Укладка асфальтобетонной смеси асфальтобетонной: Технологический процесс укладки смеси и уплотнения покрытий

Содержание

Технология укладки асфальтобетонных смесей при пониженных температурах воздуха

При производстве работ с использованием горячих асфальтобетонных смесей в интервале температур воздуха 5°С – 0°С соблюдают следующие требования:

  • толщина устраиваемого слоя должна быть не менее 4 см;
  • смеси должны быть с ПАВ, с активированными минеральными порошками или специальными добавками;
  • устраивать следует нижний слой двухслойного асфальтобетонного покрытия; верхний слой необходимо устраивать только с сохранением или обеспечением температуры нижнего слоя не менее 20 °С;
  • нижний слой асфальтобетонного покрытия следует устраивать из плотных асфальтобетонных смесей, если слой остается не перекрытым зимой или весной; верхний слой следует устраивать в сухую погоду при температуре окружающего воздуха не ниже 5 °С.

Основание, на которое укладывается асфальтобетонная смесь, принимается в установленном порядке, очищается от посторонних предметов, грязи и пыли. Перед укладкой смеси (за 1-6 ч) проводят обработку поверхности нижнего слоя битумной или битумно-полимерной эмульсией, жидким или вязким битумом.

В 1990 году Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом СОЮЗДОРНИИ были разработаны «Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий при пониженных положительных и отрицательных (до минус 100С) температурах воздуха.» Данные рекомендации были разработаны с учетом обеспечения требуемого качества работ. В основу такой технологии положены тепловая подготовка основания и интенсификация процесса уплотнения. Отражена методика назначения технологии, выбора типов и режима работы тепловых машин, асфальтоукладчиков и катков, а также изложены основные организационно-технические мероприятия по подготовке АБЗ, машин и объекта к строительству дорог в холодный период года. Данная технология прошла практическую проверку на объектах строительства покрытий в районах Западной Сибири, Башкирии, северо-западной и центральной частей России и Украины.

При отрицательных температурах воздуха применяются поверхностно-активные вещества и низкомолекулярные сополимеры, что позволяет увеличить резерв времени для эффективного уплотнения слоя. Транспортирование смесей от АБЗ к месту укладки осуществляется большегрузными автомобилями-самосвалами с обогреваемыми кузовами и наличием водонепроницаемого быстросъемного полога.

В настоящем документе использованы нормативные ссылки на следующие нормативно-технические документы:

  • СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги (Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85)
  • Методические рекомендации «По строительству асфальтобетонных покрытий при пониженных положительных и отрицательных (до минус 100С) температурах воздуха»

Технология Устройства Асфальтобетонного Покрытия, СНИП

Процесс укладки асфальтобетонного покрытия

СНИП устройство асфальтобетонного покрытия 3.06.03-85 вышел еще в 80-е года прошлого столетия. Но и сегодня большая часть этого документа остается актуальной.

В 2012 году выпущен новый свод правил под номером 78.13330.2012, который актуализировал упомянутый ранее документ под современные требования. Именно его мы и разберем в сегодняшней статье, чтобы узнать, что такое асфальтобетон и как его правильно нужно укладывать.

Содержание статьи

Общая информация

СНИП асфальтобетонные покрытия заменен на сегодня сводом правил

Одно из основных требований документа, чтобы при строительстве и восстановлении дорожных покрытий помимо требований самого свода правил учитывались и межгосударственные стандарты, предъявляемые к качеству дорожного полотна.

  • Помимо этого нужно принимать в расчет степень влияния проводимых работ на состояние окружающей среды. Также принимаются меры по охраны природы от загрязнения. Должен быть соблюден некий баланс, не позволяющий нанести природе излишний вред, не допускается изменение экологических и геологических условий.
  • Повреждение растительного покрова почвы допускается только в непосредственном месте проведения работ.
  • Все повреждения, которые все же были нанесены окружающей природе при проведении строительных и ремонтных мероприятий, должны устраняться перед сдачей объекта в эксплуатацию.

Дорога стелется, лес зеленеет

  • Площадки, на которых осуществляется складирование материалов минерального происхождения на территории асфальтных заводов, у смесительных установок и различных баз, должны оборудоваться твердым основанием с возможностью водоотвода, что позволит избежать размывания материала дождями.
  • Работа по укладке асфальтобетонного покрытия может начинаться только на специально подготовленном земляном полотне, которое должно быть чистым, ровным и непромерзшим.

Подготовка земляного полотна

  • Каждый слой асфальта укладывается только после проведения разбивочных работ по закреплению бровок и высотных отметок.

Интересно знать! Вся разбивка осуществляется в установленном порядке и с использованием специальных геодезических инструментов.

  • Укладка асфальта в холодное время года разрешается только на земляное полотно, которое было полностью подготовлено до наступления отрицательных температур. Исключением является только строительство в условиях вечной мерзлоты.

Интересно знать! Перед укладкой асфальтобетонной смеси, земляное полотно должно быть очищено от снега и льда. Во время снегопада и метелей все работы приостанавливаются.

Технология устройства асфальтобетонного покрытия также подразумевает работу в зимнее время

  • Состав укладываемых смесей подбирается согласно нормативным документам, их регламентирующих.
  • Используемый геотекстиль должен соответствовать классу, указанному в проекте.
  • Входной контроль всех строительных материалов производится согласно своду правил 48.13330.
  • По мере укладки дорожного полотна (не реже 100 метров) выполняется операционный контроль. Он подразумевает слежение за: высотными отметками по оси дороги, толщиной неуплотненного материала по оси, шириной полотна, ровностью и поперечным уклоном.

Как выполняется организация дорожных работ

Технология устройства асфальтобетонной смеси – дворовая территория

Помимо свода правил организация мероприятий по укладке асфальтобетонного покрытия должна соответствовать проекту на объект, проекту организации строительства и проекту производства работ.

  • Все подготовительные мероприятия следует проводить в установленные сроки и по очередности, установленной технической документацией.
  • Если дорога имеет одноуровневое пересечение с железнодорожными путями, то устройство последних выполняется в первую очередь – вот такой каламбурчик.
  • При строительстве временных дорог, в случае если проект предусматривает применение ГМ (геотекстильных материалов), нужно использовать армирующие рулонные геосинтетические изделия и геоматериалы

Подготовка

Технологическая карта устройства асфальтобетонного покрытия – геодезическая разбивка

Свод правил 126.13330 определяет объем и состав разбивочной геодезической основы.

  • В первую очередь выполняется расчистка площади под будущее полотно. Если работа производится в условиях вечной мерзлоты, то зачистка от кустарника и леса может производиться на ширину дороги только в зимнее время года.

Вырубка просеки для будущей дороги

  • Нарушение растительного слоя в пределах полосы отвода не допускается, ровно как и корчевание пней «в задел».
  • Если выполняется строительство дороги, спроектированной по принципу эксплуатации в основе полотна из оттаивающих грунтов, то расчистка полосы может производиться в любое время года.
  • Если под дорогу будет делаться насыпь не менее 150 сантиметров, то в основании допускается оставлять пни высотой до 10 сантиметров.
  • Земляные работы могут начинаться только после полного удаления с площадки отходов расчистки.

Устройство асфальтобетонных покрытий – погрузка отходов расчистки

  • Перед разработкой грунтовых карьеров осуществляются мероприятия по закреплению границ отведенного под это участка.
  • Когда все подготовительные работы будут закончены, земли от временного отвода рекультивируются согласно проекту, и передаются пользователям.

Устройство земляного полотна

Создание земляной насыпи

Следующим этапом является создание земляного полотна, соответствующего всем нормативным требованиям.

  • Процесс устройства земляного полотна прерываться не должен. Допускаются перерывы только в местах расположения различных искусственных сооружений, на участках с особыми условиями по грунту и участках сосредоточенных работ.
  • Обычно земляное полотно делается с некоторым заделом, который определяется проектным бюро. Исключения могут составлять работы, проводимые на территориях сельхоз и промышленных предприятий.

Процесс создания земляного полотна

  • Земляное полотно всегда должно достигать проектного уровня. Его поверхность и откосы должны быть спланированы. Обеспечивается работа водоотводных систем и укрепление откосов.
  • Насыпи их пылеватых и глинистых тяжелых грунтов, высота которых превышает 3 метра, завершаются за год до укладки дорожной одежды из цементо- и асфальтобетона.

Это были общие положения, касаемые подготовки земляного полотна. Теперь перечислим производимые при этом мероприятия.

  • Начинается все с разбивки. При этом выносятся в натуру и закрепляются все плюсовые точки, пикеты, главные и промежуточные точки кривых, вершины углов на поворотах. У высоких насыпей и глубоких выемок (более 3-х метров) ставятся дополнительные реперы.

Грунтовой репер

  • Разбивка всех контуров выемок, насыпей, и других сооружений выполняется от знаков реперов и пикетов не реже чем через 10-20 метров на кривых участках и 50 – на прямых. Делается это непосредственно перед выполнением определенной технической операции.
  • Проект устанавливает толщину снятия плодородного слоя грунта. Делается это по всей поверхности, которую займет земляное полотно. Складывается он в специально отведенных местах, либо вдоль полосы.

Дорожную насыпь подмыло дождем – система водоотведения не справилась с нагрузкой

  • Перед тем как начинаются работы по устройству земляного полотна необходимо завершить все мероприятия по устройству систем перехватывающих и отводящих воду.

Схема водоотводного сооружения

  • Также до начала устройства насыпей делают дренажи и прокладывают различные коммуникационные линии.
  • Если в пределах полосы имеются комья и камни, диаметр которых превышает 75% от толщины насыпи, то их предварительно необходимо удалить.
  • Основание выравнивается. Если грунт плотный и недренирующий, то необходимо сделать поперечный уклон – односкатный иди двускатный.
  • Любые местные понижения (ямы, котлованы) засыпаются тем же недренирующим грунтом с последующим его уплотнением, чтобы в этих местах не могла скапливаться вода.

Уплотнение основания

  • Уплотнять основание нужно непосредственно перед устройством вышележащего слоя. Если глубина под уплотнение превышает толщину слоя, то излишки снимаются и перемещаются на другую захватку. После уплотнения грунт возвращается на место и тоже уплотняется до требуемого состояния.
  • Когда выполняется расширение уже существующей насыпи (реконструкция дороги) высотой более 1 метра, на ее откосах делаются уступы, ширина которых достигает 2-х метров. Для более низких насыпей производится рыхление существующих откосов.

Разработка насыпей, выемок и создание основания

Устройство насыпи

Этим вопросам в тексте документа посвящен огромный раздел, разбитый на множество глав, каждая и которых предусматривает работы в разных условиях, на разных типах грунта и с применением разных материалов и технологий для основания. Естественно, мы не в состоянии обозреть все это, поэтому в качестве примера возьмем лишь основные требования и пункты, чтобы процесс был хоть как-то понятен.

Итак:

  • Разработка выемок и резервов начинается с пониженных мест на рельефе.
  • Перед данными мероприятиями на склонах круче 1:3 или в тех местах, где вероятны оползни, предварительно необходимо установить специальные защитные устройства, которые обычно предусматриваются проектом.
  • В одном слое насыпи допускается применение лишь одинаковых видов грунта. Исключение могут составить только случаи, предусмотренные проектной документацией.
  • Соединение разных видов грунта выполняется по принципу выклинивания.
  • Отсыпка грунта начинается с краев и движется к середине, на всю ширину земляного полотна.
  • Последующая подсыпка с краев не разрешается.

Работа крупной техники

  • В целях уплотнения грунта с краев полотна, если не предусматривается проводить таковое специальными средствами, можно отсыпать слой, который на 30-50 сантиметров будет превышать проектные границы насыпи.
  • Лишний грунт убирается при планировке откосов, когда создание насыпи уже завершено. Использоваться он может для рекультивации земель, создания съездов и досыпки обочин.
  • Грунт насыпается слоями, каждый из которых уплотняется с сохранением проектного продольного уклона. Перед тем, как слой будет уплотняться он должен быть спланирован так, чтобы образовался односкатный или двускатный уклон к бровкам полотна. Уровень уклона составляет 20-40%.
  • После уплотнения плотность грунта должна соответствовать требованиям СП 34.13330
  • Обычно уплотнение грунта выполняется тяжелыми катками, но в условиях недостаточности пространства для их прохода допускается применять установки, вибрационного, ударного и виброударного принципа действия.

