. Важно соблюдать благоприятные условия, особенно температурный режим (рекомендуется 15-25 градусов тепла).

Перед тем как достать плитку из формы её нужно аккуратно простучать и лишь затем извлекать. В этом плане гораздо проще работать с полиуретановыми формами.

Возможные проблемы

Если рецепт раствора для изготовления тротуарной плитки в домашних условиях был не до конца соблюден либо были допущены другие огрехи, вы можете столкнуться со следующими проблемами:

• Сбилась краска. Пигмент распределяется слоями и исчезает мраморный эффект. Вибрирование проводилось больше чем нужно. Достаточно дождаться устранения пор с поверхности.
• Трудно готовые элементы от формы. Использовалось недостаточно смазочного материала.
• Пузырьки и пустоты. Смесь была недостаточно провибрирована, в ней остался воздух. Проблема может также быть следствием слишком обильной смазки.
• Плитка крошится. Не соблюдены правильные пропорции, скорее всего, недостаточно воды. Другая причина – некачественное сырье.

Чтобы избежать возникновения подобных проблем следует придерживаться правил приготовления бетонной смеси и соблюдать допустимые условия для работы с ней. В таком случае вы сможете сделать уникальные тротуарные элементы для отделки дорожек и площадок на своем участке или даже начать производство плитки в домашних условиях для продажи.

компоненты для рецепта бетонной смеси

В основе качественной тротуарной плитки – ее состав. От компонентов и их соотношения зависят эксплуатационные характеристики облицовочных материалов. В России сотни производителей плит и столько же рецептов изготовления тротуарки. Разберемся, из чего и как делают бетонную брусчатку.

Сырье для тротуарной плитки

Плитку укладывают на улице, поэтому она должна отвечать очень строгим требованиям – быть прочной, износо-, морозо- и влагостойкой. Этих качеств добиваются включением в состав следующих компонентов.

Цемент

Для производства плитки используют цемент марок 300-500 и выше. Самый популярный и эффективный вариант вяжущего – М500. Менее легкие марки имеют право быть частью бетонного состава, но они не дают должного эффекта. Если вы планируете изготавливать плиты самостоятельно, не рекомендуем экономить на цементе. Если приобретаете тротуарку, поинтересуйтесь составом.

Щебень

Играет роль крупного заполнителя. Его задача – улучшить эксплуатационные показатели плит. Обычно используется гранитная крошка фракцией 5-10мм. Требования к щебню для производства бетонных изделий регламентируются ГОСТ 8267-82. Нельзя включать в состав непромытый гранит – это снижает прочность конечного продукта.

Песок

Выполняет функцию мелкого наполнителя. Если играть по всем техническим правилам, то необходимо опираться на требования ГОСТ 8736-93. Используют среднефракционный промытый речной песок, свободный от примесей. Этот компонент – не всегда обязательный, некоторые изготовители обходятся без него. Более того, ряд производителей считает, что он снижает срок службы плитки. Спорный вопрос, но практика показывает, что и беспесчаная рецептура имеет право на существование.

Пластификаторы

А вот эти элементы обязательны. Они улучшают характеристики бетона как на этапах замеса и сушки, так и в процессе эксплуатации тротуарной плитки. Задача пластификаторов – не дать стройматериалам потрескаться, усилить эластичность плит и увеличить прочность и морозостойкость. На них не стоит экономить – дешевые некачественные составы в итоге приведут к дополнительным затратам. Пластификаторы добавляют в воду перед тем, как засыпать в мешалку остальные компоненты.

Вода

Для производства тротуарки используют воду без примесей. Не допускается перемешивать бетон с грязной (сточной, масляной) жидкостью. Слишком холодная вода тоже не идет в плюс изделию – перед замесом ее лучше слегка подогреть хотя бы до 10°C. Пластификаторы необходимо добавлять в уже теплую воду.

Пигменты

Для изготовления цветной плитки используют красящие вещества. Это порошки, нерастворимые в воде, масле и прочих растворителях. Пигменты делят на органические и минеральные, природные и искусственные.

Для производства плитки, в основном, используют «синтетику». Почти все пигменты такого класса относятся к соединениям железа:

• красные – оксиды;
• желтые – гидраты оксида;
• черные – ферриты;
• коричневые – комбинация красных и желтых пигментов.

