Литое асфальтобетонное покрытие. Технология ремонта с нарезанием карт при использовании литых асфальтобетонных смесей

Литой асфальтобетон - это один из видов асфальтобетона, являющийся дорожно-строительным материалом получаемый в процессе застывания литой асфальтобетонной смеси.

Общие сведения

Литая асфальтобетонная смесь - это смесь с минимальной пористостью состоящая из минеральной зерновой части песка, щебня, минерального порошка, и из нефтяного битума с полимерными добавками или без них, который используется в качестве вяжущего вещества.

Литые асфальтобетоны отличаются от традиционных тем, что в состав их смеси добавляют битум от 7,5% до 10% от общего объема, а так же полимеры модифицированные разными добавками, например минеральные порошки, которые могут составлять в объеме от 20% до 30%. Общий объем такого вяжущего вещества составляет от 28% и выше.

Укладка асфальтобетонной смеси производится по литьевой технологии в которой не используется никакой техники уплотнения, такой как вибрирование. Температура бетонной смеси при укладке должна быть не менее 190°С. В зависимости от температуры и величины нагрузки, а так же от времени действия нагрузки литой асфальтобетон ведет себя как упруго-эластичный материал.

Классификация литого асфальтобетона

Основной метод классификации асфальтобетонов является разделение их по размеру самой крупной частицы минерального материала. Так же асфальтобетон можно классифицировать целям его применения, а так же по методу укладки.

Классификация асфальтобетона по наибольшему размеру зерна минеральной части:

• 20 мм - в данном типе бетона содержится от 30% до 50% фракций размером более 5 мм, рекомендуемая толщина слоя из такого бетона от 40 до 50 мм, такой асфальтобетон применяют для нового строительства, а так же для капитального и ямочного ремонта дорог;
• 15 мм - в данном типе бетона содержится от 15% до 30% фракций размером более 5 мм, рекомендуемая толщина слоя из такого бетона от 30 до 45 мм, такой асфальтобетон применяют для нового строительства, для капитального и ямочного ремонта дорог, а так же для строительства тротуаров;
• 10 мм - в данном типе бетона содержится от 0% до 15% фракций размером более 5 мм, рекомендуемая толщина слоя из такого бетона от 20 до 35 мм, такой асфальтобетон применяют для строительства тротуаров и велосипедных дорожек.

Свойства литого асфальтобетона

Достоинства литого асфальтобетона

Литой асфальтобетон малогорючее вещество не распространяющее пламени. Так же он обладает малым коэффициентом теплопроводности, в сравнении с обычным бетонов у асфальтобетона данный коэффициент в 2 раза меньше.

Так же асфальтобетон является звукоизолирующим и пароизолирующим материалом, при слое такого бетона в 35 мм наблюдается снижение шума до 14 дБ.

Кроме литых асфальтобетонов так же существуют и традиционные уплотняемые асфальтобетоны. Но у литых асфальтобетонов имеются некоторые достоинства, которые дают им преимущество перед традиционными, это например водонепроницаемость и долговечность. Кроме того, значения обоих параметров можно увеличит в разы добавив в состав литой асфальтобетоной смеси модифицированный термоэластопластами дорожный битум.

Недостатки литого асфальтобетона

К недостаткам литого асфальтобетона можно отнести:

• высокая стоимость смеси;
• необходима специальная техника для того, чтобы доставить и уложить асфальтобетон;
• низкая устойчивость к пластическому колееобразованию, особенно это происходит тогда, когда в лаборатории состав бетонной смеси был плохо подобран или были нарушены технологические процессы производства;
• низкая устойчивость к появлению трещин в зимний период, особенно это заметно тогда, когда в составе литого асфальтобетона используется немодифицированный битум у которого часто наблюдается повышенная температурная хрупкость по Фраасу.

• водонепроницаемость - которая в несколько раз выше, чем у традиционных уплотняемых асфальтобетонов;
• высокая степень сцепления поверхностей слоев, особенно к нижележащим слоям - данное свойство улучшается при высокой температуре укладки асфальтобетоной смеси;
• повышенная долговечность или как ее еще называют усталостная трещиностойкость - данное свойство позволяет противостоять разного рода нагрузкам в довольно широком диапазоне частот и амплитуд колебаний в течении всего эксплуатационного цикла асфальтобетоной поверхности;
• низкая восприимчивость к колебаниям, а так же способность гасить их;
• невосприимчивость к коррозии;
• антибактериальная устойчивость и экологичность.

