Асфальтобетон

     Введение

     В настоящее время стоит вопрос о строительстве более усовершенствованных дорог с асфальтобетонным покрытием, отвечающие всем требованиям по долговечности, ровности, шероховатости (коэффициенту сцепления). Для реализации этой цели необходим подробный и более детальный анализ технологического процесса производства асфальтобетонной смеси производства такого покрытия требуется приготовление асфальтобетонной смеси.

     Производство  асфальтобетонной смеси - это один из самых энергоемких процессов  дорожного строительства. От состояния  всего парка машин и оборудования зависит расход топлива - энергетических ресурсов.

     Асфальтовый бетон (асфальтобетон) - искусственный  строительный материал, получаемый в  результате затвердевания уплотненной  смеси минеральных заполнителей (щебня, песка, тонкоизмельченного минерального порошка) с органическим вяжущим (битумом  или дегтем). Асфальтобетон без  крупного заполнителя (щебня) называют песчаным асфальтом или асфальтовым  раствором.

     Асфальтовые бетоны значительно более стойки к коррозионным воздействиям, чем  цементные, но боятся воздействий жидких топлив и масел. Износостойкость  асфальтовых бетонов выше, чем  цементных[7]. 

     Наиболее  широкое применение асфальтовый  бетон находит в строительстве  при возведении магистральных, городских, аэродромных, дорожных, кровельных и  других покрытий, гидротехнических, мостовых, промышленных, жилищно-гражданских  и иных зданий и сооружений.

     Для повышения качества дорог необходимо производить качественную и эффективную  асфальтобетонную смесь, а для этого  необходимы АБЗ с новейшей технологией  и применением местных ресурсов[6].

1. Общие сведения  об асфальтовом  бетоне

1.1. Классификация асфальтовых  бетонов

     Асфальтобетон

1) По  показателю бывает:

- холодный;

- горячий;

2) По  виду минеральной составляющей (заполнителя):

- щебёночный;

- гравийный;

- песчаный;

3) По  вязкости применяемого битума:

- горячий а\б - вязкие и жидкие;

- холодный а\б - жидкие;

4) По  остаточной пористости

- горячие а\б делятся:

а) высокоплотные - от 1 до 2.5%

б) плотные - свыше 2.5 до 5%

в) пористые - свыше 5 до 10%

г) высокопористые - свыше 10 до 18%

- холодные а\б - свыше 6 до 10%

5) По  содержанию щебня:

- горячий а\б:

а) А-свыше 50 до 60%

б) Б-свыше 40 до 50%

в) В-свыше 30 до 40%

- холодный а\б:

а) Бх-свыше 40 до 50%

б) Вх-свыше 30 до 40%

в) По производственному назначению;

7) По  технологическим признакам асфальтобетонной  смеси в процессе укладки.

     К основным классификационным признакам  асфальтобетонов относятся разновидность  крупного заполнителя, вязкость битумов, размеры зерен щебня или гравия, структурные параметры, производственное назначение.

     В зависимости от вида крупного заполнителя  асфальтобетоны разделяют на:

- щебеночные, состоящие из щебня, песка, мин. порошка и битума;

- гравийные, состоящие из гравия, песка, мин. порошка и битума;

- песчаные  -отсутствует крупный заполнитель (щебень или гравий).

     По  вязкости применяемого битума и по температуре укладки асфальтобетонной массы в конструктивный слой они  подразделяются на:

- горячие  укладываемые при температуре  не ниже 120°С;

- теплые  укладываемые при температуре  не ниже 70°С;

- холодные укладываемые при температуре не ниже 5°С.

     Кроме того, горячие и теплые асфальтобетоны в зависимости от использования  их в дорожной конструкции разделяют  на:

- плотные  - для верхних слоев покрытия дорог с остаточной  пористостью от 2 до 7%;

- пористые - для нижнего слоя и оснований дорожных покрытий, с остаточной пористостью от 7 до 12% по массе;

- высокопористые - с пористостью 12 ... 18%.

