Смеси для строительства и ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий

Описаны методы и процессы подготовки, транспортировки, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей различных типов, консистенции и назначения. Более подробную информацию по подбору смесей вы можете узнать на сайте https://moscow.roads-pro.ru/services/ai/. Также, приведены рекомендации по выбору оптимальных технологических режимов на всех этапах выполнения работ, учитывая последние достижения в отечественной и зарубежной теории и практике.

Покрытия из горячих укатываемых смесей

Горячая укатываемая смесь — это рыхлая масса, нагретая до температуры 140-160 °C, состоящая из щебня, песка, минерального порошка и битума, сбалансированно смешанных. После интенсивного уплотнения катками и отвердевания, слой приобретает определенную плотность, механическую прочность, упругость и эластичность.

Стандарт ГОСТ классифицирует горячие смеси по следующим параметрам:

• по размеру зерен минеральных материалов: крупнозернистые с размером зерен щебня (гравия) до 40 мм, мелкозернистые — до 20 мм и песчаные с максимальным размером зерен песка 5 мм;
• по остаточной пористости: высокоплотные с остаточной пористостью 1,0-2,5%, плотные 2,5-5%, пористые 5,0-10,0% и высокопористые 10,0-18%;
• по содержанию щебня: тип «А» — от 50 до 60%, тип «Б» — от 40 до 50% и тип «В» — от 30 до 40%;
• по виду песка: тип «Г» используется на песках из отсевов дробления или их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30%, тип «Д» на природных песках или их смесях с отсевами дробления при содержании последних менее 70%;
• по физико-механическим свойствам — на три марки.

Компонентный состав

Важную роль в обеспечении характеристик асфальтобетона играют свойства его составляющих материалов. Например, битум, производимый из нефти путем нагревания и выделения компонентов, таких как бензин, лигроин и керосин, является ключевым компонентом асфальтобетонной смеси. Гудрон, который остается после отгонки смазочных масел из нефти, также используется в качестве исходного материала для асфальтобетона.

Свойства гудрона зависят от свойств нефти и методов его переработки. Например, гудрон из тяжелой смолистой нефти имеет более высокое качество по сравнению с гудроном из легкой нефти. Производство битумов, включая продувку гудрона воздухом при определенной температуре, позволяет получать битумы различной вязкости, что также влияет на характеристики асфальтобетона.

Для производства асфальтобетонных смесей используются различные марки битумов, каждая из которых имеет определенный химический состав и групповые свойства. Битум представляет собой сложную коллоидную систему, где масла делают его более подвижным, смолы придают эластичность и водостойкость, а асфальтены влияют на вязкость и теплостойкость.

Для улучшения свойств асфальтобетонного покрытия в битум могут добавляться полимеры и поверхностно-активные вещества. Минеральный порошок также используется для улучшения характеристик асфальтобетона, причем важными являются его размер зерен, пористость, степень дисперсности и обработка поверхностей активирующими композициями. Соблюдение стандартов качества для минерального порошка необходимо для обеспечения прочности и долговечности асфальтобетонного покрытия.

Технология приготовления и проектирования составов

При планировании состава асфальтобетонной смеси критически важно правильно подобрать исходные компоненты и их пропорции, чтобы обеспечить легкость и экономическую целесообразность производства, сохранить однородность и температуру смеси, а также достичь требуемых эксплуатационных и экономических показателей.

Процесс планирования начинается с анализа условий использования асфальтобетона в конкретной дорожной конструкции, определения марки и типа смеси в соответствии с требованиями проекта. Затем производится выбор исходных компонентов, учитывая их качество и стоимость, а также анализируются технологические возможности производства. После этого определяются параметры и режим приготовления, составляется смесь, разрабатывается техническая документация и передается на производство.

Среди всех указанных этапов, подбор состава смеси является ключевым. В процессе подбора обычно проводятся следующие действия:

• Испытание и анализ качества щебня, песка, минерального порошка и битума в соответствии с соответствующими стандартами.
• Расчет содержания компонентов в смеси с использованием выбранной методики.
• Формовка и тестирование образцов.
• Оценка результатов с целью соответствия установленным требованиям.
• Корректировка состава с уточнением оптимального содержания компонентов, обеспечивающего соответствие физико-механических свойств смеси техническим требованиям при экономической целесообразности.

Расчет содержания компонентов является ключевой операцией в процессе подбора состава. От правильности этого расчета зависят себестоимость, технологические свойства, физико-механические свойства асфальтобетонной смеси и, соответственно, эксплуатационные характеристики и стоимость покрытия.

Существует несколько методов расчета содержания компонентов. Все они стремятся к подбору оптимального количества компонентов, обеспечивающего соответствие требованиям стандарта по физико-механическим свойствам образцов.

Метод расчета по заданным эксплуатационным условиям основан на двух основных закономерностях — законе прочности оптимальных структур и законе створа. Этот метод направлен на получение наиболее плотной минеральной смеси с оптимальным содержанием битума, обеспечивающей необходимые физико-механические свойства асфальтобетона.