Транспортировка литого асфальта происходит с помощью специального устройства - кохера. Кохер - это своего рода цистерна или резервуар, способный поддерживать нужное состояние смеси и ее постоянное перемешивание. Затем смесь с помощью дорожного укладчика равномерно разливается в необходимом месте. Дорога способна воспринять нагрузку уже через 12 часов.

Хотя сама технология производства и укладки асфальтобетона и снижает количество задействованных рабочих, все равно использование большого количество битума и минерального порошка приводит к удорожанию смеси. К тому же использование специального оборудования при укладке существенно увеличивает стоимость литого асфальта. Поэтому пока в России использование литого асфальта не сильно распространено.

26. Цементобетонное покрытие чаще всего усиливают путем укладки одного или нескольких слоев асфальтобетона. Однако чтобы уменьшить вероятность образования трещин, оно может состоять из нескольких слоев общей толщиной 9-18 см или быть однослойным. Перед укладкой асфальтобетонной смеси швы в цементобетонном покрытии расчищают, заливают битумом и цементным раствором, посыпают песком и для исключения сцепления слоев швы закрывают полиэтиленовой пленкой, бумагой, пропитанной битумом на ширину 0,5-0,8 м с каждой стороны шва.

Рис. 24. Схема уширения цементобетонного покрытия:

1 - новое бетонное покрытие уширения; 2 - старое бетонное покрытие; 3 - арматура. Все размеры даны в метрах

Другим вариантом усиления цементобетонных покрытий, обеспечивающим снижение образования трещин, является укладка слоя асфальтобетона толщиной 4-8 см поверх предварительно проложенной полипропиленовой пленки или нетканых материалов.

За рубежом усиливают прочность и устраняют поверхностные дефекты, укладывая армированный или неармированный бетон (или фибробетон) различной толщины. Слой армируют металлической сеткой с ячейками размером 10×30 см и толщиной 7-8 см. Армированные бетонные покрытия обладают преимуществом - они могут быть небольшой толщины.

При уширении дорожной одежды с цементобетонным покрытием (аналогичной одежде на МКАД) целесообразно существующую и уширяемую проезжие части перекрывать слоем усиления из непрерывно армированного бетона минимальной толщины (порядка 10 см). При качественном выполнении работ срок службы непрерывно армированных покрытий превышает 45 лет при незначительных затратах на ремонт и содержание. Такие конструкции наиболее эффективны при интенсивном движении автомобилей, основную часть которых составляют тяжелые грузовые автомобили. Наиболее целесообразно применение этих конструкций на подходах и обходах крупных городов и на дорогах высших категорий.

Если материалы старого покрытия и слоя усиления имеют различные модули упругости, сначала определяют расчетом прочности на растяжение при изгибе эквивалентную толщину плиты из разных по модулю материалов, приведенную к толщине материала с наибольшим модулем упругости, а затем определяют требуемую толщину усиления

h экв - толщина однородной плиты, см;

Е ст.п - - модуль упругости материала старого покрытия, эквивалентный по жесткости на изгиб старому покрытию и слою усиления, МПа;

hст.п - толщина старого покрытия, см;

Е гранитная плита цена ус - модуль упругости материала, используемого для усиления, МПа;

h Панель оператора графическая с сенсорным управлением сп270: панель оператора сп270 . ус - толщина усиления, см.

Для усиления дорожных одежд с цементобетонным покрытием рекомендуется применять полимерасфальтобетон - обладает повышенной прочностью, эластичностью и теплостойкостью в широком диапазоне эксплуатационных температур. Применение полимерасфальтобетона повышает трещиностойкость слоя усиления над поперечными швами старого цементобетонного покрытия.

Для приготовления полимерасфальтобетонных смесей используют полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) на основе дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) соответствующих марок. В зависимости от вязкости ПБВ делятся на следующие марки: ПБВ 40/60, ПБВ 60/90, ПБВ 90/130, ПБВ 130/200, ПБВ 200/300.

Полимерасфальтобетонные смеси и их зерновой состав должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128 -84 для асфальтобетонных смесей соответствующих марок.

Контрольные испытания качества полимерасфальтобетона в покрытии производят по водонасыщению, набуханию, пористости минерального остова и остаточной пористости, а также по коэффициенту уплотнения.

