Асфальтобетонные смеси: основные разновидности, особенности приготовления и использования

Виды и типы: технические характеристики

Асфальтобетонная смесь — это дорожное покрытие, которое изготавливается искусственным путем, способом применения материалов, имеющих минеральное происхождение, таких как песок, минеральные порошки, гравий или щебень, а также с активным вяжущем веществом в виде битума или полимерно-битумного состава.

Выделяют такие разновидности асфальтобетонных смесей:

Материал может изготавливаться на основе гравия.

• В зависимости от основы состава: гравий;
• песок;
• щебень.

По фракционности наполнителя:

объемный (крупнозернистый) — используемое зерно до 35 мм;

мелкозернистый — до 15 миллиметров;

песчаный — 5,5 мм.

По включению минеральной составляющей:

разряд «А» содержит 55—65% материала;

«Б» — 45—55%;

«В» — 45—35%.

Основные типы асфальтобетонных смесей по применяемому связывающему веществу и температурному режиму в момент укладки:

Материал нужно укладывать, пока его температура держится на отметке выше 100 градусов.

Читайте также: Монолит между плитами к чему привязать. Устройство монолитных участков в перекрытиях. Неравномерная усадка дома

• Горячая. Для изготовления используются вязкие и жидкие нефтяные дорожные битумы. Механизм установки — непосредственное применение после приготовления состава. Во время усадки термометр не должен показывать температуру ниже, чем +120 градусов.
• Теплая. Температура смеси 65 градусов. Укладывается теплый состав сразу после замеса раствора.
• Холодная. Основана на жидком битуме. Готовится холодный асфальтобетон без нагревания. Готовый раствор имеет длительные сроки годности, примерно 7—9 месяцев. Температура укладки до -5 градусов.

Классификация асфальтобетонной смеси

Виды дорожного материала:

Состав такого материала делает его очень плотным и достаточно прочным.

• Щебеночно-мастичный состав. Основа смеси: минеральный материал (щебенка, песок, минеральный порошок), битумное вяжущее вещество, модификатор, который отвечает за стабилизацию материала и препятствует расслоению покрытия в момент эксплуатации.
• Литые асфальтобетонные составы (мелкозернистый асфальтобетон). Плотный и механически устойчивый вид покрытия. Отличия от других — основа из битумного вяжущего вещества, порог содержания которого равняется 10% от общего состава, содержание минерального порошка — 27%.
• Асфальтобетонный раствор на основе полимера. Активные вещества состава — битум, как продукт нефтепереработки, термоэластопласт, эластомер и другие полимерные материалы. Свойства смеси — долговечность, устойчивость.
• Цветной асфальтобетон. Состав горячего или холодного типа с применением цветных пигментов. Отличительных моментов в приготовлении смеси нет, отличие только в добавлении окрасочных компонентов. Таким составом декорируется пол или другая поверхность.
• Стеклоасфальтобетонный состав. Дорожная смесь содержит измельченные стеклянные элементы. Применяются бытовые или промышленные продукты переработки из стекла. Помогает сэкономить на крупном заполнителе и вяжущем веществе.
• Резиноасфальтобетонный вид раствора. Горячий состав, модифицированный с помощью резиновой крошки. Добавление активного компонента проводится двумя способами: сухим — вместе с заполнителем и мокрым — соединяется с битумом.
• Резиново-дренирующий асфальт. Отличается от других активным вяжущем веществом, в которое входит полимерный битум, полиэтилен с низким процентом плотности, резиновая крошка.
• Серый асфальтобетон. В состав смеси добавляется техническая сера.

Преимущества устройства тонкослойных асфальтобетонных покрытий

 Преимущества устройства тонкослойных асфальтобетонных покрытий

В статье приведены достоинства асфальтобетонной смеси на вспененном битуме для обеспечения качественного строительства по показателям, регламентируемым СП 78.13330–2012.

Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, покрытие, укладка асфальтобетона

Анализ работ, выполненных в области изучения условий работы дорог в сложных природных условиях [1] показывает, что асфальтобетонные покрытия со стороны транспортных средств воспринимают динамические нагрузки, которые приводят к возникновению динамических напряжений [2] и могут вызвать резонанс [3]. В свою очередь эти агрессивные с позиции напряженного состояния покрытия факторы обуславливают более интенсивное развитие повреждений асфальтобетона. Специалисты дорожной отрасли предпринимают попытки разработки критериев прочности [4–6] и условий пластичности [7, 8], включающие меры теории поврежденности. При разработке методов расчета асфальтобетонных покрытий по сдвигу и накапливанию пластических деформаций в работах [7, 8] предполагается, что с повышением температура вязкость битума в покрытии уменьшается. Это приводит к утрате покрытием важнейшего свойства изгибаться под воздействием нагрузки. Потеря способности к изгибу приводит к тому, что асфальтобетон работает в условиях трехосного сжатия, вследствие чего деформируется подобно дискретным материалам [9, 10]. Трехосное сжатие и сдвиги в асфальтобетонном покрытии привели к тому, что для их расчета применяют грунтовые критерии [11–13] и методы расчета главных напряжений в дискретных материалах [14–16]. Отсюда вытекает актуальность работ, направленных на разработку технологий устройства многослойных, но тонкослойных покрытий, которые подобно пластинам способны работать на изгиб в условиях высоких летних температур, что повышает устойчивость к образованию колеи.

Такие технологии предусматривают наложение одного материала на другой путем одновременного формирования двух слоев. За счет отсутствия зазора между двумя слоями создается конструктивно неразделимая, монолитная структура. Одновременная укладка двух слоев сокращается время производства работ и дает возможность укладки тонких слоев покрытий из специальных смесей повышенного качества. Изготовление дорожного покрытия, которое имеет надежное сцепление с асфальтом снизу и пропускающую воду пористую структуру сверху, обеспечивает технология изготовления дренирующего асфальта. Основными отличиями данного вида асфальта от других дорожных покрытий является повышенная безопасность движения транспортных средств во время дождя, меньший уровень шума и пониженное образование луж, что исключает брызги воды. Для снижения количества связанных с проведением дорожных работ аварийных ситуаций используется технология изготовления дорожных покрытий с подбором скоростных режимов их укладки. Эта технология предусматривает наличие свободной дорожной площади, на которой производятся работы, а также наличие длинной и прямолинейной рабочей зоны для перемещения дорожного оборудования. Способность дорожной смеси к перемешиванию повышается в ходе ее приготовления и нагрева до требуемой температуры. Имеется возможность понизить температуру смеси до окончания укладочных работ примерно на 30 градусов. Благодаря повышению пластичности смеси улучшаются параметры укладки.

