Из чего делают асфальтобетонную смесь. Асфальт: технологии изготовления и укладки
Все виды асфальтов, используемых для укрепления полотна дорог, состоят в основном из двух компонентов: битума и минеральной крошки. Последняя изготавливается в соответствии с нормативами ГОСТ 9128 из очень прочных материалов. Битум для асфальта может использоваться разных марок.
Особенности технологии производства
Природные битумы залегают обычно неподалеку от месторождений нефти в виде линз. Однако в промышленности и дорожном строительстве чаще используется вторая разновидность этого материала — искусственная. Делают такой битум из продуктов нефтепереработки. Обычно это гудрон и экстракты селективной очистки масла.
Состав асфальта и его разновидности
В состав смеси, предназначенной для покрытия дорог, помимо битума, могут входить такие компоненты, как песок и щебень. С использованием первого изготавливают песчаный асфальт. Иногда в смесь добавляют также и щебень. Эта очень распространенный вид покрытия. Называется такой асфальтобетон щебневым. Также этот дорожный материал иногда делают с использованием гравия. В смесь в этом случае добавляют щебень и минеральный порошок. Асфальт этой разновидности называется гравийным.
В зависимости от назначения смеси соотношение всех этих компонентов может меняться. Так, для пешеходных дорожек применяется асфальт, изготовленный с использованием мелких песка и щебня. Нижний слой проезжей части обычно делают из смеси немного другого состава. В этом случае асфальт делают с применением только очень крупного щебня. Верхний слой дорог заливают более гладким асфальтом. В его состав входит щебень мелких фракций.
Марка битума для асфальта
Таким образом, использованный вид наполнителя влияет на прочность материала этого типа, а следовательно, и область его применения. Однако состав асфальта и его качества в неменьшей степени зависят от марки подмешенного в него битума. Для производства смесей этого типа обычно используется особый материал этого вида. Называется он дорожным битумом и маркируется буквами БНД. Основным параметром, по которому классифицируется этот материал, является температурный режим.
При определенных условиях все без исключения битумы начинают плавиться. В зависимости от того, в какой именно момент это происходит, материал можно использовать в том или ином регионе страны. Для того чтобы определить, в каких условиях можно использовать данный конкретный битум для асфальта, в первую очередь следует посмотреть на его маркировку. Присутствующие в ней цифры показывают диапазон вязкости этого материала. В настоящее время при используется всего пять разновидностей дорожных битумов: БНД 40/60, 60/90, 90/130, 130/200, 200/300. Чем жарче климат, тем более вязкий материал должен применяться при изготовлении дорожного покрытия.
Разумеется, битум в асфальте должен присутствовать в достаточном количестве. Слишком много этого материала при составлении смесей обычно не используют. Горячий состав для дорожного покрытия должен рассыпаться, а не слипаться. Однако, если не хватает битума, в асфальте со временем начинают происходить разного рода неблагоприятные процессы. В него проникает вода и, замерзая в зимний период времени, разрывает его.
Основные свойства БНД
Помимо вязкости, битум для асфальта характеризуется такими свойствами, как:
Дуктильность. Этот показатель определяется расстоянием, на которое битум можно вытянуть в нить без ее разрыва. Чем он больше, тем выше прилипаемость смеси. Дорожные битумы обычно имеют степень дуктильности больше 40 см. Требования по этому показателю для БНД устанавливаются при температуре 0 градусов С.
Деформативные характеристики. При определении пригодности битума для изготовления асфальта обращают внимание и на такие его свойства, как упругость, ползучесть, пластичность, хрупкость и т. д. Именно они определяют деформативные характеристики этого материала. При нагреве битума последние не должны изменяться слишком сильно.
Жидкие составы в строительстве
Битум для асфальта обычно имеет очень большую степень вязкости. Однако иногда при заливке покрытий используют и жидкие разновидности этого материала. Применяют их в основном для удлинения сезона дорожных работ. Жидкий битум в определенных пропорциях добавляют в вязкий. В результате покрытие при пониженных температурах не застывает слишком быстро. Изготавливают жидкие битумы из вязких путем добавления дистиллятных фракций.
При выполнении ремонтных работ используется также материал средней вязкости. Его применяют для обработки уже очищенной карты. Норма расхода битума при укладке асфальта в этом случае не слишком большая и составляет всего 0.5 л/м 2 .