Слои усиления должны обеспечивать прочность и ровность дорожной одежды в течение заданного срока службы под воздействием автомобильных нагрузок и климатических факторов.

27. Толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона определяется расчетом. При усилении дорожной одежды с цементобетонным покрытием толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона может составлять 10-12 см. Слой усиления из непрерывно армированного бетона укладывается непосредственно на старое цементобетонное покрытие без устройства изолирующих и выравнивающих прослоек (рис. 25).

Рис. 25. Принципиальные схемы дорожных одежд с непрерывно армированными покрытиями:

1 - новое бетонное покрытие; 2 - старое непрерывно армированное бетонное покрытие; 3 - песчано-цементная смесь; 4 - песок; 5 - черный щебень; 6 - тощий бетон; 7- теплоизолятор (стиропорбетон, пенопласт и др.)

Для армирования покрытий должна применяться арматура периодического профиля. Диаметр арматуры подбирают с учетом минимального раскрытия трещин и принятой технологии строительства. Армирование покрытий можно осуществлять плоскими сварными или вязаными сетками, сварными каркасами, отдельными арматурными стержнями. Непрерывную арматуру располагают на расстоянии 1/3-1/2 h ус (h ус - толщина слоя усиления) от поверхности слоя усиления. Арматурные каркасы ставятся симметрично относительно нейтральной оси слоя усиления.

Поперечные швы (сжатия и расширения) на слое усиления не устраивают. Продольные швы в зависимости от количества поперечной арматуры устраивают через 3,75 м по типу ложных или через 7,5 м по типу шпунта (рис. 26).

Рис. 26. Конструкции продольных швов:

а - шов по типу ложного; б - шов по типу шпунта; 1 - бетонная плита покрытия; 2 - арматурная сетка; 3 - битумная мастика

Длина нахлестки должна быть не менее: в продольном направлении - 30-35 d ; в поперечном направлении 25 d (где d - диаметр стержней), и во всех случаях не менее 250 мм. Поперечные стыки смежных сеток должны располагаться вразбежку с шагом не менее 50 см. Для армирования слоя усиления применяют следующие виды арматурных сталей: стержневая горячекатаная периодического профиля класса А- II диаметром от 10 до 20 мм, класса А- III диаметром от 6 до 20 мм; стержневая, упроченная вытяжкой периодического профиля класса А- II в диаметром от 10 до 20 мм, класса А- III в диаметром от 6 до 20 мм.

Расчет на прочность слоя усиления из непрерывно армированного бетона производят в соответствии с действующими нормативными документами.

Арматурные каркасы слоя усиления имеют выпуски арматуры из анкеров (траншейного или свайного типов), сопрягаемые в последующем с непрерывно армированным покрытием.

28.см.вопросы 26,27 Усиление дорожных одежд с цементобетонными покрытиями можно выполнять следующими способами:

устройство слоев усиления из асфальтобетонных смесей поверх старого цементобетонного покрытия без нарушения его сплошности;

то же, с предварительным дроблением старого цементобетонного покрытия на мелкие блоки и тщательным уплотнением полученного таким образом материала основания;

устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона поверх старого цементобетонного покрытия.

Существует множество способов укладки и ремонта дорожного покрытия с использованием различных материалов. Одним из них является литой асфальтобетон, который отличается от других материалов способом приготовления и технологией укладки. В связи со своей дороговизной и обязательным наличием специальной техники применяется этот дорожно-строительный материал очень редко.

История появления материала

Применять этот материал в европейских городах стали довольно давно, еще в начале XIX века. В те времена во Франции, Германии и Швейцарии были обнаружены залежи известняка, в котором содержался природный битум или тяжелая нефть. Чтобы его сварить, изготовляли специальные большие котлы, а укладку литого асфальта проводили вручную.

Впервые его уложили в городе Лионе, а чуть позже в Лондоне и Париже. Большинство горожан в штыки встретило это новшество, так как им не нравились постоянно дымящиеся котлы, а в летнюю жару к асфальту прилипала обувь, приходив в негодность. Тот факт, что гораздо снизился шум от повозок и цокота копыт лошадей, приносил все большую популярность этому материалу.

