Из чего состоит дорожное покрытие: Основные термины | Федеральное дорожное агентство

Содержание

Конструкция дорожной одежды

В этой статье описывается конструкция дорожной одежды и применяемые материалы.

Слои дорожной одежды, их расположение и толщина.

Материалы, которые применяются для каждого слоя дороги.

 

Материалы, из которых выполняются слои дорожной одежды.

Дорожная одежда обеспечивает условия для движения автомобилей вне зависимости от рельефа и состояния грунта, и равномерно распределяет вес автомобилей, горизонтальные и вертикальные нагрузки по большой площади грунта.

Дорожная одежда состоит из нескольких слоев. Обычно это земляное корыто, песчаная подушка, основание, железобетонное покрытие, асфальтобетонное покрытие и слои износа, сцепления и гидроизоляции.

Земляное корыто

Для того, чтобы поверхность покрытия не выступала над окружающим грунтом, или при необходимости приданию грунту нужных свойств, перед началом работ сооружают земляное корыто(ЗК).

ЗК представляет собой траншею достаточной глубины и ширины, чтобы в ней поместились все элементы дорожной одежды.

Обычно ЗК делают с помощью бульдозеров или грейдеров. После подготовки ЗК, грунт в нем уплотняется тяжелыми катками.

Земляное корыто — это траншея, которую делают с помощью бульдозеров или грейдеров.

 

Дренирующий слой

Самый нижний слой дорожной одежды обеспечивает дренирование

Дренирующий слой — самый низший слой дорожной одежды.

Проникающих дождевых вод. В зависимости от доступности и стоимости материалов, дренирующий слой делают из песка или щебня крупных(70-100 мм) фракций. При использовании песка, уплотнение дренирующего слоя не требуется. Если же используется щебень крупных фракций, необходимо уплотнение с увлажнением. Уплотнение осуществляется тяжелыми катками массой не меньше 18 тонн в несколько проходов. Для увлажнения применяют поливальные машины.

Слой щебня средних фракций

Использование щебня фракций(40-60мм) позволяет
провести расклинцовку – меньший по размерам щебень заполняет пустоты более крупного щебня, что обеспечивает распределение нагрузки по большей площади. Как и дренирующий слой, этот слой тоже должен быть уплотнен с увлажнением за несколько проходов.

Слой щебня средних фракций для расклинцовки.

Верхний слой основания

Для этого слоя используют щебень фракций 15-30 мм.

Мелкая фракция щебня позволяет лучшим образом поддерживать асфальтобетонное покрытие, равномерно распределяя нагрузки на нижние слои.

Весь использующийся в любых слоях основании щебень, должен быть прочным, из твердых горных пород, имеющий минимальное количество примесей. Все требования к песку и щебню, применяемы для строительства основания, изложены в ГОСТ, СНиП и различных нормативных документах. Материал для щебенчатых слоев высыпается из самосвалов, и разравнивается грейдерами. После этого уплотняется катками массой выше 6 тонн.

Верхний слой основания состоит из щебня мелких фракций.

 

Железобетонные слои

На дорогах с большой интенсивностью движения автотранспорта, используют слои из железобетона. Они укладывается на верхний слой щебня, и обеспечивают большую жесткость и прочность дорожной одежды. Для устройства железобетонного слоя, по всей длине дорожной одежды укладывается и перевязывается металлическая или стекловолоконная арматура, после чего заливается слой бетона. Железобетонные слои из тощих бетонов служат так же теплоизолятором.Такие слои после укладки уплотняются легкими катками.

Чтобы все дорожное покрытие было качественным, материалы, используемые для приготовления бетона, должны соответствовать требованиям ГОСТ и СНиП. Железобетонное основание заливается без перерывов. Перерыв в заливке может привести к образованию трещин в процессе эксплуатации, и преждевременному выходу дорожной одежды из строя. В этом случае потребуется капитальный ремонт одежды.

Асфальтобетонные слои

Асфальтобетонные слои обеспечивают достаточную прочность не только для дорог общего пользования, но даже для применения на взлетных полосах аэродромов. Нижние асфальтобетонные слои делают с использованием щебня фракции 25-40 мм. Все основные слои асфальтобетонного покрытия делают только из горячего асфальтобетона с последующим уплотнением катками.

Поверхность щебенчатого основания обрабатывают битумными эмульсиями или праймерами, чтобы усилить адгезию асфальтобетонных слоев.

Каждый последующий слой асфальтобетона имеет щебень меньшей фракции, чем нижний. Вплоть до фракции 5-10 мм на верхнем слое, выше которого только защитные слои – износа, сцепления, гидроизоляции.

Асфальтобетонные слои обеспечивают прочность для дорог.

Каждый слой асфальтобетона, согласно ГОСТ и СНиП, имеет толщину 5-6 см и укладывается с соблюдением требований нормативных документов. Это обеспечивает должное качество дорожной одежды.

Слои износа, сцепления, гидроизоляции

Слой износа это тонкий слой асфальтобетона, задача которого – защитить основные слои покрытия от износа. Для него выгодней использовать литые асфальтобетоны. Литьевая технология позволяет сделать покрытие, не уступающее по прочности традиционному горячему асфальтобетону, стойкое к воде, способное играть роль гидроизоляции, и очень простое и дешевое в ремонте.

Обочины

Если дорога проходит по мягким изобилующим глиной грунтам, то покрытие дорожной одежды необходимо защитить асфальтированной, бетонированной или щебенчатой обочиной. Это позволит защитить от грязи и улучшить сцепление колес с покрытием дорожной одежды. Такая защита особенно важна на мокрой дороге.

Технология укладки асфальта

Укладка асфальта является достаточно сложным и трудоемким процессом, но в тоже время эффективным способом устройства дорожного покрытия. В комплекс производимых работ входят: земляные работы, устройство основания, укладка асфальта, обустройство территории.

Выполненные работы на профессиональном уровне позволят создать не только надежное и устойчивое дорожное покрытие, но и обеспечат его долговременный срок службы. Специалисты START CITY GROUP помогут подобрать оптимальный вариант основания и материала для укладки асфальта, исходя из Ваших пожеланий.

Характеристика

Асфальт (или асфальтобетонная смесь) представляет собой рационально подобранную смесь на основе минеральных материалов, к которым относится песок, щебень, минеральный порошок, жидкое битумное вещество.

Все вещества подобраны в оптимальном количестве и перемешаны в нагретом состоянии.

Щебень, входящий в состав смесей должен соответствовать требованиям ГОСТ 8267 и ГОСТ 3344. Допускается использовать гравий или щебень выпускаемые по зарубежным стандартам, при условии, что их качество соответствует установленным российским нормам.

Сфера применения асфальтобетона широка: строительство проезжей части, площадей, тротуаров, парковочных площадок, парковой зоны для велосипедистов, аэродромов, устройство полов в промышленных зданиях и во многих других областях.

На сегодняшний день, асфальтобетонные смеси, в зависимости от минеральной составляющей подразделяется на:

  • Песчаные;
  • Щебеночные;
  • Гравийные.

Структура каждого вида имеет свои особенности, которые и определяют эффективность использования выбранного материала.

Также асфальтобетонные смеси классифицируются в зависимости от размера минеральных зерен:

  • Мелкозернистые – менее 2 см;
  • Крупнозернистые – до 4 см.
  • Песчаные – до 1 см.

От количества, содержащего в смеси твердого наполнителя зависит, к какой группе принадлежит асфальтобетон. Различают 3 группы: А, Б, В.

Технология укладки. Этапы. Материалы

На сегодняшний день используется две технологии устройства дорожного полотна:

  • горячее асфальтирование;
  • холодное асфальтирование.

Каждая из них имеет свои плюсы и минусы:

  • Горячее асфальтирование. Смесь готовиться из вязких и жидких нефтяных битумов. Укладка может проводиться зимой. Температура смеси не должна быть менее 120 градусов. Перед укладкой асфальта, кусок дороги, на которую будет нанесена асфальтобетонная смесь, высушивается специальной техникой.
  • Холодное асфальтирование. Смесь готовиться из жидких нефтяных дорожных битумов. Укладочные работы проводятся только в теплое время года, так как по данной технологии высушка воды не производится. Холодное асфальтирование зачастую используется при ямочном ремонте.

Профессиональные работы по укладке дорожного покрытия требуют значительных денежных вложений. Ведь для этого необходимо привлекать спецтехнику и опытных квалифицированных специалистов.

Укладка асфальта состоит из нескольких этапов:

1. Разработка проектно-сметной документации

Каждый участок индивидуален: обладает свойственным только ему размером, рельефом и конфигурацией, характеристиками грунта, удаленностью и особенностями подъездных путей. На основании данных критериев после выезда специалиста определяется общая площадь, объем и предварительная стоимость работ.

2. Разработка территории, земляные работы

Подготовка территории для устройства асфальтированного полотна начинается со снятия верхнего слоя грунта. Как правило, для удаления большого почвенного слоя привлекаются бульдозеры и погрузчики. Для разравнивания поверхности основания используются грейдеры. По заданным отметкам проводится формирование дорожного «корыта» с дальнейшим его уплотнением.

Если же на асфальтируемом участке присутствует старое покрытие, то его разрушают дорожным фрезом. При правильной переработке, старое покрытие может быть использовано повторно.

3. Подготовка основания

Наступает очередь формирования «дорожной подушки». Для этого отсыпается два слоя дорожного «пирога»: сначала укладывается песок либо песчано-гравийная смесь, а для придания всему покрытию особой прочности, поверх насыпается щебень крупной фракции, а затем мелкой фракции для минимизации пустот. Каждый слой основания выравнивается грейдером и тщательно утрамбовывается. По краям участка устанавливается бортовой камень. Чтобы асфальтирование было качественным перед укладкой асфальта поверхность участка проливают битумом.

4. Укладка асфальта

Финишный слой состоит из асфальтобетона. Данный материал доставляется самосвалами или же готовится прямо на самой дорожно-строительной площадке. В стандартный состав АБС входит: минеральный порошок, песок, щебень и жидкий битум.

