Литой асфальт

Общие сведения о литом асфальте

Литой асфальт (литая асфальтобетонная смесь) — высокоплотный композиционный дорожно-строительный материал на основе минеральных компонентов (щебень, песок, минеральный порошок) и битумного вяжущего (теплоустойчивый битум или полимерно-битумное вяжущее).

В готовом к укладке состоянии это горячая вязко-текучая пластичная масса чёрного цвета. Ключевое отличие от обычных уплотняемых горячих асфальтобетонов — избыток вяжущего и повышенная доля минерального порошка, что формирует характерную текучесть и самоуплотняемость.

Важно не путать литые асфальтобетонные смеси с литыми эмульсионно-минеральными смесями (ЛЭМС): у последних иной состав и назначение — в первую очередь тонкослойная поверхностная обработка существующих покрытий.

Назначение и область применения литых асфальтов

Базовое назначение литых смесей — устройство верхних слоёв дорожного покрытия. В отдельных проектах литой асфальт применяют и в нижних слоях с последующим тонким защитным слоем (например, ЩМА) — подход часто используется на мостах.

Главная сфера применения — мостовое строительство. Литой асфальт образует защитный слой, работающий одновременно как износостойкая поверхность и как гидроизоляция плиты проезжей части.

Второе ключевое направление — дорожное строительство: покрытия дорог всех технических категорий, во всех дорожно-климатических зонах (А-1…А-7), а также тротуары, велодорожки и межрельсовые зоны трамвайных путей.

Практически незаменим литой асфальт при ямочном ремонте в холодный период: высокая начальная температура и текучесть позволяют вести работы при отрицательных температурах с получением монолитного шва.

Кроме автомобильных дорог, материал широко применяют в промышленном и гражданском строительстве — как гидроизоляцию, для жёстких промплощадок и складов, стяжек и декоративных напольных покрытий (с последующей шлифовкой/полировкой), а также для отмосток.

Типовой состав и требования к материалам

По составу минеральной части литой асфальт близок к традиционному горячему асфальтобетону, но отличается большей долей вяжущего (до 11%) и минерального порошка (до 25%), что обеспечивает самоуплотняемость и низкую пористость.

Минеральная часть включает щебень, песок и порошок. Требования к щебню из плотных горных пород:

• Марка по дробимости — не ниже 1000.
• Истираемость — не ниже И1.
• Морозостойкость — не ниже F50.
• Лещадные и игловатые зерна — ≤ 15% по массе.
• Пылевидные и глинистые частицы — ≤ 1% по массе.

Песок допускается природный, дроблёный или из отсевов дробления. Минпорошок — активированный/неактивированный, как правило, карбонатный (известняк, доломит).

Ключевое отличие — вяжущее: для литых смесей применяют теплоустойчивые битумы, ПБВ (полимерно-битумные вяжущие) и специализированные композиции (битум-каучук, резинобитум и др.). Это расширяет температурное окно работы и повышает долговечность.

Производство и транспортировка литого асфальта

Литые смеси изготавливают на асфальтобетонных заводах в специальных асфальтосмесительных установках. Технология в целом схожа с классическими горячими смесями, но температурный режим выше: 190–240 °C в зависимости от типа вяжущего.

Из-за высокой доли вяжущего и высокой температуры материал склонен к расслоению и потере однородности при хранении/перевозке. Поэтому требуется непрерывное перемешивание и подогрев в пути.

Транспортировка осуществляется специализированными машинами — кохерами (термос-миксерами), поддерживающими температуру и гомогенность смеси до момента укладки.

Кохер может также служить мобильной установкой для приготовления смесей для ямочного ремонта с использованием новых материалов, полуфабрикатов или добавлением вторичного асфальтобетона (асфальтовой крошки), что снижает себестоимость.

Классификация литых асфальтобетонных смесей

По назначению

• I тип — верхние слои покрытий магистралей и дорог I–III категории, проезжая часть мостов, эстакад, путепроводов, паркингов. Производится на специализированной установке, доставляется в термосе-миксере, укладывается специальным укладчиком или вручную без уплотнения. Наибольший размер зерна — 15 мм; доля фракции >5 мм — 45–55%.

• II тип (вибролитая смесь) — покрытия дорог I–III категорий, аэродромы, мосты, эстакады. Готовится на обычной установке, доставляется самосвалами, укладывается обычным асфальтоукладчиком с виброуплотнением. Наибольший зерновой размер — 20 мм; >5 мм — 35–50%.

• III тип (вибролитая смесь) — верхний слой основания дорог I–III категорий и аэродромов. Производство/доставка — стандартные, укладка с виброуплотнением. Наибольший размер — 40 мм; >5 мм — 45–65%.