Ближе к середине XX века особенно успешно это производство было налажено в Германии, где постоянно совершенствовали методы его приготовления и укладки. Именно в это время был изобретен и применен первый механический асфальтоукладчик для литого материала. Чуть позже стало возможным проводить бесшовную укладку шириной до 12 м и дорожные работы были сконцентрированы на скоростных магистралях.

При этом литая асфальтобетонная смесь насыщалась щебнем , что придавало покрытию высокую шероховатость и длительный срок службы. К сожалению, в России этот материал не получил широкого практического применения, кроме строительства ряда мостов, хотя в разработке были задействованы несколько научных центров страны.

Классификация и структура литого асфальта

От обычных асфальтобетонов этот материал отличается повышенным содержанием битума, составляющего по массе до 7,5-10%. А также почти треть в составе асфальта занимает минеральный порошок. По размерам и количеству применяемого щебня материал разделяют на 3 типа:

Прочность литого асфальта определяется свойствами вяжущего вещества или микроструктурой. Это свойство и отличает его от традиционного асфальта, где основную роль играют размеры и количество песка и щебня. При увеличенном содержании битума эту смесь можно рассматривать как вязкую жидкость, не требующую уплотнения.

Свойства дорожной смеси

В сравнении с традиционным асфальтобетоном этот материал обладает рядом преимуществ. Он практически не горит, так как имеет меньший коэффициент теплопроводности. Стоит также отметить следующие его свойства:

Использование в составе модифицированного термоэластопластами битума позволяет получить более долговечный материал. Наряду с достоинствами, литой асфальт и технология укладки обладает некоторыми недостатками. Повышенная стоимость, наличие специальной дорогостоящей техники приводят к тому, что очень часто от этого вида асфальта отказываются, используя традиционные методы и материалы.

Приготовление и технология укладки

Литой асфальтобетон изготавливают на основе битумов с высокой вязкость ю, что подразумевает применение высоких температур для смешивания ингредиентов. При этом, если смесь перегреть, то произойдет изменение ее свойства. Поэтому технология подразумевает нагревание ингредиентов до минимальной температуры.

Так, диапазон прогрева битума составляет 160-180° C вместо 250° C, а остальные ингредиенты нагревают до 190-240° C. В итоге общая температура готовой смеси составляет 200-220° C, которую считают тоже чрезмерной. Снижение общей температуры до 170-190° C достигают при помощи активированного минерального порошка.

Смешивают подогретые ингредиенты в специальных бункерах на асфальтобетонных заводах. Транспортировка до места применения происходит в специальных теплоизолированных миксерах. На объекте этот материал выгружают в горячем состоянии и разравнивают вручную или специальной техникой.

Для повышения шероховатости и коэффициента сцепления сверху добавляют щебень, который впоследствии утапливается легкими механическими катками. Если слой тонкий, то в таком случае добавляют сверху дробленный песок. Кроме автомобильных дорог, этот материал применяют при гидроизоляции резервуаров и тоннелей , а также в качестве напольного покрытия как в производственных, так и жилых помещениях.

Основное отличие литой асфальтобетонной смеси состоит в повышенном содержании битума (до 12 %) и минерального порошка (до 25 %). Благодаря этому смесь имеет повышенную технологическую подвижность и не требует уплотнения.

Для повышения устойчивости к пластическим деформациям литые асфальтобетоны готовят на битумах повышенной вязкости. В связи с этим, а также с целью обеспечения требуемой технологической подвижности литые смеси готовят при повышенной температуре (180-220 0 С). Смеси можно готовить в обычных асфальтосмесительных установках, однако время перемешивания должно быть увеличено на 25-50 % по сравнению с традиционной горячей смесью. В Германии для приготовления литых смесей выпускают специальные смесители, отличающиеся вертикальным расположением валов.

Литая смесь имеет повышенную вязкость и легко расслаивается, кроме того возникает проблема сохранения высокой температуры при доставке на объект. Поэтому литые смеси доставляются к месту производства работ в специальных автосмесителях – термосах.

Литые асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны имеют следующие достоинства:

в связи с повышенной подвижностью смеси отсутствует необходимость уплотнения. Достаточно распределить смесь и после ее остывания можно открывать движение транспорта;

при проведении ремонтных работ нет необходимости проводить подгрунтовку. Смесь укладывать можно осуществлять при температуре минус 15-20 0 С;

водонасыщение асфальтобетона близко к нулю, что обеспечивает высокую долговечность.

