Теплый асфальтобетон: состав, технологические особенности, использование в строительстве

Теплый асфальтобетон. Материалы для его приготовления. Свойства

В теплом асфальтобетоне применяют битумы с меньшей вязкостью, чем в го­рячих асфальтобетонных смесях. Если теплый асфальтобетон приготавливают на битумах марок БНД 130/200, БНД 200/300, БНД 40/60 и БНД 60/90,сме­шанных с тяжелыми разжижителями неф­тяного или каменноугольного происхож­дения, формирование структуры происхо­дит за счет упрочнения микроструктур­ных связей при уплотнении и охлажде­нии материала в покрытии. Асфальтобе­тон после уплотнения и охлаждения об­ладает проектной плотностью и проч­ностью. Если же теплый асфальтобетон приготавливают на битумах марок С Г 130/200. БНД 40/60 и БНД 60/90, сме­шанных с легкими разжижителями (на­чало кипения 160 . . . 180°С, конец ки­пения 260 . . . 300°С) до глубины прони­кания иглы при 25°С 300 . . . 400°, про­исходит относительно длительное форми­рование структуры асфальтобетона. Ас­фальтобетон после уплотнения и охлажде­ния смеси набирает до 80 % проектной плотности и прочности. Испарение лег­ких фракций с одновременным доуплотнением транспортными средствами при водит к окончательному формированию покрытия.

Минеральные материалы для теплого асфальтобетона должны быть чистыми, зерна угловатыми и шероховатыми. Проч­ность при сжатии исходной горной породы должна быть не ниже 100 . 120 МПа. Осадочные карбонатные породы и ме­таллургические шлаки могут быть исполь­зованы с прочностью не ниже 80. ..100 МПа.

В теплом асфальтобетоне не реко­мендуется применять природный, песок и гравий. В крайнем случае содержание крупнозернистого окатанного песка мо­жет быть не более 30 % массы дроблено­го песка. Искусственный песок, получа­емый при дроблении магматических гор­ных пород и металлургических шла­ков, должен содержать зерен фракции 5 . 1,25 мм не менее 25 %.

Применение в теплом асфальтобетоне битумов с меньшей вязкостью определя­ет особенности структурообразования и структурно-механические свойства мате­риала — способность смесей приобре­тать плотность в покрытии при более низких температурах воздуха по сравне­нию с горячими смесями. Теплый асфаль­тобетон обладает большей трещиностойкостью при низких отрицательных тем­пературах.

Адгезионная и когезионная прочности битума в общем случае понижаются с понижениемвязкости битума. Поэтому подо- и морозостойкость теплого асфаль­тобетона приготовленного на обычных материалах по принятой технологии, вна­чальный период эксплуатации ниже, чем у горячего асфальтобетона. Следовательно, для повышения долговечности теплого асфальтобетона необходимы специальные мероприятия, заключающиеся во введе­нии всмесь поверхностно-активных ве­ществ и активаторов, в активации ми­неральных материалов и др.

Процессы структурообразования в смесях, приготовленных на битумах ма­рок БНД 130/200 и БНД 200/300, про­текают так же, как и в горячих смесях, но с некоторым замедлением. Изменяя порядок введения минеральных материа­лов, разжижителя и битума, можно нап­равленно регулировать структурообразование.

Введение в мешалку пластификатора с ПАВ непосредственно после минераль­ных материалов обеспечивает предвари­тельную гидрофобизацию зерен, что соз­дает условия для более равномерного распределения вяжущего по поверхности минеральных материалов, снижает работу перемешивания.

При введении пластификатора с ПАВ в смесь после битума размягчается внеш­няя оболочка битумной пленки на ми­неральных зернах, снижается вязкость свободного битума, уменьшается вероятность самослипания покрытых вяжущим зерен при снижении температуры смеси. Такой порядок введения материалов наиболее целесообразен для работ в осенне-зим­ний период

При формировании структуры тепло­го асфальтобетона на битумах марок СГ 130/200 и БНД 40/60, БНД 60/90, смешанных с легкими разжижителями (лигроин, сланцевое масло, каменноуголь­ное масло), процессы структурообразо­вания протекают по типу формирова­ния структуры холодного асфальтобето­на, но за гораздо меньший период (до 20сут).

Сдвигоустойчивость.Главным сдержи­вающим началом широкого применения теплого асфальтобетона для автомобиль­ных дорог является возможность обра­зования наплывов и сдвигов при движе­нии автомобилей в летнее время. Наи­большей прочностью при сдвиге облада­ет асфальтовяжущее, наименьшей – ас­фальтобетон. По мере насыщения асфаль­тового раствора щебнем (до 20 %) проч­ность при сдвиге понижается. Дальней­шее насыщение смеси щебнем приводит к формированию пространственного кар­каса, вследствие чего максимальная проч­ность при сдвиге теплого асфальтобетона достигается при 40 % щебня, а горячего – при 50 %. Такое различие объясняется тем, что вязкий битум образует на щебен­ках пленку большей толщины, чем менее вязкий битум. При этом увеличивается вероятность образования плоскостей скольжения по толстым пленкам и для создания сдвигоустойчивого каркаса в го­рячем асфальтобетоне требуется повы­шенное содержание щебня.

Для асфальтобетона с неизменным гранулометрическим составом минераль­ной части прочность при сдвиге зако­номерно понижается с понижением вяз­кости битума. Однако при переходе к асфальтобетонам, приготовленным на би­тумах той же вязкости, но оптимальной структуры, эта закономерность нарушает­ся. Теплый и горячий асфальтобетоны оптимальных структур имеют практичес­ки одинаковые значения предельного со­противления сдвигу. Это объясняется тем, что падение сдвигоустойчивости асфальто­бетона, которое неизбежно происходит за счет снижения вязкости применяемо­го битума, компенсируется изменением в гранулометрии асфальтобетона, в резуль­тате чего не наблюдается общего падения прочности при сдвиге.

Трещиностойкость. Теплый асфальто­бетон более пластичен при отрицательных температурах, чем горячий. Участок ста­билизации прочности, характеризующий переход теплого асфальтобетона в хруп­кое состояние, смещается в область низ­ких температур. У теплого асфальтобе­тона переход в хрупкое состояние про­исходит при температуре — 40 . . . —25 С, у горячего – при – 10. . .—20° С (см. рис. 11.12). Прочность теплого асфальтобетона на растяжение при изгибе при 0°С ниже (Rизг – 3,5 МПа), чем горячего (Rкзг — 5 МПа), но горячий асфальтобетон раз­рушается практически как хрупкое тело = 0,007), теплый — как упруг овязкое теле = 0,025).

Ползучесть.При нагружении теплогоасфальтобетона, постоянной нагрузкой в нем возникают обратимые и необратимые деформации, значения которых связаны с уровнем напряжения. При напряжениях, не превышающих 0,03 Rразр, теплый асфальтобетон работает в упругой ста­дии, при напряжениях до 0,4 Rразр – в упруговязкой стадии, при этом часть деформации после снятия нагрузки не восстанавливается; в асфальтобетоне на­капливаются остаточные деформации. В материале устанавливается стационарное течение. При напряжениях, превышающих 0,4 Rразр, деформация асфальтобетона возрастает и приводит через некоторое время к его разрушению.

Релаксация напряжений. Релаксацион­ная способность теплого асфальтобетона так же, как и горячего, взаимосвязана с вязкостью битума и размером минераль­ных зерен. Теплый асфаль­тобетон на битуме БНД 200/300 в наи­меньшей степени релаксирует напряжения при предельной крупности зерен 1,25 мм, на битуме БНД 130/200 – при 5 мм. При температуре 0°С теплые асфальтобетоны релаксируют 6 . 7 % первоначального напряжения, в то время как горячий асфальтобетон при этой температуре прак­тически не релаксирует напряжение. Поэ­тому температурные напряжения при понижении температуры в теплом асфаль­тобетоне быстрее рассасываются, чем в го­рячем. Отсюда большая трещиностойкость теплых асфальтобетонов.