Смесь равномерным слоем распределяется по заданной территории. Для укладки последнего слоя смеси используются асфальтобетоноукладчики. Укатка асфальта проводится несколькими катками для наилучшего последовательного уплотнения. В нашей компании сформирован собственный материальный базис — современный автопарк спецтехники, который насчитывает порядка 40 единиц техники, полностью обеспечивающий весь процесс дорожного строительства.

Следует отметить, что технология укладки асфальтобетона и используемые материалы могут иметь некоторые отличия в зависимости от дальнейших условий эксплуатации. Так, например, чтобы продлить срок жизни автомагистралей применяются новые технологии — модифицированные гелеобразные нефтяные битумы (МАК-битумы).

Время дорог

Нужно отметить, что асфальтоукладка является сезонной работой и напрямую зависит от погодных условий. Рекомендуется производить все работы в сухую погоду.

В осеннее и весеннее время температура не должна быть менее +5 градусов. Ведь поставленная смесь является горячим продуктом. Поэтому все манипуляции с ним должны происходить максимально быстро, для того чтобы он не успел остыть. В противном случае, асфальт уложить будет невозможно.

Сроки эксплуатации

Срок эксплуатации асфальтового покрытия напрямую зависит от нагрузок, интенсивности движения транспорта, от погодных условий, соблюдения технологий укладки и качества используемых материалов.

Гарантированный срок эксплуатации составляет ориентировочно 7 — 10 лет. Но нужно учитывать и тот факт, что при интенсивной эксплуатации, указанный срок может быть сокращен. Продлить эксплуатационный срок помогут своевременные ремонтные работы дорожного полотна, которые включают в себя устранение ям, просадки, трещин и неровностей.

Устройство дорожного покрытия, мы строим дороги в Москве

Наша компания многие годы выполняет устройство дорожного покрытия, отсыпку, возведение дорог.

Дорога – это кусок земляного полотна, на котором присутствуют искусственные сооружения, проезжая часть и обочины. Для того, чтобы земляное полотно было наиболее устойчивым, требуется укрепить его с помощью укладки прочного грунта, а также отвести грунтовые и поверхностные воды от полотна.

Ширина дороги равняется ширине е проезжей части вместе с шириной двух обочин по бокам.

Дорожная одежда – это покрытие проезжей части дороги. Она представляет собой многослойную конструкцию или однослойную. На постоянной дороге требуется многослойная дородная одежда.

Она состоит из следующих конструктивных слоев сверху вниз:

  • Покрытия, представляющего собой верхний слой дорожной одежды. Покрытие двухслойное – слой износа позволяет периодически возобновлять покрытие по мере истирания. Основной слой определяет эксплуатационные свойства самого покрытия.
  • Основания, представляющего собой несущую часть дорожной одежды. Основание призвано одновременно с покрытием перераспределять нагрузки от техники на подстилающие асфальт слои или на грунт земляного полотна.
  • Дополнительного слоя основания, представляющего собой самый нижний слой дорожной одежды, который не только перераспределяет нагрузки на земляное полотно, но и служит дополнительной морозозащитной, дренирующей и выравнивающей подушкой для остальной дорожной одежды.

Основание для дорожного покрытия выполняется из грунтощебня, щебня, гравия, грунта, которые дополнительно обработаны вяжущими веществами. Дополнительный слой асфальта делается из крупнозернистого песка, гравелистых грунтов или раздробленных горных пород, а также других местных материалов.

Мы проводим устройство дорожного покрытия в Москве и области, обращайтесь в компанию «ДСК Капитал»!

Современные технологии – АО «ДП «Ижевское»

Современные технологии

ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЙ АСФАЛЬТОБЕТОН (ЩМА)

Дорожное предприятие «Ижевское» освоило технологию устройства дорожного покрытия из щебеночно-мастичного асфальтобетона.

За последние годы на автомобильных дорогах существенно возросло количество тяжелого грузового транспорта. Следовательно, возросли и нагрузки, воспринимаемые дорожным покрытием. Одним из материалов, отвечающих современным требованиям, является щебеночно-мастичный асфальтобетон, разработанный в 60-х годах в Германии и нашедший широкое применение во многих зарубежных странах при устройстве верхних слоев дорожных покрытий. Европейский опыт свидетельствует: срок службы покрытий из ЩМА может достигать 20 и более лет. В последние годы и в России щебеночно-мастичный асфальтобетон находит применение на трассах с интенсивным движением, на автомобильных дорогах I и II технической категории.

ЩМА – разновидность горячего асфальтобетона, обеспечивающая одновременно водонепроницаемость, сдвигоустойчивость (сопротивление колееобразованию), шероховатость покрытия. Состав ЩМА: фракционный прочный кубовидный щебень (70 – 80 % по массе), песок из отсевов дробления горных пород, минеральный порошок, битумное вяжущее, стабилизирующая добавка (целлюлозные волокна).

Основное отличие ЩМА от обычных асфальтобетонов заключается в его жесткой каркасной структуре в слое покрытия. Такая структура обеспечивает передачу нагрузки с поверхности в нижележащие слои через непосредственно контактирующие друг с другом отдельные крупные частицы каменного материала. Тем самым достигается существенное снижение деформации как в продольном, так и в поперечном направлении.

Основные преимущества ЩМА: повышение коэффициента сцепления колес с дорогой, износостойкость, в том числе к действию шипованных шин, повышенная водо- и морозостойкость, эрозионная стойкость, большая устойчивость к старению и к усталостным трещинам, снижение уровня шума при движении автомобиля, снижение затрат на содержание и ремонт дорог в 2 – 4 раза.


ТЕХНОЛОГИЯ ХОЛОДНОГО РЕСАЙКЛИНГА

Технология холодного ресайклинга появилась сравнительно недавно – в самом конце 70– х годов XX столетия – сначала в Западной Европе, а спустя несколько лет – в США. Ее широкому использованию в 80–90-х годах предшествовал выпуск специальных машин – ресайклеров.

Технология холодной регенерации заключается в совместном рыхлении на глубину до 38 см конструктивных слоев дорожной одежды асфальтобетонного покрытия с захватом части слоя основания (восстановление на всю глубину) с добавлением при необходимости некоторого количества минерального заполнителя и (или) вяжущего, их перемалывании, перемешивании и распределении ровным слоем с последующим уплотнением катками. Дорога при этом получает более качественное, освободившееся от напряжений основание, на которое укладываются новые слои асфальта. Экономическая привлекательность технологии холодной регенерации состоит в том, что имеющееся на дороге старое асфальтобетонное покрытие используется повторно, отпадает необходимость вывозить с дороги использованный материал и привозить вместо него новый.

Дорожное предприятие «Ижевское» эксплуатирует ресайклер немецкой компании Wirtgen, и активно применяет их на дорогах республики. У компании имеется положительный опыт применения данной технологии при определенных условиях и в городской черте. 

Ремонт гравийных дорог в пос. Плодородном Краснодара повторно проведут весной :: Krd.ru

При этом подрядчик переделает все за свой счёт, а сделанное в настоящий момент с нарушением технологии не будет оплачено. Это решение принято после проведения проверки фактов, о которых рассказали горожане.

— Такая работа подрядчиков недопустима и не нужна жителям и администрации города, оплачена она не будет. Ещё раз хочу поблагодарить горожан, которые реагируют на такие случаи и оперативно сообщают о некачественной работе подрядчиков. По каждому такому случаю проводятся проверки, — сказал глава Краснодара Евгений Первышов.

Как рассказали в МКУ «Единая служба заказчика», ремонт гравийных дорог в пос. Плодородном выполнялся подрядной организацией в рамках заключенного муниципального контракта. Эти работы были, в частности, предусмотрены по ул. Александровской, ул. Елисейской — от ул. Александровской до ул. Константиновской, ул. Исакиевской — от ул. Александровской до ул. Романовской.

Директор МКУ «Единая служба заказчика» Артем Аганов также уточнил, что в пос. Плодородном производилось не строительство дороги с укладкой асфальта, а именно ремонт гравийной дороги с использованием ФАБа (фрезерованного асфальтобетона) — это фрагменты старого дорожного покрытия, которое снимают с дороги перед укладкой нового асфальта. Он образовался в ходе проведения текущего и капитального ремонта дорог, который проводился в Краснодаре в этом году.

ФАБ распределяют по поверхности «гравийки» и уплотняют катком. По словам специалистов, смесь ФАБа с гравийным покрытием поможет сделать «гравийку» долговечнее, кроме того, при движении по ней транспорта будет подниматься меньше пыли.

— Использование ФАБа позволяет выровнять дорогу и улучшить ее состояние, однако дорога все равно остается гравийной. То есть как такового асфальтирования не производится. В связи с этим, грейдирование и ремонт таких дорог требуется проводить регулярно, — пояснил Артем Аганов.

Он также добавил, что к ремонту гравийных дорог из-за отсутствия сложной технологии не предъявляются такие жесткие требования, как к укладке асфальта, поэтому его возможно проводить при разных погодных условиях, в том числе — во время слабых осадков.

— Тем не менее, к подрядчику есть обоснованные претензии по качеству выполненных работ в пос. Плодородном. Повторный ремонт будет проведен весной, — сказал Артем Аганов.

Способы регенерации дорожных одежд и покрытий

При реконструкции автомобильных дорог широкое распространение находят методы регенерации и повторного использования материалов дорожных одежд.

Регенерация в переводе с латинского языка — восстановление, возрождение. Применительно к дорожным одеждам и покрытиям регенерация означает восстановление их прочностных свойств, ровности, сплошности и т.д. Применительно к асфальтобетону регенерация — это обработка или переработка старого асфальтобетона с целью полезного изменения некоторых его свойств.

Следует различать близкие между собой термины регенерация — восстановление утерянных свойств материала и повторное использование материалов старого покрытия, которое в зарубежной литературе называется ресайклинг или рециклинг. Повторное использование материалов старого покрытия может осуществляться без регенерации (восстановления или улучшения) свойств этого материала (например, гранулят старого асфальтобетона может быть использован для укрепления обочин). Регенерация же предполагает обязательное восстановление свойств материала и его повторное использование.