Главное требование к красителям – стойкость к щелочам и ультрафиолету. В цементе присутствуют щелочи, а на готовую плитку воздействуют солнечные лучи. Пигменты не должны терять свои свойства под влиянием того и другого.

С красителями следует быть осторожными. Малое количество вещества не дает необходимый эффект, а передозировка ведет к снижению прочности бетона и повышает требовательность смеси к воде. Количество пигмента подбирают, исходя из объема цемента. Рекомендуемый процент – 4-10% от объема вяжущего М500.

Фиброволокно

Полипропиленовое волокно используют не все производители. Это дополнительные затраты, но для потребителя они означают повышение марочной прочности бетона и прочности материала на сжатие и растяжение. Фибра защищает плитку от сколов и растрескивания – синтетическая арматура уменьшает число усадочных трещин на 5-7%. Если будете изготавливать тротуарку самостоятельно, добавьте и полипропилен – облицовочные элементы от этого только выиграют. Материал так и называется – «Фиброволокно для тротуарной плитки».

Соотношение компонентов бетонной смеси

Рецептов приготовления бетонной смеси много. В основном они отличаются количественным составом, хотя бывают серьезные отличия.

Рецепт 1

Чтобы получить качественную смесь, цемент, щебень и песок замешивают в соотношении 1:2:2. Приведем пример рецепта бетона, исходя из расчета на 25-килограммовый мешок портландцемента.

• На замес уходит около двух ведер воды (объемом до 20 л). Точное количество зависит от характеристик других компонентов и подбирается «по вкусу».
• В теплую воду добавляют пластификатор. Количество зависит от конкретного химсредства и рассчитывается, исходя из инструкции производителя.
• Рекомендация! Если в ваших планах производство плитки своими руками, поинтересуйтесь на местном предприятии железобетонных изделий относительно пластификатора. Это может быть разумным шагом, поскольку прочие составляющие бетона вы, скорее всего, будете брать там же, где и комбинат. А значит ─ уверены в качестве бетонной плитки.
• Если необходимо, добавляют пигмент, а затем смесь перемешивают в бетономешалке.
• В бетономешалку засыпают 4 ведра (объемом 12-13 л) щебня и ждут, пока смесь не станет однородной.
• Засыпают мешок цемента. Добавлять вяжущее следует порциями, каждый раз добиваясь полного перемешивания массы.
• Поочередно засыпают 4 ведра (объемом 12-13 л) песка.

В эту же массу рекомендуется добавить фиброволокно, но это необязательно.

Рецепт 2

Еще один вариант – в это раз без песка, но с гранотсевом.

• Цемент – 25 кг.
• Гранотсев – 75 кг.
• Вода – 15-20 л.
• Пластификатор – согласно инструкции производителя.
• Фиброволокно – 250 гр.
• Краситель – по необходимости.

Для справки: такого количества бетонной смеси хватает для производства около 2,5 м² плитки размером 30х30 см и толщиной 3 см.

Большинство потребителей не интересуют рецепты изготовления тротуарки. Им важно понимать, что влияет на качество изделий, и где взять долговечные материалы. Мы занимаемся укладкой тротуарной плитки в Краснодаре более 16 лет. За это время хорошо изучили локальный рынок и готовы посоветовать надежных производителей. В вопросе выбора плит вас никто не ограничивает, но разумно учесть мнение профессионалов.

Как использовать и укладывать грунт-цемент

воображаемая / Getty Images

Грунт-цемент представляет собой смесь портландцемента, природного грунта и воды, используемую для образования твердой полужесткой поверхности мощения. Чаще всего он используется на автомагистралях или в качестве подстилающего слоя для асфальта или других форм мощения, но его также можно использовать в качестве дешевой отдельной поверхности для мощения проезжих частей, тротуаров, патио или гаражных полов. По данным Ассоциации портландцементов, «его преимущества высокой прочности и долговечности в сочетании с низкой первоначальной стоимостью делают его выдающейся ценностью в своей области». Готовая поверхность будет почти такой же твердой, как бетон или асфальт, но с гораздо меньшими усилиями и затратами. Поскольку он продолжает гидратироваться и укрепляться с течением времени, грунтовый цемент на самом деле может быть прочнее, чем традиционный бетон на портландцементе.