Расчет состава теплого асфальтобетона.Состав рассчитывают так же, как и го­рячего. Однако максимальное содержа­ние щебня в мелкозернистом асфальто­бетоне не должно превышать 60 %. Ми­нерального порошка необходимо брать от его количества больше на 15 . 20 %, чем для соответствующего типа горяче­го асфальтобетона.

Теплый асфальтобетон с оптимальным грануло­метрическим составом минеральной час­ти по прочности не уступает горячему асфальтобетону.

В обычных условиях при температуре воздуха выше 10 °С структура горячего асфальтобетона в покрытии формируется относительно быстро. При температуре воздуха ниже 10 °С расчетная плотность горячего асфальтобетона, как правило, не достигается, поэтому применяют теплые асфальтобетоны.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 1708 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Теплый асфальтобетон в дорожном строительстве

Вопрос масштабной реконструкции дорог в нашей стране остается открытым. В России меньше половины федеральных автотрасс соответствует установленным требованиям. Причина – многолетнее ограничение финансирования дорожной отрасли, которое накладывается на устаревшие технологии, изношенный парк техники и отсутствие квалифицированных кадров. При возрастающей нагрузке на автодороги и ежегодном ужесточении требований строить по старинке уже не получится.

Крупные российские дорожно-строительные компании не только поддерживают парк техники на современном уровне, но и активно занимаются самостоятельными исследованиями, а также внедрением новых технологий. Среди них, например, и использование присадок к битумам, и применение геосинтетических материалов. Без введения новинок в производство сейчас не обойтись также и при строительстве мостовых конструкций. У нас с успехом применяются современные способы продления срока их службы. Надо отметить, что внедрение инноваций, как правило, ведет к удорожанию проекта. Но если подрядчик будет заключать комплексный договор и на реконструкцию, и на обслуживание, а также должен будет за свой счет устранять дефекты покрытия в течение длительного гарантийного периода (именно такой законопроект находится сейчас на рассмотрении в Госдуме), то новые технологии в итоге оправдают себя – межремонтный период значительно увеличится.

Одно из перспективных направлений сегодня – применение теплых асфальтобетонных смесей. Теплые асфальтобетоны (ТАБ) – это общий термин, охватывающий множество технологий, позволяющих производить, транспортировать, укладывать и уплотнять асфальтобетонные смеси при более низких, чем предусмотрено для обычных (горячих) смесей, температурах. Данный метод позволяет снизить степень старения материала, увеличить срок службы дорожной одежды в среднем на 2–3 года. Остывание теплой смеси происходит медленнее, что позволяет выйти за пределы обычного сезона и продолжать работы при температуре окружающего воздуха до –5 °С и ниже. Кроме того, исследования специалистов показали, что такая укладка характеризуется меньшей степенью загрязнения окружающей среды. Понижение температуры смеси на 25 °С уменьшает выделение вредных веществ более чем на 70%.

Асфальтовый завод также потребляет меньше энергии и производит меньше выбросов в атмосферу. Битум меньше окисляется, продлевается общий срок его службы. Современные технологии для ТАБ были разработаны в 1998–99 гг. в Германии и Норвегии. Международная строительная индустрия быстро восприняла идею производства и укладки асфальта с пониженной температурой. К концу 2012 г. примерно 77 млн. т теплого асфальтобетона было успешно произведено и уложено в США, что составляет примерно 25% от их общего объема. Значительные объемы были уложены в Европе, особенно во Франции, Голландии и Германии. В Азиатско-Тихоокеанском регионе лидером по внедрению теплого асфальта оказался Китай.

Казалось бы, ничего особенного в такой инновации нет, так как речь идет всего лишь о понижении температуры смеси. Однако США только за счет этого нововведения планируют сэкономить на дорогах к 2020 г. до $3,6 млрд. Европейские стандарты для битумных смесей не ограничивают возможностей использования ТАБ. Они регламентируют только максимальные температуры конкретных смесей. Минимальную температуру укладки смеси должен заявлять сам производитель. Российский ГОСТ 9128 2009 года делит смеси на горячие и холодные по вязкости битума и температуре (соответственно выше или ниже 120 °С). Учитывая, что характерная температура для теплой смеси – 100–130 °С, она может относиться к обеим категориям. В мире существуют десятки различных способов получения теплого асфальтобетона. Самый распространенный в России вариант – это внести добавки в связующее вещество (битум) для понижения его вязкости при температуре выше 90 °С. Нужно учесть, что необходимо тщательно подбирать добавку, которая подойдет лучше всего для конкретного объекта. Температура ее плавления должна быть выше, чем максимально возможная температура асфальтобетона при эксплуатации, иначе может возникнуть остаточная деформация.

Свойства добавки не должны способствовать растрескиванию материала при низких температурах. Органические добавки – это обычно синтетические парафины или амиды жирных кислот. Они могут добавляться как прямо в смесь, так и в битум. Синтетические парафины по свойствам отличаются от собственных парафинов с низкой температурой плавления, которые содержатся в битуме и могут негативно влиять на качество смеси. Другой вид добавок – это поверхностно-активные вещества, которые уменьшают силы трения между наполнителем и связующим. Обычно добавки позволяют снизить температуру смеси на 20–40 °С, а также улучшают сопротивление деформациям.

На первый взгляд никакой сложности в применении этой технологии нет – достаточно высыпать необходимое количество гранул или влить жидкость в бункер со связующим, в зависимости от того, в каком виде выпускается добавка. К недостаткам данного метода необходимо отнести высокие переменные затраты, так как необходимо постоянное приобретение дорогостоящих компонентов. При работе с добавками могут возникнуть сложности с поддержанием нестандартного температурного режима, так как большинство АБЗ настроены на горячие смеси. Для смешивания добавок с битумом тоже не предусмотрено специальных режимов работы. Этот процесс может занять немалое время. Добавки изменяют физические свойства смеси, поэтому может потребоваться корректировка ее рецептуры.

Наиболее известная в России комплексная присадка Evotherm (производитель – MeadWestvaco, США) позволяет снизить рабочие температуры производства и укладки асфальтобетонных смесей, улучшить обволакиваемость щебенок битумом, а также повысить удобство укладки смеси, улучшить адгезию битума к каменному материалу. Смесь с добвалением Evotherm становится более податливой к уплотнению дорожными катками. В состав этой присадки входят продукты конденсации полиаминов жирных кислот. Evotherm в количестве 0,2–0,5% (по массе) может добавляться к битуму как на стадии предварительной подготовки вяжущего в рабочей емкости, так и непосредственно в линию подачи к смесителю АБЗ. Добавка пригодна для любых типов смесей, в том числе приготавливаемых с применением модифицированных битумов. Она совместима с силикатами и известняками, а также эффективно работает при добавлении асфальтобетонной крошки, полученной при переработке старого покрытия. Из особенностей смесей с добавкой Evotherm можно отметить высокую обволакиваемость щебенок и частиц песка, снижение расхода топлива на подготовку материалов и выбросов дыма почти вдвое, а также лучшую уплотняемость по сравнению с обычными смесями.

Другой путь для снижения вязкости битумов – это механическое вспенивание. При инжекции небольшого количества холодной воды (менее 2% по массе) в горячий битум она мгновенно превращается в пар. Объем битума при этом временно увеличивается, и он лучше обволакивает инертный материал. Данная технология получила наиболее широкое распространение в США, где около 90% теплых смесей получают именно этим способом. Дополнительные затраты на покупку дополнительного оборудования полностью оправдывают себя при больших объемах работ. Существует несколько производителей оборудования для вспенивания битума.

