Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Питання масштабної реконструкції доріг в нашій країні залишається відкритим. ВУкаіни менше половини федеральних автотрас відповідає встановленим вимогам. Причина - багаторічна обмеження фінансування дорожньої галузі, яке накладається на застарілі технології, зношений парк техніки і відсутність кваліфікованих кадрів. При зростаючій навантаженні на автодороги і щорічному посилення вимог будувати по-старому вже не вийде.

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Теплий асфальтобетон в дорожньому будівництві - основні засоби

Великі українські дорожньо-будівельні компанії не тільки підтримують парк техніки на сучасному рівні, а й активно займаються самостійними дослідженнями, а також впровадженням нових технологій. Серед них, наприклад, і використання присадок до бітумів, і застосування геосинтетичних матеріалів. Без введення новинок у виробництво зараз не обійтися також і при будівництві мостових конструкцій. У нас з успіхом застосовуються сучасні способи продовження терміну їх служби. Треба відзначити, що впровадження інновацій, як правило, веде до подорожчання проекту. Але якщо підрядник буде укладати комплексний договір і на реконструкцію, і на обслуговування, а також повинен буде за свій рахунок усувати дефекти покриття протягом тривалого гарантійного періоду (саме такий законопроект перебуває зараз на розгляді в Держдумі), то нові технології в підсумку виправдають себе - міжремонтний період значно збільшиться.

Один із перспективних напрямків сьогодні - застосування теплих асфальтобетонних сумішей. Теплі асфальтобетони (ТАБ) - це загальний термін, що охоплює безліч технологій, що дозволяють виробляти, транспортувати, укладати і ущільнювати асфальтобетонні суміші при більш низьких, ніж передбачено для звичайних (гарячих) сумішей, температурах. Даний метод дозволяє знизити ступінь старіння матеріалу, збільшити термін служби дорожнього одягу в середньому на 2-3 роки. Охолодження теплою суміші відбувається повільніше, що дозволяє вийти за межі звичайного сезону і продовжувати роботи при температурі навколишнього повітря до -5 ° С і нижче. Крім того, дослідження фахівців показали, що таке укладання характеризується меншим ступенем забруднення навколишнього середовища. Зниження температури суміші на 25 ° С зменшує виділення шкідливих речовин більш ніж на 70%.

Властивості добавки не повинні сприяти розтріскування матеріалу при низьких температурах. Органічні добавки - це зазвичай синтетичні парафіни або аміди жирних кислот. Вони можуть додаватися як прямо в суміш, так і в бітум. Синтетичні парафіни за властивостями відрізняються від власних парафінів з низькою температурою плавлення, які містяться в бітумі і можуть негативно впливати на якість суміші. Інший вид добавок - це поверхнево-активні речовини, які зменшують сили тертя між наповнювачем і сполучною. Зазвичай добавки дозволяють знизити температуру суміші на 20-40 ° С, а також покращують опір деформацій.

На перший погляд ніякої складності в застосуванні цієї технології немає - досить висипати необхідну кількість гранул або влити рідину в бункер зі сполучною, в залежності від того, в якому вигляді випускається добавка. До недоліків даного методу необхідно віднести високі змінні витрати, так як необхідно постійне придбання дорогих компонентів. При роботі з добавками можуть виникнути складності з підтриманням нестандартного температурного режиму, так як більшість АБЗ налаштовані на гарячі суміші. Для змішування добавок з бітумом теж не передбачено спеціальних режимів роботи. Цей процес може зайняти чимало часу. Добавки змінюють фізичні властивості суміші, тому може знадобитися коригування її рецептури.

Найбільш відома вУкаіни комплексна присадка Evotherm (виробник - MeadWestvaco, США) дозволяє знизити робочі температури виробництва і укладання асфальтобетонних сумішей, поліпшити обволаківаемость щебінок бітумом, а також зробити його зручнішим для укладання суміші, поліпшити адгезію бітуму до кам'яного матеріалу. Суміш з добваленіем Evotherm стає більш піддатливою до ущільнення дорожніми катками. До складу цієї присадки входять продукти конденсації поліамінів жирних кислот. Evotherm в кількості 0,2-0,5% (по масі) може додаватися до бітуму як на стадії попередньої підготовки в'яжучого в робочій ємності, так і безпосередньо в лінію подачі до змішувача АБЗ. Добавка придатна для будь-яких типів сумішей, в тому числі готуються із застосуванням модифікованих бітумів. Вона сумісна з силікатами і вапняками, а також ефективно працює при додаванні асфальтобетонної крихти, отриманої при переробці старого покриття. З особливостей сумішей з добавкою Evotherm можна відзначити високу обволаківаемость щебінок і частинок піску, зниження витрати палива на підготовку матеріалів і викидів диму майже вдвічі, а також кращу уплотняемость в порівнянні зі звичайними сумішами.

Інший шлях для зниження в'язкості бітумів - це механічне спінення. При інжекції невеликої кількості холодної води (менше 2% по масі) в гарячий бітум вона миттєво перетворюється в пар. Обсяг бітуму при цьому тимчасово збільшується, і він краще обволікає інертний матеріал. Дана технологія отримала найбільш широке поширення в США, де близько 90% теплих сумішей отримують саме цим способом. Додаткові витрати на покупку додаткового обладнання повністю виправдовують себе при великих обсягах робіт. Існує кілька виробників обладнання для спінювання бітуму.