На фото – работа с вибрационной установкой

Интересно знать! Применение трамбующих плит на расстоянии 3 метра от искусственных сооружений, а также высоты засыпки над проходящей под ней трубой менее 2 метров, не допускается.

  • Уплотняемый грунт должен быть оптимально влажным. Выбор самого рационального способа уплотнения осуществляется на месте путем пробного уплотнения.
  • Если грунт не имеет оптимальной влажности, количество проходов катка по нему увеличивается. Если же влажность не достигает значений, указанных в следующей таблице, его предварительно увлажняют.

Уровень влажности грунтов разного типа

  • Если уплотнять предстоит грунт, влажность которого выше установленных оптимальных значений, то его предварительно следует просушить естественным способом. Для этого его рыхлят, боронуют и прочее.
  • Также в такой грунт добавляют песок, малосвязной грунт, шлаки, неактивные золы, а также применяют прослойки из геосинтетических материалов.

Нормирование неактивных добавок

  • Для просушки грунта предусматривается и введение активных добавок: золы уноса, извести, гипса, цемента.
  • Нужное количество данных добавок указано в следующей таблице.

Нормирование количества извести и золы уноса

  • Если выполняется уплотнение просадочных и полупросадочных грунтов, то применяются методы трамбования с последующей укаткой слоев.

Работы по укреплению земельного полотна

Процесс планировки откосов насыпи

По отделочным работам в документе имеются следующие требования:

  • Укрепление обочин и их планировка выполняется следом за устройством дорожной одежды. На время проведения работ ликвидируются все временные съезды.
  • Канавы и кюветы укрепляются сразу, по мере устройства.
  • Откосы у насыпей высотой от 6 метров и выемок такой же глубины нужно выполнять сразу, как только сооружаются их отдельные ярусы.
  • Все работы по укреплению регламентированы, разработанными специально проектами. Все технологические регламенты утверждаются только в установленном порядке.
  • Для укрепления могут использоваться следующие методы: посев травы, использование железобетонных блоков, сооружение монолитных конструкций, применение геоматов, георешеток и геокомпозитов.

Технологическая карта на укрепление откосов содержит полный перечень действий

Устройство основания и покрытия из асфальтобетона

Основание под асфальтобетонное полотно может содержать дополнительные слои, предназначенные для защиты от морозов, дренажа и прочего. За описанием данных требований можете обратиться непосредственно к тексту документа, разделы 8, 9, 10 и 11. Мы же переходим к укладке дорожной одежды.

Устройство тротуаров из асфальтобетона

Приготовление смесей

Инструкция на приготовление асфальта

Асфальтобетонные смеси готовятся на соответствующих заводах, на установках непрерывного и периодического действия.

  • В качестве вяжущего вещества применяется битум. После нагрева до рабочей температуры, он должен быть использован в течение 5 часов. Если технологический процесс подразумевает более длительное хранение, то температуру жидкого битума снижают до 60 градусов, а вязкого – до 80. В таком виде они хранятся до 12 часов.
  • ГОСТ Р 52056 нормирует транспортировку и хранение полимерно-битумных вяжущих (ПБВ).
  • Температура компонентов, из которых готовится асфальтобетонная смесь (песок, щебень, вяжущее), а также готовой смеси, указывается в следующей таблице.

Температурные показателей компонентов смеси

  • Технические данные асфальтобетонной установки определяют время на перемешивание холодных и горячих смесей. Для большей точности перед работой выполняются пробные замесы.
  • Готовая асфальтобетонная смесь выгружается либо в накопительный бункер, либо непосредственно в самосвал. Выгрузка производится в условиях, в которых расслоение смеси будет минимальным.
  • Время нахождения смеси в бункере не должно превышать 2 часа и ограничивается минимальной температурой смеси.
  • Асфальтобетонная смесь может транспортироваться только в самосвалах и асфальтовозах, которые оборудованы водонепроницаемыми пологами, которые можно быстро снять.

Асфальтовоз в виде полуприцепа

  • Днища кузовов автомобилей, во избежание прилипания смеси, должны смазываться, но только веществами, не влияющими на качество асфальта.
  • Продолжительность транспортировки напрямую зависит от температурных показателей смеси, указанных в таблице выше.
  • ГОСТ 31015 устанавливает температурные показатели щебеночно-мастичных смесей асфальтобетона.
  • Литая горячая смесь должна транспортироваться в специальных машинах, которые оборудованы термосами, внутри которых установлены устройства принудительного перемешивания.

Как производится укладка асфальтобетона

Устройство выравнивающего слоя из асфальтобетонной смеси

Видео в этой статье покажет, как происходит укладка дорожной одежды из асфальтобетона.

Мы же назовем самые важные моменты, которые должны быть учтены работниками.

  • Весной и летом асфальтобетонные покрытия допускается настилать при температуре воздуха не ниже +5 градусов по Цельсию. Осенью этот показатель вырастает до +10.
  • Под асфальтобетон укладывается прослойка из геосинтетических материалов. Толщина слоя асфальта на таком основании не должна быть меньше 5 сантиметров.
  • Производить работу при температуре воздуха от 0 до +5 градусов допускается только при соблюдении следующих условий:
  1. Толщина слоя составляет 4 сантиметра и выше;
  2. В состав смеси вводятся специальные добавки, ПАВ или активированные минеральные порошки;
  3. Устраивается двухслойное покрытие, причем при укладке верхнего, температура нижнего должна поддерживаться на уровне +20 градусов;
  • Нижний слой покрытия делается из плотных асфальтобетонных смесей. Верхний слой укладывается при температуре не менее +5 градусов.

Устройство шва стыка в асфальтобетонном покрытии

  • Максимальный срок укладки холодных асфальтобетонных смесей составляет 15 календарных дней, до начала осенних дождей – понятие размытое, наверное, поэтому мы так часто видим работу и в это время.
  • Перед укладкой верхнего слоя покрытия, нижнее, за 1-6 часов до проведения работ, должно быть обработано грунтовочным слоем битумной или битумно-полимерной эмульсии, вязким битумом, разогретым до нужной температуры или жидким битумом.
  • Укладка смеси производится при помощи асфальтоукладчика, который оборудован системой, задающей необходимую высоту и уклон слоя.

Устройство выравнивающего слоя из асфальтобетона – работа асфальтоукладчика

  • Укладка выполняется на всю ширину либо полосами – во втором случае образуются продольные швы на покрытии.
  • В тех местах, где асфальтоукладчик пройти не может, применяется ручной способ укладки смеси.
  • Работающий асфальтоукладчик ориентирует настройки высоты и уклона по копирной струне либо по лазерному лучу.

Система нивелирования для асфальтоукладчика

  • Копирная струна устанавливается на специальные кронштейны в стойках, которые расставляются с шагом не более 8 метров.
  • Настройка автоматики асфальтоукладчика осуществляется согласно инструкции завода-изготовителя.
  • Если асфальтобетонные смеси укладываются асфальтоукладчиком, то высота слоя делается на 10-15% больше проектного значения. Этот параметр при работе вручную или с помощь автогрейдера, который разрешается использовать при укладке нижнего слоя покрытия, составляет 25-30%.

Укладка автогрейдером допускается в исключительных случаях

  • Если выполняется укладка холодной смеси на асфальтоукладчике с неактивными органами уплотнения (это же касается укладки вручную и автогрейдером), то толщина неуплотненного слоя должна на 60-70% превышать проектную отметку.
  • Если укладка ведется смежными полосами при работе сразу нескольких асфальтоукладчиков, то вальцы катка не должна доставать до линии сопряжения 10 сантиметров.
  • Катки должны идти на минимальном расстоянии следом за асфальтоукладчиками. Не допускается их резкое торможение и обратный ход.

Внимание! Катки должны постоянно двигаться. Остановка на незастывшем слое запрещена, иначе просадки будут неизбежны.

Уплотнение асфальтобетона

  • Поперечные линии соединения полос должны быть строго перпендикулярны оси дороги.
  • Когда рабочая смена заканчивается, край полотна вертикально обрубается по шнуру. При возобновлении процесса его нужно разогреть либо облить битумной эмульсией.
  • Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси уплотняются гладковальцовыми катками массой от 8 до 11 тонн – линейная нагрузка от таковых составляет 22-30 кг/см2.
  • Работают катки в статическом режиме, хотя дополнительная вибрация допускается, но при условии, что не будет дробиться щебень.
  • Если на покрытии обнаруживаются дефекты (раковины, участки с малым содержанием битума) их необходимо вырубить, после чего края смазываются битумом, место наполняется свежей смесью и уплотняется.

Документ, который мы сегодня рассматриваем, содержит еще описание многих технологических этапов, на которые у нас просто не остается места. Вся эта информация предназначается для профессионалов, но лишние знания никому и никогда не повредят – может, вы будете контролировать действия рабочих, которых нанимаете для укладки дороги куда-нибудь в частный сектор, или своими руками захотите сделать свой двор или отмостку к дому.

Конечно, устройство отмостки из асфальтобетона – процесс менее технологичный, чем устройство дорожного полотна, но они имеют много общего.

Устройство асфальтобетонной отмостки

Цельное дорожное полотно не является единственным видом покрытия из этого материала. Если вам необходимо заасфальтировать двор или тротуар, то можно рассмотреть вот такую плитку.

Плитка — асфальтобетонное покрытие

О том, как укладывается асфальтобетонная плитка, расскажет прикрепленное к статье видео. Мы же с вами прощаемся, надеемся, вам не было скучно!

Теплый асфальтобетон в дорожном строительстве – Основные средства

Вопрос масштабной реконструкции дорог в нашей стране остается открытым. В России меньше половины федеральных автотрасс соответствует установленным требованиям. Причина – многолетнее ограничение финансирования дорожной отрасли, которое накладывается на устаревшие технологии, изношенный парк техники и отсутствие квалифицированных кадров. При возрастающей нагрузке на автодороги и ежегодном ужесточении требований строить по старинке уже не получится.

Крупные российские дорожно-строительные компании не только поддерживают парк техники на современном уровне, но и активно занимаются самостоятельными исследованиями, а также внедрением новых технологий. Среди них, например, и использование присадок к битумам, и применение геосинтетических материалов. Без введения новинок в производство сейчас не обойтись также и при строительстве мостовых конструкций. У нас с успехом применяются современные способы продления срока их службы. Надо отметить, что внедрение инноваций, как правило, ведет к удорожанию проекта. Но если подрядчик будет заключать комплексный договор и на реконструкцию, и на обслуживание, а также должен будет за свой счет устранять дефекты покрытия в течение длительного гарантийного периода (именно такой законопроект находится сейчас на рассмотрении в Госдуме), то новые технологии в итоге оправдают себя – межремонтный период значительно увеличится.

Одно из перспективных направлений сегодня – применение теплых асфальтобетонных смесей. Теплые асфальтобетоны (ТАБ) – это общий термин, охватывающий множество технологий, позволяющих производить, транспортировать, укладывать и уплотнять асфальтобетонные смеси при более низких, чем предусмотрено для обычных (горячих) смесей, температурах. Данный метод позволяет снизить степень старения материала, увеличить срок службы дорожной одежды в среднем на 2–3 года. Остывание теплой смеси происходит медленнее, что позволяет выйти за пределы обычного сезона и продолжать работы при температуре окружающего воздуха до –5 °С и ниже. Кроме того, исследования специалистов показали, что такая укладка характеризуется меньшей степенью загрязнения окружающей среды. Понижение температуры смеси на 25 °С уменьшает выделение вредных веществ более чем на 70%.

Асфальтовый завод также потребляет меньше энергии и производит меньше выбросов в атмосферу. Битум меньше окисляется, продлевается общий срок его службы. Современные технологии для ТАБ были разработаны в 1998–99 гг. в Германии и Норвегии. Международная строительная индустрия быстро восприняла идею производства и укладки асфальта с пониженной температурой. К концу 2012 г. примерно 77 млн. т теплого асфальтобетона было успешно произведено и уложено в США, что составляет примерно 25% от их общего объема. Значительные объемы были уложены в Европе, особенно во Франции, Голландии и Германии. В Азиатско-Тихоокеанском регионе лидером по внедрению теплого асфальта оказался Китай.