Читайте также:  Силикатный блок или газоблок что лучше: преимущества и недостатки блоков

Американская компания Stansteel со 100-летним опытом производства асфальтовых заводов разработала систему Accu-Shear, которая позволяет добавлять в смесь до четырех компонентов, включая воду. Она состоит из блока смешивания, который включает миксер с большим сдвиговым усилием, блока подачи воды, который обеспечивает давление в 70 атм., электрического блока и блока управления. Такая система может быть установлена на заводы различных типов любых производителей.

Система AQUABlack от компании Maxam (США) проста в установке и также подходит для большинства АБЗ. «Сердцем» системы является вспенивающая пушка. Ее специальные форсунки предназначены для обеспечения равномерного проникновения воды в битум в виде микропузырьков, так чтобы пена была как можно более стабильной и сохранялась во время перемешивания, перевозки и укладки. Пушка врезается прямо в подающий трубопровод и не требует текущего технического обслуживания.

Для производства теплых асфальтобетонов американская компания Astec предлагает компактную высокоэффективную систему Double Barrel Green System. В мире продано уже более 500 таких установок. В комплект входит сам коллектор Green System, в котором происходит образование пены, и сушильно-смесительный агрегат Double Barrel, хорошо зарекомендовавший себя, в нем также воплощены самые передовые технологии. Double Barrel обеспечивает однородность смеси за счет сочетания последовательного и принудительного смешивания. Процесс происходит без доступа кислорода, который вызывает окисление, и битум дольше сохраняется. Пары углеводорода из зоны смешивания подаются в зону пламени горелки. По желанию заказчика комплекс может быть изготовлен в стационарном, полумобильном или мобильном варианте. Установка Green System – компактный агрегат с самоочищающимися форсунками для воды. Для замены или обслуживания форсунок не требуется разборки, это можно сделать, не снимая крышки коллектора. Камеры, где происходит образование пены, не имеют подвижных частей. Как показывает практика, на вспененном битуме можно также производить и укладывать щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) с температурой на 15–30 °С ниже обычной. При этом отмечается улучшение пластичности и физико-механических свойств ЩМА и уменьшаются потери при перевозке смеси от АБЗ до участка укладки.

Компания Gencor (США), которая также занимается производством АБЗ более 100 лет, разработала простой метод вспенивания с использованием энергии потоков. Установка Ultrafoam GX2 может генерировать пену без смешивающего устройства только за счет раздельного регулирования расхода воды и битума. В результате указанные потоки, сильно различающиеся по температуре и скорости, находятся в тесном контакте, что позволяет эффективно использовать энергию их смешивания. В процессе производства вспененного битума небольшое количество воды (от 1,25 до 2% по массе) впрыскивается в центр битумного потока.

Конструкция системы включает подпружиненный клапан, который открывается, когда давление воды за клапаном возрастает. С внешней части форсунки, расположенной по центру, находится специально разработанная мембрана, которая обеспечивает направление и скорость потока битума при постоянном давлении. Не менее важно, что поток битума направляется прямо к точке впрыска воды. Преимущества такой конструкции: вода смешивается с битумом в точной пропорции в непрерывном режиме, нет потерь давления, генерируются пузырьки одного размера. Функция реверсивной работы насоса позволяет эффективно очищать магистрали при необходимости. Система подогрева насоса предохраняет его от замораживания при низких температурах.

Производство теплого асфальтобетона в последнее время получило широкое распространение и в скандинавских странах. Компактная установка Amofoam для вспенивания битума – разработка финской компании Amomatic OY. Установка включает водяной насос высокого давления и «реактор» для смешивания небольшого количества воды с потоком битума, движущегося из резервуара к мешалке смесителя. Распыленный водяной пар формирует битумную пену с пониженной вязкостью и улучшенными характеристиками обволакивания минеральных материалов, позволяющими понизить температуру при смешивании и укладке.

Amomatic OY обладает большим опытом производства асфальтовых заводов циклического типа производительностью от 160 до 300 т/ч. Продукция компании поставляется в основном в Россию. Особенностью данного бренда является модульный принцип конструкции. Монтаж модулей значительно ускорен за счет оригинальных конструкторских решений и простых соединений. Полный цикл монтажа и пусконаладки такого завода требует меньше недели. Модуль Amofoam может быть легко подключен к уже работающему АБЗ и интегрирован в систему управления асфальтовым заводом Amocontrol.

Теплые асфальтобетонные смеси идеально вписываются в «зеленый» тренд, который охватил уже почти весь мир. Существует мнение, что через несколько лет ТБА полностью вытеснит с рынка традиционный горячий асфальтобетон. Так это или нет, покажет время. Несмотря на успех технологии механического вспенивания в США, рынок добавок, которые могут изменять свойства асфальтобетона, вероятнее всего, будет развиваться опережающими темпами, так как исследования в этой области имеют неограниченный потенциал. Для российских условий необходимы собственные технологии, которые бы учитывали особенности нашего климата. Не исключено, что в ближайшем будущем фактор сезонности при строительстве дорог благодаря теплым смесям будет сведен к минимуму, что станет способствовать ускорению реконструкции дорог, в котором так нуждается Россия.

Покрытия из асфальтобетона — состав и технология

Асфальтобетонное покрытие — уплотненный слой искусственного строительного материала, состоящего из минерального порошка, заполнителей и битумного вяжущего. Смесь обладает ценными свойствами, которые нашли применение в прокладке дорог, устройстве взлетных полос, пешеходных коммуникаций, объектов ландшафтной архитектуры.

История асфальтобетонных покрытий уходит корнями в глубокое прошлое. Американские инки строили великолепные дороги из камней, проливая стыки природным битумом. Нововведение попало в Европу гораздо позже. На смену каменной и деревянной брусчатке появился асфальтобетон. Сегодня это наиболее распространенный материал для строительства дорог.

Виды и применение

ГОСТ 9128-2013 классифицирует асфальтобетоны на несколько видов в зависимости от минерального заполнителя:

Смеси изготавливают горячим или холодным способом. В первом случае используют вязкий или жидкий битум, а температура укладки составляет 110° и выше. Для холодного асфальтобетона применяют только жидкое вяжущее. Укладывают покрытие при температуре от 5°С.

В зависимости от характеристик компонентов различают следующие виды асфальтобетонных смесей:

  • Песчаный асфальтобетон изготавливают на основе заполнителей фракций до 10 мм. Материал слабо сопротивляется износу. Применяется для устройства тротуаров, велосипедных или пешеходных дорожек, детских площадок.
  • Мелкозернистый асфальтобетон содержит зерна крупностью до 20 мм. Используется для покрытия улиц, автотранспортных путей, аэродромов. Склонен к пластическим деформациям и образованию колеи, поэтому его модифицируют различными добавками.
  • Крупнозернистый асфальтобетон применяют для формирования нижних слоев дорожных одежд. В его составе щебень или гравий размером до 40 мм. Для заполнения пустот между крупными частицами и увеличения плотности добавляют песок.

Плотные щебеночные или гравийные составы соответствуют следующим типам асфальтобетонных смесей:

  • А — массовая доля крупного заполнителя 50-60%;
  • Б — 40-50%;
  • В — 30-40%.

Типы Г и Д содержат только песок из отсевов дробления или природного происхождения, щебня в них нет.

Для повышения прочности и улучшения связующих свойств между компонентами добавляют целлюлозные стабилизаторы. Полученный материал называют щебеночно-мастичным асфальтобетоном (ЩМА). Для его изготовления используют плотные горные породы кубовидной формы, которые образуют крепкий каркас. Благодаря стойкости к деформациям ЩМА применяют для строительства дорог с большой загруженностью.