• IV тип — тротуары, полы в помещениях, стяжки, гидроизоляция кровель. Наибольший размер — 5 мм.

• V тип — ямочный ремонт, гидроизоляция, межрельсовое пространство трамвайных путей. Наибольший размер — 20 мм; >5 мм — 35–50%. Допускаются менее строгие требования к исходным материалам (свойства должны соответствовать ремонтируемому покрытию). Транспортировка/укладка — с помощью кохера.

Вибролитая асфальтобетонная смесь — варианты II–III типа. В профессиональной среде порой спорят, относить ли их к «литым»: они доставляются самосвалами, укладываются обычным укладчиком и требуют уплотнения катками, в отличие от «классических» литых смесей I, IV и V типа.

По виду вяжущего

• Литая асфальтобетонная смесь — на теплоустойчивом немодифицированном дорожном битуме.

• Литая полимерасфальтобетонная смесь — на ПБВ; увеличенная устойчивость к деформациям и температурным колебаниям.

• Литая сероасфальтобетонная смесь — комплексное вяжущее «битум+модифицированная сера». Позволяет снизить расход битума и температуру приготовления.

• Литая резиноасфальтобетонная смесь — на резинобитумном вяжущем (с добавкой резиновой крошки) для повышения долговечности и фрикционных свойств; в ряде случаев снижает расход щебня.

Преимущества и недостатки литого асфальта

Покрытия на основе литых смесей формируют тонкий, плотный и шероховатый слой. Ниже — основные плюсы и ограничения при выборе технологии.

Преимущества

• Высокая пластичность и подвижность свежей смеси — качественная «сварка» кромок и отсутствие пустот.

• Низкая пористость и водонепроницаемость; хорошие гидроизоляционные свойства.

• Коррозионная стойкость, трещино- и износостойкость при интенсивном движении.

• Высокая прочность при достаточной эластичности — способность воспринимать деформации основания.

• Долговечность и устойчивость к старению; высокая сопротивляемость колееобразованию и износу шипованными шинами.

• Расширенное температурное окно работ; возможность ремонта при отрицательных температурах.

• Отсутствие виброуплотнения для I, IV и V типов — ускорение и упрощение укладки.

Ограничения

• Низкие начальные фрикционные свойства (из-за избытка вяжущего) — требуется запрессовка чёрного щебня.

• Повышенная стоимость смеси из-за дорогих компонентов и высокой температуры приготовления.

• Необходимость специальной техники (кохеры, финишеры, щебнераспределители) и строгого температурного контроля.

Технология асфальтирования с применением литого асфальта

1. Транспортировка литого асфальта

Смеси I, IV и V типов перевозят кохерами с постоянным перемешиванием и подогревом для предотвращения расслоения и охлаждения. Смеси II–III типа более устойчивы к расслоению, допускается перевозка самосвалами с тентом.

2. Подготовительные работы

Качество нижележащего слоя определяет долговечность покрытия. При неровностях выполняют холодное фрезерование или устраивают выравнивающий слой: до 6 см — мелкозернистая смесь, свыше 6 см — крупнозернистая.

После фрезерования/выравнивания — обработка битумной эмульсией (tack coat). Если укладка литого слоя следует в течение 10 суток после устройства нижнего — подгрунтовка может не выполняться. При устройстве «литой по литому» подгрунтовка обычно не требуется.

Перед укладкой по обеим сторонам выполняют опалубку (деревянную/металлическую) по толщине слоя. Для колесно-рельсовых финишеров опалубка не нужна — её роль выполняют рельсы. Вибролитые смеси II–III типа укладывают обычными укладчиками — без опалубки.

3. Укладка литого асфальта

Работы ведут в сухую погоду: весной при t воздуха не ниже +5 °C, осенью — не ниже +10 °C. Допускается укладка при t до −10 °C при условии, что смесь имеет не менее ≈240 °C и поверхность сухая; для просушки можно использовать инфракрасные нагреватели.

Для I, IV и V типов применяют колесные/гусеничные/колесно-рельсовые финишеры или ручную раскладку в труднодоступных местах. Для II–III — обычные укладчики с виброуплотнением бруса.

4. Уплотнение

Смеси I, IV и V типов не уплотняются катками — они самоуплотняются при остывании. Вибролитые смеси II–III уплотняют вибробрусом укладчика и лёгкими катками при запрессовке щебня.