     Плотные дорожные асфальтобетоны (горячие и  холодные) в зависимости от количественного  содержания в них крупного или  мелкого заполнителя подразделяют на пять типов: А, Б, В, Г, Д. Так, например, тип А содержит 50 ... 65% щебня; тип Б - 35 ... 50% щебня или гравия; тип В - 20 ... 35% щебня или гравия.

     Кроме того, плотные горячие и теплые асфальтобетоны подразделяют на три марки - I, II, III в зависимости от качественных показателей.

     По  производственному назначению различают  асфальтобетоны:

дорожные, аэродромные, гидротехнические, для  плоской кровли и полов.

     По  технологическим признакам асфальтобетонной массы в процессе ее укладки и  уплотнения асфальтобетоны и растворы разделяют на:

-жесткие;

-пластичные;

-литые.

     Для уплотнения жестких и пластичных масс применяют тяжелые и средние  катки. Литую асфальтобетонную массу  часто уплотняют специальными валками, легким катком или вовсе не уплотняют. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2. Разновидности асфальтовых  бетонов

     К разновидностям асфальтобетона относятся  теплый, холодный, литой, цветной. Более редким в строительстве является дегтебетон.

     Теплый  асфальтобетон используют для устройства нижних слоев в пoкрытиях.

     Для приготовления теплого асфальтобетона используют вязкие нефтебитумы марок БНД 200/300 и БНД 130/200 или жидкие битумы; теще более тоньше измельченный, чем в горячих смесях известняковый порошок; щебень, искусственный песок, прочные шлаки. Температура готовой теплой массы при ее выходе из смесителя должна быть 90-130°С. Допустимые пределы температур массы при ее уплотнении в покрытии: нижний - 50°С при работах в теплую погоду и при марке битума СГ 70/130; верхний - 100°С при работах в холодную погоду и при марке битума СГ 130/200. Уплотнение производят легкими и тяжелыми (12 т) катками; при холодной погоде рекомендуется уплотнять массу сразу же после ее укладки в покрытие, чтобы не остудить массу и не потерять ее удобообрабатываемость. Толщину рыхлого слоя назначают на 15-20% больше проектной толщины и покрытия, что регулируется положением выглаживающей плиты укладчика [5].

     Холодный  асфальтобетон содержит жидкий или  разжиженный вязкий битум, что позволяет  укладывать массу холодного асфальта при температуре окружающего  воздуха [7].

     Приготовление холодного асфальта осуществляется в горячем и холодном состояниях. При приготовлении массы в  горячем состоянии применяют  жидкий или разжиженный битум, в  холодном - битумную эмульсию. Холодный асфальт применяют для создания верхних слоев дорожных покрытий и при производстве ремонтных  работ.

     Если  холодный асфальт употребляется  в строительных работах после  его изготовления на АБЗ, то укладку  массы производят еще в теплом состоянии. В этом случае слой массы  ложится компактнее, а при его  уплотнении быстрее формируется  монолитное покрытие.

     При работах во влажную погоду используют холодный асфальт, приготовленный на битумной эмульсии[5].

     В первый период эксплуатации дорожного  покрытия рекомендуется не допускать  высокой грузонапряженности при движении автотранспорта, так же как нельзя допускать и слишком слабой интенсивности движения транспорта, поскольку окончательное формирование покрытия происходит именно под действием этого движения.

     Холодный  асфальт приготовляют с применением  щебня из морозостойких карбонатных  пород (известняков, доломитов) и доменных шлаков с пределом прочности при  сжатии не менее 80 МПа [7].

     Чтобы покрытие не становилось скользким  при его эксплуатации, к известняковому щебню добавляют до 30% мелкого (8-10 мм) гранитного, базальтового щебня или искусственного дробленого песка из тех же пород камня. Песок должен быть чистым, однородным, без органических примесей или глинистых частиц.