Еще одна разновидность покрытий на органическом вяжущем — цветной асфальтобетон. При изготовлении состав подкрашивают пигментами. Используют осветленный битум, мраморную или кирпичную крошку, щебень из кварцита или гранита.

Цветным асфальтобетонным покрытием выделяют велосипедные или пешеходные дорожки, покрывают спортивные и детские площадки, оформляют ландшафты.

Состав и технические характеристики

Состав асфальтобетона многокомпонентный. Его подбирают и рассчитывают исходя из условий работы покрытия, а также доступных местных материалов.

Компоненты

На 30-60% асфальтобетонная смесь состоит из щебня или гравия, который получают при разработке месторождений осадочных или вулканических пород, из отходов металлургии. Свойства покрытия во многом зависят от физических характеристик и формы этого крупного заполнителя.

Песок — обязательный компонент асфальтобетона. Он заполняет пустоты между камнями, делая смесь более однородной и плотной. Содержание зерен ограничивают, так как излишек ухудшает износостойкость покрытия. Помимо сыпучего материала природного происхождения используют отсев дробления щебня или осадочных пород, молотый шлак.

Минеральный порошок составляет до 20% массы асфальтобетонной смеси. Это измельченные до состояния пыли осадочные или доломитовые породы, отходы промышленности, зольные шлаки ТЭС. Их применяют в неактивированном или активированном виде. При этом увеличивается водонепроницаемость, прочность и плотность асфальтобетона.

Марку битума подбирают исходя из климатической зоны и нормативной нагрузки на дорожное полотно. Расход продукта переработки нефти составляет 25-90 кг на тонну асфальтобетонной смеси и зависит от пористости заполнителей и режима укладки. Для улучшения эксплуатационных свойств битум модифицируют добавками, содержащими резиновую крошку, вторичный полиэтилен, гашеную известь и адгезионную композицию.

Основные технические характеристики

В зависимости от свойств и применяемого сырья ГОСТ выделяет 3 марки асфальтобетона:

  • к I относятся горячие высокоплотные и плотные типов А, Б, Г, пористые высокопористые щебеночные, холодные типов Бх, Вх, Гх;
  • ко II — горячие Б, В, Г, Д, пористые, высокопористые песчаные, холодные Бх, Вх, Гх, Дх;
  • к III — горячие плотные Б, Г, В, Д.

Основные физико-механические свойства асфальтобетонных смесей определяются маркой, режимом укладки и температурой при проведении испытаний:

  • предел прочности при сжатии — нормируется для 0°С — 9-13 МПа, для 20°С — 2-2,5 МПа, 50°С — 0,9-1,5 МПа;
  • плотность — 2000-2800 кг/м³;
  • водостойкость — 0,6-0,95;
  • коэффициент внутреннего трения (сдвигоустойчивость) — 0,62-0,87;
  • сцепление при сдвиге при t=50°С — 0,22-0,50 МПа;
  • трещиностойкость — 2-7,5 МПа;
  • водонасыщение — 1-4% для плотных, 4-10% для пористых;
  • пористость для холодных асфальтобетонных смесей — 18-21%;
  • морозостойкость F15-50 в зависимости от дорожно-климатической зоны.

Важнейшим показателем является коэффициент уплотнения покрытия из асфальтобетона, характеризующий качество укладки. Его определяют опытным путем. По нормативам величина для холодных составов не должна быть менее 0,96, для горячих — 0,99.

Для измерения коэффициента уплотнения смеси в покрытии вырубают керны, высушивают и находят фактический удельный вес асфальтобетона. После нагрева образцы измельчают, подвергают обработке под давлением. Искомый параметр определяют как отношение реальной плотности к стандартной, полученной в результате испытаний.

Для расчета расхода асфальтобетона на 1 м² покрытия пользуются опытными показателями на 1 см высоты:

  • мелкозернистые смеси типов А, Б, В — 24,6-25,7 кг;
  • крупнозернистые — 24,2 кг;
  • ЩМА — 25,8 кг;
  • литые плотностью 1500 кг/м³ — 15,4 кг.

Чем отличается асфальт от асфальтобетона?

Асфальтобетонная смесь — искусственный материал, который получают смешиванием твердых ингредиентов с нефтяным дорожным битумом.

Природный асфальт образуется в процессе загустевания и окисления нефти, выступившей на поверхность земли в виде пластовых залежей, отдельных жил или озер.

Слово «асфальт» в переводе с древнегреческого обозначает горную смолу. Это легкоплавкое вещество черного цвета. Излом раковистый, матовый или блестящий. Содержит до 70% нефтяного битума.

Крупнейшие источники природного асфальта — Мертвое море в Израиле, озеро Пич-Лейк в Тринидаде. Древние сирийцы добывали твердый битум, всплывавший на поверхность огромными глыбами, вес которых достигал 1000 кг.

Горную смолу применяли для гидроизоляции кораблей, стен хижин, полов зернохранилищ, а также изготовления красок или лаков. В Древнем Египте вещество использовали для бальзамирования умерших.

Запасы природного асфальта ограничены. Из высококачественного сырья изготавливают живописные краски, лакокрасочную продукцию. В дорожном строительстве при устройстве асфальтобетонного поверхностного покрытия замещают часть жидкого битума твердым. При этом значительно повышается стойкость к воздействию шипованных автопокрышек.

Технология устройства

Асфальтобетонная смесь может быть качественной, но если при укладке не соблюдались технология, покрытие быстро выйдет из строя. При выполнении каждого этапа производства работ нужно соблюдать четкие правила, которые устанавливают ГОСТ Р 54401-2011, 9128-2009, СНиП 3.06.03-85.

Подготовка

Мероприятия включают разработку технического проекта, подготовку финансовой сметы. При планировке объект привязывают к рельефу, предусматривая возможность удаления сточных вод, сохранность надземных и подземных коммуникаций.

Перед устройством асфальтобетонного покрытия вырубают большие деревья, снимают верхнюю плодородную почву. Чем выше расчетная нагрузка на дорожное полотно, тем больший объем земляных работ предстоит выполнить, чтобы создать основание с достаточной несущей способностью. Для садовых дорожек и тротуаров высота слоя составляет 10-20 см, для нагруженных трасс — до нескольких метров.

Чтобы под асфальтобетонной дорогой не застаивалась вода, организовывают дренаж. Грунт вывозят за пределы территории, чтобы при размыве избежать засорения дренажной системы.

Устройство подушки

Функция подушки — восприятие сжимающих нагрузок при эксплуатации асфальтобетонных поверхностей. Ее толщина определяется расчетом. Сначала укладывают крупные фракции до 60 мм, затем средние 20-40 мм, сверху песок с обязательной утрамбовкой каждого слоя.

В частном обустройстве для подсыпки используют различный строительный мусор, который значительно экономичнее, чем щебень или гравий. По краям асфальтобетонной дороги укладывают бордюры или другие прочные материалы.

Укладка асфальтобетона

Работы проводят в сухую погоду при температуре не ниже 5°С. В зависимости от вида асфальтобетонных смесей применяют следующие технологии:

  • Холодную смесь укладывают на подготовленное основание, желательно, пролитое битумом, слоем до 5 см. Утрамбовывают ручной трамбовкой или виброплитой. Сверху посыпают цементом или песком, чтобы уменьшить липкость поверхности дороги.
  • Горячий асфальтобетон изготавливают из расплавленного битума и заполнителей, тщательно перемешивают и выкладывают на основание. Массу укатывают или трамбуют. Эксплуатация разрешена через 6 часов.
  • Литой асфальт укладывается очень горячим — до 235°С. Подается из кохера, нагревающего и перемешивающего смесь, в бункер асфальтоукладчика. После равномерного распределения по поверхности композит остывает и затвердевает. Утрамбовка или укатка не требуются.
Читайте также:  Керамзитобетонные блоки Термокомфорт: характеристики и особенности

Заключение

Устройство дорог из различных типов асфальтобетона позволяет получить прочное и долговечное покрытие. Выбор материала зависит от нагрузки при эксплуатации полотна и климатической зоны. При укладке нужно соблюдать технологию и температурный режим.