Какие добавки могут присутствовать в БНД
При производстве битумов дорожных, помимо всего прочего, могут использоваться разного рода добавки. Необходимы они для изменения тех или иных свойств этого материала. К примеру, при изготовлении холодного асфальта используется битум, в состав которого входят модифицирующие компоненты. В результате их применения после застывания покрытие не трескается на холоде и не тает на жаре. При использовании МАК-добавок битум приобретает свои окончательные свойства гораздо быстрее.
Что добавляют в битум для асфальта еще? Очень интересная разновидность этого материала получается в том случае, если в процессе его изготовления используются цветные минеральные порошки. Из такого битума получается очень красивый асфальт. Укладывают его в парках, на велосипедных дорожках, а также используют для разметки.
Асфальт - природный или искусственный многокомпонентны й материал на основе поверхностного (образованного при выходе на поверхность земли) или нефтяного (полученного в результате нефтепереработки и последующей обработки оставшегося в осадке гудрона) битума, содержащего минеральные наполнители - гравий, щебень разных пород, песок.
По сути, применение термина «асфальт» к дорожным асфальтобетонным смесям некорректно. Содержание асфальта как смеси битумов в общей массе в несколько раз меньше и зависит от марки материала.
Начало использования асфальта для строительства дорог
Первые упоминания об использовании природного асфальта для прокладки дорог относятся к XVI веку и Южной Америке. Производство искусственных литых асфальтовых смесей появилось в США только в конце XIX века, чуть раньше пришли битумно-минераль ные составы на улицы Европы - в 1830-40 г.г. мощеные тротуары и проезжие части городов Франции, Австрии, Великобритании и России стали заменяться асфальтовыми покрытиями.
Первый пробный и более масштабный опыт асфальтирования провели в Санкт-Петербурге, но только к 80 г.г. новый дорожный материал распространился по другим крупным городам. При этом собственный завод был построен в России не сразу - в течение трех десятков лет прогрессивный тогда продукт закупали за границей.
Пионером в механизированной укладке опять оказалась Америка. Именно здесь для построения дороги впервые применили гудронатор, из которого лился горячий битум.
Состав природного и искусственного асфальта
Природный асфальт добывается с редких месторождений - озера Пич-Лейк на территории Тринидада, Мертвого моря в Израиле, провинции Альберта в Канаде, Поясе Ориноко в Венесуэле, штатах США, Иране, на Кубе. Состав включает в себя смесь битумов содержанием до 70%, неорганические включения и органические соединения.
Искусственные асфальтобетонные смеси состоят из двух основных компонентов. В роли вяжущего компонента выступают вязкие, маловязкие или жидкие нефтяные, модифицированные битумы и ПБВ (полимерно-битум ные вяжущие). В качестве наполнителей используются щебень/гравий разных фракций от 5-10 мм до 20-40 мм, песок и минеральный порошок для улучшения прочности, вязкости и заполнения пустот.
Асфальтобетон - монолитное дорожное покрытие, полученное путем укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси.
Технология производства асфальта
Основные шаги производства любой асфальтобетонной смеси - подготовка компонентов, смешивание и отправка на хранение в бункер. Изготовление выполняется на стационарных и мобильных (располагаемых вблизи участка дорожного строительства) заводах.
Общие технологические этапы:
- Подготовка компонентов смеси. Минеральные наполнители дробятся и подвергаются разделению на фракции при помощи грохота, просушиваются, нагреваются, дозируются и подаются в смеситель.
- Приготовление битума. Разогретый битум подается на битумоплавильную установку, выдерживается при постоянном перемешивании, добавлении ПАВ и повышении температуры до выпаривания влаги, отправляется в рабочие котлы и на дозировку смесителя.
- Перемешивание компонентов. Подготовленный щебень/гравий, песок подаются в асфальтосмесител ь принудительного действия для «сухого» перемешивания с добавлением минерального порошка и последующим добавлением нагретого битума и смешиванием до однородной смеси.
- Перегрузка готовой смеси. Горячую асфальтобетонную смесь отправляют в накопительный бункер или загружают в самосвалы для транспортировки к строительной площадке. Холодную смесь охлаждают и перевозят для хранения на склад.
Нагревание щебня и битума при производстве горячих смесей выполняется до температуры 165…175 0 С и 140…155 0 С, при изготовлении холодных смесей - до 65…75 0 С и 110…120 0 С соответственно.
Классификация асфальтобетонных смесей выполняется по остаточной пористости, типу минеральных материалов, их фракции и процентному содержанию, битумному вяжущему и температуре укладки.
Отдельные виды асфальтобетонных смесей
Помимо традиционных и повсеместно применяемых асфальтобетонных смесей существуют более прогрессивные дорожные материалы, которые отличаются от первых составом и условиями укладки.
