Асфальтобетонные смеси: основные разновидности, особенности приготовления и использования

• 1 Особенности материала
  • 1.1 Классификация смесей
• 2 АБЗ и актуальные на данный момент производственные технологии
  • 2.1 Оборудование для изготовления асфальтобетона
  • 2.2 Производственные технологии непрерывного и циклического приготовления
• 3 Сегрегация асфальта и борьба с этим явлением
• 4 Вывод

В этой статье мы расскажем о том, что собой представляют наиболее востребованные строительные материалы, используемые для устройства дорожных покрытий. Кроме того, мы рассмотрим то, как производятся асфальтобетонные смеси по ГОСТу и какие требования предъявляются к этому типу продукции.

Асфальтобетон готовый к погрузке

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).

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.

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:

• 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;

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%.

АБЗ и актуальные на данный момент производственные технологии

АБЗ стационарного типа

После того как мы определились с общими характеристиками и классификацией асфальтобетонных смесей, разберёмся с тем, какова инструкция их производства.

Производство асфальтобетонных смесей осуществляется промышленным способом на специализированных предприятиях асфальтобетонных заводах (АБЗ). Рассмотрим вкратце, что собой представляет современный АБЗ.

Оборудование для изготовления асфальтобетона

Мобильный АБЗ

Современные АБЗ могут быть мобильными (передвижными) или стационарными. Но, несмотря на конфигурацию, они оборудованы всеми устройствами, необходимыми для автономного выполнения всех технологических операций.

Среди технологических операций, проводимых на современных АБЗ, отметим следующие:

• Операции, в ходе которых выполняется приемка, хранение и подача в бункеры каменного заполнителя.
• Операции, в процессе которых выполняется приемка, хранение, нагрев и подача в дозатор связующего компонента (битума);
• Операции, в ходе которых выполняется прием, хранение и подача в дозатор минеральных порошковых заполнителей;
• Операции приема, хранения, нагрева и подачи в дозатор поверхностных активных веществ (ПАВ);
• Комплексные операции, ориентированные на приготовление смесей (дозирование компонентов, предварительная сушка минеральных заполнителей, грохочение (сортировка) нагретого щебня или гравия, дозирование связующего компонента (битума), смешение компонентов в смесителе и последующая их выгрузка в виде готовой смеси);
• Операции, в процессе которых выполняется складирование, кратковременное хранение и отгрузка готового продукта.

Для эффективного проведения вышеперечисленного перечня работ, АБЗ оснащаются следующим перечнем технологического оборудования:

• Устройства для приема, хранения и подачи каменных материалов в бункеры смесителя;
• Устройства для приема хранения и подачи минерального порошка к смесителю (подача материала осуществляется посредством пневмосистемы);
• Устройства для приема, хранения, разогревания и нагнетания битума в смеситель;
• Устройства для приема, хранения, разогрева и нагнетания ПАВ в смеситель;
• Дробильно-сортировочные установки, предназначенные для измельчения заполнителя и отсеивания требуемой фракции;
• Смесители, в которых происходит перемешивание всех компонентов до требуемой консистенции;
• Оборудование для отгрузки готового продукта (элеватор или скип) и накопительные бункеры.

Компактная модификация мобильного АБЗ

Современные АБЗ, в соответствии с типом расположения подъездных путей, подразделяются на приобъектные (притрассовые) и прирельсовые модификации.

Выбирая производственное оборудование, необходимо учитывать параметры производительности, которые напрямую зависят от числа смесительных установок. Так на стационарных заводах применяется от двух до шести смесителей, в то время, как на мобильных аналогах, цена которых доступнее, число установок не превышает двух единиц.

Учитывая то, что АБЗ по принципу действия подразделяются на модификации периодического и непрерывного действия, рассмотрим производственные технологии, характерные для каждой категории.

