Когда керны асфальтобетона не дотягивают до требований, причина чаще кроется в дне укладки, чем в испытании: смесь остыла до начала укатки, слой был слишком тонким для крупности заполнителя, кромка у стыка осталась без опоры или эталонная плотность не соответствовала смеси. В этом руководстве мы объясняем, как определяется коэффициент уплотнения асфальтобетона, почему он важен и как избежать низких результатов. Методы испытаний описаны в руководстве Испытания кернов асфальта и горячей смеси; для грунтов, где эталоном служит испытание по Проктору, см. Метод песчаного конуса и коэффициент уплотнения.

Два эталона — две шкалы

Любой результат по керну начинается с объёмной плотности керна, определяемой в лаборатории по TS EN 12697-6:2020. Её сравнивают с одним из двух эталонов, и спецификация должна указывать, с каким именно:

Процент от плотности образцов Маршалла. Коэффициент уплотнения (%) = объёмная плотность керна / объёмная плотность образцов Маршалла × 100. Образцы уплотняют по TS EN 12697-30:2019 с числом ударов, установленным спецификацией, из смеси утверждённого состава или, что лучше, из горячей смеси, отобранной в тот же день.
Процент от максимальной плотности (воздушные пустоты). Максимальная плотность — это плотность смеси без воздушных пустот; её определяют по TS EN 12697-5. Содержание воздушных пустот (%) = (максимальная плотность − объёмная плотность) / максимальная плотность × 100, как определено в TS EN 12697-8.

Шкалы различаются, потому что образец Маршалла не беспустотный. Пример: если в образцах Маршалла 4% воздушных пустот, их плотность составляет 96% от максимальной, и керн с 97% от плотности Маршалла имеет около 0,97 × 96 ≈ 93% от максимальной плотности, то есть около 7% пустот. Один и тот же керн может удовлетворять требованию «97% от Маршалла» и при этом находиться у предела по пустотам. В протоколах мы указываем эталон, его источник и значение; если спецификация опирается на максимальную плотность, используемое значение нужно согласовать заранее.

Эталон	Что означает 100%	Может ли результат превысить 100%?
Плотность образцов Маршалла	Плотность, достигаемая лабораторным уплотнением	Да, если уплотнение на объекте превышает лабораторное или эталон непредставителен
Максимальная плотность	Смесь без воздушных пустот	Нет; это указывает на неверный эталон или ошибку испытания

Почему уплотнение важно

Многочисленные сообщающиеся пустоты пропускают в слой воду и воздух. Вода ослабляет сцепление битума с заполнителем, воздух ускоряет старение битума, на поверхности начинается выкрашивание, снижается усталостный ресурс. Опубликованные ориентиры, каждый в своём контексте:

NCHRP Report 531 (Brown, Hainin, Cooley, Hurley, 2004) показал, что содержание воздушных пустот на месте — наиболее значимый фактор водопроницаемости, и рекомендует около 6–7% или ниже.
Roberts и соавт., Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design, and Construction (2-е изд., NAPA, 1996), указывают, что в плотных смесях содержание воздушных пустот в течение срока службы не должно превышать 8% и опускаться ниже 3%; слишком малая пустотность способствует колееобразованию и выпотеванию битума.
Linden, Mahoney и Jackson (1989) предложили эмпирическое правило: каждый 1% пустот сверх примерно 7% сокращает срок службы покрытия примерно на 10%. Это оценка одного исследования, применять её следует с осторожностью.

Температура, толщина слоя и крупность заполнителя

Асфальтобетон можно уплотнить, только пока битум достаточно подвижен, чтобы зёрна заполнителя могли перемещаться. Низкая температура смеси при доставке, задержка первого прохода катка, ветер и холодное или влажное основание сокращают это время, особенно в зимние дни на Кипре. Тонкие слои остывают быстрее всего; в NCHRP Report 531 отмечается, что для более толстых слоёв остывание, как правило, не проблема. Минимальные температуры задают спецификация и поставщик битума, а подрядчик ведёт их запись.

По толщине слоя NCHRP Report 531 рекомендует не менее 3 номинальных максимальных размеров зерна (NMAS) для смесей с «мелкой» гранулометрией (fine-graded) и не менее 4 — для смесей с «крупной» гранулометрией (coarse-graded) и ЩМА (SMA). Для смесей по EN верхний размер сита D в обозначении (например, AC 16 по TS EN 13108-1) служит рабочим приближением NMAS, хотя определяются они по-разному. Слой толщиной 40 мм из крупнозернистой смеси AC 16 составляет лишь 2,5 D: меньше рекомендуемого, и уплотнить его труднее.