В то же время литой асфальтобетон имеет и ряд недостатков, сдерживающих его применение, основными из которых являются:

технологические сложности, обусловленные необходимостью поддержания высокой рабочей температуры и предотвращения расслаиваемости;

повышенная скользкость и низкая устойчивость к пластическим деформациям;

необходимость удаления литого асфальтобетона при укладке нового слоя асфальтобетонного покрытия.

Данные недостатки привели к тому, что литой асфальтобетон используют в основном для проведения текущего ремонта асфальто- и цементобетонных покрытий.

Для частичного устранения отмеченных недостатков и расширения использования литых смесей важно правильно подобрать состав смеси. Здесь следует руководствоваться принципом оптимального сочетания прочности и деформативности. При подборах состава важно определить оптимальное соотношение битум-минеральный порошок.

6.2. Щебеночно-мастичные асфальтобетоны

Появление большого количества скоростных и большегрузных средств, высокая интенсивность движения на автомобильных дорогах вызывают ускоренный износ дорожных покрытий. Поэтому актуальной задачей российских дорожников является строительство покрытий, отвечающее всем требованиям по долговечности, ровности, шероховатости (коэффициенту сцепления). В связи с этим особый интерес представляют новые эффективные технологии и материалы, способные обеспечить высокий уровень эксплуатационной надежности и долговечности асфальтобетонных покрытий. Одной из наиболее перспективных технологий в этом направлении является применение щебночно-мастичных асфальтобетонов (ЩМА). Этот материал был разработан в середине ХХ века в Германии и в настоящее время нашел широкое применение во многих странах при устройстве верхних слоев дорожных покрытий. Зарубежные стандарты предусматривают более 10 марок горячих смесей ЩМА – в зависимости от максимальной крупности применяемого щебня. В России по разработанному ГОСТу 31015–2002 регламентированы смеси ЩМА–10, ЩМА–15 и ЩМА–20, которые приготовляются на основе щебня крупностью до 10, 15 и 20 мм. Данные смеси предназначены для устройства верхних слоев покрытия толщиной от 3 до 6 см.

6.2.1. Особенности щебеночно-мастичного асфальтобетона. ЩМА объединяет достоинства как традиционного асфальтобетона, так и литого асфальтобетона и по структурному типу занимает промежуточное положение между ними. В таких смесях основную нагрузку несет жесткий каркас из щебня, пустоты которого заполнены асфальтовой мастикой. В отличие от асфальтобетона структура ЩМА содержит свободный битум, который обеспечивает материалу повышенную устойчивость к старению. Как и литой асфальтобетон ЩМА имеет высокую плотность и коррозионную устойчивость, и в тоже время может приготавливаться и укладываться в покрытие тем же комплектом механизмов, что и традиционный асфальтобетон.

ЩМА состоит из смеси минеральных материалов, дорожного битума и стабилизирующей добавки.

Основные особенности состава ЩМА:

необходимость применения стабилизирующих добавок (битумоноситель);

повышенное содержание битума и асфальтового вяжущего.

Минеральная часть, подобранная по принципу непрерывной гранулометрии, создает жесткий каркас, поры которого заполнены мастичноподобным материалом.

Стабилизирующая добавка выполняет функцию битумоносителя. В связи с высоким содержанием битума и мастичноподобной массы ЩМА, она препятствует сегрегации (расслоению) смеси и потери битума в процессе перемешивания, хранения, транспортирования и укладки в покрытие.

В уложенном покрытии из ЩМА стабилизирующие добавки дополнительно упрочняют структуру материала. Однако, несмотря на это, высокая долговечность ЩМА обеспечивается достаточно развитыми слоями битума на зернах каменного материала.

Зерновой состав ЩМА включает высокое содержание фракционированного щебня (70–80 % по массе) с улучшенной (кубовидной) формой зерен с целью создания максимально устойчивого минерального остова в уплотненном слое покрытия. Сдвигоустойчивость покрытия из ЩМА, характеризующая сопротивление колееобразованию, обеспечивается, главным образом, требуемым значением коэффициента внутреннего трения. Поэтому в песчаной части смеси применяется исключительно песок из отсевов дробления горных пород, так как природный песок снижает коэффициент внутреннего трения. Кроме того, высокое содержание крупной фракции каменного материала в ЩМА позволяет получить шероховатую поверхность покрытия и обеспечить требуемые значения коэффициента сцепления колеса с покрытием.

