Какво е битум и как влияе на асфалта?

Какво е битум?

Битумът е тъмнокафяв до черен вискозен материал, който се използва като свързващо вещество при производството на асфалтови смеси.

Най-просто казано:

В една типична асфалтова смес преобладават минералните материали — трошен камък, пясък и минерален пълнител. Битумното свързващо вещество е значително по-малка част от общата маса.

Но количеството му не показва колко важен е той.

Битумът трябва да обвие огромна обща повърхност от минерални частици и да участва в поведението на настилката при:

• автомобилно натоварване;
• летни горещини;
• зимно охлаждане;
• многократно огъване и деформация;
• контакт с въздух и вода;
• естествено стареене.

Точно затова изборът на свързващо вещество е част от правилното проектиране на асфалтовата смес.

Битум и асфалт едно и също ли са?

Не.

Това е едно от най-честите обърквания.

Битумът е един от компонентите на асфалтовата смес.

Асфалтът, който се полага на двор, паркинг или път, представлява комбинация от:

• едри минерални фракции;
• по-дребни фракции;
• пясък;
• минерален пълнител;
• битумно свързващо вещество;
• при някои смеси — допълнителни добавки или модификатори.

Различните размери и пропорции на минералните частици образуват носещия скелет на сместа.

Битумът ги покрива и свързва.

Затова две асфалтови смеси могат да съдържат сходен битум и въпреки това да имат съвсем различно поведение заради различната рецептура.

Ако искате да разберете и другата половина на уравнението, вижте подробно как се определя качеството на асфалтовата смес .

ФИГ. 01 · АСФАЛТОВА СМЕС

Каква е ролята на битума в асфалта?

Битумът изпълнява няколко функции едновременно.

1. Свързва минералните частици

При производството на гореща асфалтова смес нагрятото свързващо вещество покрива минералните зърна.

След разстилане и уплътняване те образуват плътна структура.

Минералният скелет поема голяма част от натоварването, а битумът участва в свързването на отделните частици в обща смес.

2. Позволява на настилката да понася деформации

Асфалтът не работи като абсолютно твърда бетонна плоча.

При движение на автомобил настилката понася повтарящи се натоварвания и минимални деформации.

Свойствата на битумното свързващо вещество имат значение за това как сместа реагира на тези натоварвания.

3. Влияе върху поведението при високи и ниски температури

Битумът е чувствителен към температурата.

При затопляне става по-мек.

При охлаждане — по-твърд.

Затова не съществува един универсален битум, който просто е „най-добрият“ за всеки обект.

Подходящото решение зависи от сместа, натоварването и условията на експлоатация.

4. Влияе върху стареенето на асфалтовата смес

С времето характеристиките на битума се променят.

Продължителният контакт с кислород и температурните въздействия постепенно го правят по-твърд.

Затова старият асфалт обикновено не се държи по същия начин като прясно положената смес.

Какво означава битум 50/70?

Това е един от въпросите, по които в интернет има особено много погрешни обяснения.

Това е клас на пътен битум, определен чрез лабораторно изпитване, наречено пенетрация.

При него стандартна игла прониква в проба от битума при определени условия.

Резултатът дава информация за консистенцията на материала.

Следователно:

50/70 описва характеристика на битума, а не температурата, при която асфалтът може да се използва.

Това разграничение е важно.

Понякога клиентът чува:

и приема, че вече знае качеството на бъдещата настилка.

Всъщност още не знае почти нищо за крайния резултат.

Необходимо е да се знаят и:

• типът на асфалтовата смес;
• минералният състав;
• предназначението ѝ;
• конструкцията под нея;
• начинът на полагане;
• постигнатото уплътняване.

Битум 50/70 може да бъде част от добра смес. Но означението 50/70 само по себе си не е гаранция за добра настилка.

ФИГ. 02 · ПЕНЕТРАЦИЯ 50/70

По-твърдият битум по-добър ли е?

Не.

Това е важен практически момент.

По-високата твърдост може да бъде полезна при определени условия и да помага срещу деформации при високи температури и тежко натоварване.

Но прекалено твърдо свързващо вещество при неподходяща рецептура може да увеличи чувствителността към напукване.

По-мекото вяжуще, от друга страна, може да има други предимства, но да бъде неподходящо при тежко и бавно движещо се натоварване.

Затова професионалният въпрос не е:

Какво е полимерно модифициран битум (PMB)?

При полимерно модифицирания битум към базовото свързващо вещество се добавят полимери, които променят определени негови свойства.

Целта е материалът да получи характеристики, подходящи за по-взискателни условия.

PMB може да бъде използван при конструкции, при които има например:

• по-високо натоварване;
• тежки превозни средства;
• интензивно движение;
• бавно движение и маневриране;
• по-висок риск от коловози;
• специални изисквания към настилката.

Но тук има нещо много важно:

Ако под асфалта има:

• неуплътнена основа;
• движение на земната основа;
• задържане на вода;
• неправилно оформени нива;
• прекалено тънка или неподходяща конструкция,

по-скъпото свързващо вещество няма да отстрани тези проблеми.

То решава определен технически въпрос, а не всички възможни проблеми на обекта.

По-подробно сме разгледали темата в Асфалт с полимери – кога PMB има реално предимство .

Какво е битумна емулсия?

Битумната емулсия не трябва да се бърка с битума, който е част от горещата асфалтова смес.

При емулсията много малки частици битум са диспергирани във вода с помощта на емулгиращ агент .

Това позволява материалът да се използва при редица технологични операции без необходимостта да се работи като с обикновен горещ битум.