Литература:

1. Смирнов А. В., Кузин Н. В. Строительство автомобильных дорог и аэродромов в сложных природных условиях севера России. // Наука и техника в дорожной отрасли. 2007. № 4. С. 16–17.

2. Смирнов А. В., Андреева Е. В., Герцог В. Н. Воздействие подвижных нагрузок на покрытия и основания автомагистралей // В сборнике: Актуальные проблемы архитектуры и строительства Материалы международной научно-практической конференции. 2014. С. 117–124.

3. Смирнов А. В., Андреева Е. В., Кузин Н. В. Гашения колебаний и резонанс в дорожных конструкциях. // Наука и техника в дорожной отрасли, № 3 – 2006, С. 39–41.

4. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Модификация критериев прочности и условий пластичности при расчетах дорожных одежд // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2020. № 1 (41). — С. 47–54.

5. Александрова Н. П., Александров А. С., Чусов В. В. Учет поврежденности структуры асфальтобетона в критериях прочности и условиях пластичности // В сборнике: Политранспортные системы материалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия -ЕС. Новосибирск: СГУПС, 2020. – С. 219–225.

6. Александрова Н. П., Чусов В. В. Применение интегральных уравнений наследственных теорий для расчета изменения мер теории поврежденности при воздействии повторных нагрузок (eng) // Инженерно-строительный журнал. — 2020. № 2(62). — С. 69–82.

Читайте также: Армопояс на газобетоне – практические советы

7. Александрова Н. П., Чусов В. В. Особенности расчета асфальтобетонных покрытий по сопротивлению сдвигу с учетом накапливания повреждений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2020. № 3 (49). — С. 42–50.

8. Чусов В. В., Александрова Н. П. Два способа расчета мер теории накапливания повреждений // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого — взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции — Омск, СибАДИ, 2020 — С. 271–275.

9. Александров А. С. Расчет пластических деформаций материалов и грунтов дорожных конструкций при воздействии транспортной нагрузки // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. — 2009. — № 2. — С. 3–11.

10. Стригун Т. В., Александрова Н. П. Моделирование пластических деформаций дискретных материалов в слоях дорожных конструкций // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого -взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции – Омск, СибАДИ, 2020. – С. 229–233.

11. Александров А. С. Трехпараметрическое условие пластичности Кулона-Мора. Часть 1. Вывод критерия. // В сборнике: Наука XXI века: опыт прошлого -взгляд в будущее: материала II международной научно-практической конференции – Омск, СибАДИ, 2020. – С. 50–54.

12. Александров А. С., Долгих Г. В. Модификация критерия Кулона-Мора для расчета конструкций лесных дорог по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Ввод третьего параметра материала // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 6–2 (48). С. 6–9.

13. Александров А. С., Долгих Г. В. Александрова Н. П. Модифицированный критерий Кулона — Мора. Часть 1. Вывод уравнения предельного равновесия. // Вестник научных конференций. – 2020. № 5–4 (9). — С. 17–18.

14. Александров А. С., Долгих Г. В. Александрова Н. П. Расчет минимальных главных напряжений в грунтовом полупространстве // Вестник научных конференций. –- 2020. № 5–4 (9). — С. 21–23.

15. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. П. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 2. Модифицированные модели расчета главных и касательных напряжений // Инженерно-строительный журнал. — 2020. № 2(62). — C. 51–68.

16. Александров А. С., Долгих Г. В. Александрова Н. П. Расчет минимальных главных напряжений в слое конечной толщины // Вестник научных конференций. – 2020. № 5–4 (9). — С. 23–24.

Какие есть марки составов?

Марки асфальтобетона содержит информационная таблица:

Маркировка	Тип асфальта	Обозначение смеси
Асфальт марки 1 (i)	Высокоплотный	А, Б, Г
	Плотный	Бх
	Пористый	Вх
	Высокопористый	Гх
Марки ii	Плотный	А, Б, В, Г, Д
	Пористый	Гх
	Высокопористый	Дх
Марки iii	Плотный	Б, В, Г, Д

Виды

Растворы классифицируют, согласно нескольким параметрам. Классификация зависит от особенностей компонентов, содержащихся в асфальтобетонных смесях. Различают четыре типа растворов. Классификация асфальтобетонных смесей выглядит так:

1. По наличию минеральной составляющей. Растворы классифицируют в зависимости от того, какой тип составляющей используется при изготовлении. Существуют разные типы компонентов, входящих в состав асфальтобетонной смеси. Например, для типа А характерно пятидесятипроцентное содержание щебня в растворе.
2. По размеру минеральных зерен составы бывают трех типов: песчаная (зерна для песчаной смеси должны быть менее пяти миллиметров), крупнозернистая (зерна менее сорока миллиметров) и мелкозернистая асфальтобетонная смесь (зерна размером менее двадцати миллиметров).
3. В зависимости от используемого стройматериала, смесь бывает песчаная, гравийная и щебеночная.
4. Температура также влияет на технические характеристики растворов. Классификация производится согласно температуре, которая зафиксирована в то время, когда происходила укладка смеси. Различают две разновидности: горячие асфальтобетонные смеси и теплые асфальтобетонные смеси. В частности, при распределении холодная асфальтобетонная смесь должна иметь температуру около 5°С, горячая – не ниже 120°С.

Вернуться к оглавлению

Состав асфальтобетона

Компоненты материала обязательно должны связываться между собой битумом.
Классическая основа дорожной смеси:

• минеральный наполнитель;
• вяжущее вещество из битума.