Существует большое количество методов регенерации и повторного использования материалов, которые могут быть применены при реконструкции автомобильных дорог [ 2, 4]. Все эти методы можно объединить в несколько групп:

методы горячей регенерации на месте (на дороге) с использованием различных способов разогрева, разрыхления и улучшения свойств старого асфальтобетона с последующей укладкой его в покрытие;

методы холодной регенерации на месте (на дороге), когда материал старого покрытия (асфальтобетонного или цементобетонного) снимают холодным фрезерованием, обрабатывают битумной эмульсией или цементом и укладывают в нижний слой нового покрытия;

методы холодно-горячей регенерации (комбинированные методы), когда материал старого покрытия снимают холодной фрезой, а затем перерабатывают его с подогревом, добавлением нового щебня и битума в смесительной установке и укладывают в покрытие. При этом переработка может осуществляться на месте (на дороге) в передвижной смесительной установке или на стационарном асфальтобетонном заводе.

Методы горячей регенерации на месте, на дороге и методы горячего ресайклинга имеют несколько разновидностей.

В любом способе горячей регенерации одной из основных операций является разогрев старого асфальтобетонного покрытия. Задача состоит в том, чтобы плавно разогреть обрабатываемый слой асфальтобетона до температуры его переработки и при этом не перегреть вяжущее, которое при высокой температуре ухудшает свои свойства за счет испарения легких фракций и выгорает, если нагрев превышает температуру вспышки вяжущего, равную 180-220°С для вязких и 45-110°С для жидких битумов.

Температура переработки асфальтобетона на вязких, битумах колеблется от 100 до 150 °С, редко до 180-200°С.

Нагрев асфальтобетонного покрытия осуществляется при помощи газовых горелок инфракрасного излучения, объединенных в блоки или панели разогревателя. Сразу после полного включения панелей горелок, которые расположены над поверхностью покрытия на высоте не менее 5 см, идет быстрое нагревание верхнего слоя асфальтобетона, от которого тепло передается вниз (рис. 2).

Рис. 2. Температурный режим разогреваемого слоя: цифры на кривых — время нагрева в минутах

Режим разогрева слоя регулируют изменением давления в газовой системе, изменением положения панелей над поверхностью покрытия или скорости движения разогревателя.

Исходя из ограничений по температуре вспышки битума максимальная продолжительность непрерывного нагрева поверхности асфальтобетона не должна превышать 2,5-3 мин при температуре воздуха 20 °С. После этого необходимо понизить температуру нагревания или сделать перерыв в подаче тепла и затем продолжить нагрев до тех пор, пока температура всего слоя на глубину рыхления достигнет требуемых значений (рис. 3).

Рис. 3. Прерывистый (щадящий) режим разогрева асфальтобетонного покрытия при скорости движения 2 м/мин:

Т — температура нагрева, ° С; t — время, мин; t н — продолжительность работы горелок; t р — продолжительность перегрева в работе горелок; цифры на кривых означают глубину слоя прогрева, см

Теплообмен в слое протекает неравномерно. Вначале поверхность нагревается быстрее, чем нижние слои. К моменту рыхления верхние слои остывают, но нижние за счет теплопроводности аккумулированного тепла продолжают набирать температуру. Это обеспечивает при перемешивании среднюю стабильную температуру 80-100°С.

Как правило, разогрев производится при медленном движении блока горелок в две или три ступени. Сначала разогрев производят самоходным асфальторазогревателем для предварительного разогрева до температуры поверхности 90-100°С, затем в одну или две ступени окончательного разогрева до требуемой температуры.

Длина каждой панели или блока горелок определяется в зависимости от скорости движения разогревателя и допустимой, максимальной продолжительностью непрерывного нагрева асфальтобетона. При скорости движения разогревателя 2 м/мин и продолжительности нагрева 2,5 мин длина панели горелок составляет 5 м. При большей скорости движения длина панели увеличивается.

Глубину рыхления, которую разогревают до рабочей температуры, принимают не менее толщины слоя регенерации, которая зависит от крупности зерен щебня или песка в асфальтобетоне, но не менее:

— 20 мм для песчаных смесей;

— 25 мм для щебеночных смесей с зернами размером до 15 мм;

— 35 мм для щебеночных смесей с зернами размером до 20 мм.

Обычно глубину разогрева принимают 30-60 мм в зависимости от толщины верхнего слоя асфальтобетона и максимальной глубины рыхления, которую может обеспечить термосмеситель.

Выравнивание и восстановление формы покрытия с добавлением новой смеси и ее перемешивание со старой. Этот метод называется термопрофилированием, или Remix , а машины для его реализации называют Remixer . Из всех методов горячей регенерации метод термопрофилирования и машины ремиксеры разных фирм и модификаций получили наибольшее распространение.

Метод термопрофилирования применяют в том случае, когда существующее покрытие имеет много дефектов в виде трещин, колей, сетки трещин, а также когда необходимо усилить старое покрытие. Для этого к снятому и разрыхленному материалу старого покрытия добавляют новый материал в количестве 25-50 кг/м2 при ремонте без усиления и до 150 кг/м2при ремонте с усилением.

Для подбора состава добавляемой смеси с учетом свойств старого асфальтобетона из покрытия отбирают пробы (керны), изучают состав старой смеси, проектируют требуемый состав с учетом условий движения и эксплуатации дороги. Назначают вид и состав добавляемой смеси так, чтобы после ее перемешивания со старой смесью получить асфальтобетон с требуемыми свойствами.

Старый и новый материал перемешивают в мешалке, получают однородную смесь, которую укладывают в виде одного слоя покрытия. Глубина фрезерования старого покрытия может достигать 50-60 мм.

Метод позволяет скорректировать зерновой состав старого асфальтобетона, устранить последствия старения битума, повысить шероховатость покрытия и обеспечить хорошую связь между регенерированным слоем и старым покрытием.

Технологический процесс метода термопрофилирования включает в себя следующие основные операции (рис. 4):

Рис. 4. Последовательность технологических операций, выполняемых при термопрофилировании:

1 — покрытие до ремонта; 2 — нагрев; 3 — рыхление; 4 — сбор разрыхленной смеси, добавление новой, перемешивание; 5 — разравнивание, предварительное уплотнение; 6 — окончательное уплотнение; 7 — готовое покрытие

подготовительные работы, к которым относят ограждение места производства работ, подготовку машины и оборудования, разметку участка, загрузку новой смеси в приемный бункер и др. ;

предварительный и окончательный разогрев существующего покрытия;

рыхление или фрезерование старого покрытия и подачу снятого материала в смеситель;

подачу в мешалку нового материала и перемешивание его со старым;

распределение и предварительное уплотнение асфальтобетонной смеси;

окончательное уплотнение слоя покрытия.

Оборудование для выполнения этих операций состоит из трех панелей горелок инфракрасного излучения для предварительного разогрева, смонтированных на отдельном шасси (разогреватель типа ДЭ-234), и термосмесителя типа ДЭ-232, в состав которого входят несколько блоков (панелей) нагревательных газовых горелок, емкости для сжатого газа, приемный бункер для новой смеси, рыхлитель-фреза, шнековый питатель для подачи нового материала в смеситель, мешалка (смеситель) принудительного действия, шнековый разравниватель и планирующий отвал, вибробрус для предварительного уплотнения и др.

Современные ремиксеры при необходимости могут выполнять все виды горячей регенерации на дороге.

Работы начинают после очистки покрытия от пыли и грязи. Разогрев покрытия производят ступенчато. Вначале в течение 6-7 мин производят предварительный прогрев покрытия. Затем при рабочей скорости 1,2-1,3 м/мин прогревают покрытие в течение 10-20 мин в зависимости от температуры воздуха. После этого выходят на стационарный режим движения 2,5-3 м/мин, температуры нагрева 110-120°С. Минимальная продолжительность нагрева Тм при высоте нагревателя над поверхностью покрытия 50 мм для слоя толщиной 40 мм зависит от температуры воздуха t в :

t в ,° C 10 20 30 40
Тм, мин 8,8 8 6,9 5,9

После разогрева верхний слой покрытия фрезеруется и полученный гранулят подается в смеситель, куда вводится новая горячая смесь, которая перемешивается с гранулятом, укладывается и уплотняется.

Важно отметить, что укладка смеси ведется на горячее основание, что улучшает процесс слияния верхнего и нижнего слоев в единый монолит. В результате за один проход получается новое, более прочное покрытие, устраняются колеи, трещины и неровности (рис. 5). Тем не менее, обычно на слой регенерированного асфальтобетона укладывают защитный слой или дополнительный тонкий слой нового асфальтобетона.

Рис. 5. Вид покрытия до и после регенерации

Разновидностью метода термосмешения является метод термопластификации . Он состоит в том, что в процессе фрезерования или перемешивания кроме новой смеси добавляют еще и пластификатор в количестве 0,1-0,6 % от массы смеси, который улучшает свойства битума в старой асфальтобетонной смеси. При этом во многих случаях нет необходимости добавлять новый материал, поскольку хорошо восстанавливаются свойства старого материала. Термопластификацию осуществляют обычным ремиксером, оснастив его узлом для введения пластификатора. Толщина обновляемого слоя до 50 мм. В качестве пластификатора используют масла нефтяного происхождения с содержанием ароматических углеводородов не менее 25 % по массе. Можно также применять экстракты селективной очистки масляных фракций нефти, зеленое масло и др.

Дальнейшим развитием метода регенерации с добавлением новой смеси и ее перемешиванием является так называемый метод «Ремикс плюс», который состоит в том, что на слой регенерированного асфальтобетона сразу той же машиной укладывается дополнительный слой усиления, или защитный слой из новой смеси. Для этого термосмеситель оборудуется дополнительным распределительным шнеком, расположенным за первым шнеком (рис. 6). Окончательное уплотнение первого и второго слоев производится одновременно, сначала легким вибрационным катком с выключенным вибратором или гладко-вальцевым катком массой 6-8 т, затем продолжают вибрационным катком с включенным вибратором и пневмоколесным катком массой 16-20 т. Завершают уплотнение тяжелым гладковальцовым катком.

Работы по термопрофилированию можно производить при температуре воздуха не ниже +20°С, а с применением дополнительного разогревателя — при температуре воздуха не ниже 5°С. Скорость ветра не должна быть более 7 м/с. При большей скорости ветра резко возрастают потери тепловой энергии, которая рассеивается в атмосфере. Кроме того, при сильном ветре происходит задувание горелок.

