Термическое расширение и сжатие
Асфальтобетон расширяется при нагреве и сжимается при охлаждении. При перепаде температур от −30°C до +60°C (характерном для России) линейное изменение составляет около 0,9 мм на метр покрытия. Накопленные циклические напряжения превышают предел прочности материала — возникают трещины.
Вода и морозное пучение
Вода, проникая в микропоры асфальта, при замерзании увеличивается в объёме на 9%. Давление льда внутри пор достигает 200 МПа — этого достаточно, чтобы разрушить большинство строительных материалов. За зиму цикл «замерзание — оттаивание» повторяется десятки раз, каждый раз расширяя уже имеющиеся трещины.
Несущая способность основания
Асфальт укладывается на щебёночно-песчаное основание. Если грунт под ним пучинистый (глинистый), весной он теряет несущую способность — местами просаживается на 5–15 см. Асфальтовый слой толщиной 4–8 см не выдерживает изгибающих нагрузок и ломается.
Нагрузка от транспорта
Расчётная нагрузка для городских дорог — 6–10 тонн на ось. Грузовики с перегрузом (до 20–25 тонн на ось) создают напряжения, в 4–6 раз превышающие проектные. При этом асфальт работает в режиме усталостного разрушения: трещины от повторяющихся перегрузок появляются раньше расчётного срока службы в 10–12 лет.
Некачественная укладка и материалы
Ключевую роль играет температура укладки: асфальтобетонную смесь необходимо укатывать при температуре не ниже +120°C. При укладке в дождь или при +5°C и ниже битум не обеспечивает нужного сцепления с заполнителем. Нарушение пропорции битума (норма — 5–7% по массе) в сторону уменьшения делает покрытие хрупким, в сторону увеличения — пластичным и склонным к колееобразованию.
Старение битума
Битум — основное вяжущее вещество асфальта — под воздействием ультрафиолета и кислорода окисляется и полимеризуется. За 5–7 лет его пенетрация (показатель мягкости) падает с 60–90 единиц до 20–30, материал теряет эластичность и становится хрупким. Трещины от термического сжатия, которые раньше «закрывались» обратно, теперь остаются открытыми.