Подробный состав асфальтобетонной смеси:

Читайте также: Проектирование домов из фибропенобетона. Фибропеноблоки — новое слово в создании лёгкого и прочного кладочного строительного материала из фибропенобетона Что такое фибропенобетон

• Заполнитель: щебень;
• гравий;
• керамзит для керамзитобетона;
• шлак или продукты переработки горнорудных производств.

Песок. Материал природного происхождения:

горный;

кварцевый.

Минеральный порошок. Отвечает за структурную организацию асфальта. Способствует повышению вяжущих свойств битума и заполняет мелкие, образовавшиеся поры покрытия.

Вяжущее вещество. Применяется продукт нефтепереработки — битум. Различаются такие:

вязкие;

жидкие;

модифицированные и плотные на основе полимерных соединений.

Материал изготавливается на основе ряда составляющих.

Особенности материала

Укладка дорожного полотна на предварительно уплотненный грунт

Асфальтобетон — это разновидность строительных материалов искусственного происхождения, используемая для устройства дорожного полотна и прочих крупногабаритных покрытий. Производственный процесс предполагает изготовление, и последующее уплотнение специальной смеси, подобранной в соответствии требованиями, изложенными в ГОСТ 9128.

Асфальтобетонная смесь в наши дни изготавливается из следующих компонентов:

• минеральные материалы (мелкозернистый щебень, кварцевый песок, а также тонкодисперсный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей);
• вяжущая органическая основа (битум).

Важно: В прошлом веке, вместо битума или вместе с битумом, в качестве вяжущей основы, применялся деготь. Впоследствии, по причине дороговизны, малой прочности и нерентабельности использования, дёготь был исключен из состава асфальтобетонных смесей.

Изготовление смеси предполагает тщательное перемешивание всех компонентов с доведением состава до высоких температур.

Классификация смесей

На фото — щебёночный асфальт

В зависимости от того, какой минеральный порошок применен, различаются следующие модификации смесей:

• гравийные;
• щебеночные;
• песчаные.

Отношение к той или иной модификации определяет особенности применения асфальта.

Так, например гравийные и щебёночные модификации, как правило, используются при устройстве дорожного полотна, покрытия площадей, тротуаров и т.д. В то же время, песчаные модификации используются при изготовлении оснований пола на крупных промышленных объектах.

Важно: Удельный вес асфальтобетонной смеси, в зависимости от массы компонентов, в среднем, составляет 1.8-2.2 т из расчета на 1м³.

В соответствии с фракцией применённого заполнителя, асфальтобетонная смесь может быть следующих типов:

• крупнозернистая (с размером частиц не более 40 мм);
• мелкозернистая (с размером частиц не более 20 мм);
• песчаная (с размером частиц не более 10 мм).

По содержанию щебня или гравия плотные горячие асфальтобетоны делятся на следующие типы:

• «А» с содержанием щебневого заполнителя 50-60% от общего объема;
• «Б» с содержанием заполнителя 40-50%;
• «В» с содержанием заполнителя 30-40%.

Холодные асфальтобетоны также содержат мелкозернистый заполнитель и представлены на рынке типами Бх и Вх, где добавочная буква «х» является температурной характеристикой готового материала.

На фото — литой асфальт на основе песчаного заполнителя

Песчаные асфальтобетоны как горячие, так и холодные, по типу примененного заполнителя делятся на следующие категории:

• Материалы, произведённые с применением песка, полученного из отсевов дробления, обозначаются как Г и Гх (содержание заполнителя до 30% от общего объёма);
• Материалы, произведенные с применением природного песка или его смеси с отсевом дробления, обозначаются как Д и Дх (содержание — до 70%).

Исходя из физико-механических показателей готовых материалов и из состава примененных компонентов, асфальтобетонным смесям присваиваются соответствующие марки. В зависимости от присвоенной марки и от толщины покрытия, определяется расход асфальтобетонной смеси на 1 м2.

Марка холодных модификаций:

• МI, МII – Бх и Вх;
• МI, МII – Гх;
• МII – Дх.

Марка высокопористых и пористых модификаций — МI, МII;

Марка высокоплотных и плотных горячих модификаций:

• МI, МII — А;
• МI, МII, МIII – Б и Г;
• МII, МIII – В и Д.

Как уже было сказано, асфальтобетонные смеси изготавливаются с применением связующего компонента, который вместе с заполнителем разогревается до рабочих температур.

В соответствии с этой особенностью, готовые смеси подразделяются на следующие модификации:

Читайте также: Добавки в бетон для гидроизоляции и повышения прочности

• Холодные – изготавливаются с применением жидких нефтяных битумов. Рабочая температура готового материала составляет + 5°С и выше.
• Горячие – изготавливаются с применением преимущественно вязких нефтяных битумов. Рабочая температура материала, при которой возможна укладка + 120°С;

Важно: При изготовлении холодных смесей применяется только мелкозернистый или песчаный заполнитель.

При производстве дорожного материала наблюдается остаточная пористость асфальтобетонной смеси. Это явление присуще как горячим, так и холодным модификациям и рассчитывается в процентах, исходя из соотношения количества пор к объёму материала после уплотнения.

В соответствии с этим параметром, готовый материал подразделяется на следующие категории:

• высокоплотный асфальтобетон (степень остаточной пористости 1,0-2,5%);
• плотный (2,5-5,0%);
• пористый (5,0-10,0%);
• высокопористый (10,0-18,0%).

Холодные смеси после уплотнения характеризуются остаточной пористостью не более 10,0%.

Технические требования к смеси

Полная характеристика смеси включает момент процентного совмещения в наполнителе минеральных пластинчатых соединений. Содержание дополнительных форм в гравии или щебне не должно превышать норм, указанных в госстандартах:

• марка 1, раствор «А» — 14,5%;
• класс Б, Бх — 24,5%;
• растворы В, Вх — 34,5%.

Существуют правила изготовления и правильная технология производства. Основное назначение существующих норм:

• нормированная плотность асфальтобетона;
• нормы расхода на 1 м кв.;
• удельный вес асфальтобетона.