Асфальтобетон по ГОСТу: классификация и методы определения качества готового асфальта

  • 1 Основные особенности и состав
    • 1.1 Особенности применения
    • 1.2 Классификация
  • 2 Марки асфальтобетона
  • 3 Производство асфальтобетона
    • 3.1 Особенности изготовления
    • 3.2 АБЗ и их разновидности
    • 3.3 Производственная технология
  • 4 Методы определения качества готового асфальта
  • 5 Вывод

В этой статье мы подробно расскажем о том,что входит в состав асфальтобетона. Кроме того, мы рассмотрим классификацию этих материалов, их технические и эксплуатационные свойства. Тема статьи представляет немалый интерес, поскольку область применения асфальта затрагивает самые разные сферы,начиная с устройства дорог общественного пользования и оканчивая изготовлением стяжки пола в зданиях промышленного назначения.

И именно от того, насколько качественно будет приготовлена и впоследствии использована асфальтовая смесь, зависит прочность, долговечность и цена этих покрытий.Итак,изучим, что собой представляет асфальтобетон и чем обусловлена его востребованность.

Укладка дорожного полотна

Основные особенности и состав

На фото — готовый асфальтобетон

Асфальтобетон- это широкий перечень материалов, изготовленных в соответствии с требованиями, приведенными в ГОСТ 9128. В процессе приготовления выполняется тщательное перемешивание и последующее уплотнение смеси минеральных заполнителей и нагретого битума.

Готовая смесь имеет относительно однородную консистенцию без крупноразмерных включений, без полостей, с одинаковой степенью плотности по всей толщине укладываемого слоя.

Структура асфальтобетона по большому счету определяется составом применённых ингредиентов.

Традиционный состав включает в себя:

  • минеральные материалы (щебень или гравий, песок дроблёный или природный кварцевый, тонкодисперсный минеральный порошок);
  • органические вяжущие компоненты (битум и эмульсии на его основе).

Для получения требуемой консистенции, все ингредиенты, входящие в состав смеси, перемешиваются разогретыми до требуемой температуры.

Особенности применения

На фото — укладка литого асфальта повышенной плотности

Благодаря высокой технологичности, простоте укладки, многообразию модификаций, сжатым срокам набора марочной прочности и прочим достоинствам, асфальтобетонные смеси получили распространение в качестве материала для строительства и ремонта:

  • автотранспортных магистралей, рассчитанных на повышенные механические нагрузки;
  • дорог общественного пользования, тротуаров, пандусов, съездов и т.д.;
  • площадей, площадок, автомобильных парковок;
  • основания пола промышленных, складских и коммерческих объектов;
  • взлётно-посадочных полос аэродромов.

Разумеется,это лишь краткий перечень сфер, в которых могут быть применены строительные смеси, изготовленные с применением битума и минеральных заполнителей. Впрочем, высокая популярность материала неудивительна, так как эти покрытия характеризуются высокими транспортно-экономическими показателями.

Асфальтобетон, набравший марочную прочность,медленно изнашивается в сравнении с другими стройматериалами. Кроме того, асфальтовые покрытия демонстрируют высокую устойчивость к негативному воздействию факторов внешней среды, включая атмосферные осадки, резкие перепады температур, долговременное воздействие солнечных лучей и избыточную влажность.

Классификация

Общая классификация асфальта и продуктов, изготовленных на его основе

Действующий ГОСТ на асфальтобетон предполагает следующую классификацию смесей — на основе минерального заполнителя и битума.

В соответствии с типом используемого битума и температуры его разогрева различаются следующие модификации:

  • горячие смеси на основе жидких и вязких нефтяных дорожных битумов с температурой при укладке покрытия не меньше +120 °С;
  • холодные смеси на основе жидких нефтяных дорожных битумов с температурой укладки не меньше +ее 5 °С.

Щебень для смешивания с битумом

Исходя из параметров минерального заполнителя асфальтобетон подразделяется на:

  • щебневые смеси;
  • гравийные смеси;
  • песчаные смеси.

В соответствии с максимальным размером зерен минерального заполнителя асфальтобетона подразделяются на следующие категории:

  • крупнозернистые с размером частиц не более 40 мм;
  • мелкозернистые с размером частиц не более 20 мм;
  • песчаные с размером частиц не более 10 мм.

Важно: Современные холодные смеси производятся с использованием мелкозернистого или песчаного заполнителя.

Важным параметром, в соответствии с которым выполняется классификация асфальтобетона, является остаточная пористость. Данный параметр применительно к горячим смесям рассчитывается как процентное отношение количества пор к объему уплотнённого материала.

В соответствии с параметрами остаточной пористости асфальтобетоны подразделяются на следующие разновидности:

  • высокопористые (10,0-18,0%);
  • пористые (5,0-10,0%);
  • плотные (2,5-5,0%);
  • высокоплотные (1,0-2,5%).

Важно: Холодные смеси после набора марочной прочности должны характеризоваться остаточной пористостью в пределах 6,0-10,0%.

Горячая асфальтобетонная смесь, в соответствии с содержанием щебеночного или гравийного заполнителя,подразделяется на следующие категории:

Щебеночные асфальтобетоны, приготовленные на основе холодной смеси, по содержанию минерального заполнителя соответствуют типам «Б» и «В». Для указания вида смеси помимо обозначения типа указывается буква «х», то есть, холодный.

Материалы с песчаным заполнителем, как горячие, так и холодные, подразделяются на следующие категории:

  • Тип «Г» — приготовлен с применением песка, полученного в процессе дробления и последующего фракционирования горных пород.
  • Тип«Д» — приготовлен с применением природного песка или из смеси природных песков с остаточными материалами.

Марки асфальтобетона

На фото — выравнивание дорожного покрытия

В соответствии с физико-механическими показателями,асфальту присваиваются следующие марки:

  • Марка 1 – к этой категории относится широкий перечень различных покрытий, начиная с пористых и оканчивая плотными асфальтобетонами. Например, асфальтобетон марка 1 тип А применяется при строительстве и ремонте дорог, благоустройстве территорий и т.д.

Важно: Материалы с высокой пористостью применять в качестве самостоятельного покрытия нецелесообразно. Пористые смеси используются для обустройства оснований для последующей укладки более плотных материалов.

  • Марка 2 –присваивается материалам с широким диапазоном плотности с различным содержанием и процентным соотношением гравия и песка. Например,асфальтобетон марка 2 тип Б- это наиболее распространённые смеси,которые повсеместно используются для строительства различных типов дорог и площадей, устройства парковок и т.д.
  • Марка асфальтобетона 3 присваивается материалам, в состав которых не входит гравий или щебень. Вместо этих минеральных заполнителей применяется песок и минеральные порошки. Смеси такого типа характеризуются высокой плотностью бетона и в основном применяются при проведении сезонного «ямочного» ремонта дорожных покрытий.

Производство асфальтобетона

На фото — производство асфальтобетонной смеси

После того как мы выяснили, что собой представляют асфальтобетонные смеси и каковы их технические и эксплуатационные характеристики, рассмотрим как эти материалы изготавливаются.

Важно: Независимо от производственных объёмов,потребуется специальное оборудование. Поэтому изготовить своими руками полноценную асфальтовую смесь для обустройства территорий прилегающих к дому не получится. С другой стороны, имея компактный мобильный АБЗ можно организовать рентабельный бизнес.