Новую технологию горячей регенерации асфальтобетонного покрытия на месте разработала фирма «Мартек» (Канада), которая выпускает для ее реализации специальный комплект машин AR 2000.

Комплект состоит из двух предварительных разогревателей, нагревателя-фрезеровщика, горячего смесителя, укладчика и катков (рис. 7).

Существенное отличие этой технологии состоит в том, что разогрев асфальтобетонного покрытия производится не горелками инфракрасного излучения, а нагретым до 600°С воздухом, который обтекает поверхность покрытия, нагнетается в поры асфальтобетона под давлением, создаваемым компрессором и вакуумированием (откачиванием) воздуха.

Рис. 6. Устройства для укладки дополнительного слоя покрытия при терморегенерации по методу «Ремикс плюс»:

1 — направление движения; 2 — впрыскивание битума; 3 — разрыхляющие валы; 4 — смеситель; 5 — готовая смесь; 6 — первый распределительный шнек; 7 — разравнивающий брус; 8 — второй распределительный шнек; 9 — смесеукладочный брус; 10 — слой смеси старого асфальтобетона с битумом; 11 — слой из новой смеси; 12 — подача новой смеси: 13 — старое покрытие

Рис. 7. Горячая регенерация комплектом машин AR -2000:

1, 2 — стадия первая — предварительный и полный разогрев; 3 — стадия вторая — продолжение разогрева до глубины 50 мм и разрыхление; 4 — стадия третья и четвертая — продолжение разогрева, подача материала в мешалку, добавление нового материала, перемешивание и укладка

Подогрев воздуха может производиться сжиганием газа или дизельного топлива. Разогревающее устройство в виде герметически замкнутого прямоугольника (коробки) плотно прижимается к поверхности покрытия. В пространство между покрытием и разогревателем с одной стороны накачивается горячий воздух, а с другой стороны он отсасывается вакуумным насосом. Откаченный горячий воздух снова поступает в компрессор и так постоянно циркулирует.

Это способствует многократному снижению потерь тепловой энергии при разогреве асфальтобетонного покрытия по сравнению с разогревом горелками инфракрасного излучения, полностью исключает выгорание битума и пережог смеси, а также выделение выбросов газа, дыма и пыли в атмосферу. Ширина обрабатываемой полосы может изменяться в диапазоне 3,3-4,0 м, глубина разогрева до 50 мм, скорость движения комплекта от 5 до 7 м/мин. За одну смену комплект обрабатывает полосу длиной около 3 км. Общая длина комплекта в работе составляет 75 м.

Эффективность работы этого комплекта особенно высока при больших объемах.

Комбинированные способы горячей регенерации состоят в том, что асфальтобетон старого покрытия снимается горячей фрезой, отправляется на стационарный асфальтобетонный завод, где он перерабатывается горячим способом с добавлением к старому асфальтобетону битума и около 60 % новых материалов.

Полученная смесь в горячем состоянии укладывается в покрытие на той дороге, где была получена старая смесь, или на другой дороге.

Методы холодной регенерации включают в себя снятие и размельчение материала слоев асфальтобетонного или цементобетонного покрытия, их обработку органическим или минеральным вяжущим с добавлением или без добавления новых минеральных материалов, укладку и уплотнение.

Одной из основных технологических операций холодной регенерации является снятие и размельчение материалов слоев существующей дорожной одежды. Эти операции обычно производят с помощью холодных фрез.

Для большинства асфальтобетонных покрытий, за исключением случая, когда заполнитель имеет очень низкую прочность, зубья планировщика разрушают старое дорожное покрытие по линиям асфальтовяжущего вещества. При этом гранулометрический состав исходной смеси изменяется очень мало и снятые куски и щебенки асфальтобетона обычно покрыты вяжущим, что позволяет использовать их для приготовления новой смеси с минимальным расходом битума или битумной эмульсии.

Холодным фрезерованием можно снимать старое покрытие послойно и тем самым отделять материал верхнего слоя из мелкозернистого асфальтобетона от материала нижнего слоя из крупнозернистого асфальтобетона с последующей укладкой в соответствующие слои дорожной одежды.

Холодное фрезерование дорожного покрытия применяют для снятия старого покрытия с трещинами, чтобы предупредить их выход на новое покрытие при усилении дорожной одежды; для восстановления поперечного профиля дорожной одежды и устранения колей, выбоин и других деформаций; увеличения вертикального габарита путепровода над дорогой; уменьшения собственного веса дорожной одежды на мостах и путепроводах; сохранения высоты бордюров и отметок водосборных, водоотводящих и дренажных систем в населенных пунктах, на городских улицах и в других случаях.

Глубина фрезерования зависит главным образом от состояния покрытия. Чаще всего одним проходом фрезерной машины снимают верхний слой, а на нижний слой укладывают новое покрытие из одного или нескольких слоев.

Способы холодной регенерации, или ресайклинга, отличаются между собой материалом, используемым для укрепления гранулята: органическим, минеральным или комплексным.

Полученный при холодном фрезеровании гранулят может быть повторно использован без переработки или с переработкой на месте в передвижной установке или на стационарном заводе с добавлением или без добавления минерального материала (щебня).

В режиме холодного ресайклинга широко используют обработку гранулята битумной эмульсией, жидким или вспененным битумом (рис. 8).

Рис. 8. Схема рабочих процессов и комплект машин для холодного ресайклинга с применением битумной эмульсии

При необходимости улучшить гранулометрический состав смеси или усилить дорожную одежду к полученному грануляту добавляют необходимое количество щебня. В этом случае работа выполняется в такой последовательности:

на очищенное старое покрытие вывозится и автогрейдером распределяется слой щебня;

машиной для холодного фрезерования снимается старое покрытие и полученный гранулят перемешивается в самой машине со щебнем. В момент перемешивания смеси добавляется вода для смачивания щебенок и битумная эмульсия в необходимом количестве;

смесь окончательно разравнивается автогрейдером и уплотняется.

На уложенный слой укладывается защитный слой или слой нового покрытия из асфальтобетона.

Холодный ресайклинг с применением в качестве вяжущего цемента обычно используется для устройства основания из гранулята, полученного при фрезеровании старого асфальтобетонного покрытия (рис. 9). При этом добавка цемента составляет 3-5 % от массы гранулята. Для достижения оптимальной влажности одновременно добавляется необходимое количество воды. Обработанная смесь разравнивается и уплотняется.

Рис. 9. Схема рабочих процессов и комплект машин для холодного ресайклинга с применением цемента

После набора прочности уложенной смеси устраивается новый слой асфальтобетонного покрытия или защитный слой.

Метод холодного ресайклинга асфальтобетонного покрытия может быть использован с применением комплексного вяжущего, состоящего из битумной эмульсии и цемента [ 2]. В результате получается асфальтогранулобетон (АГБ).

АГБ-смесь приготавливают в смесительной установке с принудительным перемешиванием в холодном состоянии асфальтобетонного гранулята с добавками: щебня фракций 5-25 мм (если необходимо), цемента, катионной битумной эмульсии и воды смачивания, если влажность гранулята ниже 1 %. Добавки в гранулят вводят в таком порядке: щебень, вода смачивания, эмульсия, цемент.

При приготовлении АГБ-смеси может быть использован гранулят, полученный как при послойном, так и однопроходном фрезеровании существующего покрытия на глубину 14-30 см. Однако кривая гранулометрического состава гранулята должна иметь плавное очертание и вписываться в границы составов для пористых и высокопористых смесей, зерен щебня фракций крупнее 5 мм должно быть не менее 35-40 %. В противном случае к грануляту добавляют щебень.

Ориентировочная доля отдельных компонентов по массе гранулята составляет:

битумной эмульсии — 2-4 %;

портландцемента — 2-5 %;

воды — 4-6 %.

Смесь укладывается на подготовленное основание при температуре воздуха не ниже 0 °С и уплотняется сначала виброплитой, а затем звеном катков. После испарения влаги (примерно через 2 ч после окончания уплотнения) можно открывать движение автотранспорта с ограничением скорости до 40 км/ч. Через 4-5 часов можно укладывать следующий слой асфальтобетона, который выполняет роль защитного слоя и слоя износа.

Технология может быть реализована в нескольких вариантах (рис. 10):

а) фреза работает в сцепе со смесителем укладчиком, который является ведущей машиной (рис. 10, а). Толщина укладываемого слоя до 12 см, производительность укладки 80-150 т/ч;

б) фреза оставляет асфальтогранулят на проезжей части и ее подбирает прицепной или самоходный подборщик, работающий в сцепе со смесителем укладчиком (рис. 10, б). При этом фреза и смеситель-укладчик могут иметь разную производительность;

в) регенерационное фрезерование совместно с выравнивающим фрезерованием (рис. 10, в). Фреза работает в одном звене с автомобилями-самосвалами, которые доставляют основной объем асфальтогранулята к смесителю-укладчику, а избыток — на другой объект или на склад.

Рис. 10. Технологические схемы холодной регенерации с использованием в качестве ведущей машины смесителя укладчика:

1 — старое покрытие; 2 — фреза; 3 — гранулят; 4 — смеситель-укладчик; 5 — каток; 6 — новый слой покрытия; 7 — подборщик; 8 — автомобили-самосвалы; 9 — склад АГ

Могут быть применены и другие технологические схемы в зависимости от конкретных условий (толщина и количество снимаемых и укладываемых слоев, необходимость добавления минерального материала, вида применяемого вяжущего и т.д.).

Методы холодно-горячей регенерации (комбинированные методы) можно разделить на две группы:

а) с переработкой старого асфальтобетона на месте (на дороге) в передвижных смесительных установках;

б) с переработкой старого асфальтобетона на стационарных асфальтобетонных заводах.

Технология холодно-горячей регенерации с переработкой старого асфальтобетона на месте в передвижной смесительной установке может быть реализована с использованием специального комплекта машин. Основной машиной этого комплекта является передвижная асфальтосмесительная установка с сушильным барабаном.

В состав комплекта входят: щебнераспределитель, холодная фрезеровальная машина, передвижная асфальтосмесительная установка, асфальтоукладчик, комплект катков.