Компоненты грунтового цемента не могли быть более простыми — только местная почва, немного портландцемента и немного воды. В вашем дворе уже есть почва, а вода ждет вас у крана. Единственное, что вам нужно купить, это сухой цементный порошок. Вам также нужно будет одолжить или арендовать румпель и трамбовку или каток. С этими ингредиентами и небольшим трудом вы можете создать гладкую, прочную поверхность мощения. Грунт-цемент может плохо работать в почвах с высоким содержанием глины или большим содержанием органических веществ, но он подходит для большинства типов почв. Внешний вид грунтового цемента не такой однородный и эстетичный, как у традиционного цементного бетона, поэтому он может лучше всего подходить для сельской или неформальной обстановки.

Выносное и локальное смешивание

В коммерческих или дорожных работах грунт-цемент можно смешивать на перерабатывающих заводах или в портативном миксере, а затем заливать так же, как заливают стандартный цементный бетон. Но для жилых помещений его чаще создают на месте путем тщательной обработки существующей почвы на мощении, смешивания сухого порошка портландцемента и воды, а затем выравнивания и уплотнения поверхности.

Инструменты и расходные материалы, которые вам понадобятся

• Лопата
• Румпель
• Обработанный пиломатериал для форм
• Уровень
• Плотницкие инструменты (пилы, молотки)
• Портландцемент (от 3 до 4 фунтов на каждый квадратный фут поверхности)
• Садовые грабли
• Садовый шланг с насадкой-распылителем
• Резиновые сапоги
• Темпер или ролик
• Листы пластика

Инструкции

1. Подготовить место

   Начните с удаления всей травы и растений с локации с помощью лопаты. Также удалите весь темный верхний слой почвы, который содержит органические вещества, потому что это поставит под угрозу прочность и долговечность почво-цемента.

2. Формы сборки

   Как и в случае стандартного бетона на портландцементе, лучше всего строить формы, содержащие грунтоцементную поверхность. При строительстве несъемных форм используйте обработанные под давлением пиломатериалы (как правило, лучше всего 2 x 4), сбитые гвоздями и закрепленные на месте. Используйте уровень, чтобы убедиться, что формы имеют небольшой наклон, чтобы вода могла стекать. Шаг 1/4 дюйма на фут является стандартной рекомендацией; это особенно важно там, где мощеная поверхность примыкает к зданию, чтобы обеспечить сток дождевой воды от фундамента.

3. Смешайте почву с цементом

   Затем используйте культиватор, чтобы взрыхлить существующую почву внутри форм на нужную глубину — около 4 дюймов для дорожки или 6 дюймов для подъездной дорожки или другой большой плиты. Эту работу можно выполнить и лопатой, но это кропотливая работа. Мощный румпель является предпочтительным инструментом.

   После завершения рыхления распределите необходимое количество сухого порошка портландцемента по поверхности площадки для мощения. Как правило, слоя толщиной около 1/2 дюйма (или от 2 до 4 фунтов на квадратный фут) будет достаточно. Мешок сухого портландцемента весом 40 фунтов покроет площадь от 20 до 40 квадратных футов. Распределите цемент ровным слоем с помощью садовых граблей.

   • Примечание: Для грунтов с высоким содержанием глины или органических веществ может потребоваться больше портландцемента, в то время как для песчаных грунтов можно использовать меньше цементного порошка.

   Теперь вбейте портландцемент в почву с помощью культиватора, одновременно слегка сбрызгивая поверхность водой. Грунт-цемент должен иметь влажную, но не раскисшую текстуру. Это может быть грязным процессом, поэтому высокие резиновые сапоги помогут защитить вашу одежду.

4. Выровняйте и уплотните поверхность

   Когда вся плита будет перемешана, используйте длинную прямую доску, чтобы выровнять влажный грунт-цемент между краями формы. Действие очень похоже на то, что используется для стяжки традиционного цементного бетона — с использованием движения пиления вперед и назад, когда вы проводите доску по формам. Наличие помощника значительно облегчает эту работу.

   Когда грунтово-цементная поверхность станет ровной и достаточно сухой, чтобы не быть липкой, утрамбуйте поверхность с помощью ручной трамбовки или садового катка. Это важная часть процесса, поэтому не торопитесь, чтобы поверхность была как можно более плоской.

   В отличие от цементобетона, грунтоцемент не требует затирки для создания гладкой поверхности. Грунтово-цементная плита будет иметь более грубую текстуру и цвет, что лучше всего подходит для более неформального мощения.