Казалось бы, ничего особенного в такой инновации нет, так как речь идет всего лишь о понижении температуры смеси. Однако США только за счет этого нововведения планируют сэкономить на дорогах к 2020 г. до $3,6 млрд. Европейские стандарты для битумных смесей не ограничивают возможностей использования ТАБ. Они регламентируют только максимальные температуры конкретных смесей. Минимальную температуру укладки смеси должен заявлять сам производитель. Российский ГОСТ 9128 2009 года делит смеси на горячие и холодные по вязкости битума и температуре (соответственно выше или ниже 120 °С). Учитывая, что характерная температура для теплой смеси – 100–130 °С, она может относиться к обеим категориям. В мире существуют десятки различных способов получения теплого асфальтобетона. Самый распространенный в России вариант – это внести добавки в связующее вещество (битум) для понижения его вязкости при температуре выше 90 °С. Нужно учесть, что необходимо тщательно подбирать добавку, которая подойдет лучше всего для конкретного объекта. Температура ее плавления должна быть выше, чем максимально возможная температура асфальтобетона при эксплуатации, иначе может возникнуть остаточная деформация.

Свойства добавки не должны способствовать растрескиванию материала при низких температурах. Органические добавки – это обычно синтетические парафины или амиды жирных кислот. Они могут добавляться как прямо в смесь, так и в битум. Синтетические парафины по свойствам отличаются от собственных парафинов с низкой температурой плавления, которые содержатся в битуме и могут негативно влиять на качество смеси. Другой вид добавок – это поверхностно-активные вещества, которые уменьшают силы трения между наполнителем и связующим. Обычно добавки позволяют снизить температуру смеси на 20–40 °С, а также улучшают сопротивление деформациям.

На первый взгляд никакой сложности в применении этой технологии нет – достаточно высыпать необходимое количество гранул или влить жидкость в бункер со связующим, в зависимости от того, в каком виде выпускается добавка. К недостаткам данного метода необходимо отнести высокие переменные затраты, так как необходимо постоянное приобретение дорогостоящих компонентов. При работе с добавками могут возникнуть сложности с поддержанием нестандартного температурного режима, так как большинство АБЗ настроены на горячие смеси. Для смешивания добавок с битумом тоже не предусмотрено специальных режимов работы. Этот процесс может занять немалое время. Добавки изменяют физические свойства смеси, поэтому может потребоваться корректировка ее рецептуры.

Наиболее известная в России комплексная присадка Evotherm (производитель – MeadWestvaco, США) позволяет снизить рабочие температуры производства и укладки асфальтобетонных смесей, улучшить обволакиваемость щебенок битумом, а также повысить удобство укладки смеси, улучшить адгезию битума к каменному материалу. Смесь с добвалением Evotherm становится более податливой к уплотнению дорожными катками. В состав этой присадки входят продукты конденсации полиаминов жирных кислот. Evotherm в количестве 0,2–0,5% (по массе) может добавляться к битуму как на стадии предварительной подготовки вяжущего в рабочей емкости, так и непосредственно в линию подачи к смесителю АБЗ. Добавка пригодна для любых типов смесей, в том числе приготавливаемых с применением модифицированных битумов. Она совместима с силикатами и известняками, а также эффективно работает при добавлении асфальтобетонной крошки, полученной при переработке старого покрытия. Из особенностей смесей с добавкой Evotherm можно отметить высокую обволакиваемость щебенок и частиц песка, снижение расхода топлива на подготовку материалов и выбросов дыма почти вдвое, а также лучшую уплотняемость по сравнению с обычными смесями.

Другой путь для снижения вязкости битумов – это механическое вспенивание. При инжекции небольшого количества холодной воды (менее 2% по массе) в горячий битум она мгновенно превращается в пар. Объем битума при этом временно увеличивается, и он лучше обволакивает инертный материал. Данная технология получила наиболее широкое распространение в США, где около 90% теплых смесей получают именно этим способом. Дополнительные затраты на покупку дополнительного оборудования полностью оправдывают себя при больших объемах работ. Существует несколько производителей оборудования для вспенивания битума.

Американская компания Stansteel со 100-летним опытом производства асфальтовых заводов разработала систему Accu-Shear, которая позволяет добавлять в смесь до четырех компонентов, включая воду. Она состоит из блока смешивания, который включает миксер с большим сдвиговым усилием, блока подачи воды, который обеспечивает давление в 70 атм., электрического блока и блока управления. Такая система может быть установлена на заводы различных типов любых производителей.

Система AQUABlack от компании Maxam (США) проста в установке и также подходит для большинства АБЗ. «Сердцем» системы является вспенивающая пушка. Ее специальные форсунки предназначены для обеспечения равномерного проникновения воды в битум в виде микропузырьков, так чтобы пена была как можно более стабильной и сохранялась во время перемешивания, перевозки и укладки. Пушка врезается прямо в подающий трубопровод и не требует текущего технического обслуживания.

Для производства теплых асфальтобетонов американская компания Astec предлагает компактную высокоэффективную систему Double Barrel Green System. В мире продано уже более 500 таких установок. В комплект входит сам коллектор Green System, в котором происходит образование пены, и сушильно-смесительный агрегат Double Barrel, хорошо зарекомендовавший себя, в нем также воплощены самые передовые технологии. Double Barrel обеспечивает однородность смеси за счет сочетания последовательного и принудительного смешивания. Процесс происходит без доступа кислорода, который вызывает окисление, и битум дольше сохраняется. Пары углеводорода из зоны смешивания подаются в зону пламени горелки. По желанию заказчика комплекс может быть изготовлен в стационарном, полумобильном или мобильном варианте. Установка Green System – компактный агрегат с самоочищающимися форсунками для воды. Для замены или обслуживания форсунок не требуется разборки, это можно сделать, не снимая крышки коллектора. Камеры, где происходит образование пены, не имеют подвижных частей. Как показывает практика, на вспененном битуме можно также производить и укладывать щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) с температурой на 15–30 °С ниже обычной. При этом отмечается улучшение пластичности и физико-механических свойств ЩМА и уменьшаются потери при перевозке смеси от АБЗ до участка укладки.

Компания Gencor (США), которая также занимается производством АБЗ более 100 лет, разработала простой метод вспенивания с использованием энергии потоков. Установка Ultrafoam GX2 может генерировать пену без смешивающего устройства только за счет раздельного регулирования расхода воды и битума. В результате указанные потоки, сильно различающиеся по температуре и скорости, находятся в тесном контакте, что позволяет эффективно использовать энергию их смешивания. В процессе производства вспененного битума небольшое количество воды (от 1,25 до 2% по массе) впрыскивается в центр битумного потока.

Конструкция системы включает подпружиненный клапан, который открывается, когда давление воды за клапаном возрастает. С внешней части форсунки, расположенной по центру, находится специально разработанная мембрана, которая обеспечивает направление и скорость потока битума при постоянном давлении. Не менее важно, что поток битума направляется прямо к точке впрыска воды. Преимущества такой конструкции: вода смешивается с битумом в точной пропорции в непрерывном режиме, нет потерь давления, генерируются пузырьки одного размера. Функция реверсивной работы насоса позволяет эффективно очищать магистрали при необходимости. Система подогрева насоса предохраняет его от замораживания при низких температурах.

Производство теплого асфальтобетона в последнее время получило широкое распространение и в скандинавских странах. Компактная установка Amofoam для вспенивания битума – разработка финской компании Amomatic OY. Установка включает водяной насос высокого давления и «реактор» для смешивания небольшого количества воды с потоком битума, движущегося из резервуара к мешалке смесителя. Распыленный водяной пар формирует битумную пену с пониженной вязкостью и улучшенными характеристиками обволакивания минеральных материалов, позволяющими понизить температуру при смешивании и укладке.

Amomatic OY обладает большим опытом производства асфальтовых заводов циклического типа производительностью от 160 до 300 т/ч. Продукция компании поставляется в основном в Россию. Особенностью данного бренда является модульный принцип конструкции. Монтаж модулей значительно ускорен за счет оригинальных конструкторских решений и простых соединений. Полный цикл монтажа и пусконаладки такого завода требует меньше недели. Модуль Amofoam может быть легко подключен к уже работающему АБЗ и интегрирован в систему управления асфальтовым заводом Amocontrol.

Теплые асфальтобетонные смеси идеально вписываются в «зеленый» тренд, который охватил уже почти весь мир. Существует мнение, что через несколько лет ТБА полностью вытеснит с рынка традиционный горячий асфальтобетон. Так это или нет, покажет время. Несмотря на успех технологии механического вспенивания в США, рынок добавок, которые могут изменять свойства асфальтобетона, вероятнее всего, будет развиваться опережающими темпами, так как исследования в этой области имеют неограниченный потенциал. Для российских условий необходимы собственные технологии, которые бы учитывали особенности нашего климата. Не исключено, что в ближайшем будущем фактор сезонности при строительстве дорог благодаря теплым смесям будет сведен к минимуму, что станет способствовать ускорению реконструкции дорог, в котором так нуждается Россия.

Технология укладки асфальта (асфальтобетона)

Технология укладки асфальта (асфальтобетона)

Наверх

Асфальтовые и асфальтобетонные покрытия необходимы на многих объектах и территориях. Заказ на укладку асфальта или асфальтобетона приходит в компанию АБЗ Линт от различных клиентов: государственных организаций, частных застройщиков и фирм.

По методу устройства полотна различают горячее и холодное асфальтирование. Каждая технология укладки асфальта имеет свои преимущества и недостатки.

Профессиональное устройство асфальтовых покрытий требует больших вложений. Помимо квалифицированного подхода понадобится специальная техника (катки, самосвалы, и пр.), привлечения опытных специалистов.

Основными этапами устройства асфальтовых и асфальтобетонных покрытий являются:

  • Создание условий для оптимально качественного проведения работ.
  • Подбор материалов подходящих по стоимости, качеству, техническим свойствам.
  • Подготовка основания полотна.
  • Укладка асфальтобетона с соблюдением сроков и качества.

Технологии укладки асфальта сильно различаются между собой в зависимости от сорта и типа смеси.

Основные этапы укладки асфальта:

  • Размягчение асфальтовой смеси при высоких температурах (на асфальтобетонном заводе или в специальном устройстве около объекта строительства).
  • Равномерное распределение на поверхности и разравнивание посредством спецтехники.
  • Застывание асфальтового состава.

Подготовка к укладке начинается с удаления части грунта, после чего производится уплотнение под основу. На сыпучих грунтах добавляют вспомогательные вещества, востребованными являются битум или цемент. Они служат для укрепления основания под дорожное полотно. Обычно удаляют большой слой почвы вплоть до суглинка, чтобы создать нормальную рабочую поверхность. Для этого используют бульдозеры.

Грейдерами разравнивается поверхность основания, которое необходимо для укладки асфальтобетона. Подстилающий слой наносится поверх, он состоит из песка с высокой степенью фильтрации. Поверх устраиваются слои щебня или гравия, это допускает практически каждая технология укладки асфальта, они придают всему покрытию прочности. Актуальны также смеси щебня и песка. Сначала укладывается слой из крупного щебня, затем из мелкого камня и песка. Каждый слой потребует утрамбовки, заливается отдельно горячим битумом.

Заключительный слой состоит из асфальтовой или асфальтобетонной смеси. В них обычно используется минеральный порошок, песок, щебень и битум. Для устройства верхнего слоя применяют спецтехнику – асфальтобетоноукладчик. Он может быть легким или тяжелым, гусеничным или колесным.

Возврат к списку

Укладка асфальтобетонной смеси вручную — Строительные СНИПы, ГОСТы, сметы, ЕНиР,

Главная > Укладка асфальтобетонной смеси вручную

ЕНиР

§ Е17-34. Укладка асфальтобетонной смеси вручную

УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НОРМ

Нормы предусматривают укладку как обычных асфальтобетонных смесей, так и асфальтобетонных смесей с повышенным содержанием щебня для образования шероховатой поверхности.
Розлив битума для обработки основания не предусмотрен и должен нормироваться дополнительно по § Е17-5.

Состав работы

1. Установка упорных брусьев и закрепление их костылями.
2. Очистка основания от загрязнения в процессе укладки смеси.
3. Укладка и разравнивание смеси по очищенному основанию с приёмом смеси из автомобилей-самосвалов.
4. Очистка кузовов автомобилей-самосвалов от остатков смеси.
5. Обрубка краев свежеуложенной смеси со смазкой мест примыкания битуминозными материалами.
6. Заделка раковин и устранение дефектов.
7. Трамбование мест, не доступных укатке, с проверкой профиля рейкой и обработкой мест спайки.
8 Разборка упорных брусьев с переноской их на расстояние до 50 м к новому месту установки.
9. Разогревание инструментов в жаровне с обслуживанием ее.