Технология работ включает следующие операции:

на очищенное от пыли и грязи покрытие распределяется равномерный слой щебня на всю полосу обработки. Новый щебень обычно добавляют в количестве 50-70 % объема отфрезерованного гранулята;

холодной фрезой на глубину 30-50 мм снимается верхний слой покрытия, измельчается, одновременно перемешивается с новым щебнем и выкладывается в виде вала на полосе фрезерования;

погрузчиком-питателем смесь гранулята со щебнем подается в движущийся сушильный барабан асфальтосмесительной установки, где смесь высушивается и подогревается до рабочей температуры;

горячая смесь поступает в смесительное отделение асфальтосмесителя, куда вводится битум в количестве 5-7 % от массы нового щебня, и перемешивается;

из смесителя готовая смесь выгружается в приемный бункер асфальтоукладчика, распределяется и предварительно уплотняется;

окончательное уплотнение производится комплектом катков.

В результате общая толщина асфальтобетонного покрытия увеличивается на 2-4 см. На этот слой укладывается защитный слой в виде поверхностной обработки или слой износа из новой асфальтобетонной смеси.

В городских условиях переработку снятого холодной фрезой гранулята, как правило, производят на стационарных асфальтобетонных заводах, где имеются лучшие условия для обеспечения высокого качества регенерированного асфальтобетона.

Особенности обеспечения качества при регенерации и повторном использовании материалов. Регенерация и ресайклинг являются перспективными методами ремонта дорожных покрытий. Однако эти технологии требуют дальнейшего развития и совершенствования, особенно в отношении качества материалов и слоев дорожной одежды, получаемых с применением указанных технологий.

Одна из главных проблем состоит в неоднородности материала старого покрытия, который после переработки и улучшения укладывается повторно. Неоднородность обусловлена тем, что старое покрытие могло быть уложено много лет назад различной толщиной слоев, из различных материалов, особенно битумов, которые со временем изменяют свои свойства.

В процессе эксплуатации старое покрытие неоднократно ремонтировалось с применением различных технологий и материалов. Поэтому к моменту регенерации и повторного использования состав материала снимаемых слоев может существенно измениться на отдельных участках. Необходим тщательный контроль за составом, качеством и однородностью материала старого покрытия.

Другая проблема состоит в том, что в процессе фрезерования получают гранулы различной величины, некоторая часть щебня размельчается и обнажает не обработанную битумом поверхность. Другие частицы минерального материала остаются покрытыми битумной пленкой. При перемешивании с новым вяжущим и введением нового щебня толщина пленки на старых и новых частицах минерального материала может быть неравномерной. Все это приводит к неоднородности получаемого материала и снижает его физико-механические свойства. Учитывая эти особенности, переработанный материал старого покрытия обычно укладывают в нижние слои новой дорожной одежды или в слои, которые закрывают защитным слоем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из чего сделан асфальт и почему качество материалов так важно?

Асфальт

— это устойчивый раствор для мощения, изготовленный из смеси заполнителей, вяжущего и наполнителя. Заполнители представляют собой обработанные минеральные материалы, такие как щебень, песок, гравий, шлаки или различные переработанные материалы. Связующее используется для соединения заполнителей вместе с образованием когезивной смеси. В качестве вяжущего чаще всего используется битум.

Асфальтовое покрытие состоит из нескольких слоев, включающих несвязанные и битумно-связанные материалы, выступающие в качестве основы для асфальтобетона, заливаемого сверху.

Различные типы асфальта, созданные для наилучшего удовлетворения потребностей проекта

Существует 3 основных типа асфальтобетонных смесей: горячие, теплые и холодные. Эти различные виды могут быть изготовлены для создания еще более различных смесей, а также для наилучшего удовлетворения потребностей конечной цели проекта.

Удовлетворение потребностей дороги с интенсивным движением или автостоянки, выдерживающей суровые погодные условия, потребует собственного специального решения для асфальтобетонной смеси. Асфальт должен быть одновременно жестким и устойчивым к деформации, а также гибким и достаточно прочным, чтобы сопротивляться растрескиванию.Жесткость и устойчивость к деформации позволяют асфальту выдерживать давление автомобилей; прочность на изгиб предотвращает повреждение, возникающее из-за противоположных давлений, оказываемых на асфальт.

Важность качества асфальта

Качество решения для укладки имеет большое значение. Качество напрямую влияет на то, как долго и насколько хорошо ваше асфальтовое покрытие будет противостоять погодным условиям и многократному использованию с течением времени. Лучшие подрядчики по асфальту всегда идут в ногу с последними достижениями в области технологий и поддерживают высокие меры контроля качества.Это повышает безопасность, эффективность и ценность.

Для создания асфальта высочайшего качества общее управление качеством начинается с момента сбора и обработки заполнителей. Все заполнители, используемые в асфальтобетонных покрытиях, должны быть прочными и угловатыми, чтобы противостоять преждевременному износу. Для создания оптимальной поверхности необходимо использовать заполнители разного размера, и все заполнители должны быть проверены на соответствие различным строгим стандартам для обеспечения качества.

 

Компания Michigan Paving & Materials производит собственный асфальт для долговечности асфальтовых покрытий

Компания Michigan Paving & Materials, работающая в районе Мичигана с 1959 года, серьезно относится к качеству.Мы производим весь свой собственный асфальт, чтобы гарантировать, что ваш бизнес или организация получат решения для мощения самого высокого качества на рынке. Мы уверены в наших услугах. Чтобы узнать больше о наших показателях качества и решениях для мощения, не стесняйтесь обращаться к нашей команде сегодня, мы даже предлагаем бесплатные консультации!

← Назад к Блог

Как делают асфальт | Блог о битумных дорогах

Асфальтовые покрытия широко используются для дорог, парковок, промышленных поверхностей, поверхностей для отдыха и пешеходных дорожек. Асфальтовые покрытия изготавливаются путем смешивания камней и песка по определенному рецепту с последующим добавлением асфальтового цемента в качестве черного липкого клея, скрепляющего дорожное покрытие.

 

Сочетание камней и песка очень важно для структуры и прочности дорожного покрытия. Рецепт должен обеспечивать плотное уплотнение дорожного покрытия и достаточную прочность, чтобы выдерживать большие транспортные нагрузки.

 

Асфальтовый цемент представляет собой темную тяжелую смесь углеводородов, также называемую битумом, которая извлекается как побочный продукт производства бензина (перегонки сырой нефти).Асфальтовый цемент – прочный материал, устойчивый к агрессивным химическим веществам и экстремальным погодным условиям. Различные сорта асфальтового вяжущего используются для повышения характеристик асфальтовых покрытий, поэтому обязательно спросите у Bituminous Roadways о возможных вариантах

.

 

Асфальтовый цемент твердый (или очень-очень вязкий) при комнатной температуре, но при нагревании асфальт превращается в жидкость. Следовательно, камни, песок и битумный цемент необходимо нагреть примерно до 300°F, прежде чем смешать вместе в большом смесителе с вращающимся барабаном.Смесь для асфальтобетонного покрытия быстро доставляется к месту строительства и укладывается с необходимой толщиной и наклоном с помощью асфальтоукладчика до того, как она успеет остыть. Наконец, когда покрытие остывает, несколько уплотняющих катков используются для уплотнения асфальтового покрытия.

 

Асфальтовые покрытия

идеально подходят для мощения дорог, автостоянок, взлетно-посадочных полос аэропортов, пешеходных дорожек, теннисных кортов или любых других небольших или крупных проектов, где требуется гладкая ровная поверхность.

 

Каковы преимущества асфальтовых покрытий?

 

Сейф .Асфальтовые покрытия идеально подходят для вождения, поскольку они обеспечивают безопасное, гладкое и тихое покрытие для транспортных средств, движущихся на более высоких скоростях. Асфальт также может уменьшить разбрызгивание и брызги от шин во время осадков, уменьшая количество столкновений на шоссе.

 

Недорогой . По сравнению с другими типами твердых покрытий, асфальт намного более экономичен. Он служит дольше и требует меньше обслуживания. Более ровные дороги также снижают износ транспортных средств. Таким образом, они экономят деньги владельцев транспортных средств на обслуживании.

 

Экологичный . Асфальт является продуктом вторичной переработки. В Соединенных Штатах асфальтовая промышленность ежегодно перерабатывает почти 100 миллионов тонн асфальтового покрытия для повторного использования в других областях. Это экономит налогоплательщикам почти 2 миллиарда долларов в год на дорожных расходах.

 

Прочность . Асфальтовые покрытия могут быть рассчитаны на низкую, среднюю или высокую интенсивность движения. При регулярном уходе асфальт может прослужить 15-20 лет.

 

Гибкость . Асфальт можно использовать для самых разных целей. Помимо дорог, парковок и троп, он также используется для кровельного материала, пандусов, велосипедных дорожек и даже мостов.

 

Компания Bituminous Roadways, Inc. может помочь вам с вашим следующим проектом

Когда вы принимаете решение о запуске вашего проекта, компания «Bituminous Roadways» может помочь вам на каждом этапе пути, от разработки макета до отделки и детализации асфальтового покрытия. Благодаря более чем 700-летнему опыту работы в полевых условиях у нас есть подготовка и навыки, необходимые для выполнения любых работ, больших и малых.

 

Если вам требуется укладка асфальта, ремонт или замена покрытия, обращайтесь по номеру Bituminous Roadways . Мы предоставляем широкий спектр услуг и продуктов для владельцев промышленных и коммерческих предприятий в районе метро Twin Cities. Позвоните нам сегодня по телефону 651-686-7001 для бесплатной оценки и консультации.

 

Эта черная штука на дороге? Технически не асфальт

Когда вы слышите слово «асфальт», вы, вероятно, представляете себе черную смолу на дорогах и автомагистралях, верно? Но это не совсем правильно.

«Асфальт — это жидкость, которая находится на дороге», — говорит Дж. Ричард Уиллис, доктор философии, вице-президент по проектированию, исследованиям и технологиям Национальной ассоциации асфальтовых покрытий (NAPA), имеющий докторскую степень в области проектирование и строительство асфальта. «Это связующее вещество, которое скрепляет камни». Асфальт получается из сырой нефти, а смола — из угля.