Давайте подробно рассмотрим, каковы особенности производственного процесса.

Особенности изготовления

Как уже было сказано, асфальтобетон изготавливается из твердых или сыпучих минеральных наполнителей и вязкого связующего компонента. Суть приготовления готового материала заключается в тщательном перемешивании компонентов с целью получения однородной консистенции и оптимальных параметров плотности.

Следует отметить, что перманентно разрабатываются новые технологии изготовления асфальтовых дорожных покрытий. Например, за рубежом для удешевления готового продукта и одновременного увеличения прочностных показателей бетона, в состав добавляется резина. Как правило,применяются отходы, полученные в процессе утилизации автомобильных покрышек.

Кроме того, зарубежные производители для улучшения эстетических параметров материала интегрируют в смесь специальные пигменты. Делать цветной декоративный асфальт сегодня пробуют некоторые отечественные производители, но особой популярности по целому ряду причин такие покрытия не получили.

Несмотря на многообразие технологических новшеств, остановимся на особенностях изготовления смесей в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-97.

АБЗ и их разновидности

Производство асфальта осуществляется на специализированных предприятиях асфальтобетонных заводах (АБЗ).

В соответствии с механизмом производства,АБЗ подразделяются на модификации циклического и непрерывного действия.

  • АБЗ циклического действия — это предприятия,рассчитанные на регулярное изготовление средних и небольших объёмов дорожных смесей. Поэтому такие предприятия располагаются вблизи больших населённы хпунктов, где присутствует перманентная необходимость в материалах для строительства и ремонта дорожного покрытия.

Стационарный АБЗ циклического действия

Уникальность таких заводов заключается в возможности изменения состава производимой продукции по нескольку раз за смену без ущерба для качества смесей.

Циклические АБЗ оснащаются полноценным набором оборудования для приёмки заполнителя и смешивания его с вяжущим компонентом. В качестве дополнительного специфического оборудования,заводы могут комплектоваться грохотом, дробильно-сортировочным виброситом и ёмкостями для складирования готовой продукции.

Применение грохота позволяет добиться высокого качества готового асфальта, поскольку сыпучие компоненты разделяются на фракции,до того как попасть в мешалку.Наличие емкостей, предназначенных для хранения готовой смеси, позволяют изготавливать продукцию с небольшим запасом.

  • АБЗ непрерывного действия,в отличие от цикличных аналогов, оснащаются только необходимым оборудованием. Такая конструкционная особенность позволяет производить компактные комплексы, адаптированные для транспортировки с одного объекта на другой.

Мобильный АБЗ непрерывного действия

Производство асфальтовой смеси на таких АБЗ осуществляется беспрерывно, то есть ингредиенты подаются в бункер, там перерабатываются и в виде готовой смеси отправляются в силосы.

Существенным недостатком комплексов непрерывного действия является отсутствие в базовой комплектации грохота. В результате,заполнители не подвергаются тщательной переработке, и смесь получается недостаточно однородной.

Часто из-за крупноразмерных включений,приготовленный на таком оборудовании асфальтобетон не соответствует требованиям ГОСТа. С другой стороны, за счет компактных габаритов оборудование может применяться небольшими специализированными предприятиями.

Производственная технология

На фото — отгрузка готового материала

Инструкция изготовления асфальтобетонных смесей в соответствии с ГОСТ 9128-97 предполагает реализацию следующих этапов:

  • Оценка качества компонентов будущей смеси – этот этап особенно важен, так как от него зависит большинство эксплуатационных характеристик готового продукта.
  • Обработка минеральных заполнителей, в ходе которой проводится измельчение и просеивание компонентов для получения требуемой фракции.
  • Подача компонентов в нагревательный бункер, где под воздействием высоких температур выпаривается избыточная влага и параллельно осуществляется нагрев вяжущего компонента.
  • Объединение компонентов в смесителе. За счет долговременного перемешивания из состава выводится избыточных воздух,следовательно, минимизируется количество пустот и смесь приобретает равномерную консистенцию.
  • Подача готового продукта в ёмкости временного хранения (силосы). За счет особой конструкции, емкости способны сохранять высокую температуру материала в течение нескольких суток.

Методы определения качества готового асфальта

Современные методы определения качества дорожного покрытия подразделяются на способы, используемые в лабораторных условиях, и способы,применяемые вне лаборатории.

На фото — плотномер ПА МГ4

Для определения качества асфальтобетона вне лаборатории применяются переносные приборы такие, например как плотномер асфальтобетона ПА МГ4.

Как следует из названия, устройство определяет плотность покрытия. По результатам исследования можно получить представление о таких параметрах как устойчивость к механическим нагрузкам и водонасыщение асфальтобетона.

На фото — образец покрытия для лабораторных исследований

Лабораторные исследования могут дать более подробные и точные данные о качестве материала. Для проведения лабораторных анализов осуществляется забор пробного образца. Впоследствии на специальных стендах образец подвергается тем нагрузкам,которые в естественной среде воздействуют на асфальтобетон.

Вывод

Теперь вы имеете общее представление о том, что собой представляет асфальтобетон, в соответствии с какими параметрами он классифицируется, как он изготавливается и как можно проверить его качество. Больше полезной информации вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.

Теплый асфальтобетон: прорывная технология или обычная смесь?

Технология производства теплого асфальтобетонного покрытия (ТАБ) позволяет добиться улучшения сразу нескольких параметров при устройстве дорожного покрытия, по ряду моментов ТАБ даже превосходит горячий асфальтобетон. В изготовлении теплая смесь не сложнее горячей, требуется лишь вода и специальная установка или химические добавки. При всех видимых плюсах технология пока не получила широкого распространения в России, подрядчики неохотно верят в экономию битума и топлива, однако подтверждения ее эффективности есть, в том числе и в нашей стране.

Теплым асфальтобетоном принято считать смесь с температурой от 100 до 150 градусов, что примерно на 30-40 градусов меньше, чем обычный горячий асфальтобетон. Понижая температуру производства смеси, удается добиться снижения окисления и вязкости битума, а также улучшения качества уплотнения на стадиях производства, транспортировки и укладки смеси. Это позволяет расширить рамки дорожного сезона, поскольку укладывать теплый асфальтобетон можно при более низких температурах воздуха, нежели горячий асфальт, и в целом увеличить срок службы дорожного покрытия.

Подобные технологии разрабатывались в Советском Союзе и в Европе еще в прошлом веке, однако отечественные разработки были практически забыты, тогда как за рубежом в XXI веке работы в этом направлении активно набирали обороты. Лидером стали США, которые сохраняют этот статус и по сей день. Чуть менее 10 лет назад, в 2009 году, в США выпустили почти 19 млн тонн теплого асфальтобетона. Уже в 2014 году этот показатель дорос до 110 млн тонн, а в 2017 году доля ТАБ в США составила почти 39% или 147 млн тонн. Европа такими показателями похвастаться не может (за весь 2016 год было выпущено только 6,5 млн тонн ТАБ), как и Россия (с 2012 по 2018 годы в России произвели более 2 млн тонн ТАБ по технологии механического вспенивания, данных по другим технологиям нет).

Сегодня существует несколько технологий производства ТАБ, и все они в основном связаны со снижением вязкости битума, что позволяет снизить температуру выпуска асфальтобетона. Самой распространенной и надежной технологией считается механическое вспенивание, когда в коллектор через специальные форсунки поступает вода. В данном случае не происходит никакого изменения химических реакций, что дает стабильный результат. Плюс этого метода в возможности сохранения существующей рецептуры смеси, в которую надо просто особым способом добавить воды. При добавлении органических, вспенивающих или химических добавок результат может быть непредсказуемым, что подтверждено, в том числе, испытаниями АНО «НИИ Транспортно-Строительного Комплекса».