5. Запрессовка (втапливание) чёрного щебня

Для придания требуемых фрикционных свойств на I и V типах выполняют распределение и запрессовку чёрного щебня сразу после раскладки. Щебень должен иметь t не ниже 100 °C, а поверхность литого слоя — 140–180 °C. Распределение — вручную или щебнераспределителем.

Запрессовка чёрного щебня — операция формирования шероховатости покрытия. Применяют фракции 5(3)–10 мм или 10–15 мм.

Чёрный щебень — щебень, обработанный битумом/эмульсией/дёгтем (вязким или жидким вяжущим), обеспечивающий повышенную адгезию к литой матрице.

Контроль качества и температурные режимы

Ключевой параметр — температура смеси и основания на всех этапах. Ниже — ориентиры для организации контроля.

Готовое покрытие проверяют на равномерность текстуры, отсутствие лунок/волнообразности, адгезию к основанию и фактическую толщину слоя (приемочный контроль).

Экономика и логистика

Литые смеси дороже традиционных из-за повышенной доли вяжущего, высоких температур и требований к технике. Однако в ряде сценариев (мосты, интенсивное движение, холодный сезон, гидроизоляционные задачи) их применение экономически оправдано за счёт долговечности и сокращения простоев.

Использование асфальтовой крошки при приготовлении смесей для ямочного ремонта и мобильные кохеры позволяют снижать себестоимость без критической потери свойств при корректном проектировании рецептуры.

Безопасность и экология

Работы с литыми смесями ведутся при высоких температурах, что требует строгого соблюдения техники безопасности, средств индивидуальной защиты и ограждения зоны работ.

• СИЗ: термостойкие перчатки, очки/щиток, длинноРукавная одежда, обувь с закрытым подъёмом.

• Техника: регулярный контроль систем подогрева и мешалок кохера; исправность датчиков температуры.

• Экология: минимизация проливов, улавливание паров, строгие правила обращения с остатками и промывочными водами.

Краткая историческая справка о литом асфальте

На постсоветском пространстве первые применения литого асфальта относятся к XIX веку. В 1865 году в Санкт-Петербурге литые смеси на природном битуме использовали при устройстве террас Зимнего дворца, а в 1870 году — на улице Малая Садовая и набережной Фонтанки.

Позднее литьевые технологии пришли в Киев, Харьков, Одессу, Житомир и другие города Российской империи. В 1874 году началось применение в Москве, чему способствовало строительство завода асфальтовой мастики у Сызрани.

С запуском в 1914 году производства нефтяного битума в Грозном упростилось приготовление литых смесей, но параллельно широкое распространение получили уплотняемые горячие асфальтобетоны — более дешёвые и технологичные, вследствие чего интерес к литью снизился.

С начала 1970-х литьё вернулось в СССР на волне положительного зарубежного опыта (Германия, Венгрия, Румыния): литые покрытия демонстрировали высокую износостойкость и стойкость к коррозии при интенсивном грузовом движении.

К концу 1970-х развитие замедлилось: дефицит теплоустойчивого битума и мелкого щебня, низкие темпы строительства, дорогая импортная техника. В стране сформировалось «собственное» направление — вибролитьё более жёстких смесей с применением стандартных укладчиков и катков.

В Европе массовое применение началось с середины XX века, в США — первые проекты на нефтяных битумах отмечены ещё в 1876 году. Наибольшее распространение технология получила в Германии, где работают ведущие производители оборудования для приготовления, транспортировки и укладки литых смесей.

Сегодня разработкой стандартов, ТУ и рецептур занимаются профильные ассоциации, крупнейшие из которых:

• IMAA (International Mastic Asphalt Association) — Международная ассоциация производителей литого асфальта.

• EMAA (European Mastic Asphalt Association) — Европейская ассоциация производителей литого асфальта.

FAQ

Чем литой асфальт отличается от обычного горячего асфальтобетона?

Литой содержит больше вяжущего и минпорошка, обладает текучестью и самоуплотняется при остывании; для части типов не требуется работа катками.

Зачем нужна запрессовка чёрного щебня?

Чтобы обеспечить требуемую шероховатость и сцепление с шинами на свежем литом покрытии, где из-за избытка битума фрикция поначалу ниже.

Можно ли укладывать литой асфальт зимой?

Да, при соблюдении температурных режимов смеси/основания, сухой поверхности и наличии кохера для поддержания температуры.

Что такое вибролитая смесь?

Это литые типы II–III, укладываемые обычным укладчиком с виброуплотнением и дополнительной работой катков, в отличие от «классического» литого I, IV, V.

Где литой асфальт наиболее эффективен?

На мостах, развязках, участках с интенсивным трафиком, на объектах с высокими требованиями к гидроизоляции и при холодном ямочном ремонте.