Асфальт также естественным образом встречается в земле, и есть его озера, где нефть из-под земли поднялась на поверхность, например Ла-Бреа-Тар-Питс в Лос-Анджелесе и Питч-Лейк в Тринидаде, которые являются крупнейшим естественным месторождением асфальта. в мире.

Но наиболее распространенным способом получения связующего сегодня является процесс переработки нефти. Асфальт — самый тяжелый материал в барреле нефти; это в основном отходы.

«Асфальт — это тяжелые остатки, которые оседают на дно, — говорит Уиллис. Его нельзя использовать для получения энергии, поэтому он обретает новую жизнь как липкое вещество, скрепляющее материалы. В сочетании с различными количествами и типами камней и других веществ он в конечном итоге становится смесью, по которой мы едем. Дорога на самом деле представляет собой асфальтовую смесь или лучше сказать «асфальтовое покрытие».

История асфальта

Все разговоры о переработке нефти могут показаться относительно современным изобретением асфальта, но первое зарегистрированное использование асфальта в дороге было в Вавилоне в 615 г. до н.э.; асфальт и обожженный кирпич использовались для мощения улица процессий во время правления короля Набопаласара, согласно NAPA. Римляне использовали ее для герметизации сооружений, таких как бани и акведуки. Когда английский исследователь сэр Уолтер Рэли появился на озере Питч в Тринидаде в 1595 году, он использовал асфальт для уплотнения своего корабли.

«Он использовался в других внедорожных функциях на протяжении всей истории», — говорит Уиллис. Использование его в качестве связующего на дорогах стало более распространенным в 1800-х годах. Джон Лоудон МакАдам, построивший шотландскую магистраль, добавил горячую смолу, чтобы уменьшить количество пыли и необходимость технического обслуживания дорог. Этот метод также улучшил условия вождения.

В Соединенных Штатах битумные смеси (асфальтобетон) впервые появились в 1860-х годах, а первое «настоящее асфальтовое покрытие» было уложено в Ньюарке в 1870 году Эдмундом Дж. ДеСмедтом, бельгийцем, согласно NAPA.Он был создан по образцу шоссе с естественным покрытием во Франции. Затем ДеСмедт вымостил Пенсильвания-авеню в Вашингтоне, округ Колумбия, асфальтом из Тринидада, что еще раз доказало его долговечность.

Предприимчивые химики и изобретатели вскоре подали патенты на различные смеси асфальтовых смесей, которые появились под разными названиями. По мере роста отрасли города стали требовать гарантий на качество изготовления и материалы. До начала 1900-х годов почти весь асфальт поступал из природных источников, но с запуском в 1901 году первого современного завода по производству асфальта в Ист-Кембридже, штат Массачусетс, и увеличением количества автомобилей запросы на улучшение дорог оживили асфальтовую промышленность.К 1907 году производство природного асфальта уступило место очищенному нефтяному асфальту.

«Люди стали требовать более совершенных способов передвижения, — объясняет Уиллис. «Дороги, на которых люди начали использовать асфальт, чтобы удерживать камни вместе дольше, чем обычная грунтовая дорога, к которой привыкли люди». Езда по гравийной дороге по сравнению с дорогой с твердым покрытием давала совершенно иные впечатления. Наконец, Закон 1956 года о Федеральной помощи шоссе помог преобразовать дороги в Соединенных Штатах, все еще сделанные из утрамбованной грязи, и создал межгосударственную систему протяженностью 48 876 миль (78 658 километров) в США.S.

Как используется асфальт сегодня

Хотя асфальт чаще всего ассоциируется с дорогами, он используется для многих целей, хотя на долю дорог приходится его наиболее широкое применение. По данным NAPA, из более чем 2,7 миллиона миль (4,3 миллиона километров) дорог с твердым покрытием в США 94 процента покрыты асфальтом.

Интересно, однако, что все это включает смесь примерно 95 процентов камня, песка и гравия и всего 5 процентов асфальтобетона. Асфальт также используется для парковок, взлетно-посадочных полос аэропортов и гоночных трасс.

«Асфальт — действительно гибкий и универсальный продукт, — объясняет Уиллис. Его можно использовать для облицовки прудов и водоемов или для спортивных целей, таких как теннисные корты. Пару лет назад его выбрали в качестве базового покрытия для поля на стадионе Minnesota Vikings в Миннеаполисе.

По словам Уиллиса, с самого начала производства асфальта отрасль продолжала разрабатывать новые продукты, становясь более научной и строгой.

«Мы изменили подход к созданию миксов, — говорит он.«Сегодня мы живем в эпоху, когда вы видите гигантский сдвиг в том, как работает отрасль и как работают государства». Используя передовые методы тестирования, исследователи асфальта стремились улучшить производительность. Включая новые материалы, добавки и технологии, они стремятся узнать, как различные рецепты будут работать при разных температурах и климате.

Одним из основных обновлений стало создание теплой асфальтобетонной смеси (WMA), которая снижает температуру производства асфальта на заводе, тем самым снижая потребление энергии и экономя время как при производстве, так и при дорожном покрытии.По данным Федерального управления автомобильных дорог Министерства транспорта США, WMA также улучшает условия труда за счет снижения воздействия топливных выбросов, паров и запахов. По словам Уиллиса, WMA — это технология, которой не существовало в США в 2002 году, и сейчас на ее долю приходится около 40 процентов рынка.

Критика асфальта

Асфальт, вероятно, не является чем-то, что вы считаете экологически чистым; отчасти это может быть связано с ассоциацией, потому что асфальт естественным образом связан с основными загрязнителями — вождением автомобилей и добычей нефти.И часть негатива оправдана: поскольку асфальт имеет низкую отражательную способность, было установлено, что он вносит значительный вклад в эффект городского теплового острова (UHI), как написали Аббас Мохаджерани, Джейсон Бакарик и Тристан Джеффри-Бейли в статье 2017 года в журнале. «Журнал экологического менеджмента». Подтвердить это может любой, кто в жаркий летний день стоял в пробке на шоссе.

Что касается вклада асфальта в UHI, Агентство по охране окружающей среды заявляет, что обычные асфальтовые покрытия могут быть модифицированы материалами или обработаны после укладки для повышения отражательной способности.На протяжении десятилетий это иногда применялось на таких поверхностях, как парковки и шоссе. EPA включает пористый асфальт и прорезиненный асфальт в качестве примеров проницаемых покрытий.

Асфальт также получил плохие оценки за свою непроницаемость, за газы, которые он выделяет при плавлении, и за пары, которым подвергаются рабочие во время мощения и кровельных работ. Управление по охране труда и здоровья (OSHA) говорит, что эти пары могут привести к головной боли, кожной сыпи, усталости и даже раку кожи. Хотя стандарты OSHA конкретно не касаются паров асфальта, администрация рекомендует контролировать воздействие с помощью «технических средств контроля, административных действий и средств индивидуальной защиты». »

И, конечно же, остается тот факт, что асфальт производится из нефти. Но у асфальта есть и положительные экологические качества.

100 Percent Recycling Efforts

экологически чистые вещи, которые на самом деле делает асфальтовая промышленность», — говорит Уиллис. Для начала, асфальт на 100 процентов пригоден для вторичной переработки, и, что более важно, он действительно перерабатывается. В 2018 году 82,2 миллиона тонн (74,5 миллиона метрических RAP) снова попал в новые миксы.Это означает, что каждая асфальтовая смесь, производимая в США, включает около 21% РАП. На самом деле, совокупный вес всех предметов, которые люди ежегодно перерабатывают в США — бумага, пластик и алюминий — составляет долю (около 68 процентов) веса рециклированного асфальта, ежегодно перерабатываемого асфальтовой промышленностью.

«Это всего лишь один материал, который мы перерабатываем», — говорит Уиллис. «Мы являемся самой активной перерабатывающей промышленностью в стране». Это также один из крупнейших переработчиков шинной резины, которая в некоторых штатах используется в качестве модификатора смесей. Черепица также перерабатывается в новые асфальтовые смеси, и отрасль изучает, как пластик может стать частью обсуждения. «Когда люди задают нам эти вопросы, мы пытаемся найти решения».

При строительстве дороги используется много техники и материаловедения. Сегодня асфальтовые дороги проектируются на основе концепции «вечного покрытия» или, по крайней мере, на срок службы 40 или более лет. Текущее техническое обслуживание заключается в «фрезеровке» поверхности — снятии верхнего слоя на дюйм или около того — каждые 12–20 лет и замене его новым покрытием.По данным Asphalt Pavement Alliance, этот верхний дюйм может быть переработан, а периодические накладки «значительно улучшают качество езды и расход топлива транспортных средств, движущихся по этим дорогам».

Асфальт будущего

Пока не наступит время парящих автомобилей, асфальтовые дороги, скорее всего, останутся. И промышленность планирует продолжать инновации в продуктах и ​​​​производстве. Уиллис описывает недавние прорывы, такие как автономные ролики и оборудование, а также более широкое использование виртуальной реальности для обучения.

«Я считаю технологии важной частью будущего отрасли, — говорит он. По мере того, как специалисты по асфальту все лучше справляются с обработкой больших данных, они могут использовать их для производства и укладки, чтобы повысить эффективность в режиме реального времени. Однажды он даже мог увидеть интеллектуальные тротуары с нанодатчиками на дорогах, которые давали бы обратную связь о том, как ведет себя тротуар и как он прослужит. «Наши дороги станут намного умнее. У нас есть технология, которая действительно улучшит впечатления водителей».

Асфальт: что это такое, его свойства и применение

Что такое асфальт и его применение?

Американцы предпочитают термин «асфальт», когда речь идет о липкой, черной, вязкой жидкой форме нефти, в то время как то же самое вещество известно почти во всем мире как битум.

Мы можем найти большую часть асфальта, используемого сегодня в строительстве, в дорожном строительстве.

Из чего состоит асфальт?

Это вяжущее, смешанное с заполнителем, создающим асфальтовый цемент, который связывает камень, песок и гравий, образуя дорожное покрытие для наших дорог и автомагистралей. Небольшой процент асфальта используется в гидроизоляционных, герметизирующих и изоляционных материалах.

По данным Национальной ассоциации асфальтоукладчиков, в Соединенных Штатах насчитывается около 3500 асфальтовых заводов, производящих в общей сложности около 400 миллионов тонн асфальтового покрытия — материала стоимостью более 30 миллиардов долларов.

