Строительство асфальтобетонных дорог

       В основу бес компрессорного  способа производства битума  положен принцип самовсасывания  воздуха и его распыления в  окисляемой среде с помощью  диспертаторов специальной конструкции. Качество битумов в значительной степени определяется свойствами битумного сырья по ТУ 38 101582-75 (с изменениями № 1 и 2). Требования к сырью для производства вязких дорожных битумов приведены в таблице 3.

     При использовании сырья марок СБ высшей категории возможно получение битумов марок БНД, сырья марок СБ - как правило, БН.

     Температурный режим окисления, составляет 180-240°С и подбирается в каждом конкретном случае. Снижение температуры окисления  ниже минимального предела приводит к уменьшению производительности, а превышение максимального предела - к ухудшению качества битумов и повышению пожаро- и взрывоопасности.

     Увеличение  скорости подачи воздуха повышает производительность установки, практически не оказывая влияния на качество битума.

     В процессе окисления необходимо контролировать температуру размягчения полупродукта, В конечной пробе перед подачей битума в приемные емкости определяют глубину проникания иглы при 25°С.

     Качество  всей партии готового битума контролируют по ГОСТ 22245-90

     Таблица 3

     Жидкие битумы чаще всего выпускают на нефтеперерабатывающих  заводах; хранят битумы классов СГ и  МГ в герметично закрытых емкостях, а класса МГО - в битумохранилищах закрытого типа.

     В исключительных случаях при отсутствии битумов промышленного производства жидкие битумы классов СГ и МГ могут  быть приготовлены разжижением вязких битумов марок БНД 40/60 или БНД 60/90 жидкими нефтепродуктами определенного  фракционного состава, регламентируемого ГОСТ 11955-82, и добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), обеспечивающих сцепление с поверхностью минеральных материалов. Для получения битумов класса СГ в качестве разжижителя может быть использован керосин технический по ОСТ 38.01408-86, битумов класса МГ - топливо дизельное летнее (Л) и зимнее (3), а также топливо дизельное арктическое (А) по ГОСТ 305-82. Необходимым условием для использования указанных продуктов является соответствие их фракционного состава требованиям ГОСТ 11955-82.

     Соотношение битума и разжижителя, а также оптимальное количество ПАВ устанавливают предварительно в лаборатории. Ориентировочное количество разжижителя для получения жидких битумов разных марок приведено в таблице 4.

     Таблица 4

     Жидкие  битумы готовят в отдельном битумном котле, оборудованном пароподогревом. Котел заполняют на 0,7 объема обезвоженным вязким битумом, нагретым до температуры 90-110°С; затем в вязкий битум при постоянном перемешивании вводят небольшими порциями холодный разжижитель и подогрев котла отключают. Перемешивание осуществляют циркуляцией смеси с помощью битумного насоса или другим способом до получения однородного материала.

     При введении в разжиженный битум  ПАВ следует руководствоваться  положениями пп. 2.22-2.25.

     Свойства  приготовленных разжиженных битумов  должны соответствовать требованиям ГОСТ 11955-82.

     Оборудование  для приготовления разжиженных  вяжущих с использованием разжижителей с температурой вспышки ниже температур приготовления вяжущих и смесей должно быть освидетельствовано и принято  органами Госпожнадзора, а на проведение работ должно быть получено разрешение.

     Разжиженные битумы, приготовленные на АБЗ, рекомендуется  использовать в течение 1-2 смен.

     В некоторых случаях путем разжижения могут быть получены битумы марок  БНД 130/200 и БНД 200/300. Для этого в  вязкие битумы БНД 40/60, БНД 60/90 или БНД 90/130 вводят разжижители, рекомендуемые для битумов класса СГ и МГ (см. табл.4), а также масла: каменноугольное в количестве 5-12% и сланцевое - 4-10%. Полученные битумы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 22245-90 на соответствующую марку.

     2.2. щебень и гравий.

     Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют щебень, получаемый дроблением массивных горных пород, гравия и  шлаков, отвечающий требованиям ГОСТ 8267-82, ГОСТ 10260-82 и гравий, соответствующий ГОСТ 8288-82. Кроме того, в асфальтобетонной смеси используют различные нестандартные местные каменные материалы, отвечающие требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Такими материалами могут быть отходы горнорудного производства, щебень из битумосодержащих пород и т.п.

     Основным  качественным показателем щебня  или гравия является прочность при  раздавливании в цилиндре. Прочность  применяемого щебня в соответствии с ГОСТ 9128-84 регламентируется в зависимости от марки, типа и вида асфальтобетонной смеси. Помимо высокопрочных горных пород, можно использовать для асфальтобетонной смеси малопрочный, как правило известняковый, щебень (марки 300-400), предварительно обработанный смесью битума с ПАВ анионного типа. Соотношение битума и ПАВ подбирается в каждом конкретном случае из условий достижения показателей свойств асфальтобетона, соответствующих требованиям стандарта, и колеблется в пределах 2:1 - 6:1. Общее количество смеси составляет 2-3% массы минерального материала в зависимости от его крупности и пористости.