Чтобы производить и использовать данный материал, нужно знать, сколько его потребуется на квадратный метр.

Важнейший аспект качества асфальтобетонной смеси — правильная транспортировка раствора и отгрузка. При неграмотно организованной погрузке, перевозке и укладке смеси возникает сегрегация материала, которая провоцирует образование неровностей, выбоин и трещин на дорожном полотне.

Перегружатели асфальтобетонной смеси

Л. Малютин

В течение последних двух десятилетий в развитых странах возобладала концепция непрерывной укладки асфальтобетонного покрытия. Ее основной принцип – асфальтоукладчик не должен останавливаться. Реализация этой идеи в большей степени лежит в организационной, а не технической плоскости. Организуйте постоянный подвоз асфальта, и тогда вам обеспечено качественное покрытие, которое прослужит полтора десятка лет. Но далеко не все так просто.

Когда самосвал подходит к асфальтоукладчику, толчка не избежать, хотя производители предпринимают меры, чтобы максимально его смягчить. При толчке под плитой возникает сдвиг и образуется область с иной, чем у остального покрытия, плотностью, а то и неровность. Впоследствии по границе областей с разной плотностью неизбежно появится поперечная трещина.

Второе явление, на первый взгляд незаметное, но оказывающее ощутимое негативное воздействие, – температурная сегрегация. В конце 1990-х это явление изучили американцы. По пути следования самосвала от асфальтобетонного завода (АБЗ) к месту укладки асфальтобетонная смесь в кузове остывает неравномерно. Причем смесь, контактирующая с бортами, особенно с задним, остывает быстрее, чем сверху и в центре. При выгрузке остывшая масса от заднего борта первой падает в бункер укладчика, и ленточный питатель первой подает ее в шнековую камеру, а затем – основную горячую массу и в конце опять остывшую массу от боковых и переднего бортов самосвала.

Roadtec MTV-1000B

При выгрузке следующего самосвала процесс повторяется. Остывшие «куски» целиком попадают под уплотнительные агрегаты укладчика, которые уже не могут уплотнить их в той же степени, как остальную горячую смесь. На покрытии примерно через равные промежутки образуются холодные «пятна», сохранившие рыхлую структуру, в полости которой проникает вода, и тогда при многократном замерзании-оттаивании покрытие разрушается. Свою лепту в этот процесс вносит и проходящий транспорт. Ожидаемый срок службы покрытия сокращается вдвое в результате его разрушения из-за температурной сегрегации – разницы температур внутри смеси. Бороться с ней можно, применяя изотермические кузова с подогревом, но существует более простое решение вышеописанных проблем: это перегружатели, или, как их еще называют, перегрузчики, загрузчики или питатели.

При разработке перегружателя в начале 1990-х конструкторы задавались прежде всего целью обеспечить высокую производительность укладки, минимизировать остановки асфальтоукладчика и исключить контакт с ним самосвала. В промежуточном бункере асфальтоукладчика плюс во вставном бункере большой вместимости создается запас смеси, снижая зависимость укладчика от подвоза материала, что, таким образом, работает на концепцию непрерывной укладки. Кроме того, перегружатель, перемешивая материал в бункере, выравнивает его температуру и состав по всему объему, ликвидируя температурную и фракционную сегрегацию.

Vоgele MT 1000-1

Сравнительно недавно эти машины появились и на российских дорогах. Их поставляют компании Dynapac, Roadtec, Terex-Cedarapids и Vоgele.

В модельном ряду перегружателей американской компании Roadtec

три модели на колесном шасси: «старшая» SB-2500C, меньшая по массе и размерам MTV-1500C (Material Transfer Vehicle) и «легкая» модель MTV-1000B. На них устанавливают дизели John Deer и гидрообъемный привод всех четырех колес, «обутых» в 25-дюймовые шины. У трансмиссии два скоростных диапазона – рабочий с максимальной скоростью 4…5 км/ч и транспортный, до 15 км/ч.

Самосвал, подойдя к SB-2500C (Shuttle Buggy), выгружает смесь в приемный бункер, откуда шнеком она подается к пластинам конвейера. Поддерживать движение материала помогает вибромеханизм на дне бункера. По конвейеру, который благодаря высокой производительности 907 т/ч позволяет быстро освободить самосвал, материал направляется в промежуточный бункер вместимостью 22,7 т. Пространство между конвейером и бункером плотно закрыто резиновым кожухом, чтобы смесь не контактировала с атмосферой. В бункере ее перемешивает шнек с трехшаговыми витками, сужающимися к бортам бункера.

Terex-Cedarapids MS-4

Материал интенсивно поступает с боков к центру бункера, и таким образом поддерживается его постоянное движение по всей массе, перемешивание, выравнивание температуры и состава. Далее промежуточным и разгрузочным конвейерами смесь подается в бункер асфальтоукладчика. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны – перегружатель может двигаться по соседней полосе. Пропускная способность этих конвейеров 544 т/ч определяет общую производительность перегружателя.

Рабочее место оператора – сверху над задними колесами, куда он поднимается по лестнице, – оснащено двумя креслами по обеим сторонам и поворотным пультом управления. Для защиты от солнца и непогоды натягивают тент.

MTV-1500C полностью повторяет конструкцию SB-2500C и отличается от нее уменьшенными габаритами и массой. Промежуточный бункер вместимостью 13,6 т также снабжен шнеком с витками переменного шага.

Конструкция «младшей» модели MTV-1000B попроще. Как и на «старших» моделях, материал подается из самосвала в приемный бункер, так же поднимается конвейером, но попадает сразу в приемный лоток разгрузочного конвейера. Материал перемешивается только в приемном бункере. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны. Рабочее место оператора расположено над приемным бункером. Модификация MTV-1000C отличается более длинным разгрузочным конвейером, поворачивающимся на 35° в обе стороны.

Приемный бункер Vоgele MT 1000-1

Вместо загрузочного бункера на перегружатели Roadtec могут установить подборщик асфальта из валка.