«Самый предсказуемый результат — это вспенивание. При органических добавках окисление хоть и меньше, вяжущее становится жестким. Химические добавки вообще не предсказуемы, относительно исходной смеси показатели прыгают в разные стороны, невозможно предсказать, в какую сторону повернутся свойства асфальтобетона. Когда мы работаем со вспениванием, тут всё ясно. Вода делает менее вязкое вяжущее, после чего испаряется. Никаких изменений химических реакций не происходит, поэтому результат и свойства асфальтобетона получаются более предсказуемыми», – отмечает представитель АНО «НИИ ТСК» Кирилл Жданов.

Читайте также:  Утепление дома из газобетона: пенопластом, пеноплексом, пенополистиролом, минватой

Более 80% теплой смеси в США производится при помощи механического вспенивания, технологию которого компания Astec представила на рынке в 2006 году. Доля добавок мала и в странах ближнего зарубежья, в частности, в Польше, Украине, Казахстане и Киргизии. Здесь предпочитают механическое вспенивание. Тем же путем пошли и в России. В частности, один из крупных дорожных подрядчиков, который уже уложил более 650 км теплых смесей в девяти регионах РФ, также использует метод вспенивания битума. АБЗ компании оборудованы системой механического вспенивания Green System Pac от компании Astec. Вспенивающую установку этого типа можно поставить на любой завод, как циклического, так и непрерывного типа.

Принцип технологии заключается в том, что в специальном коллекторе смешивается вода и битум, в результате чего образуется пена. Впрыск воды выполняется через специализированные форсунки, что создает микроскопические пузырьки пара, это увеличивает толщину битумной пленки и уменьшает его вязкость. Как результат, работоспособность смеси остается дольше, чем у горячего асфальтобетона.

В России одни из первых участков дорожного полотна, где применялся вспененный битум, появились еще в 2012 году на трассе Р-120 «Орел – Брянск – Смоленск – граница с Белоруссией»: с 42-го по 56-й км в Орловской области и с 56-го по 68-й км в Брянской области. По результатам эксплуатации дороги продольных трещин не образовалось, а поперечных было меньше, чем при применении горячей смеси. За эту трассу отвечает ФКУ Упрдор «Москва – Бобруйск», которое в ходе работы с теплым асфальтобетоном выявило ряд преимуществ этой технологии над горячими смесями.

«Повысился срок службы дорожного покрытия, в том числе за счет увеличения адгезии между битумом и каменным материалом и получения ровности асфальтового покрытия. Было выявлено снижение себестоимости строительства за счет применения энергосберегающих технологий», – рассказал ведущий инженер ФКУ Упрдор «Москва – Бобруйск» Андрей Акимов. – Теплая асфальтобетонная смесь подобна горячей за исключением того, что она производится и укладывается при более низких температурах. Как правило, это понижение от 28-ми до 35-ти градусов. ТАБ не изменяет подбора смеси, и одни и те же составы мы используем как для горячей асфальтобетонной смеси, так и для теплой. При ТАБ только добавляется небольшое количество воды либо добавок».

Акимов отметил, что за счет более медленного остывания теплой смеси удалось увеличить плечо перевозки и проводить укладку в холодное время, а, следовательно, расширить дорожный сезон. Упрдор «Москва – Бобруйск» с каждым годом наращивает производство ТАБ. В 2012 году было уложено 130 тыс. кв. м покрытия, в 2018 году эта цифра увеличилась до 610 тыс. кв. м.

Положительные стороны теплых асфальтобетонов отмечают и сами подрядчики, которые используют его на своих объектах. Так, по словам представителя отдела контроля качества крупной дорожно-строительной компании, при производстве теплых асфальтобетонных смесей резко уменьшается температурное старение битума, увеличивается температурный диапазон его эксплуатационных свойств, что приводит к увеличению эластичности битума и срока службы покрытия.

«При укладке ТАБ значительно улучшается уплотнение асфальтобетонных смесей. Теплая смесь является более «подвижной» и поддается уплотнению при значительно более низких температурах, чем горячая. В весенние-осенние периоды, когда температура воздуха примерно +5 – +10 градусов, теплый асфальтобетон намного лучше укатывается», – отметил собеседник.

ТАБ имеет более толстую пленку вяжущего вокруг зерен наполнителя по сравнению с горячим асфальтом, что приводит к тому, что количество энергии, затрачиваемой на разрушение покрытия, растет, то есть асфальтобетонное покрытие служит гораздо дольше.

Что выгоднее, теплый или горячий асфальтобетон?

Помимо улучшения качественных показателей теплая асфальтобетонная смесь позволяет экономить энергетические ресурсы, поскольку нагревать инертные материалы нужно до менее высокой температуры, нежели при технологии горячих смесей. Некоторые отмечают снижение расхода топлива при производстве ТАБ на 10-20%. Минимальная температура, при которой выпускалась теплая смесь ЩМА-20, составляла 120 градусов, другие смеси возможно выпускать при температуре 100 градусов.

Также при производстве теплого асфальтобетона можно снизить и затраты битума. Некоторые подрядчики фиксировали снижение расхода битума при производстве ТАБ по технологии вспенивания примерно на 1%. По расчетам специалистов компании Astec, при понижении температуры нагрева смеси на 30 градусов и выпуске 117 тыс. тонн ТАБ в год прибыль компании может составить порядка 19,6 млн рублей в год. В этих расчетах учитывается использование специального оборудования по механическому вспениванию, которое возможно окупить за 3,5 месяца.

Помимо экономии подрядчиков, которые задумываются о производстве ТАБ, интересует и физико-механические характеристики асфальтобетона, влияет ли как-то на них вспененный битум. По словам тех, кто использует теплый асфальтобетон, практически ничего не меняется, однако некоторые замечали уменьшение колеи на проезжей части. По мнению президента ассоциации «Росасфальт» Николая Быстрова, свойства асфальтобетона и не должны меняться при использовании технологии ТАБ. «Мы меняем вязкость битума только на технологическом этапе, не залезая в его групповой химический состав. Это временное понижение вязкости не самого битума, а его объемного состояния», – отмечает Николай Быстров.

«Использование ТАБ выгодно как подрядчику, так и заказчику. Например, если мы говорим о продлении срока службы дорожного покрытия, это скорее плюс для подрядчика. Но если мы скажем, что это увеличение межремонтного срока, то это больше плюс для заказчика. Или же экономия топлива, это больше интересно подрядчику, однако снижение стоимости асфальтобетона – это уже плюс заказчика», – считают в компании Astec.

О теплых смесях в последнее время думают не только российские дорожники, но и чиновники федерального уровня. Эта тема становится всё актуальнее.

«Сейчас по заказу Федерального дорожного агентства проводится работа по разработке предварительных национальных стандартов по теплым асфальтобетонным смесям. Первый этап уже закончен. ПНСТ будут учитывать требования Технического регламента Таможенного союза, а также основные положения нормативных документов, которые разработаны по методологии «Супер Асфальт» (прежнее название Superpave)», – рассказал представитель АНО «НИИ ТСК» Кирилл Жданов.

Это большой шаг, но в России практически не собирают статистику по использованию теплого асфальтобетона, что, как считают специалисты, тормозит развитие технологии. Например, в США на протяжении пяти лет был застой в развитии ТАБ. В начале дорожные агентства штатов способствовали росту производства теплого асфальтобетона, после чего произошла некоторая стабилизация, и процесс серьезно затормозил. Позже специалисты решили собрать статистику, увидели положительные тенденции и стали активнее применять ТАБ на федеральных трассах, и отрасль вновь пошла вверх. В связи с этим Николай Быстров считает важным вести статистическую работу, Росавтодор и «Росасфальт» должны заняться обобщением опыта применения теплых асфальтобетонных смесей в России с целью выработки рекомендаций по дальнейшему развитию ТАБ.