К ним относятся:
- Щебеночно-мастич ные смеси ЩМА со стабилизирующими добавками.
- Литые асфальтобетонные смеси с увеличенным содержанием битума и минерального порошка.
- Полимерасфальтоб етонные смеси с добавлением полимеров (эластомеров).
- Цветные горячие и холодные смеси с красящими пигментами.
- Стеклоасфальтобе тонные смеси с включением стеклянного боя.
- Резиноасфальтобе тонные и резиновые дренирующие смеси с резиновой крошкой и полимерными добавками.
- Сероасфальтобето нные смеси с присутствием технической серы.
Каждый вид материала имеет конкретную область применения, обусловленную характеристиками и эксплуатационным и свойствами получаемого покрытия.
Асфальтобетон - строительный материал, полученный искусственным путем. Применяется для строительства автомобильных дорог, аэродромов, небольших площадок и других участков, требующих наличия асфальтобетонного покрытия.
Классификация асфальтобетона. Тип наполнителя и марки
Существует достаточно большое количество методов и технологий по изготовлению асфальтобетонных смесей. На свойства полученного в итоге продукта оказывают влияние, как характеристики материала, так и используемые способы изготовления, отличающиеся в зависимости от производителя.
Основные типы асфальта
В зависимости от минеральных смесей, входящих в состав:
- Щебеночные.
- Гравийные.
- Песчаные.
В зависимости от минеральных зерен:
- Крупнозернистые.
- Мелкозернистые.
- Песчаные.
В зависимости от остаточной пористости:
- Высокоплотные.
- Плотные.
- Пористые.
- Высокопористые.
В зависимости от битума:
- Горячие.
- Холодные.
Характеристики асфальтобетонного покрытия
- 1. Асфальтобетон обязательно должен содержать в своем составе песок, битум (твердое или смолоподобное вещество) от 2 до 9%, а так же различные минеральные вещества.
- 2. Возможно содержание каменной фракции, но ее присутствие не является необходимостью. Но, несмотря на это множество асфальтобетонных покрытий, изготавливается на основе щебня.
- 3. Так же в состав будущего асфальтобетонного покрытия входят различные добавки. Основная функция добавок - обеспечение сцепления колес с асфальтобетоном, увеличение шероховатости.
Пористый крупнозернистый асфальт
Марки асфальтобетона
Понятие "марки" асфальтобетона достаточно обширно. Главное требование ко всем маркам асфальтобетонных покрытий - используемые при изготовлении материалы должны соответствовать ГОСТу 9128 - 2013.
Сложность процесса состоит в том, что для определения марки используется большое количество физических и химических факторов. Для различных компонентов асфальтобетонных смесей параметры отличаются.
Например, асфальтобетон с высокой плотностью, изготовленный из горных пород, содержит более высокие и качественные показатели, чем асфальтобетонное покрытие, изготовленное из щебня. Но несмотря на различие в полученном качестве, взятые материалы относятся к марке I, но отличаются лишь плотностью и устойчивостью к разному виду воздействий.
Асфальтобетон с высокой плотностью, изготовленный из горных пород, содержит более высокие и качественные показатели, чем асфальтобетонное покрытие, изготовленное из щебня. Но несмотря на различие в полученном качестве, взятые материалы относятся к марке I, но отличаются лишь плотностью и устойчивостью к разному виду воздействий...
Марка асфальтобетона разделяет используемые материалы на:
- 1. Имеющие высокие показатели для камня и битума.
- 2. Материалы, обладающие усредненными параметрами. В основном такие материалы пригодны для строительных работ всех видов.
- 3. Материалы, использование которых невозможно в условиях с суровым климатом, при повышенной нагрузке.
Виды марок
Литой асфальт
При изготовлении асфальтобетона существуют три основные марки:
- Номер I.
- Номер II.
- Номер III.
Первая марка включается в себя достаточно большое количество дорожных материалов. К ней относятся высокоплотные и высокопористые материалы. Такое покрытие изготавливается на основе гравия, песка. Данные смеси показывает высокое качество, разработанное для особых условий. В составе присутствует битум, кварцевый песок, горные породы. Асфальтобетонное покрытие данной марки достаточно широко используется при строительных работах. Марка I гарантирует высокое качество покрытия.
Данная марка содержит высокоплотные, пористые песчаные типы. По сравнению с первой маркой, покрытие второй марки отличается способностью выдерживать различные климатические условия и нагрузки. Данные параметры у второй марки немного ниже. Но несмотря на это, вторая марка распространена чаще, чем асфальт марки I. Покрытие применяется при строительстве городских улиц, большинства дорог.