Производственные технологии непрерывного и циклического приготовления

Технология непрерывного приготовления асфальтобетона предполагает выполнение следующих производственных этапов:

• Приемка и хранение минеральных материалов в специальных бункерах, оснащённых дозаторами. На этом же этапе дозируется щебень и песок с учетом технологических норм и степени влажности материалов.
• Приемка и дозирование минерального заполнителя в виде порошка.
• Далее, требуемое количество материалов из дозаторов транспортируется в сушильный барабан, где компоненты будущей смеси нагреваются и интенсивно перемешиваются, в результате чего, избыточная влага выводится наружу.
• Нагрев и последующее дозирование битума. Нагретый материал направляется в смеситель, куда попадают остальные заранее просушенные материалы.
• Наиболее важный этап, в ходе которого все компоненты перемешиваются до однородной консистенции.
• Отгрузка готового материала в накопительный бункер с последующей отгрузкой продукции в транспортное средство.

Циклическая технология приготовления асфальтобетона является классической методикой и предполагает тщательное отсеивание и дозировку минеральных заполнителей в нагретом состоянии. В результате смеси, приготовленные на таком оборудовании, в большей степени соответствуют технологическим требованиям.

Кроме того, продукт, приготовленный по классической технологии, считается более однородным, так как все заполнители перемешиваются как в сухом состоянии, так и после добавления связующего компонента.

Итак, мы рассмотрели основные особенности асфальтобетона и получили общее представление об изготовлении этого материала. Напоследок, расскажем о факторах, оказывающих негативное воздействие на свойства асфальтобетона, и рассмотрим способы минимизации ущерба.

Сегрегация асфальта и борьба с этим явлением

На фото — определение степени уплотнения покрытия

Практика строительства дорожного покрытия свидетельствует о том, что качество асфальтобетона во многом зависит от температуры и однородности гранулометрического состава укладываемой смеси.

В ходе выявления причин разрушения дорожного полотна, было установлено, что наиболее важным фактором, влияющим на эти параметры, является сегрегация асфальтобетонной смеси.

Эксплуатация комплексного оборудования при проведении ремонтно-строительных дорожных работ

Сегрегация (расслоение) применительно к асфальтобетону может быть температурной или фракционной. Явление сегрегации неизбежно возникает в процессе транспортировки готовой смеси от производственного предприятия до участка, на котором ведется строительство.

В ходе транспортировки материала происходит его остывание на участках соприкосновения с кузовом автотранспортного средства. Кроме того, смесь остывает сверху так как, чаще всего, перевозится в открытом состоянии. При протекании этих процессов на дно кузова осаждаются тяжелые фракции смеси.

В результате смесь расслаивается по температурным и фракционным параметрам, следовательно, при укладке полотна, оптимальные прочностные параметры не могут быть гарантированы.

Схема устройства перегружателя (дисегрегатора)

Эффективным решением данной проблемы является перегружатель асфальтобетонной смеси. Если раньше технологическая цепочка состояла из самосвала, из которого смесь отгружалась прямо в асфальтоукладчик, и самого укладчика, то для предупреждения сегрегации вводится дополнительное звено — перегружатель.

Посредством этой техники смесь из самосвала перегружается в асфальтоукладчик. В процессе перегрузки, материал доводится до оптимальной рабочей консистенции и до рабочей температуры по всему объёму.

Разумеется, применение дополнительной спецтехники оборачивается удорожанием себестоимости готового результата, но прочность сданного в эксплуатацию полотна увеличится в разы.

На фото современный перегружатель

Современный перегружатель оборудован специальным вместительным бункером, способным обеспечить непрерывный процесс подачи асфальтобетона, что позволяет сократить сроки, необходимые для укладки покрытия.

Вывод

Теперь мы знаем о том, какой вес 1м3 асфальтобетонной смеси и о том, что представляет собой этот строительный материал. Кроме того, мы рассмотрели особенности промышленного производства в соответствии с ГОСТ на асфальтобетонные смеси и обозначили факторы, оказывающие негативное воздействие на прочностные параметры готового продукта ( читайте также статью «Типы асфальтобетонных смесей и особенности их производства»).

Остались какие-либо вопросы? Больше полезной информации вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.