Таблица 1

Состав рабочих

Профессия и разряд рабочихСостояние укладываемой смеси
холодноегорячее
Асфальтобетонщики:
5 разр. 11
4  «11
3  «45
2  «12
1  «11

Таблица 2

Нормы времени и расценки на 100 м² покрытия

Толщина слоя, мм
Смесь20304050
Нормы времени

Расценки

Нормы времени

Расценки

Нормы времени

Расценки

Нормы времени

Расценки

Холодная2,7

1-93

3,2

2-29

1
Горячаякрупно- и среднезернистая4,3

3-04

5

3-54

5,8

4-10

2
Горячаямелкозернистый песчаный асфальт и грунтоасфальт4,6

3-25

5,8

4-10

7

4-95

3
абвг

Асфальтобетонное покрытие – Ремонт Асфальта

«Ремонт Асфальта» отвечает за качество асфальтобетона, которое предоставляет, а для того чтобы вы могли проконтролировать, так ли это, мы предлагаем узнать об этом типе дорожного покрытия детально. Для начала нужно знать, что асфальтобетонное покрытие является искусственным строительным материалом, его производят методом уплотнения определенным образом подобранной смеси. В ее состав входит асфальтобетон и минвещества – щебень, песок, минеральный порошок и битум.
Состав и применение

В состав асфальтобетона входят:
• Щебень/гравий, песок (он может быть природным или измельченным) и тонкодисперсионный минеральный порошок.
• Битум – это органический материал, который имеет вяжущие свойства.
Все компоненты перемешивают в прогретом состоянии. Асфальтобетон используют в строительстве дорог и аэродромов, на промышленных площадках.
Типы
Если отталкиваться от типа минерального покрытия, то асфальтобетонное покрытие может быть:
• щебеночным;
• гравийным;
• песчаным.
Подразделение на виды относительно температур смесей: горячие и холодные. Горячие укладывают, имея температуру от +110 градусов (если меньше, они теряют свои технические характеристики, что сказывается на качестве дорожного покрытия). Холодные можно укладывать при значительно меньших температурах – от +5.
Также асфальтобетонные смеси могут быть крупно, мелкозернистыми или песчаными. Горячие имеют важную характеристику – пористость, относительно нее они бывают высокоплотными, плотными, пористыми и высокопористыми.

Устройство асфальтобетонного покрытия.
Для того чтобы покрытие из асфальтобетона прослужило долго, важно уделить ключевое внимание его основанию. Основное требование к нему – твердость и надежность. По технологии необходимо трехслойное основание, которое включает в свой состав песок, крупный и мелкий щебень. Толщина каждого зависит от предполагаемой нагрузки на покрытие и варьируется от 5 до 30 см. Надежное скрепление покрытия с основанием обеспечивает проливка битумом перед укладкой асфальтобетонной смеси.
Что касается толщины укладки асфальтобетона, то в однослойном типе она составляет от 3 до 6 см. Каждый следующий слой, если он необходим, имеет такую же толщину. Количество слоев зависит от нагрузки на покрытие. В нижние слои укладывают асфальтобетон, который характеризуется пористостью. Верхний слой, то есть тот, по которому будет производиться перемещение транспортных средств и пешеходов, есть самым важным. Ключевым требованием к нему является обеспечение качественного сцепления. Характеристики: ровность, прочность, шероховатость и пластичность под воздействием высоких температур.
После укладки каждого слоя необходимо осуществлять его уплотнение, и чем лучше оно будет проведено, тем выше будет качество асфальтобетонного покрытия. Также важно знать, что при высоких температурах смеси уплотнение проходит легче.
Если вы стремитесь получить идеальное асфальтобетонное покрытие, то обращайтесь в ООО «Ремонт Асфальта» – не прогадаете.

Температура укладки асфальта | roadtm.com

Трудности при устройстве верхних слоев покрытия в ходе укладки и уплотнения горячей смеси возникают по причине множества различных факторов:

— большого количества различных типов асфальтобетонных смесей и входящих в его состав различных по своей структуре (физико-химическим характеристикам) минеральных и органических материалов;

— огромного разнообразия при выборе строительной техники;

— степени квалификации компании-производителя работ;

— текущего состояния дорожной одежды (основания и земляного полотна) – в первую очередь климатических (разница между условиями полярного Севера Норильска и Сочинскими субтропиками очевидна) грунтово-гидрологических (болота Ленинградской области и скальные грунты Карачаево-Черкесии), условий объекта текущего ремонта/строительства, а также сезона в течение, которого и проводятся ремонтные работы (качество работ, проведенных в летний период будет выше, чем в осенний период).

Основная задача – устройство как можно более долговечного покрытия с заданными дорожно-эксплуатационными характеристиками. Это достигается путем соблюдения необходимого температурного режима и определенного количества проходов катка в процессе укладки и уплотнения.

Распределенная асфальтобетонная смесь (далее АБС) достаточно быстро остывает. Продолжительность остывания зависит от текущей температуры, погодных условий и толщины слоя (чем он тоньше, тем выше скорость остывания), поэтому начинать процесс уплотнения необходимо как можно быстрее.

Для обеспечения необходимого температурного режима при уплотнении АБС настоятельно рекомендуем осуществлять процесс уплотнения при следующих температурах:

Увеличение содержания щебня и применение более вязких битумов может привести к увеличению жесткости смеси, она становится менее удобоукладываемой. В таком случае температуры начального и окончательного этапов уплотнения смещаются большую сторону.

Бесконтактные пирометры

  1. Главная
  2. Блог
  3. Заметки
  4. Температура укладки асфальта

Асфальтобетон - обзор

6.6.2 Нестабильность

Асфальтобетонные покрытия по своей природе неоднородны и демонстрируют нестабильность (несовместимость), которая может иметь серьезные последствия для механических свойств дорожной асфальтовой смеси (Masad et al., 2009). Градиенты свойств наиболее сильны по толщине слоев асфальтобетона. Основными источниками неоднородности (и нестабильности) являются (i) старение и (ii) изменение температурного профиля (Dave et al. , 2010). Таким образом, термин долгосрочной стабильности относится к долговечности асфальта не только в его первоначальном виде, но и в виде цементов для асфальтовых покрытий. После применения асфальта в качестве асфальта для мощения он подвергается воздействию экстремальных условий окружающей среды: (i) высоких температур, особенно в южных регионах США, (ii) отрицательных температур, особенно в северных штатах США. , (iii) атмосферное излучение и (iv) механическое напряжение.Следовательно, необходимо учитывать потенциальные реологические проблемы, а также химические аспекты.

Асфальтены и полярные ароматические углеводороды играют фундаментальную роль в определении механических и реологических свойств битумов (индекса пенетрации (PI) и кинематической вязкости в зависимости от времени и температуры старения). Другие важные свойства асфальта, такие как коэффициент температурной восприимчивости и характеризующий фактор, зависели от количества асфальтенов и полярных ароматических углеводородов.Процедура отделения 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 во время эксплуатации. Этот фактор вызывает увеличение вязкости асфальта и повышение устойчивости. Кроме того, долговечность асфальта является основным фактором, влияющим на экономику асфальта при его усадке.Системы асфальтовых дорог представляют собой наиболее очевидную и, возможно, самую важную область, в которой наблюдаются характеристики асфальта. Затвердевание, которое происходит в асфальте в условиях эксплуатации, долгое время считалось лучшим показателем его экономической ценности.

Состав асфальта в значительной степени зависит от сырой нефти, из которой он был получен, и обычно основан на качественном определении четырех общих фракций, обнаруженных во всех асфальтах (Speight, 1992a, 2014). Каждая фракция значительно отличается по цвету, плотности и содержанию ароматического углерода.Таким образом, асфальт, отвечающий заданным характеристикам, представляет собой смесь этих количеств.

Асфальтеновые составляющие выделяются в виде фракции, которая нерастворима в низкомолекулярных парафиновых растворителях, таких как n -пентан или n -гептан, но растворима 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 не растворимы во всех растворителях, растворяющих асфальтены и карбены.

Что касается окисления и начала нестабильности, то 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 отношении включения полярного кислорода, который может влиять на молекулярную массу. Таким образом, изменение характера асфальта может быть не столько из-за окислительной деструкции, сколько из-за включения 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 производству низкосортного асфальта, в котором фазовое разделение окисленного асфальтена, возможно, уже произошло, или, если оно произойдет в продукте, результатом может быть разрушение дорожного покрытия из-за ослабления прочности. асфальт-агрегатные взаимодействия.

Хотя это не определено как свойство стабильности асфальта (поскольку оно измеряет снижение пенетрации и пластичности, а также увеличение вязкости), когда тонкий слой подвергается воздействию тепла и воздуха, образуется тонкая пленка, которая будет способствовать образованию кислородсодержащих продуктов полимеризации. .Это, в свою очередь, уменьшит проникновение асфальта (повысит его твердость), снизит его пластичность (сделает его более хрупким или менее эластичным) и увеличит его вязкость. Воздействие тепла и кислорода на устойчивый асфальт будет гораздо меньше. Существует прямая связь между результатами этого теста и изменениями исходных свойств асфальта во время транспортировки, хранения и использования.

Поскольку асфальт с некоторым правом считается коллоидной системой, природа этой системы будет определять реологические свойства асфальта, определяемые его пенетрацией, температурой размягчения, пластичностью и вязкостью при заданных температурах.На этом этапе стоит рассмотреть подход, применяемый к нестабильности / несовместимости тяжелых остаточных видов 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 асфальтеновых компонентов 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 эксплуатации в течение нескольких дней. чрезмерно высоких температур и / или трения автомобильных шин; (ii) окисление из-за постоянного контакта с воздухом; (iii) УФ-облучение при длительном воздействии солнечного света; и (iv) добавление парафинового разбавителя.В каждом случае изменяется химический состав и затрагивается ароматичность, вызывая нарушение равновесия коллоидной системы (Moschopedis and Speight, 1973, 1975, 1977, 1978; Speight, 1992a, b, 2014).

В результате частицы асфальтена лишаются своих обволакивающих слоев, которые ранее непрерывно сливались с последующими слоями. Система мицелл становится прерывистой, а ядра асфальтенов склонны к агломерации. Такой процесс приводит к нестабильности асфальта, что, возможно, приводит к фазовому разделению асфальтенов от асфальта, что приводит к потере взаимодействия асфальт-вяжущее.Результат - разрушение дорожного покрытия.

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

logpen = AT + K

В этом уравнении A - это наклон температурной чувствительности по отношению к логарифму проникновения. Путем экстраполяции на температуру размягчения получается проникновение приблизительно 800. Наклон A может быть получен путем измерения глубины проникновения при двух различных температурах или по соотношению глубины проникновения и температуры точки размягчения.

PI можно получить следующим образом:

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

A PI, превышающий +2, будет указывать на гелевую структуру с эластичными свойствами и тиксотропную природу, тогда как PI ниже -2 укажет на структуру золя с ньютоновскими свойствами, тогда как асфальт, демонстрирующий удовлетворительные реологические свойства, должен иметь PI от +1 до - 1. После начальной деформации с определенной упругостью должны преобладать ньютоновские свойства с пропорциональностью между скоростью деформации и приложенным напряжением.Кривые над этими областями указывают на гелеобразный асфальт, а кривые под этими участками обозначают асфальт с зольной структурой.

Присутствие асфальта, осажденного пропаном, в асфальтовой смеси улучшает свойства устойчивости таких смесей из-за как реологической, так и химической природы асфальта, осажденного пропаном. Улучшенные свойства стабильности таких смесей можно увидеть по уменьшению различий в вязкости, проникновении и пластичности после воздействия повышенных температур и кислорода (например,г., в ТФОТ).

Благоприятное влияние асфальта, осажденного пропаном, ограничено их пропорциями - например, до 35% (об. / Об.) Осажденного пропаном асфальта в смесях с вакуумным остатком может быть верхним пределом, в зависимости от характер остатков в вакууме, а также характер и пропорции других компонентов, таких как, например, экстракты смазочного масла, которые иногда используются в таких смесях (Ishai et al., 1988).

Это указывает на то, что долговременная стабильность асфальта связана с основными реологическими и физико-химическими характеристиками исходного, а также выдержанного образца асфальта различного состава.Также считается (Ishai et al., 1988), что понимание взаимосвязи этих характеристик со свойствами асфальта (асфальтобетонного покрытия) позволяет прогнозировать характеристики долговечности асфальта в полевых условиях, а также прогнозировать другие соответствующие свойства (Mohammed and Eweed, 2012). В этом случае на стабильность указывают индексы старения: отношения вязкости и температуры размягчения, а также процент остаточного проникновения до и после воздействия TFOT (Por, 1992).