Конструкторы Terex-Cedarapids

при разработке перегружателя MS-4 обратили особое внимание на предотвращение температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси. Они стремились к тому, чтобы смесь проходила как можно более короткий путь на всех этапах перегрузки и двигалась плотной массой. Их машина легка, очень компактна и производительна.

Материал из самосвала выгружают в бункер вместимостью 3,4 м3. Для удобства выгрузки и снижения высоты падения смеси бункер поднимается гидравликой. В бункере массу смеси полностью перемешивает шнек большого диаметра – 991 мм. Далее коротким и широким скребковым конвейером, на котором смесь не успевает остыть, материал подается в бункер укладчика. Конвейер реверсивный, что удобно для его очистки, а кроме того, при обратном ходе он может дополнительно перемешивать смесь. Небольшие длина и вылет стрелы конвейера за заднюю ось перегружателя обеспечивают минимальную высоту падения смеси, а значит, смесь не успевает расслоиться, когда более крупные частицы вытесняются к краям образующегося конуса, т. е. подвергнуться фракционной сегрегации.

Газовые горелки на транспортере Vоgele MT 1000-1

Полностью это условие перегружатель выполняет, конечно, в паре со вставным бункером укладчика, в котором поддерживается высокий уровень смеси. За загрузкой вставного бункера следит автоматическая система с ультразвуковым датчиком, установленная на перегружателе. Подача материала регулируется за счет изменения скорости движения конвейерной ленты, а также сечения выходного окна бункера.

Компания предлагает бункера вместимостью 20 т для укладчиков Cedarapids серии 400 и вместимостью 24,5 т для укладчиков серии 500. Разработать и сварить аналогичный бункер для любой модели укладчика вполне по силам отечественным машиностроительным или ремонтным предприятиям.

Можно отметить, что конструкторы, стремясь уменьшить размеры, массу и энерговооруженность перегружателя, сохранили связь между самосвалом и укладчиком. Перегружатель – не самоходный, его толкает перед собой укладчик. Двигатель John Deer мощностью 83 кВт, помещенный на высокую надстройку, приводит рабочую гидравлику. Специальная патентованная система амортизации защищает укладчик от толчков, тем не менее нельзя утверждать, что воздействие на него самосвала полностью исключено. Не предусмотрено и рабочее место оператора. Перегружатель оборудован с обеих сторон пультами управления, и оператор управляет машиной, идя рядом. Над пультами управления находятся светофоры, которыми оператор сигнализирует водителю самосвала об опорожнении кузова.

Рабочее место Vоgele MT 1000-1

Исключен контакт между укладчиком и гусеничным перегружателем Vоgele

МТ 1000-1. Поддерживать дистанцию помогает датчик скорости в задней части перегружателя, контактирующий со специальной планкой на вставном бункере укладчика. При соприкосновении датчик срабатывает, и перегружатель автоматически ускоряется, а при потере контакта, наоборот, притормаживает. Ультразвуковой сенсор на стреле конвейера отключает подачу смеси при наполнении вставного бункера. Бункера вместимостью 20…24 т компания изготавливает под заказ для любой модели своих укладчиков. Отечественные дорожные организации практикуют их изготовление своими силами.

Рабочее место оператора оборудовано двумя дублирующими друг друга пультами управления: за одним он работает стоя лицом к укладчику, за вторым – сидя в кресле, вынесенном за габарит площадки перегружателя. От солнца и непогоды оператора защищает тент.

В приемном бункере два симметрично расположенных шнека диаметром 240 мм подают смесь от краев бункера к ленточному транспортеру. Стрела транспортера закрыта сверху крышками, на внутренней стороне которых установлены газовые горелки, подогревающие смесь. Газовые баллоны устанавливают в нишах между бункером и корпусом шасси.

Dynapac MF300C работает в паре с укладчиком «Компактасфальт»

С нижней стороны лента открыта. Конструкторы Vоgele с истинно немецкой страстью к порядку снабдили машину рулоном бумаги, которой накрывают кормовую часть, куда может падать налипшая на ленту смесь.

По окончании смены (или чаще в зависимости от характеристик смеси) кусок грязной бумаги отрывают и вместо него накладывают новый. На площадке предусмотрен запас роликов для транспортера.

Гидравлика шасси и рабочих органов приводится двигателем Deutz мощностью 106 кВт. Электроника управляет независимыми приводами гусеничных лент, траки которых, как на асфальтоукладчике, снабжены резиновыми подушками.

Производительность перегружателя – до 900 т/ч. Она покажется недостаточной, если обратить внимание на максимальную производительность Super 2500, самого мощного укладчика из ряда Vоgele: 1100 т/ч. На самом деле Super 2500 с 16-метровой плитой применялся только раз, на строительстве автобана в Германии. Основная проблема такой широкой укладки – обеспечение достаточным количеством смеси, чтобы укладчик не останавливался. Для меньшей ширины укладки производительности перегружателя более чем достаточно.

Dynapac MF300C

Высокая производительность – то, к чему стремились конструкторы Dynapac.

Это особенно касается последней разработки – гусеничного перегружателя MF300C, созданного для работы в паре с укладчиком «Компактасфальт». Оба перегружателя – MF300C и колесный MF250C – спроектированы на базе асфальтоукладчиков. Смесь из самосвала выгружают в приемный бункер с подъемными боковыми стенками, откуда она ленточными питателями, а затем разгрузочным ленточным транспортером подается в бункер укладчика. Высота подачи регулируется гидравликой. Для удобного обзора площадка с рабочими местами перегружателя MF300C установлена на подъемнике ножничного типа.

Возможно исполнение с дополнительным транспортером, смонтированным под прямым углом на оконечности разгрузочного транспортера. С ним перегружатель может двигаться сбоку от укладчика и подавать смесь в верхний бункер «Компактасфальта» одновременно со вторым перегружателем, работающим с нижним бункером.

Читайте также: Стеклофибробетон для фасада: сфера применения изделий из СФБ-панелей

Где и как применяется?

Область применения:

Таким материалом покрываются велодорожки.

