Какой щебень подходит для асфальта, критерии выбора щебня для асфальтобетона

Щебень один из главных компонентов асфальтобетонной смеси. Именно от его качества зависят прочностные и эксплуатационные свойства дорожного покрытия, устойчивость к нагрузкам и долговечность. Кроме того, данный материал напрямую влияет на сцепление автомобильных шин с дорогой, что определяет безопасность движения. По этой причине требования, предъявляемые к щебню для производства асфальта, отличаются повышенной строгостью.

Типы асфальтобетона по содержанию щебня

В зависимости от процентного содержания щебня асфальтобетонные смеси подразделяются на несколько типов:

• Тип А — содержание щебня составляет 50–60%;
• Тип Б — 40–50%;
• Тип В — 30–40%.

В щебеночно-мастичном асфальтобетоне, относящемся к усовершенствованным покрытиям, доля щебня увеличена до 70–80%. Такое покрытие обладает повышенной упругостью и устойчивостью к расслоению.

Требования к щебню по типам асфальтобетона.

Параметр	Тип А	Тип Б	Тип В	ЩМА
Содержание щебня	50–60%	40–50%	30–40%	70–80%
Лещадность (группа)	I–II (до 15%)	III (до 25%)	IV (до 35%)	I–II (до 15%)
Марка по дробимости (магматические и метаморфические)	от М1200	от М1200	от М800	от М1200
Марка по дробимости (осадочные)	—	от М1000	от М600	—
Марка по истираемости	И1 (до 25%)	И1–И2 (25–35%)	И3 (35–45%)	И1
Морозостойкость (умеренная зона)	F50 и выше	F50 и выше	F50 и выше	F50 и выше
Содержание пылевидных и глинистых частиц	≤ 0,5%	≤ 0,5%	≤ 0,5%	≤ 0,5%
Содержание зерен слабых пород (при М1000–М1400)	≤ 5%	≤ 5%	≤ 10%	≤ 5%

Ключевые характеристики щебня для асфальта

При выборе щебня для производства асфальта необходимо учитывать целый ряд характеристик, большинство из которых регулируется ГОСТ 9128-2013 (для асфальтобетонных смесей) и ГОСТ 8267-93 (для щебня в строительных работах).

Вид горной породы. Для изготовления асфальтобетона оптимально подходят породы магматического происхождения: гранит, диорит, габбро, базальт, диабаз, сиенит. Они обладают достаточной прочностью, износоустойчивостью, высокой морозостойкостью и способны выдерживать значительные нагрузки.

Неплохими характеристиками обладают также некоторые метаморфические породы — серпентинит и амфиболит. По прочности и морозостойкости они не уступают популярным граниту или габбро. Амфиболит в отдельных случаях превосходит некоторые магматические разновидности и часто применяется при изготовлении асфальта для взлетных полос.

Щебень из осадочных пород (известняка, доломита, песчаника, брекчии) в дорожном строительстве используется реже, однако, широко применяется для асфальтирования дворов, пешеходных дорожек, тротуаров и дорог низких категорий. Это связано с более доступной ценой. Для ответственных работ следует выбирать разновидности с высокими показателями прочности и морозостойкости.

Сравнение пород щебня для асфальта.

Порода	Прочность при сжатии, МПа	Морозостойкость	Лещадность (типичная группа)	Адгезия к битуму	Применение в асфальте	Ориентировочная стоимость
Гранит	100–250	F200–F300	I–II	Удовлетворительная	Трассы с интенсивным движением, верхние слои	Высокая
Габбро	150–280	F200–F300	I–II	Хорошая	Трассы с интенсивным движением, взлетные полосы	Высокая (дороже гранита)
Диорит	100–250	F200–F300	II	Хорошая	Шоссе с небольшим трафиком, подъездные дороги	Средняя
Базальт	150–300	F200–F300	I–II	Хорошая	Трассы с интенсивным движением, верхние слои	Высокая
Амфиболит	100–250	F200–F300	II	Хорошая	Шоссе, взлетные полосы	Средняя
Серпентинит	100–200	F150–F250	III	Удовлетворительная	Пешеходные дорожки, дворы, дороги низких категорий	Средняя
Известняк	80–100	F100–F150	III–IV	Хорошая	Дворы, тротуары, дорожки (при прочности не ниже М600)	Низкая

Фракция. Согласно ГОСТу, в состав асфальтобетона должны входить частицы с размерами 40 мм, 20 мм, 15 мм, 10 мм и 5 мм. Оптимальный состав асфальта обеспечивают следующие фракции щебня: 5–10, 5–15, 5–20, 10–15, 10–20, 15–20 и 20–40 мм.