Наконец, последствия загрязнения остатка частиц во время перегонки или остатка висбрекинга (также называемого смолой висбрекинга ) (Speight, 2014, 2015b) могут иметь серьезные последствия для эксплуатационных характеристик асфальта. Если для производства асфальта используется загрязненный твердыми частицами остаток или смола висбрекинга, в результате получается асфальт плохого качества (более подходящий в качестве асфальта для стоянок), который будет стоить гораздо ниже, чем дорожное покрытие хорошего качества (без частиц). асфальт.

Уплотнение асфальтовых покрытий из горячего асфальта: Часть I

Единственным наиболее важным фактором, влияющим на долгосрочную долговечность покрытия из горячего асфальта (HMA), является плотность смеси, которая достигается подрядчиком во время строительства . Плотность материала определяется как вес материала, занимающего определенный объем пространства. Процесс уплотнения вызывает сжатие асфальтобетонной смеси и уменьшение ее объема. По мере увеличения плотности горячего асфальтового материала содержание воздушных пустот в смеси уменьшается (они обратно пропорциональны друг другу).Правильно спроектированная смесь HMA должна иметь содержание воздушных пустот в диапазоне от 3% до 5%.

Если уплотненная горячая асфальтовая смесь имеет высокое содержание воздушных пустот (более 8%), смесь не будет работать так же хорошо при движении. Точно так же, если уплотненная асфальтовая смесь имеет низкое содержание воздушных пустот (менее 3%), смесь будет подвержена остаточной деформации или колейности, а также деформации под воздействием транспортных нагрузок. Таким образом, для того, чтобы смесь функционировала должным образом, подрядчик должен иметь возможность уплотнять смесь до желаемого уровня плотности или содержания воздушных пустот.

Плотность асфальтобетонной смеси определяет ее прочность. Все следующие факторы связаны с содержанием воздушных пустот в горячем асфальтовом материале: усталостная долговечность; остаточная деформация; окисление; повреждение от влаги; искажение; и распад.

По мере того, как воздушные пустоты в горячей асфальтовой смеси уменьшаются, усталостная долговечность или количество повторений нагрузки до разрушения этой смеси увеличивается. Испытания показали, что уменьшение содержания воздушных пустот в данной асфальтобетонной смеси с 8% до 5% может удвоить усталостную долговечность дорожного покрытия.Таким образом, для данной толщины HMA как части конструкции дорожного покрытия способность смеси выдерживать нагрузку может быть значительно увеличена, когда смесь уплотняется до более низкого содержания воздушных пустот.

Поиск и устранение неисправностей

Степень остаточной деформации или колейности, которая возникает под нагрузкой в ​​горячем асфальтовом материале, также напрямую связана с содержанием воздушных пустот в смеси. По мере того как содержание воздушных пустот уменьшается, количество колейности, которое может возникнуть в этой смеси, также уменьшается.При правильной конструкции смеси хорошо уплотненная смесь не будет покидать колеи под действием транспортных нагрузок. Если конструкция смеси в каком-либо аспекте несовершенна, надлежащее уплотнение смеси все же может значительно уменьшить количество колейности и поперечных искажений, которые будут возникать при повторяющихся приложениях нагрузки. Если, однако, содержание воздушных пустот в смеси уменьшается до менее 3%, это может привести к увеличению скорости образования колейности смеси.

Со временем асфальто-цементное вяжущее в асфальтобетонной смеси окисляется и становится более хрупким.Этот процесс окисления или старения приводит к уменьшению пенетрации и увеличению вязкости асфальтового цемента. Скорость окисления напрямую связана с содержанием воздуха в смеси. Чем ниже содержание воздушных пустот, тем менее быстро горячий асфальтовый материал будет стареть и становиться более жестким.

Повреждение или снятие влаги происходит, когда вода может попасть в смесь и под повторяющимся движением транспорта пробивается между асфальтовым покрытием на заполнителе и поверхностью заполнителя.Степень повреждения влагой в первую очередь связана с характеристиками заполнителя, используемого в смеси, но также напрямую связана с содержанием воздушных пустот в смеси. По мере того, как содержание воздушных пустот в смеси уменьшается, количество повреждений, наносимых влагой, также уменьшается. Действительно, смесь, которая может плохо отслаиваться при содержании воздушных пустот 8%, может не пострадать от влаги, если она может быть уплотнена до содержания воздушных пустот ниже 4%.

Искажение или толчок - это смещение смеси, обычно в продольном направлении, под действием движения.Искажение в первую очередь связано с дизайном и свойствами смеси, но также связано с содержанием воздушных пустот. Для данной смеси уменьшение содержания воздушных пустот во время строительства уменьшит количество искажений, которым смесь будет подвергаться при воздействии транспортных нагрузок, особенно при остановках или поворотах. Увеличение плотности смеси (уменьшение содержания воздушных пустот) увеличит внутреннюю стабильность и прочность смеси и может значительно снизить степень деформации, возникающей под нагрузкой.

Распад или растрескивание напрямую связаны с содержанием воздушных пустот в смеси. Если смесь должным образом уплотнена (до содержания воздушных пустот 8% или менее), она, как правило, не рассыпается при правильном содержании асфальта. Однако, если та же смесь уплотняется до высокого содержания воздушных пустот, под воздействием транспортных нагрузок может произойти сильное расслоение. По мере того как содержание воздушных пустот в смеси уменьшается, количество растекания также будет уменьшаться.

Асфальтобетонная смесь должна быть полностью уплотнена, прежде чем она остынет до температуры около 175 F.При температурах выше этого значения смесь обычно еще достаточно теплая, чтобы оборудование для уплотнения могло переориентировать частицы заполнителя в их наиболее плотную конфигурацию. Однако ниже этой температуры смесь, как правило, слишком густая, чтобы значительно увеличивать ее плотность при продолжении прокатки, хотя следы от валков часто можно удалить ниже этой предельной температуры уплотнения. Поэтому смесь необходимо уплотнять, пока она еще горячая. Пять факторов напрямую влияют на скорость охлаждения асфальтобетонной смеси, когда этот материал кладется поверх другого существующего слоя конструкции дорожного покрытия.Эти переменные: температура воздуха; базовая температура; температура укладки смеси; толщина слоя; и скорость ветра.

При прочих равных условиях, при повышении температуры окружающего воздуха время, доступное для уплотнения, также увеличивается. Смесь потребуется больше времени, чтобы остыть до предельной температуры 175 F в теплый день, чем в прохладный. Повышение температуры воздуха позволяет оборудованию для уплотнения достичь желаемого уровня плотности смеси.

Более важной, чем температура воздуха, в скорости охлаждения горячей асфальтовой смеси является температура поверхности слоя, на который укладывается новая смесь.Хорошо известно, что тепло в слое асфальтобетона теряется в двух направлениях. Поверхность смеси охлаждается по мере передачи тепла воздуху. Нижняя часть смеси также охлаждается, поскольку тепло передается нижележащему основному материалу. Смесь охлаждается вниз в основание быстрее, чем вверх в окружающий воздух.

Базовая температура - температура слоя, на который укладывается новая асфальтобетонная смесь - на самом деле более важна, чем температура воздуха при определении времени, доступного для уплотнения.Повышение базовой температуры дает больше времени для уплотнения.

По мере увеличения температуры смеси, выходящей из-под стяжки, время, доступное для уплотнения, также увеличивается. Смесь, помещенная при температуре 300 F, для данной толщины подъема и других факторов окружающей среды, потребует больше времени для охлаждения до предельной температуры 175 F, чем та же смесь, помещенная при температуре 250 F.

Толщина критически важна для скорости охлаждения

Вероятно, наиболее важным фактором в скорости охлаждения асфальтобетонной смеси является толщина укладываемого и уплотняемого слоя.По мере увеличения толщины слоя время, доступное для уплотнения, также увеличивается. Для 3-дюймовой модели требуется значительно больше времени. толстый слой горячей асфальтовой смеси для охлаждения до предельной температуры 175 F, чем для 1 дюйм. слой остыть до той же температуры. Время охлаждения не прямо пропорционально толщине подъема, но геометрически пропорционально. Например, в день при 40 F при той же температуре основания, 3 дюйма. Толстому слою HMA, помещенному при температуре 250 F, потребуется 19 минут для охлаждения от температуры укладки до температуры отсечки 175 F.В тот же день 40 F, с той же базовой температурой и для той же температуры укладки смеси 250 F, 1 дюйм. толстый слой HMA остынет до температуры отсечки всего за 3 минуты.

Тонкий слой асфальтобетонной смеси остывает быстрее при сильном ветре, чем при слабом ветре или его отсутствии. Ветер оказывает гораздо большее влияние на поверхность смеси, чем на различных глубинах в слое HMA. Сильный ветер может вызвать настолько быстрое охлаждение поверхности, что образуется корка.Эта корка должна быть разрушена роликами до завершения процесса уплотнения. Чем выше скорость ветра, тем меньше времени остается на уплотнение, при прочих равных условиях.

Диксон и Корлью опубликовали набор кривых охлаждения для асфальтобетонных смесей. Эти кривые показывают количество времени, доступное для уплотнения при различных комбинациях условий. Кривые воспроизводятся в Разделе Шестой Части Третьей Руководства по укладке горячего асфальта, доступного в Национальной ассоциации асфальтовых покрытий.Для ввода графиков используются три переменные: температура укладки смеси, базовая температура (которая считается равной температуре воздуха) и толщина уплотненного слоя.

Можно ли положить асфальт поверх бетона?

Помните, когда вы были молоды, вы спросили своего учителя: «Могу я пойти в туалет?» Скорее всего, вы получили ответ: «Не знаю. Ты можешь?" Мы довольно рано узнаем, что «может» - непростое слово. Когда меня часто спрашивают: «Можно ли положить асфальт на бетон?» Я всегда говорю, что простой ответ: «Да.«Фактически, километры бетонных дорог вымощены асфальтом каждый год, и бетон может быть отличным, стабильным материалом основы для асфальтового покрытия. Но ... укладывать асфальт на бетон - не всегда лучший вариант. Если вы думаете, стоит ли укладывать асфальт на существующее бетонное покрытие, примите во внимание следующие факторы:

Бетон расширяется и сжимается.

В отличие от асфальта бетонное покрытие имеет компенсационные швы.Эти швы представляют собой области, предназначенные для того, чтобы бетон мог сдвигаться, чтобы стабильно снимать любые напряжения на поверхности. Важно отметить, что даже с применением мер по армированию, если вы вымощите асфальт поверх бетона, асфальт, скорее всего, в конечном итоге потрескается в местах стыков. Эти трещины не являются следствием разрушения дорожного покрытия, но они будут присутствовать и потребуют немедленного внимания, чтобы не превратиться в более серьезные повреждения.

Бетон может быть нестабильным.

Бетон затвердевает сам по себе, чем бы он ни был залит. По этой причине иногда бетонируют неустойчивое основание. В этом случае плиты могут со временем смещаться и поворачиваться, так как бетон трескается в деформационных швах. При укладке асфальта поверх бетона необходимо следить за тем, чтобы основание было устойчивым и бетонные плиты не перекосились.

Подставка должна быть компактной

При бетонном покрытии уплотнение основания не является стандартной процедурой, поэтому невозможно узнать, что находится под бетоном, пока он не откопан.Основание может быть компактным, но вполне вероятно, что земля под бетонным покрытием сместилась или провалилась. Если вы положите асфальт на сдвигающийся бетон, в новом асфальте появятся трещины. Один из способов судить - увидеть, нет ли на вашем бетонном покрытии трещин и нет ли наклона плит. Если бетон находится в хорошем состоянии, асфальтовое покрытие будет работать на нем так же или лучше, чем на других основаниях.

Как укладывать асфальт на бетон

Если вы решили укладывать асфальт на бетонное покрытие, ваш подрядчик по асфальтированию должен предпринять следующие ключевые шаги:

  • Создайте основу равномерной толщины, если ее нет
  • Очистите и измельчите (измельчите) бетон, чтобы обеспечить хорошее сцепление нового асфальтового покрытия с бетоном
  • Уложить тротуарную ткань поверх бетонных компенсаторов
  • Используйте подходящий клей и горячую асфальтовую смесь

DC Construction Services обладает знаниями, опытом и знаниями для укладки и обслуживания вашего асфальтового покрытия, чтобы обеспечить его целостность и долговечность.Если вы планируете укладывать асфальтовое покрытие на бетонное покрытие, защитите свои вложения и обратитесь к партнеру по укладке дорожного покрытия, которому вы можете доверять. Свяжитесь с командой DCC.