В данной марке отсутствует щебень, но содержатся минеральные вещества. Плотность данной марки находится на относительно высоком уровне, но прочность значительно ниже, по сравнению с покрытием на основе камня. Данное покрытие используется для строительства дорог, не предполагающих большой нагрузки. Так же используется для "ямочного ремонта".
Холодный асфальт
Типы используемого асфальтобетона
Основные свойства асфальтобетонного покрытия зависят как от объема наполнителя, так и от его характеристик. В состав первых трех типов входят щебень, а так же гравий. Остальные два типа имеют в составе большое количество песка.
Существует следующее разделение асфальтобетона по типам:
- Тип А - 55 - 65 % камня в составе покрытия. Смеси типа А используется только в горячем виде. Отличаются только зернистостью.
- Тип Б - содержится 45 - 55 % камня. Смесь может использоваться как в горячем, так и в холодном виде. В обозначении данного типа используется буква "х", что означает использование смеси в холодном виде.
- Тип В - процент камня варьируется от 35 до 45. Покрытие производится как на холодной, так и на горячей смеси.
- Тип Г - в процессе изготовления в состав входит только песок, добывающийся с помощью отсева, в результате дробления горных пород. Материал достаточно износостойкий.
- Тип Д - смесь для данного покрытия получатся путем дробления пород.
Все асфальтобетонные покрытия отличаются в стоимости и имеют разные сферы применения, в зависимости от типа, марки, и характеристик используемого материала.
Асфальтобетон может классифицироваться по составу (базовым компонентам), однако основная (и более предпочтительная) классификация имеет своей основой соотношение компонентов. Для того, чтобы причислить асфальт к одному из трёх основных видов, необходимо знать процентное содержание всех его основных элементов и добавок.
Основные марки асфальта:
- Марка 1. Под этим названием объединены не самые похожие друг на друга материалы. К типу «марка 1» причисляют плотные и высокоплотные, пористые и высокопористые, гравийные и песчаные смеси. Общим является одно: максимальная прочность для своего состава. Применение асфальтобетона такой марки обусловливается необходимостью использовать покрытие максимально высокой прочности. Как правило, асфальт типа «марка 1» используют в качестве нижнего слоя дорожного полотна.
- Марка 2. Именно этот материал называют «обычным» бетоном: его можно использовать практически во всех сферах. К марке 2 также относятся самые разные типы асфальта: плотные, пористые, высокоплотные. Обычно используется в качестве верхнего слоя дорожного полотна. Эта марка асфальта широко применяется и в дорожном строительстве, и в благоустройстве дворов и парков, и в ремонтных работах.
- Марка 3. Наиболее плотный, но наименее прочный материал: это объясняется отсутствием щебня. Основой для таких типов асфальта служат песок и минеральные порошки. Эти марки асфальтобетона используются для устройства и ремонта дорог, пользование которыми не подразумевает серьёзной нагрузки: это пешеходные дорожки и тротуары, дорожки в парках, во дворах учреждений образования, на приусадебных площадках. В дорожном строительстве асфальт марки 3 используется лишь для «ямочных» ремонтных работ.
Прежде чем объединить информацию по типам и маркам асфальта в таблицу, нужно рассказать о важном показателе: процентном соотношении гравия (щебня) и песка. От этого показателя во многом зависят свойства асфальта.
По соотношению песка и камня выделяют следующие типы асфальта: А, Б, В, Г, Д . Чем позже стоит в алфавите соответствующая буква, тем большим является процент песка в типе асфальта.
Тип асфальта А: от 50 до 60 процентов щебня.
Асфальт Б: от 40 до 50 процентов гравия или щебня.
Тип асфальтобетона В : 30-40 процентов гравия или щебня.
Г: 30 процентов песка (искусственного — материалом для которого служит отсев дробления).
Д: 70 процентов песка (производимого из отсева дробления).
ЩМАС-20 – это тщательно подобранная смесь асфальтобетона, в которую включаются слегка измененные минеральные наполнители (щебень и песок, получаемый из минерального порошка), дорожный битум и добавки-стабилизаторы. Добавки необходимы для надлежащего внутреннего уплотнения смеси. Берется щебень с крупностью зерен до 20 мм. Щебеночно-мастичная смесь позволяет получить высококачественное дорожное покрытие, которое будет обладать хорошей шумоизоляцией, повышенной устойчивостью к внешним нагрузкам, деформации и образованию трещин. Применяется преимущественно на дорогах международного значения, крупных автобанах и в качестве покрытия взлетной площадки аэропортов.