• Для возведения монолитного слоя дорожного покрова.
• Как выравнивающий слой уже возведенного полотна.
• Для создания асфальтовых покрытий в промышленных, торговых и хозяйственных зонах.
• В организации тротуарных, пешеходных, велосипедных частей.
• Для асфальтирования дорог различных категорий.
• В сооружении посадочно-взлетных аэродромных полос.
• При организации придомовых участков, заливки пола.

Пример оптимального подбора ингредиентов асфальтобетонной смеси

В качестве примера компонентов асфальтобетона предлагается рассмотреть задачу: нужна мелкозернистая горячая смесь типа Б второго сорта для создания плотного верхнего шара дороги в третьей климатической зоне. Доступны такие ингредиенты:

В связи с этим невозможно провести лабораторное разделение компонентов углеводородов; можно указать только элементный состав и основные углеводородные группы, входящие в эти вещества. Элементарный анализ показывает, что битумные связующие содержат в среднем.

Сера и азот находятся в очень небольших пропорциях. Упоминается, что битумы асфальта преобладают над нафтеновыми и парафиновыми группами, и особенно насыщенными углеводородами, и преимущественно в смолах имеются ароматические группы и, в частности, ненасыщенные углеводороды.

• гранитная и известняковая щебенка зернистостью 0,5-2 см;
• речной песок;
• отсев после измельчения гранитной крошки;
• отсев после измельчения известняка;
• неактивированный минпорошок;
• битум материал БНД 90/130.

На первом этапе проводится тестирование и сравнение характеристик, представленных выше ингредиентов. По результатам проверки образцов с различным соотношением компонентов сделаны выводы, что для получения асфальтобетонных смесей Б типа и второго сорта подходят , речной песок, гранитная пыль, минпорошок, битумный материал.

Что касается физико-химической структуры битумных связующих, они образуют сложные коллоидные системы. С помощью селективных растворителей, посредством различных лабораторных операций, некоторые из основных составляющих битума, образованного из близкородственных углеводородных групп, могут быть разделены как по их химическому составу, так и по их физическим свойствам.

Насыщенные углеводороды представляют собой неполярные углеводороды с низкой молекулярной массой, состоящие из линейных или разветвленных алифатических углеводородов и нафталин-алкила. Ароматические углеводороды содержат одно или несколько ароматических колец, которые могут включать серу, азот и кислород. Появляется как вязкие, темно-коричневые жидкости с низкой молекулярной массой. Под воздействием температуры они переходят в углеводороды с более высокой молекулярной массой.

Известняк и пыль измельченного известнякового компонента не ответили нормативам ГОСТа по прочностным параметрам. На втором этапе рассчитывается щебень. Его содержание при крупности более 0,5 см равно 35-50%. Оптимальным в смесях является содержание 48%. В материале присутствует 95% частиц, указанной крупности, поэтому формула имеет вид:

Смолы состоят из конденсированных ароматических углеводородов с низким содержанием алифатических углеводородов. Это асфальтены, пептизирующие агенты. Расины растворимы в жидкостях, которые осаждают асфальтены; осаждаются вместе с асфальтеном в случае пропана и могут быть отделены от асфальтенов экстракцией н-пентаном. Он составляет около 30% массы битума. Размеры частиц варьируются от 1 нм до 5 нм. Со временем содержание смолы уменьшается.

Асфальтены состоят из сложных ароматических углеводородов с высокой полярностью и высокой молекулярной массой. По определению они нерастворимы в н-гептане; получается осаждением в неполярных растворителях. Асфальтены растворимы в жидкостях с высокой поверхностной натяжкой. Размер мицелл варьируется от 5 до 30 нм.

Таким способом рассчитывают количество щебенки в смеси для фракционного состава.

На третьем этапе определяется состав минерального порошка. Вычисления начинаются с выведения массовых пропорций щебенки, песка и минпорошка с фракционным составом, согласно ГОСТу. Следовательно, содержание зерен размером менее 0,0071 см в минматериале асфальтобетона должно лежать в диапазоне 6-12%. Для вычислений берется 7%. При содержании элементов крупностью 0,0071 см 74% в порошковом минерале, формула расчета выглядит так:

Содержание асфальтенов влияет на реологические характеристики битума. Увеличение содержания асфальтенов происходит за счет упрочнения битума. Асфальты имеют сильную тенденцию к образованию молекулярных ассоциаций. Асфальтеновые молекулы образуют плоские или почти плоские листы, прерывистые, состоящие из нафтеновых и ароматических молекул и в уменьшенных пропорциях органических гетеросоединений, среди которых есть связи, как правило, в виде алифатических цепей. Связь в мицеллах осуществляется суккулентной суперпозицией молекул фольги и образованием слоистой структуры.

Ввиду присутствия в смеси частиц менее 0,0071 см из гранитных отсевов, фракцию минпорошка принимают, равную 8%. На четвертом этапе рассчитывается количество песка. Общее его содержание составляет:

Песок =100 — (Щебенка минпорошок) = 100 — (50 = 42%.

Связи между листами деасфальта отнесены к электростатическим силам. Увеличение содержания ароматических углеводородов при постоянном соотношении между насыщенными углеводородами и смолами приводит к снижению эффекта реологического поведения битума, за исключением ограниченного снижения восприимчивости к сдвигу.

Увеличение содержания в насыщенных углеводородах при постоянном соотношении смол и ароматических углеводородов смягчает битум. Более поздние исследования показывают, что битум представляет собой тройную смесь, состоящую из масел-смол-асфальтенов. Они составляют групповой состав битумов и могут быть отделены и изучены индивидуально, потому что их содержание, качественно и количественно, сильно влияет на характеристики битума.

В примере используется речной и гранитный отсев песка. Поэтому пропорции каждого определяются по отдельности. Процентное отношение речного компонента и гранитного отсева устанавливается по их фракции крупностью менее 0,125 см. Для асфальтобетонной смеси зерна должны находиться в количестве 28-39%. Берутся средние 34%, 8% из которых рассчитаны как доля минпорошка. Следовательно, песка нужно 34-8=26% для частиц крупностью менее 0,125 см. Так как массовая часть этих зерен в речном песчаном материале составляет 73%, гранитной пыли — 49%, пропорция для асфальтобетонных смесей Б типа имеет вид:

Он состоит из мальтенов — углеводородов с молекулярной массой 500. Чем ближе они находятся к поверхности мицелл, тем больше они становятся жирными и текучими, и их называют нефтью, образуя легкую фракцию солода. В масляной среде, помимо мышей, также имеется ряд твердых соединений, образованных из карабинов и углеводов.

