Песчаный асфальтобетон — технология изготовления

Песчаный асфальтобетон — это смесь, состоящая из песка, битума и минерального порошка. Применяется для обустройства верхних ярусов дорожных одежд, устройства полов промышленных предприятий, отмосток зданий, тротуаров и пр.

Общие сведения

Асфальтобетон песчаный в зависимости от применяемого песка делится на следующие виды:

1. Д и Дх — асфальтобетонная смесь горячая песчаная тип Д и холодная, тип Дх. Основной заполнитель — песок отсевов дробления щебня, содержание 70% и выше.
2. Г и Гх — горячий и холодный асфальт с содержанием природного песка от 30% и более.

Асфальтобетон песчаный согласно ГОСТ   9128–2013 классифицируется следующими марками:

1. Гх — холодный асфальт, марки I и II;
2. Дх II — песчаная асфальтобетонная смесь тип «Д» марка 2, холодная.

Горячие асфальты — это составы, приготовленные с использованием жидких или вязких битумных растворов с требуемой температурой укладки не ниже 110 °С. Холодные материалы производятся на основе жидких нефтяных битумов с рекомендуемой температурой укладки не менее 5 °С (см. фото).

Песчаные смеси по своей структуре характеризуются наиболее однородной структурой в сравнении с другими типами асфальтобетонов. Благодаря этому они успешно конкурируют со щебеночными покрытиями по таким показателям как цена, устойчивость к коррозии, износостойкость.

Материалы

В состав песчаной асфальтобетонной смеси входят следующие материалы:

• нефтяной битум;
• минеральный порошок;
• песок;
• модифицирующие добавки (ПАВ).

Битумы

Для приготовления песчаных асфальтов, в качестве вяжущих, применяют жидкие и вязкие дорожные битумы согласно ГОСТ 11955–82 и ГОСТ 22248–90.

• Для горячих составов применяют вязкие нефтепродукты марок БНД 40/60, БНД 90/130, БН 90/130, БН 60/90. Для холодных — жидкие, марок СГ 70/130, МГО 70/130, МГ 70/130.
• Марки БНД характеризуются высоким температурным промежутком пластичности, более высокой теплостойкостью в сравнении с битумами БН.
• Обладают хорошими низкотемпературными характеристиками, а также сцеплением с поверхностью минеральных заполнителей. Из недостатков — низкая устойчивость к старению.
• Жидкие битумы СГ и МГ для холодных смесей, получают путем разжижения вязких дорожных битумов жидкими нефтепродуктами выверенного фракционного состава. В качестве растворителей для марок СГ применяют технический керосин, а для МГ — дизельное топливо.
• Марки МГО представляют собой частично окисленные или остаточные нефтепродукты. По сравнению с марками СГ и МГ характеризуются высокой скоростью организации структуры, стабильным составом и, как правило, качественным сцеплением с поверхностью заполнителей.

• Для гарантии требуемой долговечности автомобильных дорожных одежд. марку нефтяного битума необходимо подбирать в зависимости от температурных и климатических условий региона, строительства и проектной категории дороги.
• Рекомендуемые условия использования нефтяных битумов разных марок, при укладке дорожных одежд, приведены в таблице ниже.

Структурообразующие материалы

Основным активным структурирующим веществом в асфальтобетоне является минеральный порошок.

Благодаря своей адсорбирующей поверхности, активно впитывает и связывает большую часть присутствующего битума в единый структурный каркас, придающий асфальтобетону необходимые свойства. В результате получаем материал, выдерживающий высокие механические нагрузки, различные пластические деформации и пр.

Вследствие этого увеличивается срок службы покрытия, что приводит к высокому экономическому эффекту в период эксплуатации. Для приготовления песчаных асфальтовых составов применяют порошки двух видов — это не активированные и активированные составы.

В качестве основы для производства структурообразующих составляющих используют карбонатные горные породы:

• известняки;
• доломиты;
• доломитизированные известняки;
• ракушечник и др.

Помимо природных материалов в производстве минеральных порошков широко используют отходы промышленных производств:

• зола уноса;
• золошлаковые отходы ТЭС;
• пыль цементных заводов;
• отходы производства асбеста;
• флотохвосты (производство серы);
• ферро пыль и пр.

Внимание! Необходимо учитывать, что порошковые отходы промышленности имеют чрезмерную степень измельчения, объясняющую высокую пористость таких материалов, и приводящую к увеличению расхода нефтяного битума при производстве песчаных асфальтовых смесей.

Один из способов повышения свойств минеральных компонентов — это их физико-химическая активация.

Суть активации состоит в том, что процесс дробления сырья происходит с одновременной обработкой порошка поверхностно-активными веществами (ПАВ). В итоге, гидрофильная поверхность материала превращается в гидрофобную, и условия реакции взаимодействия ее с нефтяным битумом улучшаются.

Благодаря такому трансформированию свойств, поверхность зерен лучше смачивается битумом и совершенно не смачивается водой.