По зерновому составу асфальтобетон разделяют на:

• Крупнозернистый (с максимальным размером частиц 40 мм). Для его изготовления чаще всего используется фракция 20–40, а более мелкий щебень (5–10, 5–20, 10–20) добавляется для увеличения плотности.
• Мелкозернистый (до 20 мм). Основу составляют фракции 5–20 и 10–20, также могут добавляться 5–15, 10–15, 15–20 для улучшения зернового состава.

Крупнозернистые смеси применяются для создания нижних слоев асфальтового покрытия, обеспечивая прочность и упругость. Сверху полотно заливают мелкозернистым асфальтобетоном для получения ровного покрытия и равномерного распределения нагрузки.

Фракции щебня и их назначение.

Фракция, мм	Тип	Назначение в асфальтобетоне
5–10	Стандартная	Мелкозернистый асфальт, верхние слои, добавка для плотности
5–15	Нестандартная	Регулирование зернового состава мелкозернистых смесей
5–20	Стандартная	Мелкозернистый асфальт, верхние слои
10–15	Нестандартная	Регулирование зернового состава
10–20	Стандартная	Мелкозернистый асфальт, основа верхнего слоя
15–20	Нестандартная	Регулирование зернового состава
20–40	Стандартная	Крупнозернистый асфальт, нижние слои покрытия

Лещадность. Оптимальная форма щебня для асфальта кубическая и тетраэдрическая. Такие камни хорошо трамбуются и уплотняются. Однако, в процессе дробления породы могут образовываться игловидные и плоские частицы — лещадные зерна.

Государственные стандарты строго регламентируют содержание таких зерен в асфальтобетоне:

• до 15% для типа А (I и II группы по лещадности);
• до 25% для типа Б (III группа);
• до 35% для типа В (IV группа).

Чем меньше лещадность, тем плотнее и прочнее получается асфальт. Для автомагистралей с интенсивным трафиком рекомендуется использовать материал первой группы. Для покрытия двора или дорожек вполне подойдет щебень со средней лещадностью, который стоит дешевле.

Адгезия. Адгезия щебня — способность щебня сцепляться с поверхностью битума. Она обеспечивается шероховатостью поверхности и разницей электрических потенциалов камня и вяжущего вещества. Для проверки адгезии образец обрабатывают битумом, а после высыхания опускают в кипящую воду на 30 минут. Если вяжущий компонент не отлипает, адгезия считается хорошей. Если поверхность камня оголяется наполовину — удовлетворительной. Материал с отставанием битума более чем на 50% для асфальта не подходит.

Прочность. Прочность щебня определяется путем механического раздавливающего действия в лабораторных условиях. Образец сжимают в цилиндре с определенной силой, после чего определяют два параметра: давление, необходимое для разрушения зерен, и потерю массы после отсеивания мелких частиц (марку по дробимости).

Прочность при сжатии магматических и метаморфических пород должна быть не менее 100–120 МПа. Для осадочных допускаются показатели 80–100 МПа. Марку по дробимости выбирают в зависимости от типа асфальта:

• тип А от М1200;
• тип Б от М1200 (для осадочных пород от М1000);
• Бх (холодный асфальт) от М1000 (для осадочных — от М800);
• тип В от М800 (для осадочных от М600).

Использование щебня с низкой маркой по дробимости приводит к быстрому разрушению покрытия под давлением транспорта, появлению дефектов и, со временем, ям.

Истираемость. Асфальтовое покрытие постоянно подвергается динамическим нагрузкам. Устойчивость к таким воздействиям определяется маркой по истираемости. Испытания проводят в барабанах с металлическими шариками, затем подсчитывают потерю массы и присваивают марку:

• тип А — И1 (до 25% потери массы);
• тип Б — И1 или И2 (25–35%) для осадочных пород;
• Бх — И2;
• тип В — И3 (35–45%).

На истираемость влияет прочность щебня: показатель выше у гранита, базальта, амфиболита и ниже у серпентинита, известняка.

Морозостойкость. Морозостойкость щебня определяет устойчивость асфальтового покрытия к перепадам температур. Влага, попадающая в поры и трещины, при замерзании расширяется и постепенно разрушает покрытие. Чем меньше пустот, тем дольше прослужит дорога или тротуар.