Они встречаются только в битумах нефти и их присутствии в пропорции более 0, 5%, кажется, что производственный процесс не проводился в хороших условиях. Влияет на вязкость битума и только растворим в сульфиде углерода. Углеводы — нерастворимые вещества, обычно состоящие из углерода; это примеси битума.

Округляем полученную величину до 22%, следовательно, содержание отсева из гранитной крошки составляет 42 — 22 = 20%. Подобный расчет проводится для каждой фракции песка и отсева. Данные сводятся в таблице и суммируются величины с размерами меньше заданных для каждого отдельного ингредиента, затем сравниваются с требованиями ГОСТа.

Следует отметить, что в масляной среде все количество парафина, содержащегося в битуме, находится в виде кристаллов, изолированных или сгруппированных. Масляные мельницы, состоящие из ядра асфальтенов с наивысшей молекулярной массой и имеющие содержание углерода более 86%.

При высоких температурах они разлагаются. Текущие битумы обычно имеют от 5 до 35% асфальтенов. Содержание асфальтенов обеспечивает стабильность битума и является активным фактором адгезии; также влияет на точку размягчения и консистенцию, твердый битум с более высоким содержанием асфальтенов. Они растворимы в сульфиде углерода и в четыреххлористом углероде и не растворимы в петролейном эфире.

На пятой стадии рассчитывается содержание битумного компонента. Согласно условиям, щебенка, песок, отсев измельченного гранита, минпорошок смешиваются с 6% вяжущего ингредиента, что соответствует средней величине, требуемой в нормативном документе. Готовятся три образца смеси с высотой 7,14 см и соответствующего диаметра. Далее, производится уплотнение комбинированным методом:

Защитное покрытие мицелл создает баланс между поверхностным натяжением асфальтенов и солодом, обеспечивая тем самым стабильность коллоидного раствора. Никакого резкого пересечения и точного разграничения между мицелловым покрытием и масляной средой нет, но существует ряд слоев, которые постепенно разбавляют адсорбированные вещества в масляной среде.

Если поверхностное натяжение маслянистой среды проверяется путем введения растворителя с более низким поверхностным натяжением, происходит межфазное натяжение между двумя фазами, что приводит к поломке коллоидного баланса и, следовательно, к разделению твердых частиц. Таким образом, используя различные селективные растворители, основные составляющие битума могут быть разделены.

• три минуты на виброплощадке при давлении 0,03 МПа;
• трехминутным уплотнением на вибропрессе при давлении 20 МПа.

Спустя двое суток определяется средняя плотность, то есть масса в величинах объема асфальтобетона, реальная плотность минеральной составляющей смеси r°. По полученным данным, помимо плотности, рассчитывается пористость минеральной составляющей тестируемых образцов.

Смолы представляют собой эластичные тела, твердые при обычных температурах, но пропитанные теплом. При окислении он превращается в асфальтены. Смолы обеспечивают хорошую пластичность битума. Асфальтогенными кислотами являются нестабильные, вязкие, нестабильные вещества, которые под действием тепла превращаются в смолы. Их присутствие оказывает благоприятное влияние на адгезию.

Как смолы, так и асфальтовые кислоты, будучи молекулярно диспергированными в маслах, считаются ступенчатым камнем между асфальтенами и мальтенами. Эти типы конструкций основаны на температуре, при которой обнаружен битум. При нагревании в гелеобразном битуме связи между мышами разрушаются из-за термического перемешивания, вызванного повышением температуры, так что структура гелевого типа постепенно переходит в структуру почвенно-гель, а затем в структуру типа почвы. Эти структурные изменения приводят к соответствующим изменениям битумной пластичности: структура геля соответствует жестко-вязкому состоянию.

Приблизительное количество битумного вяжущего определяется по действительной плотности всех ингредиентов с учетом остаточной пористости асфальтобетона V пор = 4%. При этом средняя плотность проб асфальтобетона с содержанием битума 6% на 100% минералов составляет 2,35 г/см3. Следовательно, формулы расчета имеют вид:

Далее готовится еще три образца асфальтобетона с содержанием битума 6,2% для определения остаточной пористости. Если ее величина составит 4,0 ± 0,5%, готовятся дополнительные 15 образцов такой смеси и тестируют их, согласно ГОСТ 9128-84.

При обнаружении несоответствия с требованиями нормативного документа, производится корректировка смеси и последующие ее испытания, как указано выше.

— подходящий стройматериал для дорог. Его техническая характеристика позволяет обеспечить гладкость и нужную шероховатость поверхности при помощи выравнивающего асфальтоукладчика. Еще одним преимуществом асфальтобетонной смеси является возможность использования дорожного полотна сразу после укладки. В свою очередь, цементобетон приобретает необходимую структуру только через двадцать восемь дней. Кроме того, теплые асфальтобетонные смеси распределяются равномерным выравнивающим слоем. Такие поверхности легко ремонтировать, мыть, на них долго держится краска.

Асфальтобетон – строительный материал, в состав которого входит битум, строительный песок, гравий, иногда специальный порошок с минералами. Ингредиенты песчаных смесей перемешивают в необходимых пропорциях при определенной температуре. Асфальтобетонную смесь изготавливают в соответствии с государственным стандартом.

Укладка: технология проведения

Если планируется дорога специального назначения, то в ее пироге должна присутствовать геосетка.
Для транспортировки смеси к назначенному месту используется специальная техника (самосвал). Для приема асфальтобетона с автотранспорта используется перегружатель, с помощью которого и проводится контакт раствора с асфальтоукладчиком. Первый этап укладки дороги — это подготовка площадки, мусор убирается, поверхность уплотняется и выравнивается. Если речь идет о ремонте существующего покрытия проводится демонтаж верхнего слоя, при разборке используется лом. При возведении дорог со специфическим целевым применением осуществляется усиление смеси. Для армирования асфальтобетона используется георешетка, имеющая сетчатую структуру и содержащая высокопрочные нити и специальные волокна. Укладка геосетки обязательна при устройстве автомагистралей, гоночных трасс, взлетных полос аэродромов.