Восстановленный асфальтобетон - Руководство пользователя - Асфальтобетон (холодная переработка) - Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве тротуаров

ПЕРЕРАБОТАННЫЙ АСФАЛЬТ Руководство пользователя

Асфальтобетон (холодная переработка)

ВВЕДЕНИЕ

Восстановленное асфальтовое покрытие (РАП) можно использовать в качестве заполнителя при холодном ресайклинге асфальтовых смесей одним из двух способов.Первый метод (рециркуляция установки холодной смеси) включает процесс, в котором РАП объединяется с новым эмульгированным или вспененным асфальтом и рециркулирующим или омолаживающим агентом, возможно, также с первичным заполнителем, и смешивается на центральном заводе или передвижном заводе для производства холодной смеси. базовые смеси. (1) Второй, более распространенный метод включает процесс, в котором асфальтовое покрытие перерабатывается на месте (процесс холодной рециркуляции на месте (CIPR)), где RAP комбинируется без нагрева и с новым эмульгированным или вспененным асфальт и / или рециклирующий или омолаживающий агент, возможно, также с первичным заполнителем, и смешанные на участке дорожного покрытия либо на частичной, либо на полной глубине, чтобы получить новый конечный продукт холодной смеси. (2) В большинстве штатов холодная рециркуляция на месте используется в сочетании с наложением горячей смеси или стружкодроблением.

РЕГИСТРАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Документально подтвержденная эффективность проектов по переработке смесей для холодных заводов не является широко доступной. Согласно обзору всех государственных транспортных агентств в 1994 году, по крайней мере, 32 штата использовали или используют RAP при холодной рециклинге асфальтовых покрытий. (3) Хотя, по имеющимся сведениям, в этих штатах практикуется холодный ресайклинг, отсутствуют данные, позволяющие определить, используется ли рециркуляция смесей для холодных установок, CIPR или и то, и другое.По всей вероятности, CIPR, вероятно, используется чаще, особенно на дорогах с небольшой интенсивностью движения, где транспортные расходы на производственные площадки, вероятно, будут выше.

Штаты, которые, по-видимому, имеют наибольший опыт использования методов CIPR, включают Калифорнию, Индиану, Канзас, Нью-Мексико, Орегон и Пенсильванию. Характеристики проектов CIPR в Индиане были описаны как структурно сопоставимые с характеристиками холодных смесей, в которых использовались обычные заполнители и асфальтовые эмульсии. (4) Свыше 800 км полос (500 миль полос) дорог в Нью-Мексико были успешно переработаны с использованием CIPR, и обширный опыт переработки в Калифорнии и Пенсильвании также был очень многообещающим. (5) В период с 1984 по 1989 год в Орегоне было около 672 км (420 миль) дорог с низкой интенсивностью движения, которые подвергались холодной переработке на месте, и более 75 процентов этих проектов были оценены как удовлетворительные или более высокие. (6) Эффективность восьми проектов CIPR, расположенных по всей Пенсильвании, считалась хорошей или удовлетворительной при условии, что поверх переработанной холодной смеси был нанесен двойной герметизирующий слой. (7)

Исследования эффективности показывают, что CIPR замедляет или устраняет возникновение отражающих трещин в результате воздействия окружающей среды, в зависимости от глубины обработки и глубины трещины. (8) Неправильное нанесение эмульсии может привести к высокому остаточному содержанию асфальта (ведущему к промывке), а чрезмерная обработка может привести к высокому содержанию мелких частиц (что приведет к образованию колейности из-за низкой стабильности).

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛА

Переработка смесей для холодных заводов

Требования к переработке для переработки холодной смеси аналогичны требованиям для переработанной горячей смеси.Переработанный асфальт необходимо переработать в гранулированный материал перед использованием в холодных смесях. Типичная установка РАП состоит из дробилки, грохотов, конвейеров и штабелеукладчиков.

Холодная переработка на месте

CIPR (как и горячая рециркуляция на месте (HIPR)) требует автономной непрерывной работы линии, которая включает рыхление или скарификацию, обработку (сортировку и сортировку / дробление), смешивание измельченного RAP и добавление жидкости. омолаживающие.Специальные продукты на основе асфальта, такие как катионные, анионные и модифицированные полимером эмульсии, омолаживающие и рециклирующие агенты, были разработаны специально для процессов CIPR. Эти углеводородные материалы иногда, но не всегда, используются для смягчения или снижения вязкости остаточного битумного вяжущего в RAP-материале, чтобы он был совместим с вновь добавленным вяжущим.

ИНЖЕНЕРНЫЕ СВОЙСТВА

Некоторые из технических свойств RAP, которые представляют особый интерес, когда RAP используется в приложениях с холодным ресайклингом, включают его градацию, содержание асфальта, а также проницаемость и вязкость асфальтового вяжущего.

Градация : Совокупная градация обработанного RAP несколько более тонкая, чем у первичного заполнителя. Это происходит из-за механической деградации во время снятия и обработки асфальтового покрытия. Заполнители с RAP обычно могут удовлетворять требованиям ASTM D692 для крупного заполнителя и ASTM D1073 для мелкого заполнителя. (9,10)

Содержание асфальта : Содержание асфальта в большинстве старых покрытий будет составлять приблизительно от 3 до 7 процентов по весу и от 10 до 20 процентов по объему покрытия.Из-за окислительного старения асфальтовый цемент затвердел и, следовательно, стал более вязким и имеет более низкие значения пенетрации, чем первичный асфальтовый цемент.

Проницаемость и вязкость : В зависимости от количества времени, в течение которого исходное покрытие находилось в эксплуатации, восстановленное связующее RAP может иметь значения пенетрации от 10 до 80 и значения абсолютной вязкости при 60 ° C (140 ° F) в диапазоне от до от 2000 пуазов до 50 000 или больше. (11)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Для удовлетворения технических требований к использованию в асфальтобетонных покрытиях, подвергнутых холодному ресайклингу, обычно необходимо омолаживать или дополнять асфальтовое вяжущее в RAP для снижения вязкости и / или увеличения пенетрации.Это достигается добавлением одного или нескольких рециклирующих агентов, состоящих из эмульгированного или вспененного асфальта и / или омолаживающего агента. Также может быть добавлен некоторый дополнительный заполнитель для регулирования градации смеси или содержания воздушных пустот.

Переработка смесей для холодных заводов

Смешанный дизайн

Технические характеристики и конструкция установки для холодной переработки асфальтовых покрытий указаны в стандарте ASTM D4215. (12) Смеси холодных растений могут быть плотного и открытого сорта.Асфальтовые смеси, укладываемые холодным способом, можно использовать для укладки поверхности, основания или основания.

Несмотря на то, что не существует общепринятых методов проектирования смесей для холодного ресайклинга, Институт асфальта рекомендует и большинству агентств использовать вариант метода расчета смеси Маршалла. (13) Общие процедуры включают определение градации заполнителя и содержания асфальта в обработанном RAP, определение процентного содержания (если есть) нового заполнителя, который должен быть добавлен, расчет объединенного заполнителя в повторно используемой смеси, выбор типа и класс нового асфальта, определение потребности в асфальте для комбинированного заполнителя, оценка процента нового асфальта, необходимого в смеси, и корректировка содержания асфальта с помощью полевых испытаний смеси. (14)

Процент потребности в асфальте для комбинированных заполнителей можно определить с помощью формулы, которая учитывает различные фракции сит комбинированного RAP и первичного заполнителя. Эти фракции по размеру включают процент, оставшийся на сите 2,36 мм (№ 8), процент между ситами 2,36 мм (№ 8) и 0,075 мм (№ 200) и процент, проходящий через сито 0,075 мм (№ 200). кипятка сито. Процент нового асфальта - это разница между процентным содержанием асфальта и процентным содержанием асфальта, содержащегося в RAP. (1) Используя определенное содержание асфальта, образцы Маршалла могут быть приготовлены с различным процентным содержанием эмульсии для определения оптимального содержания асфальта на основе применимых критериев стабильности и наличия воздушных пустот.

Конструктивное проектирование

Руководство AASHTO Design Guide (15) применимо к переработанным холодным дорожным смесям. Хотя не существует общепринятых значений коэффициента структурного слоя для холодной асфальтовой смеси, общепризнано, что холодная асфальтовая смесь не является структурным эквивалентом горячей асфальтовой смеси, но превосходит грунтовые слои из гравия или щебня.Холодная асфальтобетонная смесь обычно не рекомендуется для использования в качестве изнашиваемой поверхности, а только в качестве слоя основы из-за как структурных соображений, так и соображений долговечности. Структурная способность переработанной холодной смеси может считаться такой же, как у обычных холодных материалов для дорожного покрытия. (16)

Хотя большинство агентств не опубликовали значения коэффициента структурного слоя для обычных или переработанных холодных смесей, значение коэффициента слоя от 0,25 до 0,35 для основания, стабилизированного асфальтом, считается в пределах разумного диапазона.Министерство транспорта Пенсильвании присвоило коэффициент структурного слоя 0,30 для основы, стабилизированной битумным заполнителем, (7) , которая представляет собой обычную холодную смесь.

Холодная переработка на месте

Смешанный дизайн

Институт асфальта рекомендовал модифицированную процедуру типа смеси Маршалла для разработки смесей CIPR. (13) Такая конструкция первоначально включает в себя получение образцов предполагаемого покрытия для определения градации заполнителя, содержания асфальта, а также проницаемости и вязкости асфальтового вяжущего.Образцы Маршалла готовятся с различным процентным содержанием эмульсии, что первоначально определяется путем расчета потребности в асфальте на основе градации заполнителя и вычитания процентного содержания асфальта в RAP. (16) Оптимальное содержание асфальта может быть определено с помощью анализа стабильности и воздушных пустот с целевыми воздушными пустотами в диапазоне от 8 до 10 процентов, либо образцы могут быть оценены с использованием косвенного испытания на прочность на разрыв или модуля упругости. (17)

Недавно было показано, что добавление чистых заполнителей (от 20 до 25 процентов) в процессе CIPR приводит к меньшему количеству пустот и, как следствие, меньшему смыванию и повышению стабильности. (14) Количество рециркулирующего агента (нового асфальта или модифицирующего масла) также оказывает значительное влияние на поведение смеси, при этом идеальный диапазон рециркулирующего агента составляет от 2 до 3 процентов от веса сухого RAP. (18)

Конструктивное проектирование

CIPR обычно применяется для восстановления тротуаров, поврежденных на глубине от 100 до 150 мм (от 4 до 6 дюймов). Он может обрабатывать участок дорожного покрытия в более плохом состоянии и с большим количеством трещин, чем HIPR, при условии, что участок дорожного покрытия (при переработке) структурно прочен и имеет надлежащий дренаж.

Руководство по проектированию AASHTO (15) рекомендуется для расчета толщины битумных смесей, повторно используемых в холодных условиях на месте. Поскольку практически нет различий в составе и структурных свойствах переработанной холодной смеси и материалов для дорожного покрытия, переработанных на месте, диапазон коэффициентов структурного слоя, рекомендуемый для переработанных холодных смесей (от 0,25 до 0,35), также применим для холодного ввода размещать переработанные смеси. Смеси CIPR не рекомендуется использовать в качестве изнашиваемой поверхности.

ПРОЦЕДУРА СТРОИТЕЛЬСТВА

Переработка холодных смесей

Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

РАП производится на фрезерном, рыхлительном, дробильном, дробильном или измельчающем оборудовании. Чтобы гарантировать, что конечный продукт с RAP будет работать так, как задумано, следует провести инспекцию входящего RAP и отбраковку загрязненных грузов (избыточный гранулированный материал, обработка поверхности, герметик для швов и т. Д.).В некоторых юрисдикциях также требуется, чтобы ПДП из конкретного проекта не смешивался или смешивался с ПДП из других проектов.