5. Дайте поверхности высохнуть

   По крайней мере, в течение недели держите поверхность покрытой листами пластика, снимая пластик каждые несколько дней, чтобы слегка смочить поверхность водой. Это ограничит испарение и обеспечит медленное впитывание воды, что поможет укрепить мощение. Не допускайте движения по плите до завершения отверждения.

6. Грунт-цемент — это удивительно прочная и простая в изготовлении поверхность для мощения, которая может быть именно тем, что вам нужно для поверхностей, где уместен более неформальный вид.

HMA Mix Design Fundamentals – Pavement Interactive

HMA состоит из двух основных ингредиентов: заполнителя и битумного вяжущего. Состав смеси HMA – это процесс определения того, какой заполнитель использовать, какое асфальтовое вяжущее использовать и какой должна быть оптимальная комбинация этих двух ингредиентов.

Когда заполнитель и битумное вяжущее объединяются для получения однородного вещества, это вещество, HMA, приобретает новые физические свойства, которые связаны с физическими свойствами его компонентов, но не идентичны им. Механические лабораторные испытания можно использовать для характеристики основной смеси или прогнозирования свойств смеси. Состав смеси HMA развился как лабораторная процедура, в которой используется несколько критических тестов для получения ключевых характеристик каждой пробной смеси HMA. Хотя эти характеристики не являются исчерпывающими, они могут дать разработчику смеси хорошее представление о том, как конкретная смесь будет работать в полевых условиях во время строительства и при последующей транспортной нагрузке.

В этом разделе рассматриваются основы проектирования смесей, общие для всех методов проектирования смесей. Во-первых, обсуждаются две основные концепции (дизайн смеси как моделирование и термины и отношения веса и объема), чтобы установить основу для последующего обсуждения. Во-вторых, представлены переменные, которыми может манипулировать смешанный дизайн. В-третьих, представлены основные цели дизайна смеси. Наконец, представлена ​​общая процедура проектирования смеси (которую используют методы Хвима, Маршалла и Superpave).

Концепции

Прежде чем обсуждать какие-либо особенности дизайна смеси, важно понять несколько основных концепций дизайна смеси:

• Дизайн смеси — это имитация
• Термины и соотношения веса и объема HMA

Разработка смеси — это симуляция

Прежде всего, разработка смеси — это лабораторная симуляция. Дизайн смеси предназначен для имитации реального производства, конструкции и производительности HMA, насколько это возможно. Затем на основе этой симуляции мы можем предсказать (с достаточной степенью уверенности), какой тип конструкции смеси лучше всего подходит для конкретного рассматриваемого приложения и как он будет работать.

Будучи симуляцией, дизайн микса имеет свои ограничения. В частности, существуют существенные различия между лабораторными и полевыми условиями. Конечно, небольшая лабораторная установка, состоящая из нескольких образцов диаметром 100–150 мм (4–6 дюймов), уплотняющей машины и пары испытательных устройств, не может полностью воссоздать реальные условия производства, конструкции и эксплуатации. Например, уплотнение конструкции микса должно создавать такую ​​же общую плотность (содержание пустот), до которой трафик окончательно уплотнит микс в полевых условиях в условиях обслуживания (Roberts et al., 19).96 ^[1] ). Однако трудно откалибровать количество ударов трамбовки (лабораторное уплотнение) для уплотнения конкретной конструкции и последующей транспортной нагрузки (уплотнение в полевых условиях). Используемые в настоящее время корреляции между этими плотностями носят эмпирический характер и крайне грубы (например, категории высокого, среднего и низкого трафика). Однако, несмотря на указанные выше ограничения, процедуры проектирования смесей могут обеспечить рентабельное и достаточно точное моделирование, которое полезно при принятии решений о проектировании смесей.

Термины и отношения HMA Weight-Volume

Состав смеси, и особенно состав смеси Superpave, по своей природе является объемным. То есть он стремится объединить заполнитель и асфальт по объему (в отличие от веса). Измерения объема обычно выполняются косвенно путем определения веса и удельного веса материала, а затем расчета его объема. Таким образом, расчет смеси включает в себя несколько различных измерений пустот и удельного веса. Прежде чем продолжить, важно иметь четкое представление об этих терминах.