Укатка материала должна проводиться в самую последнюю очередь.

Когда площадь убрана, дальнейшая технология укладки осуществляется с применением специальной техники и лома, укатка поверхности закончена, укладывается первый, выравнивающий слой из крупнозернистого асфальтобетона. Поверхность обрабатывается тонким слоем битумного вещества, проводится прогрунтовка. Далее асфальтоукладчиком делается основной слой асфальта. Укладчик асфальтобетона наносит примерное количество смеси, которое равномерно распределяется по поверхности, чтобы не было заметно устройство шва-стыка. Схема покрытия для составов аналогична, горячие и холодные смеси ложатся одинаково. Разница усадочной процедуры может отличаться только температурным режимом, не ниже, чем -5 градусов по Цельсию. Финишный этап — укатка с помощью катка для лучшего последовательного уплотнения.

Для транспортировки асфальтобетонной смеси от асфальтобетонного завода к асфальтоукладчику используют грузовые автомобили-самосвалы. Допускаемая дальность транспортирования зависит от вида смеси, климатических условий, состояния путей подвоза. Температура горячей асфальтобетонной смеси по прибытии на место укладки должна быть в пределах от 115 до 155°С. Для ориентировочных расчетов можно считать, что смесь остывает на 1°С при перевозке на каждый километр пути или на 20°С за каждый час пути. Исходя из опыта в сухую жаркую погоду, горячую плотную смесь можно перевозить на расстояние до 40…50 км, а в прохладную — до 20…30 км.

При транспортировке горячей асфальтобетонной смеси на большие расстояния без покрытия смесь покрывается сверху коркой, которая остывает и начинает затвердевать. Образование корки создает защитный слой для остальной массы смеси и уменьшает скорость ее дальнейшего охлаждения. Таким образом, образование корки в определенных обстоятельствах выгодно, так как она позволяет сохранить приемлемую температуру остальной части материала в кузове самосвала.

Если транспортируемая смесь укрывается сверху, например, тканым покрытием, то образование корки бывает минимальным, так как покрытие защищает смесь от охлаждения под воздействием ветра. Тонкая корка, образующаяся при транспортировке, полностью разрушается при выгрузке горячей асфальтобетонной смеси в бункер асфальтоукладчика и последующем перемешивании пластинчатым и винтовым конвейерами к выглаживающей плите асфальтоукладчика. Пока куски асфальтобетонной смеси не оказывают отрицательного влияния на качество слоя, создаваемого асфальтоукладчиком, корка, образующаяся на горячей смеси во время транспортировки, не считается опасной для эксплуатационных характеристик покрытия.

Те же самые факторы необходимо учитывать и для случаев дождливой погоды на строительной площадке, когда горячая асфальтобетонная смесь находится в самосвалах, ожидающих разгрузку. При этом возможны различные варианты.

Первый вариант предполагает приостановку укладки, возврат смеси на завод для вторичной обработки и последующего использования на менее ответственных объектах. Если же дождь слабый и затяжной, поверхность дороги обработана вяжущим материалом и не имеет луж, то строительство можно продолжить. При этом самосвалы следует разгружать быстро и сразу же после укладки вести уплотнение смеси до ее окончательного остывания. Если же дождь по прогнозу должен быстро закончиться, то лучше не разгружать смесь в асфальтоукладчик, а укрыть ее в автосамосвале пологом из непромокаемой ткани. Укладку смеси можно продолжить после того, как поверхность дороги высохнет. Сразу же после прекращения дождя и удаления всех луж с поверхности дороги следует разгрузить стоящие в ожидании самосвалы и приступить к укладке смеси. Если комки смеси не появляются в асфальтобетонном слое, создаваемом выглаживающей плитой, и катки в состоянии эффективно уплотнять асфальтобетонную смесь, можно считать, что смесь не теряет своих качеств при выдерживании в самосвалах в течение 2…3 ч ввиду плохой погоды [54], если были соблюдены условия ГОСТ 9128-97 [55] в части соблюдения температуры смеси при отгрузке потребителю (табл. 8.5.1).

Таблица 8.5.1

Температура смеси при отгрузке потребителю

Вид смеси	Температура смеси, °С, в зависимости от показателя битума
глубины проникания иглы при 25°С, 0,1 мм	условной вязкости по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60°С, с
40…60	61…90	91…130	131…200	201…300	70…130	121…200
Горячая	От 150 до 160	От 145 до 155	От 140 до 150	От 130 до 140	От 120 до 130	—	От 110 до 120
Холодная	—	—	—	—	—	От 80 до 100	От 100 до 120

Примечания:

1.При использовании ПАВ и активированных минеральных порошков допускается снижать температуру горячих смесей на 20°С

2. Для высокоплотных асфальтобетонов и асфальтобетонов на полимерно-битумных вяжущих допускается увеличивать температуру готовых смесей на 20°С, соблюдая при этом требования ГОСТ 12.1.005 к воздуху рабочей зоны.

Перед загрузкой смеси в самосвал со дна кузова удаляют весь мусор, оставшийся от предыдущей ездки. Дно кузова не должно иметь углублений, в которых могли бы скапливаться вещества, применяемые для смазывания внутренней поверхности кузова, или асфальтобетонная смесь.

После того, как кузов будет очищен, его следует обработать специальным раствором, предотвращающим прилипание смеси к его внутренней поверхности. В качестве таких веществ применяют различные материалы, не содержащие нефть, например, известковую суспензию, мыльный раствор, сульфитно-спиртовую барду.

Для смазки кузова нельзя использовать дизельное топливо, соляровое масло или топочный мазут. В случае применения одного из этих веществ может произойти изменение характеристик транспортируемой смеси.