Как делают асфальт: технология производства асфальтобетонных смесей

Асфальтобетон – это искусственный безобжиговый строительный материал, изготовленный из смеси битума, крупных и мелких заполнителей (гравия, щебня, песка), минерального порошка и других компонентов. В обиходе асфальтобетонные смеси не совсем корректно именуют асфальтом, т.к. это греческое название черной горной смолы (битума), которая образуется в каменноугольных породах. Существует несколько видов искусственного асфальта, отличающихся между собой составами и технологией изготовления. Каждая разновидность обладает индивидуальным комплексом эксплуатационных свойств и рассчитана на определенные области применения.

Из каких компонентов делают асфальт?

Основные компоненты асфальтобетона:

  1. Крупные заполнители – щебень и гравий. Они должны прочно сцепляться с вяжущим веществом. Этому требованию соответствуют кубовидные зерна щебня из плотных горных и метаморфических карбонатных пород. При производстве асфальтобетонных смесей применяют заполнитель с размерами зерен 10-40 мм.
  2. Мелкий заполнитель – песок. Для этой цели используется природный карьерный песок (речной не подходит) или отсев дробления щебня. В сырьевой асфальтобетонной смеси используют разнофракционный песок, что позволяет снизить пористость слоя. Мелкий заполнитель повышает плотность асфальтобетона, улучшает устойчивость к высоким температурам и прочность дорожного покрытия.
  3. Минеральный порошок. Его количество и качество существенно влияют на свойства вяжущего. Слишком большое количество минпорошка снижает прочность дорожного покрытия, особенно в зимних условиях.
  4. Вяжущее. Его функции чаще всего выполняет битум, который может быть жидким или вязким. Требуемый коэффициент вязкости битума указывается в технической документации, он зависит от состава сырьевой смеси и температуры укладки асфальта. При проведении дорожных работ в зимних условиях обычно используют жидкий битум с присадками и разжижителями.

Виды асфальтобетонных смесей по составу

По размеру зерен заполнителя различают три разновидности асфальтобетона, каждая из которых имеет определенную область применения:

  • Крупнозернистый. Этот материал востребован для устройства нижних слоев дорожного пирога. Для его изготовления используется щебень крупных (20-40 мм) и мелких фракций (5-15 мм).
  • Мелкозернистый. Заполнителем такого асфальтобетона является мелкозернистый щебень 5-15 мм. В двухслойных дорожных покрытиях мелкозернистый материал используют для устройства верхнего слоя дороги.
  • Песчаный. Этот искусственный асфальт подходит для обустройства тротуаров. Основной заполнитель в нем – песок. Также в составе присутствуют мелкофракционный щебень и немного минерального порошка.

По составу также разделяют следующие виды асфальтобетонов:

  • Классические. Предназначены для строительства городских и поселковых дорог, тротуаров.
  • Щебеночно-мастичные. Имеют в составе стабилизирующие добавки волокнистого типа. Применяются для создания высокопрочных дорожных покрытий автомагистралей с высокой интенсивностью движения.
  • Полимерасфальтобетонные. Содержат сополимеры и пластификаторы, повышающие прочность и безремонтный период дорожных покрытий. Полимерасфальтобетоны эффективны для устройства покрытий мостов, аэродромов, проездов, по которым передвигается тяжелая техника.

Виды асфальтобетона по технологии производства

По способу производства асфальтобетонные составы делят на три вида – горячие, теплые, холодные. Теплые асфальтобетоны по условиям применения, комплексу преимуществ и недостатков похожи на горячий асфальт, поэтому ГОСТ 9128-2013 объединяет эти материалы в одной группе.

Горячий асфальтобетон – состав и технологическая схема производства

Горячая асфальтовая смесь – традиционный материал, укладываемый по классической технологии при температуре не ниже +110 °C. В теплом асфальтобетоне присутствует маловязкий битум, а его укладка осуществляется при температурах +40…+80 °C. В зависимости от процентного содержания крупного и мелкого заполнителей горячие продукты разделяют на высокопористые, пористые, плотные и высокоплотные. В горячих асфальтобетонах применяется достаточно дешевый битум, поэтому они наиболее востребованы при строительстве дорожных и аэродромных покрытий, проведении масштабных капитальных ремонтов старых дорог. Их недостатки – необходимость в обеспечении важных характеристик материала в процессе укладки и применении спецтехники.

Как делают горячий асфальт на асфальтобетонных заводах (АБЗ) – основные этапы процесса:

  1. Просушка при температурах +150…+160 °C и просеивание на грохотах заполнителей, которые обычно поступают на асфальтобетонный завод (АБЗ) во влажном или воздушно-сухом состоянии. Повышенная влажность заполнителей приводит к разбрызгиванию смеси при укладке и снижению прочности дорожного покрытия. Просушка может быть одинарной или двойной.
  2. Смешивание компонентов – заполнителей и вяжущего. После добавления битума температура смеси вплоть до процесса укладки должна поддерживаться на уровне +160…+170 °C. Такие условия создаются в специальных бункерах, в которых асфальт может храниться не более 4 суток.
  3. Добавление модифицирующих компонентов. Оно может осуществляться в процессе перемешивания. При производстве резиново-асфальтной продукции каучуковая крошка добавляется в уже готовую к использованию смесь.

Горячий асфальт имеет строгие ограничения по сезонности применения. Этот материал можно использовать в дорожных работах летом, а также весной и осенью при определенных погодных условиях. Зимой его применение запрещено. Горячий асфальт на близкие расстояния перевозят обычными самосвалами. Для транспортировки на дальние расстояния применяют кохеры, специальные автомобили, оборудованные теплосберегающими контейнерами. В кохерах дорожный материал сохраняет рабочие характеристики в течение 2 суток.

Холодный асфальтобетон – из чего делают и особенности технологии изготовления

Холодные асфальтовые смеси изготавливают на базе холодного битума, специальных полимеров, чистых высушенных высокопрочных каменных заполнителей (гранитного или щебня из габбро-диабаза), что обуславливает следующие преимущества этой продукции:

  • возможность укладывать на основание при температурах окружающей среды до +5 °C, некоторые составы приспособлены для укладки в зимних условиях при температурах до -30 °C;
  • сохранение рабочих характеристик в течение длительного времени;
  • хорошая адгезия к основанию благодаря модифицирующим добавкам.

Из-за высокой стоимости холодный материал не применяют для асфальтирования значительных площадей. А низкая устойчивость к сдвигу ограничивает его использование на участках интенсивного торможения автотранспорта.

Наиболее популярные сферы применения:

  • все виды ямочных ремонтов, в том числе на скоростных трассах;
  • оперативное сооружение дорожек, аллей, площадок, запланированных для эксплуатации при небольших нагрузках.

Производство холодного асфальта осуществляется на стандартном оборудовании АБЗ и включает те же основные этапы, что и выпуск горячих смесей: подготовку сырьевых компонентов, их смешивание, отправку готового материала к месту хранения.

Виды асфальтобетонных заводов

Асфальтобетонный завод – это комплекс оборудования, обеспечивающего производство холодных и горячих асфальтобетонных смесей, черного щебня (щебня, обработанного битумом), переработку демонтированного покрытия.

По принципу функционирования АБЗ разделяют на цикличные и непрерывные. На предприятиях циклического действия используются порционные дозаторы и оборудование периодического использования. На заводах непрерывного производства операции подготовки компонентов, их смешивания, выгрузки готовой продукции происходят одновременно.

В зависимости от мощности оборудования АБЗ могут производить от 40 т/ч до 400 т/ч и более. По степени инвентарности заводы разделяют на стационарные, сборно-разборные и мобильные.

Добавить комментарий