Для строительства в тропической, субтропической и умеренной зонах морозостойкость щебня должна быть не ниже F50. Для дорожного строительства часто используют камни с более высокими показателями. Морозостойкость во многом зависит от прочности щебня: у магматических и метаморфических пород она в среднем составляет F200–F300, у осадочных F100–F150.

Содержание зерен слабых пород. В щебне почти всегда присутствуют примеси других, более слабых пород. Чем прочнее исходный материал, тем меньше таких включений.

Согласно ГОСТу, при прочности материала М1000–М1400 содержание зерен слабых пород не должно превышать 5% от общей массы, а при М400–М800 до 10%. Слабые зерна щебня разрушаются под воздействием ударов и давления, что ведет к нарушению целостности асфальтового покрытия.

Содержание пылевидных частиц и комков глины. Глина и пылевидные частицы попадают в щебень во время добычи или образуются в процессе дробления. Их избыток повышает водопоглощение щебня, ухудшает сцепление с битумом и снижает морозостойкость и прочность асфальтобетона.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне для асфальта не должно превышать 0,5%. При превышении нормы материал промывают, что влечет дополнительные затраты. Меньше всего примесей в щебне из прочных магматических пород (гранитном, диоритовом, габбро).

Водопоглощение. Способность поглощать воду свойственна любой горной породе. Наибольшее водопоглощение у разновидностей щебня с высокой пористостью (туф, известняк, песчаник), наименьшее у плотных магматических пород. Высокий показатель водопоглощения снижает прочность и морозостойкость материала.

Для снижения параметра щебень иногда обрабатывают кремнийорганическими жидкостями, жидким битумом или отработанным машинным маслом. Такая методика применяется при создании покрытий на взлетных полосах и автомагистралях в регионах с высоким уровнем осадков или на заболоченной местности.

Насыпная плотность. Насыпная плотность показывает, какой объем занимает определенная масса щебня при свободной засыпке. Данный показатель важен для расчета количества транспорта для перевозки и перевода кубометров в килограммы и наоборот.

В среднем насыпная плотность составляет 1500 кг/м³, но может варьироваться от 1300 до 1600 кг/м³ в зависимости от вида щебня и фракции. Точные значения следует проверять по сертификату.

Радиоактивность. Некоторые магматические породы, в первую очередь гранит, обладают природной радиоактивностью. Для безопасности перед использованием материала в асфальтобетоне следует проверить показатель радиоактивности. Существует несколько классов радиоактивности, регулируемых ГОСТом:

• до 370 Бк/кг — можно применять для любого асфальтобетона;
• до 740 Бк/кг — не желательно использовать для дорог в пределах жилой зоны;
• до 1500 Бк/кг — подходит для асфальтирования дорог вне жилых массивов, городов и сел.

Щебень с более высокими показателями можно применять лишь по согласованию с санитарно-эпидемиологической службой.

Нормативная база

При производстве и приемке щебня для асфальтобетона применяются следующие нормативные документы.

ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия». Основной стандарт, регулирующий требования к асфальтобетонным смесям. Устанавливает классификацию смесей по наибольшему размеру минеральных зерен (крупнозернистые до 40 мм, мелкозернистые до 20 мм, песчаные до 10 мм), по остаточной пористости (высокоплотные, плотные, пористые, высокопористые), по содержанию щебня (типы А, Б, В) и по маркам. Определяет зерновые составы минеральной части для каждого типа смеси.

ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия». Устанавливает требования к щебню и гравию, применяемым в строительных работах, в том числе для производства асфальтобетона. Регламентирует зерновой состав фракций (полные остатки на контрольных ситах), группы по содержанию лещадных зерен, марки по дробимости для изверженных, осадочных и метаморфических пород, марки по морозостойкости, содержание пылевидных и глинистых частиц, а также порядок отбора проб и приемки.

ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия». Распространяется на горячие щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА), применяемые для устройства верхних слоев покрытий автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей. Устанавливает требования к зерновому составу ЩМА-20, ЩМА-15 и других типов, а также к содержанию щебня (70–80%).

ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний». Определяет методы испытаний щебня в составе асфальтобетонных смесей, включая определение адгезии битума к поверхности щебня (раздел 28), испытания на прочность при сжатии при температурах 50 °C и 20 °C, определение слеживаемости холодных смесей и другие виды испытаний.

ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов». Регламентирует методику определения удельной эффективной активности естественных радионуклидов (Аэфф) в строительных материалах, включая щебень. На основании полученных значений устанавливается класс радиоактивности, определяющий допустимые области применения материала.

ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия». Устанавливает требования к вязким нефтяным дорожным битумам, применяемым в качестве вяжущего в асфальтобетонных смесях. Определяет марки битума (БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300 и др.), глубину проникания иглы, температуру размягчения, растяжимость и другие показатели.

Сводная таблица нормативных документов.

Документ	Область применения
ГОСТ 9128-2013	Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон
ГОСТ 8267-93	Щебень и гравий из плотных горных пород
ГОСТ 31015-2002	Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА)
ГОСТ 12801-98	Методы испытаний материалов на органических вяжущих
ГОСТ 30108-94	Радиоактивность строительных материалов
ГОСТ 22245-90	Битумы нефтяные дорожные вязкие

Соблюдение требований перечисленных нормативных документов обеспечивает получение асфальтобетонных покрытий с заданными эксплуатационными характеристиками и их соответствие современным стандартам качества дорожного строительства.

Какой щебень подходит для асфальтобетона

Оптимальными вариантами для создания асфальтобетона являются:

• Габбро фракций 5–10 и 10–15, а также гранитный щебень фракций 5–10, 5–20 и 20–40 для асфальтирования трасс с интенсивным движением.
• Амфиболитовый щебень фракций 10–20 и 20–40, гранитный 10–20 и диоритовый 5–20 для шоссе с небольшим трафиком (дороги между домами, подъездные пути), так как они относятся ко II группе по лещадности.
• Габбро 15–20, диоритовый 20–40, серпентинитовый 5–20 и 20–40, известняковый 5–20 и 20–40 для асфальтирования пешеходных дорожек и дворов (III и IV группы по лещадности).

Какой щебень не подходит для асфальтобетона

Не весь щебень пригоден для производства асфальтобетона. Если не учитывать требования к материалу, покрытия получатся слабыми и быстро выйдут из строя, что потребует дополнительных затрат на ремонт. Для асфальтобетона не рекомендуется использовать:

• Известняк с высокой пористостью и низкой прочностью (ниже М600). В пористом материале накапливается влага, он быстрее разрушается под воздействием низких температур. Карбонатные породы содержат растворимые соли, что ведет к низкой водостойкости.
• Песчаник, ракушечник и туф — слабые осадочные породы, не выдерживающие больших нагрузок. Ракушечник и туф — высокопористые материалы, поэтому они совсем не подходят для асфальта.
• Мрамор — недостаточно прочный, имеет низкую морозостойкость, доступен не во всех регионах и иногда стоит дорого.
• Кварц — прочный минерал, но встречается редко, ценится за внешний вид и имеет высокую цену, поэтому добавлять кварцевый щебень в асфальт нерационально.
• Гравий — образуется вследствие природного выветривания скальных пород. Гравийный щебень не подходит для трасс с интенсивным движением. Для асфальта во дворах и пешеходной зоне он вполне годится, но перед закупкой следует внимательно проверять его характеристики.

Региональные особенности Великого Новгорода и Новгородской области

Великий Новгород и Новгородская область расположены в умеренной климатической зоне, для которой характерны перепады температур и достаточное количество осадков, что предъявляет особые требования к морозостойкости щебня, используемого в дорожном строительстве: показатель должен быть не ниже F50, а для ответственных участков еще выше.

На территории Новгородской области разведаны месторождения карбонатных пород, пригодных для производства строительного камня. На базе этих месторождений работает Угловский известковый комбинат, выпускающий щебень для автодорожного строительства. В регионе также ведется добыча щебня из валунов и гравия, который после промывки пригоден для приготовления асфальтобетонов.

Для ответственных дорожных работ в Новгородской области используется более прочный щебень породы габбро и отсев дробления, которые подрядчики приобретают в Карелии. Гранитный и известняковый щебень различных фракций (5–10, 5–20, 20–40, 40–70) доступен у местных поставщиков с доставкой до объекта.

Для дорожного строительства в Великом Новгороде рекомендуется использовать щебень с высокими показателями морозостойкости и прочности, отдавая предпочтение магматическим и метаморфическим породам, в том числе привозным из соседних регионов.

Как проверить качество щебня при покупке

Проверка качества щебня при покупке — ключевой этап, от которого зависит долговечность будущего асфальтового покрытия. Ниже приведен практический порядок действий.