После обработки с RAP можно обращаться и хранить как обычный заполнитель. Однако из-за различий в ПДП по сравнению с первичными агрегатами многие агентства не разрешают смешивать ПДП из разных проектов в объединенных запасах. Институт асфальта рекомендует ограничивать высоту складов RAP до 3 метров (10 футов), чтобы предотвратить агломерацию частиц RAP. (19)

Опыт доказал, что конические отвалы предпочтительнее горизонтальных и не вызывают повторного агломерации или застывания RAP в больших штабелях. RAP имеет тенденцию к образованию корки (из-за солнечного / теплового воздействия солнца) на первых 200-250 мм (от 8 до 12 дюймов) глубины сваи как для конических, так и для горизонтальных отвалов. Эта корка, как правило, способствует оттоку воды, но ее легко разрушить фронтальным погрузчиком, и она может помочь предотвратить агломерацию остальной части сваи.RAP имеет тенденцию удерживать воду, а не стекать со временем, как отвал заполнителя. Поэтому низкие, горизонтальные и плоские отвалы подвержены большему накоплению влаги, чем высокие конические отвалы. Нет ничего необычного в том, что содержание влаги в RAP в диапазоне от 7 до 8 процентов во время сезона дождей на предприятиях, использующих методы низко-горизонтального складирования. (20)

Склады из

RAP обычно оставляют открытыми, потому что покрытие брезентом может вызвать конденсацию под брезентом и добавить влагу в склады RAP.По этой причине запасы RAP либо остаются открытыми, либо RAP хранится в открытом здании, но под крышей. (20)

При наличии большого количества RAP из разных источников рекомендуется хранить запасы отдельно и идентифицировать по источникам. Стабильный РАП из «композитной» или «смешанной» кучи может быть получен с использованием операции дробления и просеивания и повторной обработки запасов из различных источников. Подъемно-транспортное оборудование, такое как фронтальные погрузчики и бульдозеры, не должно перемещаться непосредственно по отвалу.Это может привести к агломерации, из-за чего погрузчику будет очень сложно обрабатывать RAP.

Смешивание, укладка и уплотнение

Требования к переработке RAP для рециркуляции холодной смеси аналогичны требованиям к переработанной горячей смеси, за исключением того, что классифицированный продукт RAP включается в смеси для холодной асфальтовой укладки в качестве заменителя заполнителя. РАП смешивается с новым заполнителем и эмульгированным или вспененным асфальтом либо на центральной, либо на мобильной установке. Затем смесь укладывается как обычная холодная асфальтовая смесь.Снятие или фрезерование дорожного покрытия производится самоходной вращающейся барабанной станкой холодного строгания с переносом РАП на самосвалы для вывоза с рабочей площадки. Асфальт с холодной смесью обычно укладывается на дороги с небольшой интенсивностью движения с интенсивностью движения менее 3000 автомобилей в день и покрывается либо двойной обработкой поверхности, либо поверхностью износа горячей смесью. (21)

Рециркуляция холодных заводских смесей может быть осуществлена ​​либо путем перевозки RAP на центральное место обработки, где он измельчается, просеивается и смешивается с рециркуляционным агентом на центральной смесительной установке, либо RAP может быть переработан на месте проекта и подготовлен в мобильной смесительной установке, которая была доставлена ​​на строительную площадку.В любом случае обычно используется смесительная установка pugmill. (24)

Переработанный холодный материал можно обычно укладывать с помощью обычного асфальтоукладчика при условии, что влажность смешивания можно надлежащим образом контролировать до уровня, не требующего аэрации. Строительство покрытия из холодной смеси требует нескольких теплых дней и ночей для адекватного отверждения. (6) Для успешной укладки с использованием обычных асфальтоукладчиков необходимо, чтобы смесь была достаточно текучей, чтобы избежать разрывов. В качестве альтернативы можно использовать спредер Jersey или буксируемый разбрасыватель.Используя джерси или буксируемый разбрасыватель (который по сути представляет собой бункер с передними колесами, прикрепленный к передней части трактора или задней части тягача), холодная смесь сбрасывается в бункер и падает прямо на дорогу, где она разбрасывается и удаляется. до необходимой толщины.

То же оборудование и технологии, которые используются для уплотнения и вулканизации обычных асфальтовых покрытий из холодной смеси, применимы и для переработанной холодной смеси.

Контроль качества

Для обеспечения единообразия и качества переработанной смеси для холодоснабжения необходим контроль качества RAP.Произвольные образцы RAP или переработанного материала следует анализировать на градацию заполнителя, содержание асфальтобетона и влажность. Переработанный материал должен быть тщательно осмотрен, чтобы убедиться, что RAP соответствует размеру и внешнему виду, и что грунт земляного полотна (или другие возможные загрязнители) не были включены в RAP.

Следует контролировать работу завода, чтобы гарантировать, что добавляется надлежащее количество эмульгированного или вспененного асфальта и что содержание влаги в переработанной смеси находится в надлежащем диапазоне для максимального уплотнения на строительной площадке.Также следует контролировать количество любого дополнительного заполнителя, смешиваемого с RAP. Необходимо получить незакрепленные образцы рециклированной смеси и провести испытания экстракции для контроля градации смеси и содержания асфальта, а также содержания влаги. Смеси следует отбирать в соответствии с AASHTO T168. (22)

Достижение надлежащего уплотнения или уплотнения материала дорожного покрытия важно для надлежащих характеристик. В начале проекта следует использовать тест-полоску для определения целевой плотности и количества проходов валика, необходимых для достижения этой плотности.Затем плотность материала холодной смеси для дорожного покрытия можно контролировать с помощью измерителя ядерной плотности в соответствии с ASTM D2950. (23)

Холодная переработка на месте

Смешивание, укладка и уплотнение

Типичный поезд CIPR состоит из холодной фрезы (с добавлением воды по мере необходимости для охлаждения и контроля пыли), которая способна восстанавливать старое асфальтовое покрытие на глубину примерно от 100 мм (4 дюйма) до 150 мм (6 дюймов).Установки CIPR состоят из блока просеивания и калибровки или дробления, а также блока смешивания для добавления модифицированной полимером эмульсии с высоким содержанием плавучести, в зависимости от конструкции смеси, а также воды, если это необходимо. Смешивание может выполняться с использованием ножа автогрейдера, роторного смесителя-пульвимиксера, смесителя валкового типа или передвижной грейферной мельницы, которая обеспечивает высочайшую степень контроля сортировки. (24) Блок регенерации / асфальтоукладчика также является частью системы для размещения переработанной холодной смеси. В некоторых поездах смесительные и укладочные агрегаты объединены в так называемые асфальтоукладчики.Во время работы CIPR необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать попадания гранулированного основного материала в смеситель.

Примерно через 30 минут отверждения и сушки материал уплотняется большим роликом с резиновыми колесами, а затем вибрирующим стальным барабанным роликом. Уплотнение смесей для дорожного покрытия CIPR обычно выполняется при влажности менее 2 процентов и минимум 97 процентов от максимальной лабораторной плотности.

Отверждение

Примерно через 2 недели дополнительного отверждения в благоприятных погодных условиях, предпочтительно при температуре 16 ° C (60 ° F) или выше, обычно наносится покрытие из горячей асфальтовой смеси.

Контроль качества

Как и в случае с HIPR, решающим шагом в контроле качества смесей CIPR является начальный процесс выбора проекта. Если на существующем покрытии наблюдается повреждение в результате разрушения земляного полотна или основания, его нельзя исправить, просто переработав поверхностный слой. Покрытые колеями, сильно залатанные или сколотые тротуары не являются хорошими кандидатами для проектов CIPR. Кроме того, следует взять образцы сердцевины дорожного покрытия, рассматриваемые для CIPR, и исследовать их на предмет изменений в слоях дорожного покрытия, расслоениях и пропитанном материале, примыкающем к пустотам или расслоениям.

Для обеспечения успеха смеси CIPR необходим контроль качества RAP. Случайные образцы RAP или переработанного материала следует анализировать на градацию заполнителей, содержание асфальта и влагосодержание. Переработанный материал должен быть тщательно осмотрен, чтобы убедиться, что RAP соответствует размеру и внешнему виду, и что грунт земляного полотна (или другие возможные загрязнители) не были включены в RAP.

Меры контроля качества на месте во время операций CIPR включают мониторинг глубины скарификации, покрытия заполнителя эмульсией, надлежащего отверждения эмульсии, внешнего вида и возможной сегрегации переработанного материала, процедуры уплотнения и внешнего вида переработанная поверхность тротуара после уплотнения.Необходимо получить незакрепленные образцы рециклированной смеси и провести тесты экстракции, чтобы контролировать градацию смеси и содержание эмульсии, а также содержание влаги. Перед переработкой влажность переработанного покрытия должна составлять менее 1 процента от существующего покрытия. (25)

Достижение надлежащего уплотнения переработанного материала дорожного покрытия важно для надлежащих характеристик. Плотность рециркулируемой смеси на месте следует контролировать с помощью измерителя ядерной плотности в соответствии с ASTM D2950. (23)

НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ

Несмотря на то, что технологии переработки холодного асфальта хорошо зарекомендовали себя, все еще существует потребность в дополнительной информации о характеристиках, особенно в отношении ползучести (сопротивления колейности), усталостной выносливости и долговечности. Кроме того, необходимо оценить, можно ли использовать РАП в поверхностных холодных смесях. Дальнейшие исследования также необходимы для оценки способности заводских смесей холодного ресайклинга работать на дорогах с высокой интенсивностью движения.Также существует потребность в большей корреляции полевых и лабораторных измерений для уточнения руководящих принципов лабораторного прогнозирования полевых характеристик, включая, например, лабораторные процедуры отверждения, которые лучше всего имитируют полевые условия.

Некоторые конкретные проблемы, требующие решения, включают:

  • дополнительная информация о вариабельности RAP, особенно из смешанных запасов;

  • консенсус относительно разработки смесей и процедур испытаний для заводских переработанных холодных смесей и асфальтовых смесей CIPR;

  • пригодность CIPR для использования с обработкой поверхностей и / или прорезиненными материалами дорожного покрытия;

  • для более точного определения коэффициента структурного слоя для заводских переработанных холодных смесей и асфальтобетонных смесей CIPR; и

  • экологическая оценка любых потенциально вредных воздействий на переработку холодных смесей и / или холодную переработку на месте.

ССЫЛКИ

  1. Институт асфальта. Переработка холодной смеси асфальта , Руководство, серия № 21, Лексингтон, Кентукки, март 1983 г.

  2. Epps, Jon A. Холодный вторичный битумный бетон с использованием битумных материалов . Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Обобщение практики автомобильных дорог 160, июль 1990 г.

  3. Коллинз, Роберт Дж.и Стэнли К. Чесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог . Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Обобщение практики автомобильных дорог № 199, Совет транспортных исследований, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

  4. Тиа, Манг и Леонард Э. Вуд. «Использование асфальтовой эмульсии и вспененного асфальта в асфальтобетонных смесях, подвергнутых холодной переработке». Протокол исследования транспорта № 898 , Вашингтон, округ Колумбия, 1983.

  5. Вуд, Леонард Э., Томас Д. Уайт и Томас Б. Нельсон. «Текущая практика холодной переработки асфальтового покрытия на месте». Протокол транспортных исследований № 1178 , Вашингтон, округ Колумбия, 1988.

  6. Шольц, Тодд В., Р. Гэри Хикс, Дэвид Ф. Рогге и Дейл Аллен. «Использование холодной рециркуляции на дорогах с малым объемом движения». Протокол исследования транспорта № 1291 , Вашингтон, округ Колумбия, 1991.

  7. Кандал, Притхви С. и Уильям К. Келер. «Холодная переработка асфальта на дорогах с малой грузоподъемностью." Протокол транспортных исследований № 1106 , Вашингтон, округ Колумбия, 1987 г.

  8. «Исследование использования переработанных материалов для мощения - отчет для Конгресса», Федеральное управление автомобильных дорог и охраны окружающей среды, отчет № FHWA-RD-93-147, EPA / 600 / R-93/095, Вашингтон, округ Колумбия. , Июнь, 1993.

  9. ASTM D692-94a. «Стандартные технические условия на крупнозернистый заполнитель для битумных смесей для дорожных покрытий». Американское общество испытаний и материалов, Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, Западный Коншохокен, Пенсильвания.

  10. ASTM D1073-94. «Стандартные технические условия на мелкий заполнитель для битумных смесей для дорожных покрытий». Американское общество испытаний и материалов, Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания.

  11. Эппс, Дж. А., Д. Н. Литтл, Р. Дж. О'Нил и Б. М. Галлавей. Свойства смеси переработанных центральных растительных материалов . Американское общество испытаний и материалов, Специальная техническая публикация No.662, Переработка битумных покрытий, Вест Коншохокен, Пенсильвания, декабрь 1977 г.