• См. Условия и отношения HMA Weight-Volume

Переменные

HMA — довольно сложный материал, к которому предъявляются различные, а иногда и противоречащие друг другу требования к характеристикам. Он должен сопротивляться деформации и растрескиванию, быть долговечным, устойчивым к повреждениям водой, обеспечивать хорошее сцепление с поверхностью, и в то же время быть недорогим, легко изготавливаемым и легко укладываемым. Чтобы удовлетворить эти требования, дизайнер микса может манипулировать всеми тремя переменными:

1. Совокупный . Такие параметры, как тип (источник), градация и размер, ударная вязкость и сопротивление истиранию, долговечность и прочность, форма и текстура, а также чистота могут быть измерены, оценены и изменены в некоторой степени.
2. Асфальтовое вяжущее . Такие параметры, как тип, долговечность, реология, чистота, а также дополнительные модифицирующие агенты могут быть измерены, оценены и в некоторой степени изменены.
3. Отношение битумного вяжущего к заполнителю . Обычно выражаемое в виде процентного содержания битумного вяжущего по отношению к общему весу HMA, это соотношение оказывает сильное влияние на характеристики дорожного покрытия HMA. Из-за больших различий в удельном весе заполнителя доля битумного вяжущего , выраженный в процентах от общего веса , может широко варьироваться, даже если объем битумного вяжущего в процентах от общего объема остается довольно постоянным.

Цели

Прежде чем приступить к процедуре проектирования смеси, важно понять, каковы ее цели. В этом разделе представлены типичные качества хорошо приготовленной смеси HMA. Управляя переменными заполнителем, битумным вяжущим и соотношением между ними, состав смеси стремится достичь следующих качеств в конечном продукте HMA (Roberts et al., 19).96 ^[1] ):