Американська компанія Stansteel зі 100-річним досвідом виробництва асфальтових заводів розробила систему Accu-Shear, яка дозволяє додавати в суміш до чотирьох компонентів, включаючи воду. Вона складається з блоку змішування, який включає міксер з великим зсувними зусиллям, блоку подачі води, який забезпечує тиск в 70 атм. електричного блоку і блоку управління. Така система може бути встановлена ​​на заводи різних типів будь-яких виробників.

Система AQUABlack від компанії Maxam (США) проста в установці і також підходить для більшості АБЗ. «Серцем» системи є вспенивающем гармата. Її спеціальні форсунки призначені для забезпечення рівномірного проникнення води в бітум у вигляді мікропухирців, так щоб піна була якомога більш стабільною і зберігалася під час перемішування, перевезення і укладання. Гармата врізається прямо в подаючий трубопровід і не вимагає поточного технічного обслуговування.

Для виробництва теплих асфальтобетонів американська компанія Astec пропонує компактну високоефективну систему Double Barrel Green System. У світі продано вже більше 500 таких установок. У комплект входить сам колектор Green System, в якому відбувається утворення піни, і сушильно-змішувальний агрегат Double Barrel, добре зарекомендував себе, в ньому також втілені найпередовіші технології. Double Barrel забезпечує однорідність суміші за рахунок поєднання послідовного і примусового змішування. Процес відбувається без доступу кисню, який викликає окислення, і бітум довше зберігається. Пари вуглеводнів із зони змішування подаються в зону полум'я пальника. За бажанням замовника комплекс може бути виготовлений в стаціонарному, напівмобільного або мобільному варіанті. Установка Green System - компактний агрегат з самоочищаються форсунками для води. Для заміни або обслуговування форсунок не потрібно розбирання, це можна зробити, не знімаючи кришки колектора. Камери, де відбувається утворення піни, не мають рухомих частин. Як показує практика, на вспененном бітумі можна також виробляти і укладати щебенево-мастиковий асфальтобетон (ЩМА) з температурою на 15-30 ° С нижче звичайної. При цьому відзначається поліпшення пластичності і фізико-механічних властивостей ЩМА і зменшуються втрати при перевезенні суміші від АБЗ до ділянки укладання.

Компанія Gencor (США), яка також займається виробництвом АБЗ понад 100 років, розробила простий метод спінювання з використанням енергії потоків. Установка Ultrafoam GX2 може генерувати піну без змішуючого пристрої тільки за рахунок роздільного регулювання витрати води та бітуму. В результаті зазначені потоки, сильно розрізняються по температурі і швидкості, знаходяться в тісному контакті, що дозволяє ефективно використовувати енергію їх змішування. В процесі виробництва спіненого бітуму невелику кількість води (від 1,25 до 2% по масі) впорскується в центр бітумного потоку.

Конструкція системи включає підпружинений клапан, який відкривається, коли тиск води за клапаном зростає. З зовнішньої частини форсунки, розташованої по центру, знаходиться спеціально розроблена мембрана, яка забезпечує напрям і швидкість потоку бітуму при постійному тиску. Не менш важливо, що потік бітуму направляється прямо до точки упорскування води. Переваги такої конструкції: вода змішується з бітумом в точній пропорції в безперервному режимі, немає втрат тиску, генеруються бульбашки одного розміру. Функція реверсивної роботи насоса дозволяє ефективно очищати магістралі при необхідності. Система підігріву насоса оберігає його від заморожування при низьких температурах.

Виробництво теплого асфальтобетону останнім часом набуло широкого поширення і в скандинавських країнах. Компактна установка Amofoam для спінювання бітуму - розробка фінської компанії Amomatic OY. Установка включає водяний насос високого тиску і «реактор» для змішування невеликої кількості води з потоком бітуму, що рухається з резервуара до мішалці змішувача. Розпилений водяний пар формує бітумну піну зі зниженою в'язкістю і поліпшеними характеристиками обволакивания мінеральних матеріалів, що дозволяють знизити температуру при змішуванні і укладанні.

Amomatic OY володіє великим досвідом виробництва асфальтових заводів циклічного типу продуктивністю від 160 до 300 т / год. Продукція компанії постачається в основному в Україні. Особливістю даного бренду є модульний принцип конструкції. Монтаж модулів значно прискорений за рахунок оригінальних конструкторських рішень і простих з-єднань. Повний цикл монтажу та пусконалагодження такого заводу вимагає менше тижня. Модуль Amofoam може бути легко підключений до вже працює АБЗ та інтегрований в систему управління асфальтовим заводом Amocontrol.

Теплі асфальтобетонні суміші ідеально вписуються в «зелений» тренд, який охопив уже майже весь світ. Існує думка, що через кілька років ТБА повністю витіснить з ринку традиційний гарячий асфальтобетон. Так це чи ні, покаже час. Незважаючи на успіх технології механічного спінювання в США, ринок добавок, які можуть змінювати властивості асфальтобетону, найімовірніше, буде розвиватися випереджаючими темпами, так як дослідження в цій області мають необмежений потенціал. Для українських умов потрібні власні технології, які б враховували особливості нашого клімату. Не виключено, що в найближчому майбутньому фактор сезонності при будівництві доріг завдяки теплим сумішей буде зведений до мінімуму, що стане сприяти прискоренню реконструкції доріг, в якому так потребує Україна.