Следующей особенностью ЩМА является повышенное по сравнению с традиционными горячими смесями содержание битума (5,5–7,5 %). Большое количество вяжущего препятствует проникновению влаги внутрь слоя, повышает устойчивость к старению, водо-, морозостойкость, трещиностойкость и, в конечном счете, значительно увеличивает долговечность покрытия. В некоторых зарубежных странах срок службы покрытий из ЩМА составляет более 20 лет. Однако повышенное содержание битумного вяжущего в смеси нужно стабилизировать, то есть предотвратить его отслоение и стекание с поверхности зерен щебня при высоких технологических температурах приготовления, хранения, транспортировки и укладки. Данная проблема легко решается введением в смесь стабилизирующей добавки, например целлюлозного волокна.

По зарубежным данным ЩМА, кроме приведенных выше преимуществ, обладает низким уровнем шума, улучшенной обзорностью, высокой износостойкостью к истирающему действию шипованных шин.

6.2.2.Опыт применения щебеночно–мастичного асфальтобетона в России. С 2000 года в России в порядке производственно-опытного внедрения уложено более 400 тыс.м 2 покрытий из ЩМА. Первый объем внедрения был осуществлен при строительстве автомобильной дороги «Дон». На участке МКАД – Кашира был уложен верхний слой покрытия из ЩМА-15 и ЩМА-20. В результате устройства покрытия, которое осуществлялось ЗАО ССУ «Асфальт», ОАО «Центродорстрой», были отработаны технологии приготовления, укладки и уплотнения смесей из ЩМА.

При строительстве окружной автомобильной дороги вокруг г. Вологда ОАО «Вологдавтодором» ЩМА был применен в верхнем слое покрытия.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) марки ДС-185Б выпускалась на отечественном асфальто-бетонном сместителе (АБС). Для ее приготовления применяли песок из отсевов дробления горных пород и узкофракционированный гранитный щебень, поставляемый из Карелии. Особенность данного щебня состоит в том, что содержание в нем зерен лещадной формы не превышает 10 %. В качестве стабилизирующей добавки использовали ВИАТОП-66. Для ее подачи в смеситель был смонтирован автоматический дозатор с приемным бункером, в который загружалась добавка. Подачу и дозировку стабилизатора осуществляли с помощью шнека на весовой дозатор линии подачи минерального порошка. В асфальтобетонный смеситель добавку подавали вместе с минеральным порошком. Используемый битум имел марку БНД 90/130, ЩМАС выпускали с температурой 160–165 С 0 . В общей сложности было выпущено 17000 т смеси. Уплотнение смеси осуществляли гладковальцовыми катками массой 6–10 т с выключенными вибраторами. Температура смеси в начале укатки составляла 150–155 градусов. Максимальной степени уплотнения добились при 6–8 проходах катка по одному следу.

Опытно-промышленное внедрение ЩМА на Урале и в Западно–Сибирском регионе началось в 2001 году. На всех объектах были получены положительные результаты. Покрытия из ЩМА по комплексу потребительских свойств выгодно отличались от асфальтобетонных. Кроме того, в ряде случаев, уже в период строительства удалось получить экономический эффект за счет уменьшения толщины слоя.

Для устройства покрытий в подавляющем большинстве применяли смеси ЩМА-15, обеспечивающие однородность фактуры поверхности и оптимальную шероховатость. В составе минеральной части содержание щебня кубовидной формы из прочных изверженных и метаморфических горных пород составляло 70–75 %. Содержание битума в смесях в зависимости от битумоемкости горных пород колебалось от 6,2 до7,4 %. В качестве стабилизирующей добавки использовали продукт ТОРСЕЛ фирмы CFF и ВИАТОП фирмы JRS, представляющие собой гранулы из целлюлозных волокон. Расход СД составлял 0,25–0,32 % от массы смеси. Выбор гранулированной добавки обоснован технологическими и экономическими соображениями. Гранулированные волокна пригодны как для ручного, так и для автоматического дозирования, они лучше распределяются в смеси, при транспортировании занимают меньший объем.

