Состав и технология производства асфальтобетонных смесей

Основные компоненты асфальтобетона

Асфальтобетон – это широко используемый в современном дорожном строительстве материал, состоящий из компонентов щебня разного размера, кварцевого песка, специального минерального порошка и битума. Все эти компоненты смешиваются вместе при нагревании, после чего укладываются в качестве дорожного покрытия.

К основным компонентам асфальтобетона относятся:

• крупнозернистый наполнитель (щебень, гравий);

• мелкозернистый наполнитель (песок);

• минеральные порошки;

• вяжущее (жидкий, вязкий битум).

Существует множество различных типов асфальтовых смесей, но все они имеют два общих компонента: связующее и заполнитель. Вяжущее вещество обычно представляет собой жидкий или вязкий битум, который действует как клей и герметик, не позволяя воде проникать в нижележащие слои. Это жидкое вяжущее вещество придает асфальту характерный черный цвет и способствует долговечности материала в суровых погодных условиях.

Второй компонент асфальтобетона – заполнитель, который состоит из крупнозернистых частиц, таких как гравий или щебень, смешанных с более мелкими частицами, такими как песок. Эти мелкие частицы заполняют пустоты между крупными камнями в дорожном покрытии, образуя плоскую, ровную поверхность, которая выдерживает проезд тяжелых транспортных средств, не трескаясь и не разрушаясь со временем. Заполнители бывают разных размеров и форм в зависимости от их назначения; например, мелкий гравий может больше подходить для дорожек, чем для подъездных путей, поскольку он менее устойчив под нагрузкой от шин автомобиля.

В дополнение к крупнозернистым наполнителям, таким как гравий, некоторые асфальтовые смеси содержат мелкозернистые наполнители, такие как минеральные порошки, например, каолиновая глина или переработанный шлак, чтобы обеспечить дополнительную прочность и износостойкость при меньших затратах, чем обеспечили бы крупные камни. Другие добавки иногда используются в зависимости от требований к применению; одной из популярных добавок является целлюлозное волокно – которое связывается с асфальтовым цементом для создания более прочного дорожного покрытия, в то время как другая распространенная добавка помогает улучшить видимость, обеспечивая светоотражающую крошку, встроенную в некоторые слои дороги, чтобы водители могли лучше видеть разметку полос во время движения ночью из-за отраженных лучей света от автомобильных фар, освещающих их более ярким белым цветом, чем необработанные участки вокруг них.

Разновидности асфальтобетонных смесей

В зависимости от фракции твердого наполнителя асфальтобетонные смеси различают на:

• крупнозернистые,

• мелкозернистые,

• песчаные.

Наиболее распространенным видом асфальта является крупнозернистый асфальт, который включает в себя большую долю крупных частиц. Этот сорт отличается высокой прочностью и сравнительной простотой укладки. Поэтому он идеально подходит для крупных проектов, таких как автомагистрали или дороги с интенсивным движением, так как выдерживает резкие перепады температур и больший запас прочности, чем более мелкие сорта.

Мелкозернистый асфальт содержит более мелкие частицы, чем крупнозернистый, что делает его менее прочным в целом, поскольку его текстура склонна к уплотнению со временем, повреждению от воздействия ультрафиолетового излучения или применения антигололедной соли. Эта разновидность может быть идеальной для парковок или других поверхностей с ограниченным движением, где гибкость и легкость являются важными факторами и дополнительная прочность не требуется.

Песчаные асфальтовые смеси сочетают в себе как мелкие, так и крупные частицы, образуя уникальный диапазон промежуточных размеров частиц, что обеспечивает идеальный баланс между упругостью, гибкостью, долговечностью, простотой использования, экономичностью, экологичностью (асфальт на 100% пригоден для вторичной переработки) и другими преимуществами, которые не встречаются ни в одном из других типов; это делает песчаные смеси идеальными для различных типов поверхностей благодаря их универсальности, обеспечивающей надежные решения, необходимые в различных областях применения, включая подъездные пути или пешеходные дорожки.

Асфальтовые смеси различаются по составу – их можно разделить на три основных типа:

• классический асфальт,

• щебеночно-мастичный асфальт,

• полимерный асфальтобетон.

Классические асфальтобетонные смеси состоят из битума как основного вяжущего вещества, которое связывает все остальные компоненты вместе. Они создаются с различным количеством песка или гравия, добавляемых в смесь для обеспечения стабильности и улучшения сопротивления скольжению при высыхании. Классические асфальтовые смеси обычно состоят на 90%-95% из битума, из остатков нефтепереработки с некоторыми добавками, такими как полимеры, для улучшения эксплуатационных характеристик.

Щебеночно-мастичные асфальтовые смеси содержат крупный заполнитель (гравий), мелкий заполнитель (песок), наполнители, вяжущее вещество (битумные материалы), добавки, армирующие минеральные волокна, вещества, регулирующие модуль упругости, полимерные материалы для повышения эластичности, стабилизирующие вещества, водоредуцирующие добавки. Размер фракции заполнителя варьируется в зависимости от потребностей конкретного применения или требований к конструкции дорожного покрытия. Щебеночно-мастичный асфальт чаще всего используется в таких местах, как автостоянки, промышленные площадки или там, где наблюдается интенсивное движение, благодаря своей прочности и долговечности при нагрузке от тяжелых транспортных средств.