     Для повышения вязкости и клеящей  способности разжиженного или жидкого  битума в состав холодного асфальта добавляют минеральный (известняковый) порошок.

     Холодный  асфальт может длительное время  оставаться в рыхлом состоянии в складских условиях (до 8-10 месяцев). Поэтому холодную асфальтобетонную массу обычно приготовляют в зимнее время года с тем, чтобы ее раскладку в покрытие произвести с наступлением весны. Зимняя заготовка массы позволяет работать АБЗ практически в течение полного года. При чрезмерно длительном хранении рыхлая масса холодного асфальта постепенно слеживается, образуются глыбы, в этом случае требуется предварительное ее рыхление, добавляя на последней стадии перемешивания массы, хлорное железо и другие специальные вещества (добавки) до 2-3%, чтобы уменьшить слеживание при длительном хранении. Однако, нужно помнить, что механическое рыхление ухудшает качество массы вследствие обнажения отдельных частиц, покрытых пленкой битума.

     При тонких пленках битума слеживаемость массы меньше и прочность плотного покрытия выше. При выборе вяжущего учитывают, что чем холоднее погодные условия, длительнее срок хранения массы, ниже прочность камня, тем вяжущее вещество должно быть более жидким.

     Доля  вяжущего вещества в составе холодного  асфальта устанавливается проектированием  оптимального состава, но обычно находится в пределах 6-8% для песчаного и 5-7% для мелкозернистого. Качество холодного асфальта в покрытиях характеризуется его прочностью при сжатии в сухом и водонасыщенном состояниях при 20°С соответственно 1,5-2,0 и 1,0-1,5 МПа, коэффициентом водоустойчивости не менее 0,6-0,8 и некоторыми другими, показателями свойств. В целом следует отметить, что эта разновидность асфальтового бетона применяется в ограниченных размерах, но покрытия из него перспективные.

     Литой асфальтовый бетон выделяется из других горячих аналогов тем, что все межзерновые поры в нем заполнены асфальтовым вяжущим веществом. После укладки массы и ее уплотнения в монолите практически отсутствуют остаточные поры и пустоты, поэтому покрытия из него водонепроницаемые.

     Преимущество  литого асфальта состоит в том, что  работы по его укладке можно производить  при сравнительно низких температурах (до -10°С) воздуха. Не требуется продолжительного уплотнения массы катками или тромбования при ямочном ремонте. Достаточно прикатать его легкими (0,5-1,5 т) катками. Преимуществом покрытий из литого асфальта является также их высокая долговечность, износостойкость и шероховатость.

     Литой асфальтобетон не лишен и некоторых  недостатков: к деформациям при  высоких температурах воздуха и  к образованию трещин в период низких температур воздуха. В последние  годы эти недостатки были резко ослаблены. В получаемых составах литого асфальта содержится минеральных частиц крупнее 5 мм 50-55%, асфальтовяжущего вещества 20-25%. Слой уложенной массы не требует дополнительного уплотнения. С понижением температуры покрытия с 200°С до атмосферной литой асфальт в покрытии отвердевает и пригоден к эксплуатации.

     Достоинства покрытий из вибролитых смесей отмечены при их укладке на дорогах высоких категорий, мостах, эстакадах и взлетно-посадочных полосах аэродромов. По технологии вибролитья используют подогретые зернистые минеральные материалы температурой 280-300°С, если порошок поступает холодным; температуру нагрева их снижают на 12-14%, если порошок в мешалку подается подогретым до температуры 120-140°С. Битум подогревают до температуры 150-170°С. Температура смеси должна быть 190-200°С, если температура воздуха выше -10°С; не ниже 220°С, если температура воздуха +10-15°С. Технические свойства смеси и асфальтобетона: пористость минеральной смеси не более 20%, подвижность смеси при 200°С - не менее 25 мм (определяют с помощью металлического конуса); водонасыщение уплотненных образцов - 1,0% от объема; глубина вдавливания штампа в образцы при температуре 40°С - не более 4 мм.