Для снижения себестоимости ЩМАС расход высокостоящей стабилизирующей добавки (СД) должен быть минимальным, при этом должна быть обеспечена необходимая устойчивость (показатель стекания) при технологических процессах. При приготовлении опытных партий предварительно расфасованная добавка вносилась в смесь вручную. Так же были попытки дозирования СД через весовой дозатор МП. Такие технологии связаны с затратами ручного труда, влияния человеческого фактора или перерасходом продукта вследствие низкой точности дозатора МП. Для механизации и автоматизации процесса дозирования и подачи СД было разработано технологическое оборудование, которое обеспечивает дозирование добавки с точностью 0,5 % и ее подачу в автоматическом режиме. Тем самым исключается влияние человеческого фактора. Оборудование применимо для всех типов асфальтосмесительных установок, как отечественного, так и импортного производства. Стоимость оборудования в 2–3 раза меньше зарубежных аналогов.

Основываясь на полученном опыте можно считать, что ЩМА является наиболее перспективным материалом для строительства и ремонта верхних слоев покрытий на автомобильных дорогах с тяжелым и интенсивным движением, городских улиц, участков с опасными условиями движения.

6.2.3. Стабилизирующая добавка в составе щебеночно-мастич-ного асфальтобетона. Повышенное содержание битума в смеси, а так же малая удельная поверхность минерального материала в ЩМА-смесях требует применения стабилизирующих добавок. Стабилизирующие добавки должны выполнять функцию битумоносителя, препятствующие расслоению смеси во время технологического процесса приготовления, хранения, транспортирования и укладки смеси.

Стабилизирующее действие добавок основано на создании трехмерного каркаса в мастике и мономолекулярного слоя взаимодействия битума с поверхностью микроволокон. Такое двойное действие, с одной стороны, обеспечивает впитывание значительного количества битума, с другой,  сохраняет стабильными свойства битума.

В качестве СД применяются микроволокна целлюлозы, например TECHNOCEL 1004, TOPCEL, GENICEL, ВИАТОП, а также другие добавки (например ХРИЗОТОП комбината «Ураласбест»). Развитая поверхность стабилизирующих добавок позволяет при дозировках 0,3-0,5 % от массы минерального материала добиваться стабильности ЩМА-смеси.

Различаются два типа добавок: стабилизирующие и модифицирующие. Модифицирующие влияют на свойства битума, а стабилизирующие действуют как механизм увеличения толщины битумной пленки.

Существует несколько разновидностей стабилизирующих добавок. Прежде всего это:

минеральные волокна;

полимерные волокна;

резиновая пудра;

натуральные целлюлозные волокна.

Наибольшее применение в настоящее время нашли добавки из целлюлозы и минеральные волокна.

Целлюлоза – цепочная молекула, имеет следующие свойства:

нерастворима в воде;

соединение молекул происходит с помощью интермолекулярных ОН-мостиков;

соединение глюкозы с молекулами битума происходит с помощью ОН-мостиков.

На основе целлюлозы производятся СД в виде свободных волокон (например, TECHNOCEL, ARBOCEL) и гранулированные (TOPCEL, GENICEL, VIATOP). Свободные волокна обладают следующими недостатками:

являются очень гигроскопичным материалом, который впитывает влагу из окружающего воздуха. Необходимо большое внимание уделять герметичности упаковки;

 для того, чтобы добиться равномерного распределения волокон в смеси, необходимо увеличивать на 15-20 сек время сухого смешивания.

Для того, чтобы исключить недостатки, присущие свободным волокнам, были изготовлены гранулированные волокна. Они намного легче распределяются в смесителе и проще поддаются дозированию, но все равно впитывают влагу.

Различают гранулы, покрытые клеевым составом (TRICEL), воском (TOPCEL) или битумом (ANTROCEL). Но только в семействе гранул VIATOP каждое волокно покрыто битумной оболочкой. Битумная оболочка также препятствует обгоранию волокон при их попадании на горячий каменный материал и при расплавлении способствует лучшему распределению волокон в смесителе. Гранулы VIATOP более жесткие и меньше подвержены механическим разрушениям в процессе подачи в смеситель. Так как каждое волокно гранулы имеет битумную оболочку, оно абсолютно нейтрально к влаге.

Отечественными производителями были разработаны и выпускаются СД на основе целлюлозы «Русцел», на основе асбестового волокна  «Хризотоп» выпускается в виде гранул, связующим веществом в которых является 7-процентный раствор стеариновой кислоты. Асбестовое волокно имеет трубчатую структуру, а изготовленная на его основе СД имеет следующие преимущества перед импортными добавками:

обладает большей термостойкостью;

дешевле в 3 раза.