Запросите паспорт качества. Каждая поставка щебня должна сопровождаться паспортом качества — это основной документ, подтверждающий соответствие материала требованиям ГОСТ. В паспорте должны быть указаны:

• номер и дата выдачи документа;
• обозначение категории щебня;
• марка по морозостойкости;
• марка по дробимости;
• группа по лещадности;
• содержание пылевидных и глинистых частиц;
• удельная эффективная активность естественных радионуклидов (Аэфф);
• обозначение стандарта (ГОСТ 8267-93);
• штамп предприятия-изготовителя.

Если поставщик не может предоставить паспорт качества, это серьезный повод усомниться в происхождении и характеристиках материала.

Проверьте соответствие заявленной фракции. Визуально оцените щебень: размер зерен должен соответствовать заявленной фракции. Согласно ГОСТ 8267-93, полные остатки на контрольных ситах должны соответствовать нормативным значениям: на сите d от 90 до 100%, на сите 0,5(d+D) от 30 до 60%, на сите D до 10%, на сите 1,25D до 0,5%. Если щебень визуально содержит много зерен, заметно выходящих за пределы заявленной фракции, это признак нарушения технологии рассева.

Оцените форму зерен (лещадность). Кубическая и тетраэдрическая форма зерен обеспечивает лучшее уплотнение и прочность асфальта. Игловидные и плоские (лещадные) зерна снижают эти показатели. Согласно ГОСТ 8267-93, щебень подразделяется на пять групп по содержанию лещадных зерен: I группа до 10%, II от 10 до 15%, III от 15 до 25%, IV от 25 до 35%, V от 35 до 50%. Для асфальта типа А рекомендуются I–II группы, для типа Б — III, для типа В — IV.

Проверьте чистоту материала. Содержание пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 0,5%. Визуально загрязненный щебень (светлый налет, комки глины) — признак низкого качества. Такой материал хуже сцепляется с битумом и быстрее разрушается. При необходимости закажите лабораторное испытание на содержание примесей.

Закажите лабораторные испытания. Для ответственных объектов рекомендуется провести независимые лабораторные испытания по следующим показателям:

• Марка по дробимости — определяется путем сжатия образца в цилиндре с определенной силой с последующим отсеиванием мелких частиц.
• Марка по истираемости — испытание в барабане с металлическими шариками с подсчетом потери массы.
• Адгезия к битуму — образец обрабатывают битумом и опускают в кипящую воду на 30 минут. Если битум отстает более чем на 50% поверхности, материал не подходит.
• Морозостойкость — циклическое замораживание и оттаивание с оценкой потери прочности.
• Радиоактивность — определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов (Аэфф).

Для проверки соответствия щебня требованиям стандарта от каждой партии или поставки отбирают точечные пробы. Отбор проб из транспортных средств производится в соответствии с ГОСТ 8267-93. Потребитель имеет право производить контрольную проверку качества щебня.

Обратите внимание на условия хранения и транспортировки. Щебень разных фракций должен храниться раздельно, чтобы избежать пересортицы. При транспортировке в открытых кузовах возможно загрязнение материала. Если щебень доставлен в загрязненном виде, требуется дополнительная промывка, что влечет дополнительные затраты.

Сравните показатели с нормативными требованиями. Итоговая проверка сводится к сопоставлению фактических характеристик щебня с требованиями ГОСТ 9128-2013 и ГОСТ 8267-93. Для асфальта типа А прочность должна быть от М1200, лещадность до 15%, истираемость И1. Для типа Б допускается прочность от М1000 (для осадочных пород), лещадность до 25%, истираемость И1–И2. Для типа В прочность от М800 (для осадочных от М600), лещадность до 35%, истираемость И3.

Щебень для асфальта — материал, от качества которого напрямую зависит долговечность и безопасность дорожного покрытия. При выборе следует ориентироваться на вид горной породы, фракцию, лещадность, адгезию, прочность, истираемость, морозостойкость и другие нормируемые характеристики.

Для ответственных дорожных работ в условиях умеренного климата, характерного для Великого Новгорода, оптимальным выбором являются магматические и метаморфические породы с высокими показателями прочности и морозостойкости. Соблюдение нормативных требований и учет региональной специфики позволяют создавать асфальтобетонные покрытия, способные выдерживать интенсивные нагрузки и негативное воздействие окружающей среды на протяжении длительного срока эксплуатации.

В Великом Новгороде и Новгородской области купить гранитный щебень с доставкой, подходящий для асфальта, можно у ГК «Земстрой-Н». У нас в наличии на складе в городе всегда имеются различные виды и фракции щебня. Дополнительно, мы всегда готовы проконсультировать вас по возможности использования щебня для асфальтобетона на вашем объекте.