Керны асфальтобетона и испытания смеси: толщина, плотность, битум

Свежеуложенное асфальтобетонное покрытие может выглядеть ровным, тёмным и однородным и при этом не соответствовать техническим требованиям. Толщину слоя, плотность уложенного материала, содержание битума и зерновой состав заполнителя невозможно оценить по поверхности. В этом руководстве рассматриваются испытания кернов асфальтобетона и горячей асфальтобетонной смеси, а также то, что нам нужно от подрядчика и как оформляются результаты.
Почему дорога, которая выглядит хорошо, может не соответствовать требованиям
Для каждого асфальтобетонного слоя проектная спецификация устанавливает проектную толщину, требуемый коэффициент уплотнения, целевое содержание битума и допуски по зерновому составу. Хороший внешний вид покрытия не подтверждает ни одного из этих показателей. Толщина и уплотнение слоёв во многом определяют долговечность и усталостный ресурс дорожной одежды. В недостаточно уплотнённый слой легче проникает вода. Смесь с избытком битума более склонна к колееобразованию и выпотеванию битума при высоких летних температурах покрытия, а смесь с недостатком битума остаётся сухой и может начать выкрашиваться. Обычно такие проблемы проявляются лишь после того, как дорога несколько сезонов проработает под движением.
Как правило, нас приглашают после завершения укладки. На этом этапе отбор кернов — практический способ увидеть связующий слой и асфальтобетонное основание под верхним слоем покрытия.
Отбор кернов и измерение толщины слоёв
Керны выбуривают алмазной коронкой с водяным охлаждением на всю толщину асфальтобетонных слоёв. Каждое место отбора фиксируется по пикетажу или привязке на объекте. Бурение начинают только после полного остывания слоя: керн, выбуренный из тёплого, мягкого асфальтобетона, деформируется, и результаты его измерений недостоверны.
В лаборатории каждый керн фотографируют, определяют границы слоёв и измеряют толщину каждого слоя в нескольких точках по окружности керна в соответствии с TS EN 12697-36:2022. Верхний слой покрытия, связующий слой и асфальтобетонное основание указываются отдельно. Если сцепление между слоями слабое или слой разрушается при выбуривании, мы отмечаем это в протоколе. Полный перечень выполняемых нами испытаний приведён на странице отбора кернов асфальтобетона и испытаний горячей смеси.
Плотность кернов и с чем её сравнивают
Керн не позволяет измерить уплотнение или содержание воздушных пустот непосредственно на объекте. Мы определяем плотность керна в лаборатории. Слои разделяют распиловкой и очищают, а объёмную плотность каждой части определяют в соответствии с TS EN 12697-6:2020. Методику выбирают с учётом текстуры поверхности и структуры пустот керна и указывают в протоколе.
Коэффициент уплотнения (%) — это отношение этой объёмной плотности к эталонной плотности, установленной проектной спецификацией. Эталоном может служить, например, объёмная плотность образцов Маршалла, уплотнённых в лаборатории из той же смеси. Эталон и критерий приёмки устанавливает спецификация; мы сравниваем результат с ними. Содержание воздушных пустот можно рассчитать, только если отдельно определена также максимальная плотность смеси.
Горячая смесь: отбор проб, образцы Маршалла, содержание битума и зерновой состав
Чтобы проверить саму смесь, пробы необходимо отбирать во время укладки. Пробы горячей смеси отбирают на асфальтобетонном заводе, из кузова самосвала или у асфальтоукладчика в соответствии с TS EN 12697-27:2018. Проба должна быть представительной: материал с края расслоившейся кучи или только с верха кузова не характеризует смесь. Место, время и данные самосвала фиксируются. Пробу, не отобранную в день укладки, позже взять уже нельзя, поэтому отбор проб необходимо планировать вместе с графиком укладки.
Из этих проб мы изготавливаем образцы Маршалла на ударном уплотнителе в соответствии с TS EN 12697-30:2019; число ударов и температура уплотнения принимаются по спецификации и проекту состава смеси. Их объёмная плотность, также определяемая по TS EN 12697-6:2020, может служить эталоном для плотности кернов. Содержание битума определяют методом экстракции с обратным холодильником в соответствии с ASTM D2172/D2172M-26: битум растворяют и отделяют от заполнителя, а его долю рассчитывают по потере массы. Зерновой состав извлечённого заполнителя определяют в соответствии с TS EN 12697-2:2025. Оба результата сравнивают с утверждённым рабочим составом смеси и допусками спецификации. Если проба горячей смеси не была отобрана, эти испытания можно выполнить на кернах, однако в керне ограниченное количество материала, и для тонкого слоя может потребоваться несколько кернов с одного участка.
