Строительные материалы
Лекция №15
ГАБ, ТАБ и ХАБ. Влияние технологического процесса на формирование структуры.
Горячие асфальтобетоны, которые в широком понимании этого слова делятся на:
— Катаные асфальтобетоны в более узком смысле этого слова, когда смешивание асфальтовой массы происходит не на месте самого покрытия, например, в асфальтовых установках, а покрытие наряду с остальными работами производится с помощью обязательной укатки уложенного слоя асфальтового покрытия.
— Литые асфальты, когда смешивание асфальтовой массы производится или в асфальтовых установках ("in plant"), удаленных от места покрытия, или в особых смесителях, размещающихся на грузовиках, на самом месте покрытия ("in situ"), а само покрытие асфальтовой массой осуществляется с помощью литья на основание без использования машинного прокатывания уложенного слоя асфальтового покрытия (поверхность выравнивается с помощью легких ручных деревянных вальков в том случае, если при покрытии не используются особые финишеры (бетонно-отделочные машины для поверхностной обработки асфальта.
Разбрызганные (а затем катаные) асфальты, при употреблении которых смешивание асфальтовой массы производится на месте производства работ ("in situ"), т. е. покрытие наряду с прочим предполагает смешивание составляющих (подогретого или холодного битума в качестве связующего вещества с холодным щебнем); разбрызганные асфальты с учетом способа внесения связующего вещества делятся на:
— Однослойные, двухслойные, многослойные или усиленные поверхностные обработки (при использовании последних на основу в первую очередь наносится связующее вещество, а затем слой щебня, который после этого прокатывается катком) и
— Однослойные или многослойные полупенетрированные или пенетрированные дорожные покрытия (при которых вначале наносится слой щебня, а затем на этот слой разбрызгивается связующее вещество или заливается этим связующим веществом, которое затем "пенетрируется" или проникает в слой щебня при условии обязательного закрытия выполненных таким путем дорожных покрытий с помощью поверхностной обработки) и
— Асфальтовые дорожные покрытия, являющиеся технологическими комбинациями выполнения несущих слоев или покрытий из асфальтобетона и разбрызганных асфальтов.
Афальтовые стабилизации, которые представляют из себя форму "in situ" укрепления слоев щебня холодным или подогретым битумом в роли связующего вещества наподобие стабилизации, при которой связующим веществом является цемент или известь.
С точки зрения системы механизмов и оборудования при производстве массовых асфальтовых работ при укладке чаще всего используются катаные асфальтобетоны. Для катаных асфальтобетонов характерен горячий способ их выполнения, т. е. производства (смешивания) и уплотнения с помощью катков. При этом:
— Рекомендуемые температуры хранения битума на складе в баках (резервуарах) асфальтовых установок в зависимости от разновидности используемого дорожного битума — от ~130 С до ~(максимально) 170 С
— Рекомендуемые температуры асфальтовой смеси на выходе из смесителя асфальтовой установки в зависимости от вида (сорта) дорожного битума — от ~130 С до ~180 С
— Рекомендуемые температуры асфальтовой смеси на месте покрытия в зависимости от вида (сорта) дорожного битума — от ~130 С до ~170 С, соответственно не ниже 110 С
Асфальтобетонные заводы (АБЗ)
Асфальтовая база (асфальтовый завод) является сложной машинной системой, задачей которой является производство качественной горячей асфальтобетонной смеси заданного состава и заданной температуры на выходе). Основные процессы и технологии производства горячей асфальтобетонной смеси — складирование составляющих компонентов (щебня, отсева (букв. — каменной муки), т. е. наполнителя, битума и природного асфальта), их дозирование, т. е. измерение (путем взвешивания или — в потоке — с помощью расходомера), подогрев и смешивание, а также временное складирование горячей асфальтовой смеси.