     Зерна щебня должны быть кубовидной или  тетраэдральной формы. Щебень с зернами  игольчатой и лещадной формы обладает высокой дробимостью при уплотнении. Так как в асфальтобетонах  из смесей типов А и Б основную нагрузку несет щебень, содержание которого составляет до 65%, количество зерен игольчатой и лещадной формы в них ограничивается до 15 и 25% соответственно.

     Форма зерен оказывает значительное влияние  на сдвигоустойчивость асфальтобетона: чем меньше окатаны зерна щебня, тем выше сдвигоустойчивость. В связи с этим в асфальтобетонных смесях 1 марки, предназначенных для устройства покрытий на дорогах высоких категорий, не допускается применение недробленого гравия.

     Важным  свойством щебня, определяющим износостойкость  асфальтобетона, является его структура. Так, щебень из горных пород мелкозернистой кристаллической структуры обладает более высокой износостойкостью, что позволяет дольше сохранить шероховатость асфальтобетонных покрытий.

     Водо- и морозостойкость асфальтобетона во многом определяется сцеплением битума с поверхностью минерального материала, в том числе и щебня; лучшее сцепление наблюдается со щебнем из основных и ультраосновных изверженных горных пород и со щебнем из карбонатных осадочных пород.

     Однако  щебень из карбонатных горных пород отличается высокой степенью шлифуемости, поэтому при использовании его для верхних слоев покрытия необходимо предусмотреть специальные мероприятия по повышению сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги (поверхностную обработку, втапливание черного щебня из трудно шлифуемых горных пород и т.п.).

     2.3. Песок.

     При приготовлении асфальтобетонных смесей применяют пески природные и  дробленые, отвечающие требованиям  ГОСТ 8736-85, а также шлаковые по ГОСТ 3344-83.

     В качестве песка применяют также  материалы из отсевов дробления изверженных горных пород (ГОСТ 26193-84), осадочных горных пород (ГОСТ 26873-86), гравия и битумосодержащих пород, отвечающие требованиям нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

     Дробленые пески и материалы из отсевов дробления различаются содержанием зерен мельче 0,16 мм: в отсевах дробления таких зерен в 2-3 раза больше, чем в дробленом песке. Однако если отсевы дробления подвергнуть обогащению (мойке, сортировке и т.п.), то они могут отвечать требованиям стандарта к дробленым пескам.

     Качество  песка оказывает значительное влияние  на свойства асфальтобетона. Так, применение дробленого песка или материалов из отсевов дробления существенно  повышает сдвигоустойчивость покрытий.

     Кроме того, асфальтобетонные покрытия, устроенные с использованием дробленых песков или материалов из отсевов дробления изверженных горных пород, отличаются высокой и длительно сохраняющейся шероховатостью. В связи с этим в асфальтобетонных смесях типа Г, применяемых на дорогах высоких категорий, следует использовать только пески из изверженных горных пород.

     Вместе  с тем применение дробленых песков или отсевов дробления изверженных  горных пород (особенно в асфальтобетонных смесях типа Г) может привести к ухудшению  удобоукладываемости и уплотняемости смесей, снижению коэффициента водостойкости асфальтобетонов. Для улучшения технологических свойств таких смесей рекомендуется вводить в их состав до 30% природного песка, для повышения водостойкости асфальтобетонов - применять ПАВ, активированные минеральные порошки, гидратную известь, добавки дегтя и другие активаторы.

     2.4. Минеральный порошок.

     Для приготовления асфальтобетонных смесей используют активированные и неактивированные минеральные порошки (ГОСТ 16557-78), получаемые путем измельчения карбонатных горных пород - известняков, доломитов, доломитизированных известняков, известняков-ракушечников и др.

     Кроме того, в качестве минеральных порошков используют порошковые отходы промышленности: пыль уноса цементных заводов, золу уноса и золошлаковые смеси ТЭС, отходы асбошиферного производства, ферро пыль, флотохвосты и пр.

     Порошковые  отходы промышленности не должны содержать  загрязняющих примесей (строительный мусор, грунт и пр.). Показатели свойств  измельченных основных металлургических шлаков, зол уноса и золошлаковых смесей, а также пыли уноса цементных заводов должны отвечать требованиям ГОСТ 9128-74, показатели свойств других порошковых отходов - требованиям технических условий, утвержденных в установленном порядке.

     Необходимо  учитывать, что для многих порошковых отходов промышленности характерна чрезмерно высокая степень измельчения (удельная поверхность до 6-8 тыс. см на 1 г), что обусловливает повышенную пористость таких порошков и увеличение содержания битума в асфальтобетонных смесях.

     Таблица 5