Укатка, кромки и стыки

Первичная укатка сразу за асфальтоукладчиком. Основную работу выполняют первые проходы, пока смесь наиболее горячая.
Схема укатки по пробному участку. Число проходов, типы катков и их порядок лучше всего устанавливать на пробном участке с контролем по кернам.
Осторожно с вибрацией. На тонких слоях или остывшей смеси вибрация может дробить заполнитель или разуплотнять слой вместо уплотнения; многие спецификации её ограничивают.
Кромки и продольные стыки. Кромка без опоры расползается под катком, а холодная сторона стыка остывает до укладки соседней полосы. Обычно именно здесь плотность покрытия наименьшая, поэтому уплотнению стыка нужна отдельная технология.

Причины в смеси и в эталоне

Низкая плотность — не всегда проблема укатки. Отклонение зернового состава или содержания битума от рабочего состава смеси (JMF), которые проверяют по ASTM D2172/D2172M-26 и TS EN 12697-2:2025, меняет поведение смеси при уплотнении; например, смесь с недостатком битума жёстче и хуже уплотняется. Сегрегированные участки с избытком крупных зёрен, часто в конце выгрузки самосвала или у крыльев укладчика, имеют открытую текстуру и низкую плотность. Смесь на модифицированном битуме требует более высоких температур и адаптированной схемы укатки.

Результат выше 100% от плотности Маршалла — предупреждение, а не бонус. Обычно эталон не соответствует смеси: образцы взяты из другого дня или другой смеси, уплотнены при неправильной температуре, либо смесь изменилась после подбора состава. Относительно максимальной плотности результат выше 100% физически невозможен.

Как выбирают и испытывают керны

Случайные или целевые точки. Приёмочные керны отбирают в случайно выбранных точках в пределах каждой партии (лота), как её определяет спецификация. Керны с видимого дефекта или с продольного стыка отвечают на другие вопросы и указываются отдельно.
Правильная методика определения объёмной плотности. TS EN 12697-6:2020 предусматривает методики для сухого образца, водонасыщенного образца с сухой поверхностью (SSD), образца в герметичной оболочке и по геометрическим размерам; приложение A помогает выбрать методику по содержанию пустот и текстуре поверхности (издание 2020 года ограничивает сухую методику образцами с пустотностью до 7%). У кернов с открытой текстурой или высокой пустотностью при методике SSD вода вытекает из открытых к поверхности пустот, и плотность получается завышенной; тогда уместна методика с герметизацией образца. Методика указывается в протоколе.
Только целые керны. Треснувший или деформированный керн, а также керн с расслоившимися слоями не даёт достоверной плотности; мы отмечаем это и рекомендуем отобрать керн взамен. Керны, выбуренные с водой, высушивают до постоянной массы, каждый слой отпиливают и испытывают отдельно.

Если керны не проходят

Один низкий керн ещё не означает, что дорога не принята, а один хороший керн её не оправдывает. Если результаты ниже предела:

определите границы дополнительными кернами вокруг слабой точки и по всей партии, чтобы отделить локальные дефекты (стык, кромка, сегрегация) от системной проблемы;
проверьте эталон: какая плотность, за какой день и для какой смеси использовалась и определялась ли объёмная плотность по той же методике;
оценивайте толщину и плотность вместе: тонкие участки уплотняются хуже;
в следующие дни укладки отбирайте пробы горячей смеси для ежедневной эталонной плотности Маршалла, как описано в руководстве Испытания кернов асфальта и горячей смеси.

Что будет дальше — приёмка с условиями, дополнительное обследование или ремонт, — решают дорожная администрация и инженер технического надзора в рамках контракта.

Чем мы можем помочь

Мы выбуриваем керны асфальтобетона алмазными коронками с водяным охлаждением, измеряем толщину слоёв по TS EN 12697-36:2022 и объёмную плотность по TS EN 12697-6:2020. Во время укладки отбираем пробы горячей смеси по TS EN 12697-27:2018, изготавливаем образцы Маршалла по TS EN 12697-30:2019 для ежедневного эталона и проверяем содержание битума и зерновой состав на соответствие рабочему составу смеси. Каждый протокол содержит код проверки (см. Как читать и проверять протокол испытаний). Состав услуги описан на странице отбора кернов асфальтобетона и испытаний горячей смеси; присылайте спецификацию и график укладки через нашу страницу контактов.

Часто задаваемые вопросы

Наши керны дают 97% от Маршалла, но говорят, что пустот слишком много. Как так?

Верно может быть и то и другое: образец Маршалла уже содержит пустоты, поэтому 97% от плотности Маршалла может означать около 7% пустот или больше (см. пример выше). Проверьте, какой эталон и предел использует спецификация.

Сколько кернов нужно?

Частоту испытаний и размер партии устанавливает спецификация. В спорной ситуации нужно столько кернов, чтобы очертить масштаб проблемы; мы указываем каждый керн отдельно.

Можно ли исправить низкую плотность повторной укаткой?

Только пока смесь ещё достаточно горячая для уплотнения. Укатка остывшего слоя почти не повышает плотность и может его повредить; о дальнейших мерах решают дорожная администрация и инженер технического надзора.