В зависимост от продукта и технологията битумни емулсии могат да се използват например при:

• свързване между асфалтови слоеве;
• някои видове повърхностна обработка;
• ремонтни технологии;
• определени поддържащи дейности.

Следователно:

„битум в асфалта“ и „битумна емулсия“ не са две имена за едно и също нещо.

Как температурата влияе на битума?

Температурата има значение както по време на изпълнението, така и след години експлоатация.

При полагане

Асфалтовата смес трябва да остане достатъчно обработваема, за да може да бъде:

1. транспортирана;
2. разстлана;
3. оформена;
4. уплътнена в подходящия момент.

Когато сместа губи температура, прозорецът за качествено уплътняване постепенно се стеснява.

Това е една от причините температурата при полагане да има толкова голямо значение.

Именно затова имаме отделно практическо ръководство за температурата при полагане на асфалт .

След полагането

В експлоатация битумното свързващо вещество продължава да реагира на температурата.

През лятото настилката се нагрява и свързващото вещество става по-меко.

При студ — по-твърдо.

Това е нормално.

Проблемът не е самата промяна на температурата.

Проблем възниква, когато характеристиките на сместа и конструкцията не съответстват на реалните условия и натоварване.

Защо битумът старее?

Битумът не запазва абсолютно еднакви свойства през целия живот на настилката.

Част от стареенето започва още при производството и полагането на горещата смес, когато свързващото вещество е изложено на висока температура и въздух.

След това процесът продължава постепенно в експлоатация.

С течение на времето битумът обикновено става по-твърд и губи част от първоначалната си способност да реагира на деформации.

Но има един много важен практически извод:

Причината може да бъде:

• движение или пропадане на основата;
• недостатъчно уплътняване;
• проникване или задържане на вода;
• неправилно оразмерена конструкция;
• прекомерно натоварване;
• стара пукнатина от долен слой;
• стареене на асфалтовата смес;
• комбинация от няколко фактора.

Затова качествената диагностика започва с въпроса:

а не:

Може ли да познаете добрия битум по цвета на асфалта?

Не.

Това е едно от най-полезните неща, които клиентът може да знае.

Новата настилка може да бъде:

• черна;
• гладка;
• равна;
• визуално много красива,

и това пак да не ви казва какъв битум е използван.

Само по външния вид не можете надеждно да определите:

• класа на битума;
• количеството му в рецептурата;
• минералния състав на сместа;
• дали сместа е подходяща за натоварването;
• дали основата под нея е достатъчно стабилна;
• дали е постигната необходимата степен на уплътняване.

Това е причината снимка на прясно положен асфалт да показва качеството на външния вид, но не непременно качеството на цялата конструкция.

Истинската разлика често започва да се вижда по-късно.

Какво гледаме ние на реален обект преди да говорим за битум?

Когато оглеждаме обект за асфалтиране, изборът на битум не е първият въпрос.

Преди него има няколко много по-практични.

ФИГ. 03 · ПРОВЕРКА НА ОБЕКТА

Една и съща асфалтова смес може да даде два различни резултата

Представете си два двора.

Използвана е сходна асфалтова смес.

Битумът може да бъде абсолютно еднакъв.

Но поведението на двете настилки няма да бъде еднакво.

Това е един от най-важните принципи при професионалното полагане на асфалт :

Какво да попитате фирмата вместо „Хубав ли ви е битумът?“

Самият въпрос не е грешен.

Проблемът е, че отговорът:

не ви дава практически никаква информация.

По-полезни са следните въпроси:

50/70 или PMB — какво да изберете за двор?

Няма универсален отговор.

Именно затова не бихме препоръчали клиентът сам предварително да избира битум само от таблица в интернет.

При двор с нормално движение на леки автомобили може да няма техническа или икономическа причина да се използва решение, предназначено за значително по-тежко натоварване.

Но ако имаме:

• често движение;
• тежки автомобили;
• специфично маневриране;
• особености на конструкцията;
• други натоварващи фактори,

изискванията към асфалтовата смес могат да се променят.

По-разумната последователност е:

Не:

А за паркинг?

При паркинг натоварването обикновено е по-различно от това в частен двор.

Освен преминаване на автомобили има:

• потегляне;
• спиране;
• завиване;
• маневриране;
• продължително статично натоварване;
• понякога по-тежки превозни средства.

Точно затова при един паркинг изборът на конструкция и асфалтова смес трябва да бъде съобразен с реалното движение, а не само с квадратурата.

Два паркинга по 500 м² могат да изискват различно решение, ако единият се използва от леки автомобили, а другият ежедневно приема бусове и доставки.

Може ли добрият битум да спаси лоша основа?

Не.

Това заслужава отделен отговор, защото е една от най-важните заблуди.

Ако основата под асфалта:

• пропада;
• не е добре уплътнена;
• задържа вода;
• не носи натоварването,

горният слой в крайна сметка ще бъде принуден да следва деформациите отдолу.

По-качествената асфалтова смес може да има по-добри характеристики.

Но тя не може да превърне нестабилната основа в стабилна.

Може ли повече битум да направи асфалта по-здрав?

Също не.

Асфалтовата смес е рецептура.

Идеята не е да има „колкото може повече битум“.

Прекалено малкото или прекалено многото свързващо вещество могат да променят поведението на сместа.

Затова правилното съдържание се определя според:

• минералните фракции;
• вида смес;
• предназначението;
• изискваните характеристики.

Това е още една причина качеството да не може да се оценява само с простото:

Често задавани въпроси за битума