Способность удерживать большое количество битума характеризуется показателем стекаемости битума в ЩМАС (устойчивость к расслоению смеси). По величине стекаемости производится корректировка в составе ЩМАС количества битума и стабилизирующей добавки.

Технология циклического приготовления асфальтобетонных смесей включает: (рис. 5.11)

хранение небольшого запаса каменных материалов (песка и щебня) в бункерах-преддозаторах и предварительное дозирование влажных щебня и песка;

нагрев и сушку каменных материалов в сушильном барабане;

сортировку (рассев) нагретых минеральных материалов по фракциям и складирование в «горячих» бункерах;

дозирование нагретых каменных материалов по фракциям на весовой площадке и подача в смеситель;

нагрев минерального порошка в теплообменнике;

дозирование минерального порошка на весовой площадке (или в отдельном дозаторе) и подачи в смеситель;

сухое (без вяжущего) перемешивание минерального материала в смесителе;

нагрев вяжущего (битума или ПБВ) в рабочей емкости;

дозирование и подачу вяжущего в смеситель;

мокрое (с вяжущим) перемешивание компонентов в смесителе;

выгрузку готовой смеси в кузов транспортного средства или через подъемное устройство («горячий» элеватор или скиповый подъемник) в бункер-накопитель готовой смеси;

выгрузку готовой смеси из бункера-накопителя в транспортное средство.

Рис. 5.11. Технологическая схема приготовления асфальтобетонной смеси в установке циклического действия.

1. Бункеры-дозаторы, 2. Сборный конвейер, 3. Конвейер сушильного барабана, 4. Сушильный барабан, 5. «Горячий» элеватор, 6. Смесительная башня, 7. Накопительный бункер, 8. Элеватор минерального порошка, 9. Силос минерального порошка, 10. Пылеуловитель и силос пыли, 11. Пылесос-вентилятор, 12. Битумный бак-цистерна, 13. Нагреватель масла, 14. Кабина управления.

9. Особенности приготовления литых асфальтобетонных смесей.

В настоящее время свойство литого а/б нормируется двумя документами:

ГОСТ Р 544-01;

ТУ 5718-002-04000633-2006,

которые частично дублируют друг друга, типы смеси и области их применения приведены в таблице:

Классификация и область применения литых а/б смесей.

Нормативные документы	Тип смеси	Новое строительство	Капитальный ремонт	Текущий ремонт	Тратуар и вело-дорожка
ГОСТ 54401- 2011
ТУ 5718-002-04000633-2006

Преимущества литого а/б.

Эластичность и водонипраницаемость литого а/б препятствует образованию колеи, значительно увеличивает трещиностойкость дорожного покрытия. повышает безопасность движения.

Применение литого а/б возможно в местах, где укладка уплотняемых смесей невозможна или затруднена.

Может быть повторно использован после расплавления.

Материалы для приготовления литых смесей.

1. Щебень (получаемый дроблением твердых горных пород, соответствующий требованиям ГОСТ 8267-93).

2. Песок (из отсевов дробления, природный песок, а так же их смеси, соответствующие требованиям ГОСТ 8736-93).

Для приготовления литых смесей, в качестве вяжущего применяют битумы нефтяные, дорожные, вязкие марок БНД 40/60, БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90.

Опят производства литых смесей на АБЗ показал, что на покрытиях или ремонтных картах литого а/б часто образуются пластические деформации, это связано с недостаточной жесткостью материала, особенно при использовании битума БНД 60/90. Поэтому в последние годы все больше подрядчиков применяют литые смеси на ПБВ. А/б на ПБВ имеет более высокие прочностные показатели.

Приготовление литых а/б смесей производят на обычном оборудовании АБЗ и в специализированных установках.

Транспортирование литых а/б смесей.

КОХЕР (котлы) - в этих машин предусматривается нагрев, перемешивание в процессе транспортирования.

Для нагрева при транспортировании КОХЕРом литы а/б смесей используется автоматическая система с применением газовых горелок и горелок на жидком топливе. При чем, предусматривается возможность регулирования температуры нагрева от 100 до 200-300 C 0 .

В настоящее время за рубежом все большее внимание уделяется контролю условий хранения и транспортировании литых а/б смесей.