Что должен обеспечить подрядчик
- Организация дорожного движения: на действующих дорогах знаки, конусы и при необходимости регулировщика обеспечивает подрядчик или дорожная администрация. Наша бригада не выполняет бурение без безопасной рабочей зоны.
- Размеченные места отбора кернов: заранее согласованные с инженером технического надзора или установленные спецификацией и отмеченные по пикетажу или привязке на объекте. Керны, взятые только там, где покрытие выглядит хорошо, не характеризуют дорогу.
- Данные проекта: толщины слоёв, тип смеси, утверждённый рабочий состав смеси, эталонная плотность и критерии приёмки.
- Доступ для отбора проб: если пробы нужно отбирать на асфальтобетонном заводе или у асфальтоукладчика, заранее сообщите нам дату и время укладки.
- Заделка отверстий от кернов: отверстия следует заполнить и уплотнить материалом, допускаемым спецификацией или инженером; через открытое отверстие вода проникает в слои. Договоритесь о том, кто заделывает отверстия, до начала работ.
Как оформляются результаты
Мы выпускаем отдельный протокол по кернам для каждого слоя: верхнего слоя покрытия, связующего слоя и асфальтобетонного основания. В нём приводятся места отбора кернов по пикетажу или привязке на объекте, измеренные толщины, фотографии кернов и сопоставление толщины и коэффициента уплотнения с проектными значениями. Остальные испытания оформляются отдельными протоколами испытаний со ссылкой на соответствующий стандарт. Каждый протокол имеет номер, QR-код и код проверки.
| Что определяется | Образец | Стандарт | С чем сравнивается |
|---|---|---|---|
| Толщина слоя | Керн | TS EN 12697-36:2022 | Проектная толщина и допуск |
| Объёмная плотность | Керн, образец Маршалла | TS EN 12697-6:2020 | Эталонная плотность по спецификации (коэффициент уплотнения, %) |
| Отбор проб | Горячая смесь (завод, самосвал, асфальтоукладчик) | TS EN 12697-27:2018 | Представительная проба для остальных испытаний |
| Образцы Маршалла | Горячая смесь | TS EN 12697-30:2019 | Эталонная плотность, если её применяет спецификация |
| Содержание битума | Горячая смесь или керн | ASTM D2172/D2172M-26 | Рабочий состав смеси и допуск |
| Зерновой состав | Извлечённый заполнитель | TS EN 12697-2:2025 | Рабочий состав смеси и допуск |
Сроки зависят от количества образцов и объёма работ. Толщину можно измерить вскоре после поступления кернов; определение плотности и экстракция занимают больше времени из-за подготовки и сушки образцов. Мы подтверждаем срок выдачи результатов до начала работ. Если на каких-либо участках выявлено несоответствие, по запросу мы можем повторно отобрать керны и провести испытания после устранения дефектов.
Часто задаваемые вопросы
Сколько должен остывать новый асфальтобетон перед отбором кернов?
Слой должен полностью остыть и затвердеть. Это зависит от температуры воздуха и толщины слоя; толстому слою, уложенному летом, требуется больше времени. Подходящий момент мы определяем вместе с Вами на объекте; после открытия дороги для движения отбор кернов требует организации дорожного движения.
Что происходит, если плотность кернов оказывается ниже требований спецификации?
Мы сравниваем результат с эталонной плотностью и критерием приёмки по спецификации и отражаем это в протоколе. Часто отбирают дополнительные керны, чтобы определить границы участка с несоответствием. Решение о необходимости ремонтных работ или иных мер принимают дорожная администрация и инженер технического надзора.
Проба с завода или керн: что лучше для определения содержания битума?
Проба горячей смеси, отобранная во время укладки, даёт больше материала и позволяет также изготовить образцы Маршалла. Керн характеризует смесь в том виде, в каком она фактически уложена. Исходите из требований спецификации; по возможности планируйте и то, и другое.
Мы можем вместе с Вами спланировать объём и сроки работ в соответствии с Вашей спецификацией. Перечень испытаний приведён на нашей странице услуги по отбору кернов асфальтобетона и испытаниям горячей смеси; сообщите нам даты укладки и данные проекта через нашу страницу контактов.