Каковы свойства асфальта?

Тем не менее, асфальт на наших дорогах не следует рассматривать как простое связующее для дорожного покрытия. Это намного сложнее. Например, мы разработали асфальтобетонную смесь, адаптированную к экстремальным погодным условиям, будь то суровые зимы или теплые, влажные прибрежные районы . В этих условиях общей проблемой является соль — будь то естественное присутствие в окружающей среде, как это происходит в прибрежных городах, или специально применяемая для борьбы со снегом и льдом.

Также проводятся исследования по разработке самовосстанавливающегося асфальта и даже асфальта, который может заряжать электромобили или поглощать загрязнения. Но даже без всех этих инноваций преимущества асфальта не ограничиваются более плавным и безопасным движением.

По данным Агентства по охране окружающей среды и Федерального управления автомобильных дорог, асфальтовое покрытие является перерабатываемым продуктом номер один в США.

Они также говорят, что переработанное асфальтовое покрытие (RAP) и переработанная битумная черепица (RAS) ежегодно экономят более 60 миллионов кубических ярдов площади свалки.

Асфальтовые покрытия также могут помочь проектам претендовать на кредиты LEED частично за счет использования переработанных материалов, а также за счет включения пористых асфальтовых покрытий. Агентство по охране окружающей среды признает водопроницаемые тротуары лучшей практикой управления ливневыми стоками.

Что такое асфальтовое покрытие с горячей смесью?

 

Асфальтовое покрытие относится к любой дороге с твердым покрытием, покрытой асфальтом. Асфальтовая смесь горячего смешения (HMA) представляет собой комбинацию примерно 95% камня, песка или гравия, связанных вместе асфальтовым вяжущим, продуктом сырой нефти. Асфальтовый цемент нагревают, соединяют и смешивают с заполнителем на установке HMA. Полученная горячая асфальтобетонная смесь загружается в грузовики для транспортировки к месту укладки. Грузовики выгружают горячую асфальтобетонную смесь в бункеры, расположенные в передней части асфальтоукладчиков. Асфальт укладывается, а затем уплотняется с помощью тяжелого катка, который перемещается по асфальту. Как правило, движение по тротуару разрешается, как только оно остынет.
 

HMA Ultra-Thin
HMA Ultra-Thin предлагает простой и экономичный способ содержания дорог и улиц, защищая ваши инвестиции в них.Горячая асфальтобетонная смесь, разработанная специально для укладки тонким слоем (3/4 дюйма), HMA Ultra-Thin была разработана для структурно прочных дорожных покрытий с признаками старения, окисления или незначительного разрушения поверхности. В итоге вы получаете более прочное и красивое дорожное покрытие, улучшающее качество езды для водителей и снижающее шум от дорожного движения для населения.   Сочетание хорошо задокументированных преимуществ гладкости и безопасности асфальта с передовым процессом проектирования многослойного дорожного покрытия… Perpetual Pavement сочетает в себе хорошо задокументированные преимущества асфальта в отношении гладкости и безопасности с передовым процессом проектирования многослойного покрытия, который при регулярном обслуживании продлевает срок службы дорожного полотна до полувека и более. Тротуары, спроектированные и построенные в соответствии с концепцией Perpetual Pavement, будут служить долго и долго.

Насыпка
Насыпка — это проверенная технология строительства, которая превращает изношенную бетонную дорогу в основу для гладкого, безопасного, бесшумного и прочного покрытия из асфальтобетонной смеси горячей смеси (HMA).Это сводит к минимуму задержки для автомобилистов и позволяет вести строительство в «непиковые» часы. Рыхление с асфальтовым покрытием является очень экономичным методом восстановления.

Стоимость жизненного цикла
Асфальтовое покрытие экономит деньги на строительстве и техническом обслуживании на начальном этапе строительства и в долгосрочной перспективе. К такому выводу пришли дорожные инженеры и транспортные управления страны. «Затраты в течение жизненного цикла» — деньги, потраченные на строительство и техническое обслуживание дорог в течение всего срока службы, — значительно ниже при использовании асфальтобетонных смесей (HMA), чем при использовании бетона.

 

Тонкие асфальтовые покрытия
Ваше экономичное решение
Тонкие покрытия HMA толщиной 1 ½ дюйма или менее являются экономически эффективным решением для сохранения дорожного покрытия, прежде всего благодаря их способности:

Гладкость 90 о гладких тротуарах.  Асфальт будет неизменно обеспечивать плавную и тихую езду, которую они привыкли ожидать. Гладкие тротуары экономят топливо.  Гладкие тротуары снижают эксплуатационные расходы автомобиля.Гладкие покрытия служат дольше. Асфальтовые покрытия более гладкие, и их легче поддерживать гладкими, чем бетонные покрытия.
 
Управляемость
Национальное исследование показало, что водители предпочитают ухоженные, безопасные и ровные дороги; кроме того, они понимают, что эти качества требуют периодического обслуживания и финансовых вложений.


» Асфальтобетон

Современное использование асфальта для строительства дорог и улиц началось в конце 1800-х годов и быстро росло с появлением автомобильной промышленности.С тех пор технология асфальта сделала огромный шаг вперед, так что сегодня оборудование и методы, используемые для строительства конструкций асфальтового покрытия, очень сложны.

Асфальтобетон представляет собой композитный материал, обычно используемый при строительстве дорог, автомагистралей, аэропортов, автостоянок и многих других типов покрытий. Его обычно называют просто асфальтом или асфальтом. Термины «асфальтобетон», «асфальтобетон битумный» и аббревиатура «АС» обычно используются только в инженерно-строительной документации и технической литературе, где под определением «бетон» понимается любой композиционный материал, состоящий из минерального заполнителя, склеенного между собой вяжущим. , будь то связующее из портландцемента, асфальта или даже эпоксидной смолы.Асфальтобетонное покрытие непрофессионалу чаще всего называют просто « асфальт ».

Асфальтовые технологии Дисциплины

Асфальтовые технологии — это изучение асфальтовых смесей, свойств и характеристик, которые можно разделить на три основные дисциплины;

  •   Технология производства плотного асфальта – Смеси с плотным гранулометрическим составом производятся с хорошо или непрерывно гранулированным заполнителем (кривая градации не имеет резкого изменения наклона) и предназначены для общего использования. Как правило, более крупные заполнители «плавают» в матрице мастики, состоящей из битумного вяжущего и отсевов/мелкости. При правильном проектировании и изготовлении смесь с плотным гранулометрическим составом относительно непроницаема. Смеси с плотным гранулометрическим составом обычно обозначаются по их номинальному максимальному размеру заполнителя. Кроме того, они могут быть классифицированы как мелкозернистые или грубозернистые. Мелкозернистые смеси содержат больше мелких частиц и частиц размером с песок, чем крупнозернистые смеси.
  •   Асфальтовая технология открытого типа – смеси с заполнителем относительно однородного размера, для которых характерно отсутствие частиц среднего размера (кривая градации имеет почти вертикальное падение в диапазоне средних размеров).Смеси, типичные для этой структуры, представляют собой проницаемый слой трения, обычно называемый «открытым слоем трения» (OGFC), и проницаемые основания, обработанные асфальтом. Из-за их открытой структуры принимаются меры предосторожности для сведения к минимуму вытекания асфальта за счет использования волокон и/или модифицированных вяжущих. Типичным для этих смесей является контакт камня с камнем с покрытием из тяжелых битумно-цементных частиц.
  • Асфальтовая технология с зазором — в смесях с зазором используется градация заполнителя с частицами от крупных до мелких, при этом некоторые промежуточные размеры отсутствуют или присутствуют в небольших количествах.Кривая градации может иметь «плоскую» область, обозначающую отсутствие размера частиц, или крутой наклон, обозначающий небольшое количество этих промежуточных размеров агрегатов. Для этих смесей также характерен контакт «камень с камнем», и они могут быть более проницаемыми, чем смеси с плотным гранулометрическим составом, или очень непроницаемыми, как в случае асфальта с каменной матрицей (SMA).

Типы асфальтобетонной смеси

Асфальтобетонная смесь должна быть разработана, изготовлена ​​и уложена таким образом, чтобы получить следующие требуемые свойства смеси: 1) стабильность, 2) долговечность, 3) водонепроницаемость, 4) удобоукладываемость, 5) гибкость , 6) Сопротивление усталости и 7) Сопротивление скольжению. Смеси асфальта/асфальтобетона предназначены для конкретных функций, характеристик, атрибутов, производительности, местоположения и функции в конструкции дорожного покрытия. Например, асфальтобетонные смеси для покрытия поверхностей выполняют совершенно иную функцию в конструкции дорожного покрытия, чем асфальтобетонные смеси для основания, и поэтому они разрабатываются по-другому.

Смеси для поверхностного асфальта — «Крыша» над структурными слоями дорожного покрытия, рассчитаны на длительный срок службы (предназначены для того, чтобы сначала изнашиваться, защищая нижележащие слои).В какой-то момент (обычно через 12-15 лет или более после размещения) их удаляют путем холодного строгания (обычно называемого фрезерованием) и заменяют новой поверхностью. Различные эксплуатационные характеристики с точки зрения долговечности поверхности, износа шин, эффективности торможения и дорожного шума также могут быть достигнуты в зависимости от области применения, желаемой функции и производительности.

Смеси для основания — структурный прочный элемент системы асфальтового покрытия, предназначенный для обеспечения максимальной прочности при распределении нагрузки от колес на основание и земляное полотно.Поскольку они защищены асфальтовой «крышей» (поверхностью), соответствующие характеристики асфальтобетонных смесей могут быть достигнуты экономично.

 

Различные виды асфальтобетона

Для обеспечения наилучших характеристик в различных секторах предлагается большое разнообразие асфальтобетонных смесей. Из-за различных требований, например. дорога должна удовлетворять требованиям (интенсивный трафик, суровые погодные условия и т. д.) соответствующая используемая смесь должна иметь достаточную жесткость и устойчивость к деформации, чтобы, с одной стороны, справляться с приложенным давлением колес транспортного средства, а с другой стороны, необходимость иметь достаточную прочность на изгиб, чтобы противостоять растрескиванию, вызванному различными давлениями, оказываемыми на них. Кроме того, хорошая удобоукладываемость во время нанесения важна для того, чтобы гарантировать, что они могут быть полностью уплотнены для достижения оптимальной долговечности.