Асфальтобетонная песчаная смесь, приготовленная с использованием такой технологии, обладает пониженной пористостью и битумоемкостью, а также:

• повышенной плотностью;
• водонепроницаемостью;
• морозостойкостью;
• трещиностойкостью;
• сдвигоустойчивостью.

Расход вяжущего для приготовления составов на активированном порошке на 10–20% ниже, чем аналогичной на неактивированном. Производство, укладку и уплотнение песчаного асфальтобетона на минеральном порошке, прошедшем обработку модифицирующими добавками, осуществляют при сниженной на 20 °C температуре.

Песок

При производстве песчаных асфальтобетонов в качестве заполнителя используют следующие материалы:

• пески природного происхождения;
• пески, полученные путем дробления осадочных пород, пород вулканического происхождения, гравия;
• заполнитель из отсева дробления щебня;
• тонкомолотые шлаковые материалы.

Качество используемого заполнителя оказывает ощутимое влияние на характеристики асфальтобетона.

Например, применение дробленых заполнителей или материалов из отсева дробления щебня вулканических горных пород значительно повышает шероховатость и износостойкость покрытий.

Внимание! Ненормируемое применение дробленых песков может привести к уменьшению подвижности и удобоукладываемости растворов, а также снижению показателей водостойкости готового покрытия.

При проектировании песчаного асфальта с повышенным содержанием дробленых компонентов, рекомендуется вводить в их состав модифицирующие добавки, активированный минеральный порошок, добавки дегтя, гидратную известь, а также увеличивать содержание природного песка до 30% от общей массы продукта.

Песчаные асфальтобетонные смеси на дробленом материале, рекомендованы для устройства верхних водонепроницаемых слоев автомобильных покрытий дорог II и III категории.

Составы, приготовленные на природных компонентах, используют для оборудования дорог районного значения, устройства велосипедных дорожек и тротуаров.

Приготовление

Асфальтобетонная песчаная композиция производится только в заводских условиях.

Процесс приготовления состоит из следующих основных операций:

1. Просушенные и нагретые до проектной температуры отсевы дробления или природный песок элеватором подают в смесительный агрегат, оборудованный дозатором.
2. Минеральный порошок, в холодном агрегатном состоянии, загружают в основной весовой дозатор.
3. Отдозированные минеральный порошок и песок из общего весового бункера подают в смеситель, где тщательно перемешиваются (сухие материалы).
4. Затем к ним добавляют разогретый до необходимой температуры битум, и продолжают мешать уже в мокром состоянии.
5. Если предусмотрено введение модифицирующих добавок, то их загружают в конце сухого перемешивания минеральных материалов.
6. Продолжительность перемешивания состава определяется технологической картой продукта и техническими параметрами смесительной установки. Но в любом случае, процесс продолжают до полного обволакивания битумом поверхности зерен заполнителей.

Укладка песчаного асфальта

Асфальтобетон следует завозить к месту укладки автомобилями-самосвалами бесперебойно с учетом емкости бункера асфальтоукладчика.

Доставку материала необходимо организовать таким образом, чтобы до минимума снизить время остановки агрегата.

Асфальт в приемник необходимо загружать постепенно, по мере расхода. Укладчик должен работать плавно без изменения скорости движения и остановок (2,5–3,0 м/мин).

Инструкция по устройству покрытий из песчаного асфальтобетона:

1. Толщина слоя асфальта из теплых и горячих составов, укладываемых асфальтоукладчиками с пассивной заглаживающей плитой и трамбующим брусом, должна быть выше проектной на 15–20%.
2. При устройстве покрытия из холодных материалов с выключенным уплотняющим оборудованием, или при укладке смесей своими руками, толщина слоя в момент укладки должна быть выше проектной на 60–70%.
3. Горячие асфальты укладываются с включенным укатывающим брусом. Холодные составы — с выключенным, чтобы максимально сократить нарушение однородности уложенного слоя.
4. При вынужденной остановке оборудования, следует за 10 м до планируемого события отключить привод укладчика — во избежание образования уступов на поверхности покрытия.
5. После прохода механизмов на поверхности слоя не должно быть раковин, трещин, разрывов и пр. При выявлении таких дефектов их исправляют вручную с помощью специальных приспособлений.
6. При выгрузке асфальта из автомобилей-самосвалов необходимо внимательно следить за тем, чтобы смесь не просыпалась на подготовленную для укладки поверхность. Просыпавшийся раствор необходимо убрать лопатами, в особенности с мест прохода колес укладчика.
7. Покрытие, сразу же после укладки, уплотняют самоходными катками (см. видео в этой статье). Во время уплотнения катки должны продвигаться по укладываемым полосам, перекрывая предыдущий проход на 20–30 см.

В местах, где невозможно использование оборудования (пропуски, виражи, точечные дефекты) работы ведутся вручную. При этом горячая асфальтобетонная песчаная смесь выгружается на проезжую часть рядом с местом ремонта. Затем с помощью лопат укладывается на подготовленную поверхность.

После этого состав подрабатывают граблями, а затем уплотняют металлическими ручными катками.