1. Сопротивление деформации (стабильность) . HMA не должен искажаться (колействовать) или деформироваться (расталкиваться) под нагрузкой трафика. Деформация HMA связана с одним или несколькими из следующего:
   • Общая поверхность и характеристики истирания . Округлые частицы имеют тенденцию скользить друг относительно друга, вызывая деформацию HMA под нагрузкой, в то время как угловатые частицы сцепляются друг с другом, обеспечивая хорошую устойчивость к деформации. Хрупкие частицы вызывают искажение смеси, потому что они имеют тенденцию разрушаться при перемешивании или нагрузке. Тесты на форму и текстуру частиц, а также на прочность и целостность могут выявить источники проблемных заполнителей. Этих источников можно избежать или, как минимум, можно смешать заполнитель с хорошими поверхностными и абразивными характеристиками, чтобы обеспечить лучшие общие характеристики.
   • Суммарная градация . Градации с чрезмерным содержанием мелких частиц (либо возникающих естественным путем, либо вызванных чрезмерным истиранием) вызывают искажения, поскольку большое количество мелких частиц имеет тенденцию раздвигать более крупные частицы и действовать как смазывающие шарикоподшипники между этими более крупными частицами. Такой же эффект может иметь градация, приводящая к низкому содержанию VMA или избыточному содержанию битумного вяжущего. Спецификации градации используются для обеспечения приемлемой градации заполнителя.
   • Содержание вяжущего асфальта . Избыточное содержание битумного вяжущего имеет тенденцию смазывать и раздвигать частицы заполнителя, облегчая их перераспределение под нагрузкой. Оптимальное содержание битумного вяжущего, определяемое конструкцией смеси, должно предотвратить это.
   • Вязкость битумного вяжущего при высоких температурах . В жаркие летние месяцы вязкость битумного вяжущего минимальна, и дорожное покрытие легче деформируется под нагрузкой. Определение битумного вяжущего с минимальной высокотемпературной вязкостью (что можно сделать в процессе выбора битумного вяжущего Superpave) обеспечивает адекватную высокотемпературную вязкость.
2. Сопротивление усталости . HMA не должен трескаться при повторяющихся нагрузках с течением времени. Усталостное растрескивание HMA связано с содержанием и жесткостью асфальтового вяжущего. Более высокое содержание битумного вяжущего приведет к тому, что смесь будет иметь большую склонность к упругой деформации (или, по крайней мере, к деформации), а не к разрушению при повторяющихся нагрузках. Оптимальное содержание битумного вяжущего, определяемое конструкцией смеси, должно быть достаточно высоким, чтобы предотвратить чрезмерное усталостное растрескивание. Использование битумного вяжущего с более низкой жесткостью увеличивает усталостную долговечность смеси за счет обеспечения большей гибкости. Тем не менее, при выборе битумного вяжущего следует также учитывать вероятность образования колеи. Обратите внимание, что сопротивление усталости также сильно зависит от соотношения между толщиной структурного слоя и нагрузкой. Однако в этом разделе рассматриваются только вопросы дизайна микса.
3. Стойкость к растрескиванию при низких температурах . HMA не должен трескаться при воздействии низких температур окружающей среды. Низкотемпературное растрескивание в первую очередь зависит от низкотемпературной жесткости битумного вяжущего. Выбор битумного вяжущего с адекватными низкотемпературными свойствами (что можно сделать в процессе выбора битумного вяжущего Superpave) должен предотвратить или, по крайней мере, ограничить растрескивание при низких температурах.
4. Долговечность . HMA не должен подвергаться чрезмерному старению в процессе производства и срока службы. Долговечность HMA связана с одним или несколькими из следующих факторов:
   • Толщина пленки битумного вяжущего вокруг каждой частицы заполнителя . Если толщина пленки, окружающей частицы заполнителя, недостаточна, возможно, что заполнитель может стать доступным для воды через отверстия в пленке. Если заполнитель гидрофильный, вода вытеснит асфальтовую пленку, и сцепление асфальта с заполнителем будет потеряно. Этот процесс обычно называют зачисткой. Оптимальное содержание битумного вяжущего, определяемое конструкцией смеси, должно обеспечивать достаточную толщину пленки.
   • Воздушные полости . Чрезмерные воздушные пустоты (порядка 8 процентов и более) повышают проницаемость ГМА и обеспечивают более легкий доступ кислорода к большему количеству битумного вяжущего, тем самым ускоряя окисление и улетучивание. Чтобы решить эту проблему, состав смеси HMA направлен на корректировку таких параметров, как содержание асфальта и градация заполнителя, чтобы получить проектные воздушные пустоты около 4 процентов. Чрезмерные воздушные пустоты могут быть связаны либо с конструкцией смеси, либо с конструкцией, и в этом разделе рассматривается только проблема с конструкцией смеси.
5. Влагостойкость . HMA не должен существенно ухудшаться из-за проникновения влаги в смесь. Стойкость к повреждению влагой связана с одним или несколькими из следующих факторов:
   • Совокупные минеральные и химические свойства . Некоторые заполнители притягивают влагу к своей поверхности, что может привести к обдиранию. Чтобы решить эту проблему, можно либо избегать склонных к расслоению заполнителей, либо использовать модификатор асфальтового вяжущего, препятствующий расслоению.
   • Воздушные полости . Когда воздушные пустоты в HMA превышают примерно 8 процентов по объему, они могут стать взаимосвязанными и позволить воде легко проникать в HMA и вызывать повреждение влаги из-за порового давления или расширения льда. Чтобы решить эту проблему, состав смеси HMA регулирует содержание битумного вяжущего и градацию заполнителя, чтобы получить проектные воздушные пустоты около 4 процентов. Чрезмерные воздушные пустоты могут быть связаны либо с конструкцией смеси, либо с конструкцией, и в этом разделе рассматривается только проблема с конструкцией смеси.
6. Сопротивление скольжению . HMA, уложенная в качестве поверхностного слоя, должна обеспечивать достаточное трение при контакте с шиной транспортного средства. Низкое сопротивление скольжению обычно связано с одним или несколькими из следующих факторов:
   • Совокупные характеристики, такие как текстура, форма, размер и устойчивость к полировке . Гладкие, округлые или склонные к полировке заполнители менее устойчивы к скольжению. Тесты на форму и текстуру частиц могут выявить источники проблемных заполнителей. Этих источников можно избежать или, как минимум, можно смешать заполнитель с хорошими поверхностными и абразивными характеристиками, чтобы обеспечить лучшие общие характеристики.
   • Асфальтовое вяжущее . Чрезмерное количество битумного вяжущего может вызвать кровотечение HMA. Использование оптимального содержания битумного вяжущего в соответствии с составом смеси должно предотвратить просачивание.
7. Технологичность . HMA должна быть способна укладываться и уплотняться с разумными усилиями. Работоспособность обычно связана с одним или обоими из следующих факторов:
   • Текстура, форма и размер агрегата . Плоские, продолговатые или угловатые частицы имеют тенденцию сцепляться друг с другом, а не скользить друг относительно друга, что затрудняет размещение и уплотнение (обратите внимание, что это почти противоречит желаемым свойствам заполнителя для сопротивления деформации). Хотя для количественной оценки удобоукладываемости не существует специальных тестов состава смеси, тесты на форму и текстуру частиц могут выявить возможные проблемы с удобоукладываемостью.
   • Суммарная градация . Градация с избыточной мелочью (особенно в диапазоне размеров от 0,60 до 0,30 мм (от № 30 до 50) при использовании природного окатанного песка) может привести к получению нежной смеси. Такой же эффект может иметь градация, приводящая к низкому содержанию VMA или избыточному содержанию битумного вяжущего. Спецификации градации используются для обеспечения приемлемой градации заполнителя.
   • Асфальтовое вяжущее . При температурах укладки (выше примерно 120 ° C (250 ° F)) битумное вяжущее действует как смазка между частицами заполнителя по мере их уплотнения. Следовательно, низкое содержание битумного вяжущего уменьшает эту смазку, что приводит к менее пригодной для обработки смеси. Обратите внимание, что более высокое содержание битумного вяжущего, как правило, хорошо для удобоукладываемости, но плохо для сопротивления деформации.
   • Вязкость битумного вяжущего при температурах смешивания/укладки . Если вязкость асфальтового вяжущего слишком высока при температурах смешивания и укладки, HMA становится трудно высыпать, распределять и уплотнять. Ротационный вискозиметр Superpave специально тестирует вязкость битумного вяжущего при температуре смешивания/укладки.