Полимерные асфальтобетонные смеси содержат прорезиненные полимеры в качестве вяжущего материала вместо битумных материалов; такая смесь имеет определенные преимущества перед традиционными битумными смесями, такие как повышенная устойчивость к растрескиванию при перепадах температур благодаря эластичным свойствам, обеспечиваемым прорезиненными полимерными компонентами, которые хорошо связываются с песком и гравием, входящими в ее состав, что повышает общую стабильность, сохраняя гибкость при низких температурах без ухудшения характеристик вяжущего материала, как это происходит с традиционными битумными смесями при воздействии холодных условий в зимнее время года. Этот вид смеси обеспечивает повышенную устойчивость к заносу благодаря своей упругой природе, которая считается оптимальной для улучшения условий безопасности движения, особенно в условиях влажной погоды, когда осадки могут значительно снизить трение.

Асфальтовые смеси различаются по технологии производства:

• горячие,

• холодные,

• теплые асфальтобетонные смеси.

Горячие смеси производятся при высоких температурах. Этот тип асфальта создается путем нагревания заполнителей, таких как песок и камень, которые затем соединяются с асфальтовым вяжущим, после чего укладываются на поверхность дорожного покрытия и уплотняются катком. Горячие смеси обеспечивают превосходное сцепление между слоем битума и заполнителями благодаря высокому уровню температуры по сравнению с другими типами асфальтовых смесей. Кроме того, горячие смеси обеспечивают повышенную прочность при более высоких транспортных нагрузках, что приводит к увеличению срока службы дорожного полотна.

Теплые смеси отличаются от горячих тем, что при их производстве требуется более низкая температура. Пониженный температурный диапазон позволяет уменьшить как расход топлива во время производства, так и количество выбросов в окружающую среду.

Холодные смеси вообще не требуют нагрева при производстве, но они часто требуют больше вяжущего, чем другие типы, что приводит к увеличению затрат, причем стоимость тонны выше, чем у горячих или теплых сортов, из-за дополнительных требований к обработке, вызванных агрегирующими веществами, которые должны добавляться вместе с самим вяжущим для того, чтобы оно оставалось стабильным при транспортировке. Холодные смеси обладают меньшей несущей способностью по сравнению с другими смесями, когда подвергаются повышенному давлению и нагрузке (т. е. тяжелым грузам).

Технология производства асфальтобетона

При производстве холодного асфальта используется битумная эмульсия или резаный асфальт, смешанный с заполнителем. Затем смесь нагревают, пока она не превратится в жидкую форму, которую можно заливать в формы или распылять на поверхности. После охлаждения материал затвердевает, превращаясь в прочное покрытие, способное выдерживать интенсивное движение и атмосферные воздействия. Этот тип асфальта часто используется для ремонта дорог, а также для новых строительных проектов.

При производстве горячего асфальта битум нагревается до температуры 300–350 градусов перед смешиванием с заполнителем. Этот метод позволяет получить гораздо более прочный продукт, чем холодный метод, что делает его идеальным для крупных проектов, таких как автомагистрали или взлетно-посадочные полосы аэропортов. Горячий асфальт также требует меньшего ухода, чем холодный, поскольку более высокая температура делает его устойчивым к растрескиванию или разрушению со временем.

В целом, технологии производства холодного и горячего асфальта имеют свои преимущества в зависимости от конкретного проекта. Для небольших проектов, таких как подъездные пути или мелкий ремонт дорог, холодная смесь может быть лучшим вариантом из-за ее экономичности и простоты использования. Однако для крупных проектов может потребоваться горячая смесь, чтобы получить более прочное покрытие, которое прослужит дольше без необходимости часто ремонтировать трещины или другие повреждения.

Виды асфальтобетонных заводов

Наиболее популярными типами асфальтовых заводов являются:

• мобильные,

• высокомобильные,

• стационарные заводы.

Мобильные асфальтовые заводы – это установки на колесах, которые можно легко перемещать с места на место. Их мобильность делает их идеальными для подрядчиков, которым необходимо выполнять краткосрочные работы или у которых ограниченное пространство для установки. Эти машины имеют простые системы управления и обычно требуют меньшего обслуживания, чем стационарные модели. Как правило, они смешивают меньшие партии асфальта по сравнению со стационарными типами.

Высокомобильные асфальтобетонные заводы – это самый высокопроизводительный тип, который может производить до 500 тонн горячей смеси в час. Кроме того, их системы управления обеспечивают пользователям высокую степень контроля над составом и температурой асфальта, а также повышают эффективность работы благодаря автоматизации операций. Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с мобильными установками, в целом они представляют собой выгодное вложение средств, поскольку выполняют работу быстрее, обеспечивая при этом высокие результаты.

Наконец, стационарные асфальтовые заводы – это немобильные машины, которые требуют постоянной установки на одном месте из-за своих размеров и веса. Их уникальной особенностью является то, что они обладают более высокой производительностью, чем мобильные или высокомобильные модели; в некоторых случаях до 750 т/ч. Это позволяет им перерабатывать большое количество материала за короткий промежуток времени, что делает их идеальными для крупномасштабных проектов, таких как аэропорты или строительство новых дорог, где ограничение по времени может быть проблемой. Кроме того, усовершенствованные элементы управления позволяют пользователям с большей степенью точности смешивать компоненты или регулировать температурные режимы.