Схема асфальтосмесительной установки непрерывного действия:
1. Бункеры-дозатор
2. Сборный конвейер
3. Конвейер с контролем влажности
4. Сушильно-смесительный барабан
5. Дозатор и подача старого асфальтобетона
6. Смесительная зона
7. Бункер ожидания скипа
8. Пылесос-вентилятор
9. Накопительный бункер
10. Кабина управления
11. Силос минпорошка
12. Бункер старого асфальтобетона
13. Конвейер с контролем влажности
15. Пылеуловитель и силос пыли
16. Битумный бак-цистерна
17. Нагреватель масла
18. Конвейер сушильного барабана
Схема асфальтосмесительных установок циклического действия:
1. Бункеры-преддозаторы
2. Сборный конвейер
3. Конвейер сушильного барабана
4. Сушильный барабан
5. «Горячий» элеватор
6. Смесительная башня
7. Накопительный бункер
8. Элеватор минпорошка
9. Силос минпорошка
11. Пылеуловитель и силос пыли
12. Пылесос-вентилятор
13. Битумный бак-цистерна
14. Нагреватель масла
15. Кабина управления
Технологические и конструктивные характеристики асфальтового завода определяют способ приготовления и в особенности смешивания асфальтовой массы, который может быть двоякого рода: периодическим и непрерывным. В целом периодическая (циклическая) форма приготовления горячей асфальтобетонной смеси является более качественной, чем непрерывная, прежде всего по причине более точного измерения количества компонентов асфальтовой массы при помощи взвешивания, в отличие от непрерывной установки, где дозировка компонентов осуществляется непрерывно - по объему.
Горячий асфальтобетон – более популярный материал. В зависимости от вида и размеров минеральной составляющей, а также вязкости битума горячие асфальтобетонные смеси делятся на несколько типов.
Общая классификация асфальтов
Отечественная статистика делит этот строительный вяжущий материал на три категории:
- Асфальт (литой). 8,8%
- Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон (горячие и теплые). 89,3%
- Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон (холодные). 1,9%
В литом асфальтобетоне выше доля битума, смесь нагревается до 200-220 °С. В отличие от традиционных уплотняемых смесей, литой асфальт не нуждается в уплотнении и при остывании сам достигает максимальной плотности, имеет более высокую водонепроницаемость и деформационную устойчивость. Используется в основном для ремонтных работ. Такой асфальтобетон можно укладывать как на больших, так и на малых площадях, а также в местах, не доступных для уплотнения катками. Поскольку смесь не нуждается в уплотнении, она пригодна для укладки вручную и нанесения на геометрически сложные поверхности.
Ремонтные работы можно вести и при отрицательных температурах (до –10 °С), что делает технологию практически круглогодичной.
Холодный асфальт по своему составу напоминает обычный – горячий или теплый. Он состоит из щебня, специального битумного вяжущего и различного рода добавок. Его основное отличие в том, что его можно производить при более низкой температуре (70-80 °С). Уникальность этого материала состоит в том, что его можно использовать при температуре воздуха до –15 °С, практически круглый год. Для лучшего обволакивания при производстве холодного асфальта используются специальные виды битума, характеризующиеся очень высокой текучестью и эластичностью, а также специальные адгезионные добавки. Правильный подбор щебеночного материала и вяжущего вещества обеспечивает их хорошее сцепление, а также предотвращает преждевременное окисление щебня при обволакивании битумом. Используется в основном для ремонта и для дорог низких категорий.
Таблица 1
Характеристики разных видов асфальта по особенностям производства и укладки
Вид асфальта Связующее вещ-во Т-ра укладки, °C Доля (асфальтобетона) и уплотнения связующего, %
Природный асфальт Нефть От 80 60-75
Горячий Вязкий битум Не ниже 120
Теплый Маловязкий битум 40-80 13-60
Холодный Жидкий битум При температуре окружаю-
воздуха, но не ниже 10
Холодный а/б характеризуется способностьюоставаться длительное время после приготовления в рыхлом состоянии. Это объясняется наличием тонкой пленки на минеральных зернах.
ГОСТ 9128-84 холодные а/б подразделяет на типы Бх, Вх, Гх, Дх. Наибольший размер щебня в а/б 10-15мм.
Для холодного а/б применяют материалы, имеющие угловатую форму зерен с шероховатой поверхностью. Это необходимо для повышения внутреннего трения, что компенсирует уменьшение прочности а/б ввиду пониженного сцепления при использовании жидких битумов.
При длительном хранении смеси на складах в открытых штабелях (6-8 мес.), а также при использовании ее при пониженных т-рах, используют битум пониженной вязкости.
ХАБ готовят на стационарных заводах. Смесь уплотняют катками на пневматических шинах за 6-8 проходов по одному следу. Окончательное уплотнение достигается от движения автотранспорта.