Зная эти цели, задача разработки смеси состоит в том, чтобы разработать относительно простую процедуру с минимальным количеством тестов и образцов, которая позволит получить смесь со всеми вышеперечисленными качествами HMA.

Основная процедура

Состав смеси HMA – это процесс определения того, какой заполнитель использовать, какое битумное вяжущее использовать и какой должна быть оптимальная комбинация этих двух ингредиентов. Чтобы удовлетворить требования, предъявляемые предыдущими желательными свойствами HMA, все процессы проектирования смесей включают три основных этапа:

1. Выбор заполнителя . Независимо от конкретного метода, общая процедура проектирования смеси начинается с оценки и выбора источников заполнителя и битумного вяжущего. Разные органы определяют разные методы совокупной приемки. Как правило, батарея совокупных физических тестов периодически запускается на каждом отдельном источнике совокупных данных. Затем для каждого состава смеси проверяются требования к градации и размерам. Обычно для соответствия требованиям градации требуется заполнитель из более чем одного источника.
2. Асфальтовое вяжущее . Хотя различные органы могут указывать и определяют различные методы оценки асфальтового вяжущего, спецификация битумного вяжущего Superpave была или будет принята большинством DOT штата в качестве стандарта (NHI, 2000 ^[2] ).
3. Определение оптимального содержания битумного вяжущего . Методы составления смесей обычно различаются методом, с помощью которого они определяют оптимальное содержание битумного вяжущего. Этот процесс можно разделить следующим образом:
   • Приготовьте несколько пробных смесей с различным содержанием битумного вяжущего.
   • Уплотните эти пробные смеси в лаборатории. Важно понимать, что этот шаг в лучшем случае является грубым моделированием полевых условий.
   • Проведите несколько лабораторных тестов, чтобы определить основные характеристики образца. Эти тесты представляют собой отправную точку для определения свойств смеси, но они не являются исчерпывающими и не являются точным воспроизведением реальных полевых условий.
   • Выберите содержание битумного вяжущего, которое наилучшим образом соответствует целям расчета смеси.

Job Mix Formula

Конечным результатом успешного подбора смеси является рекомендуемая смесь заполнителя и битумного вяжущего. Эта рекомендуемая смесь, которая также включает градацию заполнителя и тип битумного вяжущего, часто упоминается как формула рабочей смеси (JMF) или рецепт.

Резюме

Состав смеси HMA представляет собой лабораторный процесс, используемый для определения подходящего заполнителя, битумного вяжущего и их пропорций для использования в HMA. Состав смеси — это процесс управления тремя переменными: (1) заполнителем, (2) содержанием асфальтового вяжущего и (3) соотношением заполнителя и битумного вяжущего с целью получения HMA, устойчивого к деформации, усталости, растрескиванию при низких температурах.