  • Горячая асфальтобетонная смесь (HMA)
    • Горячие смеси производятся при температуре от 150 до 190 °C.
    • В зависимости от назначения может использоваться другая асфальтовая смесь.
      • Пористый асфальт
      • каменный мастики асфальт (SMA)
      • асфальтовый бетон
      • асфальтовый бетон для очень тонких слоев
      • двойной слоистый пористый асфальт
  • теплый микс асфальт (WMA)
    • производится при температуре примерно на 20–40 °C ниже, чем у эквивалентного горячего асфальтобетона.Затрачивается меньше энергии, а во время укладки температура смеси ниже, что улучшает условия работы бригады и позволяет быстрее открыть дорогу.
  •   Холодная смесь
    • Холодная смесь производится без нагрева заполнителя. Это возможно только благодаря использованию специальной битумной эмульсии, которая разрушается либо при уплотнении, либо при перемешивании. После разрушения эмульсия покрывает заполнитель и со временем увеличивает его прочность.Холодные смеси особенно рекомендуются для дорог с малой интенсивностью движения.

Хотите узнать больше?

Ссылки по теме

Асфальтобетон – обзор

6.6.2 Нестабильность

Асфальтобетонные покрытия по своей природе неоднородны и проявляют нестабильность (несовместимость), что может иметь серьезные последствия для механических свойств дорожной асфальтобетонной смеси (Масад). и др., 2009). Градиенты свойств наиболее выражены по толщине слоев асфальтобетона.Основными источниками неоднородности (и нестабильности) являются (i) старение и (ii) изменение профиля температуры (Dave et al., 2010). Таким образом, термин долговременная стабильность относится к долговечности асфальта не только в его первоначальном виде, но и в виде цементов для асфальтобетонных покрытий. После нанесения асфальта в качестве дорожного покрытия он подвергается воздействию экстремальных условий окружающей среды: (i) высоких температур, особенно в южных регионах США, (ii) отрицательных температурах, особенно в северных штатах США. , (iii) атмосферное излучение и (iv) механическое напряжение.Поэтому необходимо принимать во внимание потенциальные реологические проблемы, а также химические проблемы.

Асфальтены и полярные ароматические соединения играют фундаментальную роль в определении механических и реологических свойств асфальтов (индекс пенетрации (PI) и кинематическая вязкость в зависимости от времени старения и температуры). Другие важные свойства асфальта, такие как коэффициент температурной чувствительности и характеризующий фактор, зависели от количества асфальтенов и полярных ароматических соединений.Процедура разделения асфальта основана на растворимости в нормальном гептане с последующей адсорбционной хроматографией растворимой части (Speight, 1992a; Mohammed and Morshed, 2008; Speight, 2014).

Термин старение используется для описания явления упрочнения. Упрочнение в первую очередь связано с потерей летучих компонентов при старении асфальта в процессе эксплуатации. Этот фактор вызывает увеличение вязкости асфальта и увеличение стабильности. Кроме того, долговечность асфальта является главным экономическим фактором при усадке асфальта.Системы асфальтовых дорог представляют собой наиболее очевидную и, возможно, наиболее важную область, в которой наблюдаются характеристики асфальта. Затвердевание, происходящее в асфальте в условиях эксплуатации, долгое время считалось наилучшей мерой его экономической ценности.

Состав асфальта в значительной степени зависит от сырья, из которого он был получен, и обычно основывается на качественном определении четырех основных фракций, присутствующих во всех асфальтах (Speight, 1992a, 2014). Каждая фракция существенно отличается по цвету, плотности и содержанию ароматического углерода.Таким образом, асфальт, отвечающий заданным техническим требованиям, представляет собой совокупность этих величин.

Асфальтеновые составляющие выделяют как фракцию, нерастворимую в низкомолекулярных парафиновых растворителях, таких как n -пентан или n -гептан, но растворимую в ароматических растворителях — мальтены определяются как компоненты, растворимые в парафиновых растворителях (Рисунок 6.2) (ASTM D893, ASTM D2007, ASTM D3279, ASTM D4124; Speight, 1992a,b, 1994, 2014, 2015a). Карбены нерастворимы в ароматических растворителях, но растворимы в четыреххлористом углероде или трихлорэтилене.Карбоиды нерастворимы во всех растворителях, растворяющих асфальтены и карбены.

Что касается окисления и начала нестабильности, более полярные частицы в асфальте (т. е. компоненты смолы и асфальтена) будут окисляться первыми во время продувки воздухом. После предельного включения кислорода в структуре асфальтенов могут происходить значительные изменения, особенно в плане включения полярного кислорода, который может влиять на молекулярную массу. Таким образом, изменение характера асфальта может быть связано не столько с окислительной деструкцией, сколько с включением кислородных функций, которые нарушают естественный порядок внутримолекулярного структурирования. Существует вероятность того, что включение кислородных функций увеличивает способность асфальта связываться с заполнителем. Неконтролируемое введение кислородных функций может привести к получению некачественного асфальта, в котором уже могло произойти фазовое расслоение окисленного асфальтена, или, если оно произойдет в продукте, результатом может стать разрушение покрытия из-за ослабления взаимодействия асфальт-заполнитель.

Хотя это и не определяется как свойство стабильности асфальта (поскольку оно измеряет уменьшение проникновения и пластичности и увеличение вязкости), при воздействии тепла и воздуха на тонкий слой образуется тонкая пленка, которая способствует образованию кислородсодержащих продуктов полимеризации .Это, в свою очередь, уменьшит проникновение асфальта (увеличит его твердость), уменьшит его пластичность (сделает его более хрупким или менее эластичным) и повысит его вязкость. Такое воздействие тепла и кислорода гораздо меньше повлияет на стабильный асфальт. Существует прямая зависимость между результатами этого теста и изменением исходных свойств асфальта при обращении, хранении и использовании.

Поскольку асфальт с некоторым основанием рассматривается как коллоидная система, природа этой системы будет определять реологические свойства асфальта, определяемые его проникающей способностью, температурой размягчения, пластичностью и вязкостью при данных температурах.На этом этапе стоит рассмотреть подход, применяемый к нестабильности/несовместимости тяжелого остаточного топлива, и его потенциальное применение к асфальту (Speight, 1992a,b, 2014). Эта концепция основывает нестабильность/несовместимость на химическом составе, а также на внутренней коллоидной структуре (Por, 1992) путем определения индекса коллоидной нестабильности, который представляет собой отношение суммы компонентов асфальтенов и насыщенных масел к сумме смол. и ароматические растворители:

CII=(Асфальтены+Насыщенные)/(Ароматические соединения+Смолы)

Равновесие хорошо пептизированной асфальтеновой системы, такой как асфальт, может быть легко нарушено (i) применением тепла во время работы в дни чрезвычайно высоких температур и/или трения автомобильных шин; (ii) окисление из-за постоянного воздействия воздуха; (iii) УФ-облучение при длительном воздействии солнечного света; и (iv) добавление парафинового разбавителя. В каждом случае изменяется химический состав и затрагивается ароматичность, что приводит к нарушению равновесия коллоидной системы (Moschopedis, Speight, 1973, 1975, 1977, 1978; Speight, 1992a,b, 2014).

В результате асфальтеновые частицы лишаются своих окутывающих слоев, которые ранее непрерывно сливались с последующими слоями. Мицеллярная система становится несплошной, а асфальтеновые ядра склонны к агломерации. Такой процесс приводит к нестабильности асфальта, что может привести к фазовому отделению асфальтенов от асфальта, вызывая тем самым потерю взаимодействия асфальт-вяжущее.Результатом является разрушение дорожного покрытия.

Еще одной оценкой реологических свойств является PI. Логарифм проникновения находится в линейной зависимости от температуры:

logpen=AT+K

В этом уравнении A представляет собой наклон температурной чувствительности по отношению к логарифму проникновения. Путем экстраполяции к температуре точки размягчения получается пенетрация приблизительно 800. Наклон A можно получить путем измерения пенетрации при двух разных температурах или по соотношению пенетрации и температуры точки размягчения.

ИП можно получить следующим образом:

dlogpen/dt=(20−PI)/(10+PI)×0,02A=dlogpen/dtPI=10×(2−50A)/(1+50A)

A PI выше +2 будет указывать на гелеобразную структуру с эластичными свойствами и тиксотропную природу, в то время как PI ниже -2 будет указывать на структуру золя с ньютоновскими свойствами, тогда как асфальт, демонстрирующий удовлетворительные реологические свойства, должен иметь PI между +1 и − 1. После начальной деформации при определенной упругости должны преобладать ньютоновские свойства с пропорциональностью между скоростью деформации и приложенным напряжением.Кривые над этими областями указывают на гелеобразный асфальт, а кривые под этими областями указывают на золь-структурированный асфальт.

Присутствие асфальта, осажденного пропаном, в асфальтовой смеси улучшает свойства устойчивости таких смесей благодаря как реологической, так и химической природе асфальта, осажденного пропаном. Улучшенные свойства стабильности таких смесей можно увидеть по уменьшению различий в вязкости, пенетрации и пластичности после воздействия повышенных температур и кислорода (как, например,г., в TFOT).

Положительный эффект асфальта, осажденного пропаном, зависит от их пропорций, например, до 35% (об./об.) асфальта, осажденного пропаном, в смесях с вакуумным остатком может быть верхним пределом, в зависимости от от природы вакуумных остатков, а также от природы и пропорций других компонентов, например, экстрактов смазочных масел, которые иногда используются в таких смесях (Ishai et al., 1988).

Имеются указания на то, что долгосрочная стабильность асфальта связана с основными реологическими и физико-химическими характеристиками исходных, а также состаренных образцов асфальта различного состава.Также считается (Ishai et al., 1988), что понимание связи этих характеристик со свойствами асфальта (асфальтобетона для дорожного покрытия) позволяет прогнозировать показатели долговечности асфальта в полевых условиях, а также прогнозировать другие соответствующие свойства (Mohammed and Eweed, 2012).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.