  12. ASTM D4215. «Стандартные технические условия на битумные смеси для холодной укладки и холодной укладки». Американское общество испытаний и материалов, Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания.

  13. ASTM D1559-89. «Стандартный метод испытаний на сопротивление пластическому течению битумных смесей с использованием аппарата Маршалла». Американское общество испытаний и материалов, Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, Западный Коншохокен, Пенсильвания.

  14. Мерфи Д. Т. и Дж. Дж. Эмери. «Модифицированная холодная переработка асфальта на месте». Представлен на ежегодной конференции Транспортной ассоциации Канады в 1995 г., Виктория, Британская Колумбия.

  15. Руководство AASHTO по проектированию дорожных покрытий. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1993.

  16. Методы проектирования смесей для асфальтобетона и других типов горячих смесей .Институт асфальта. Manual Series No. 2, Lexington, Kentucky, 1993.

  17. .
  18. Кеннеди, Т. В. и Игнасио Перес, «Процедура предварительного расчета смеси для вторичного асфальта». Переработка битумных покрытий , Специальная техническая публикация Американского общества испытаний и материалов № 662, Вест Коншохокен, Пенсильвания, декабрь 1977 г.

  19. Кастедо, Умберто. «Значение различных факторов при переработке асфальтовых покрытий на второстепенных дорогах»." Протокол исследования транспорта №1115 , Вашингтон, округ Колумбия, 1987 год.

  20. Переработка горячей смеси асфальта . Институт асфальта. Руководство, серия № 20, второе издание, Лексингтон, Кентукки, 1986.

  21. Декер, Д. С. и Т. Дж. Янг, «Обработка RAP на объекте HMA» @ Proceedings of the Canadian Technical Asphalt Association , Edmonton, Alberta, 1996.

  22. Вуд, Леонард Э., Томас Д. Уайт и Томас Б.Нельсон. «Текущая практика холодной переработки асфальтового покрытия на месте». Протокол транспортных исследований № 1178 , Вашингтон, округ Колумбия, 1988.

  23. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Отбор проб битумных смесей для дорожных покрытий», Обозначение AASHTO T168-82, Испытания части II, 16-е издание, 1993 г.

  24. ASTM D2950-96, «Стандартные технические условия на плотность битумного бетона на месте ядерными методами."Американское общество испытаний и материалов, Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания.

  25. Эппс, Дж. А., Д. Н. Литтл, Р. Дж. Холмгрин и Р. Л. Террел. Руководство по переработке материалов дорожного покрытия . Отчет Национальной совместной программы исследований автомобильных дорог № 224, Вашингтон, округ Колумбия, сентябрь 1980 г.

  26. McKeen, R.G., D.I. Хансон и Дж. Стокса. "Опыт Нью-Мексико с холодной переработкой на месте."Представлено на 76-м ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1997 года.

Предыдущая | Содержание | Следующий

Асфальтобетонное основание (ACB) - Pavement Interactive

Асфальтобетонное основание (ACB), также называемое асфальтобетонным основанием (ATB), представляет собой HMA с плотной фракцией с большим номинальным максимальным размером заполнителя (1 дюйм), предназначенный для использования в качестве основного слоя или связующего слоя (см. Рисунок 1).Помимо преимуществ при укладке дорожного покрытия, ACB может быть выгодным, потому что он может обеспечить:

  • Водонепроницаемый барьер для предотвращения проникновения мелких частиц в земляное полотно и конструкцию дорожного покрытия. Если вода скапливается в земляном полотне, повторение нагрузки на дорожное покрытие может привести к попаданию мелочи земляного полотна в основание и конструкцию дорожного покрытия. Это может засорить основной слой, что затрудняет дренаж и создает пустоты в земляном полотне, в которые может осесть дорожное покрытие.
  • Альтернатива необработанному основному материалу.Структурно АКБ примерно в три раза прочнее необработанной совокупной основы. Следовательно, можно использовать более тонкие слои для той же структурной опоры, что может сэкономить на затратах на земляные работы. В некоторых случаях слой заполнителя все же необходим, чтобы обеспечить материалу мелкого сорта и обеспечить гладкую поверхность для укладки.
  • Базовый курс, который можно открыть для движения сразу после размещения. ACB может поддерживать трафик сразу после его уплотнения. Несмотря на то, что агрегатное основание может поддерживать ограниченное движение после размещения, движение должно происходить очень медленно, автомобиль и лобовое стекло могут быть повреждены из-за того, что несвязанный агрегат поднимается шинами, и агрегатное основание, как правило, должно быть повторно оценено и уплотнено перед окончательным износом можно проложить.ACB особенно хорошо подходит для реабилитации, когда желательно как можно скорее открыть проложенные дороги. Используя ACB, можно фрезеровать полосу движения, вымощать базовый курс ACB и открыть полосу для движения транспорта, в то время как прилегающая полоса обрабатывается. Затем обе полосы могут быть на короткое время перекрыты, в то время как последний слой поверхности будет вымощен по всему проекту. Это приводит к более гладкой поверхности, лучшей конструкции швов и часто может занимать только половину той же работы, выполняемой с необработанным основным материалом заполнителя.
Рис. 1: 6-дюймовый слой ACB под 1,5 дюйма State Mix IV (показана монета - четверть)

Экономия затрат при использовании ACB может быстро возрасти. На участке, который должен вывозить материал (излишки вырубки), конструкция дорожного покрытия ACB может значительно сэкономить затраты на земляные работы, транспортировку и утилизацию. На участке, который должен импортировать материал (избыточный заполнитель), ACB можно использовать для создания дорожного покрытия над более краевыми грунтовыми слоями (т. Е. Структура из гравия и ACB может заменить более толстые секции измельченного заполнителя).

Важные соображения при замене необработанного измельченного заполнителя ACB

  • Минимальная рекомендуемая толщина основания щебня составляет 4 дюйма. Замена части измельченного заполнителя ACB часто приемлема, однако, если какой-либо измельченный заполнитель должен остаться, он должен иметь толщину не менее 4 дюймов.
  • Минимальная рекомендуемая толщина ACB составляет около 3 дюймов. Градация ACB и номинальные максимальные характеристики заполнителя довольно нечеткие, однако слои дорожного покрытия, которые примерно в 2-3 раза тоньше номинального максимального размера заполнителя, могут быть трудными для уплотнения, разрываться под стяжкой, а ролики могут раздавить более крупные частицы во время уплотнения.
  • Рассмотрим первоначальное назначение необработанной основы измельченного заполнителя. Иногда щебеночная основа необходима для получения материала высокого качества и для обеспечения гладкой поверхности для укладки. В этих ситуациях ACB не следует заменять измельченным агрегатом необработанного основания.

Другая информация о ACB

  • Плотность в сжатом состоянии примерно равна 1,85 т / ярд 3
  • Коэффициент слоя («а») для использования в эмпирическом конструктивном проектировании AASHTO 1993 года составляет около 0.35
  • Некоторые процедуры проектирования конструкций приписывают ACB 95% гравийного эквивалента обычного HMA.

Почему важна температура асфальта?

В процессе укладки нового асфальта внимательно отслеживаются несколько факторов. Одним из таких факторов является температура асфальтовой смеси. Профессионалы в индустрии мощения знают, что даже небольшая ошибка в этом аспекте процесса может привести к тому, что асфальт не выдержит испытание временем.Итак, как правильно приблизиться к температуре асфальта?

Три температуры для наблюдения

Хотя вы можете подумать, что единственный фактор, который имеет значение, - это температура асфальта при его подаче на площадку мощения, на самом деле нужно учитывать гораздо больше. Три жизненно важных температуры определяют прочность и легкость укладки.

Температура асфальтовой смеси

Неудивительно, что горячая асфальтовая смесь доставляется на стройплощадки при высоких температурах. Обычно он достигает температуры от 275 до 300 градусов по Фаренгейту.Не рекомендуется давать асфальту значительно остыть перед нанесением. Если смесь опускается ниже 185 градусов, она становится слишком жесткой для надлежащего уплотнения на поверхности дорожного покрытия.

Температура окружающей среды

Это просто температура окружающей среды вокруг вас. Для эффективного нанесения асфальтовой смеси температура окружающей среды должна превышать 50 градусов по Фаренгейту. Также желательно, чтобы во время укладки температура повышалась, а не падала. По этой причине асфальтоукладчики часто проверяют погодные условия и назначают время, когда они подходят.Также играют роль ветровые условия, так как они могут быстро охладить асфальтовую смесь в значительной степени.

Температура земли

Температура земли, которую нужно вымостить, - последний кусок головоломки. Как и температура окружающей среды, она также должна быть не менее 50 градусов по Фаренгейту. Традиционные датчики температуры менее эффективны, так как их невозможно разместить в тротуаре, поэтому вместо них обычно используются инфракрасные термометры.

Что происходит, если температура асфальта неправильная?

Неопытные подрядчики могут попасть в ловушку неправильного смешивания или нанесения асфальта.Температура асфальта играет важную роль в том, насколько хорошо смесь затвердевает. Если он остынет слишком быстро, он потеряет достаточную плотность и, скорее всего, в какой-то момент начнет терять свою консистенцию. Это снижает гладкость поверхности, а также пропускает слишком много воды. Для оптимального управления температурой самые простые работы по укладке дорожного покрытия выполняются при погодных условиях от 50 до 85 градусов по Фаренгейту (окружающей среды).

Свяжитесь с нами для получения высококачественного асфальта сегодня

Для подрядчиков, которые разбираются в температуре асфальта, обращайтесь в компанию Lone Star Paving прямо сейчас.У наших сотрудников более 125 лет опыта в укладке дорожных покрытий. Мы готовы выполнить любой проект, каким бы простым или сложным он ни был. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатное предложение. Узнайте, почему именно нас выбирают для мощения в Остине, Сан-Антонио и других городах!

Утилизация переработанного асфальтобетона с теплой асфальтовой смесью и анализ рентабельности

Abstract

Промышленность по производству асфальтобетонных покрытий сталкивается с двумя основными проблемами. Эти две важные проблемы возникают в связи с увеличением спроса на экологически чистые смеси для дорожных покрытий и проблемой быстро растущего количества сырья.Переработка регенерированного асфальтового покрытия (РАП) является критически важной необходимостью для экономии драгоценных материалов и сокращения использования дорогостоящего битума. Технология Warm Mix Asphalt (WMA) не только дает возможность рециркулировать асфальтовое покрытие при более низкой температуре, чем температура, поддерживаемая в горячих смесях, но также способствует использованию RAP и, следовательно, экономит энергию и деньги. В этом документе описывается возможность использования трех различных добавок WMA (органических, химических и содержащих воду) при рекомендованном содержании с различным процентным содержанием RAP.Был проведен анализ механических свойств и рентабельности WMA, содержащего RAP, и проведено сравнение с WMA без RAP. Результаты показали, что 30%, 10% и 20% могут быть приняты в качестве оптимальной добавки RAP по отношению к органическим, химическим и водосодержащим добавкам соответственно, а органическая добавка с содержанием RAP 30% имеет заметное увеличение прочности на разрыв по сравнению с контрольной смесью. . Был также сделан вывод, что RAP с технологией WMA позволяет снизить конечную стоимость по сравнению со смесями HMA и WMA.

Образец цитирования: Онер Дж., Сенгоз Б. (2015) Использование вторичного асфальтобетона с теплой асфальтовой смесью и анализ рентабельности. PLoS ONE 10 (1): e116180. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0116180

Редактор: Амитава Мукерджи, Университет VIT, Индия

Поступила: 25 сентября 2014 г .; Одобрена: 3 декабря 2014 г .; Опубликовано: 9 января 2015 г.

Авторские права: © 2015 Oner, Sengoz.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Авторы подтверждают, что все данные, лежащие в основе выводов, полностью доступны без ограничений. Все соответствующие данные находятся в документе.

Финансирование: У авторов нет поддержки или финансирования, чтобы сообщить.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Переработка битумных материалов в последнее десятилетие вызвала серьезные обсуждения и развитие. Хотя это не новая идея, недавние исследования, похоже, являются ответом на желание многих стран уменьшить свою зависимость от импортируемой сырой нефти и производного продукта в виде битума. Современное развитие рециклинга является экологически безопасным и энергосберегающим с точки зрения глобального экологического производства [1], [2].Высокая стоимость, связанная с добычей нефти и сырья, подтолкнула ученых к поиску новых материалов, обладающих способностью сочетать долговечность и производительность при невысокой стоимости [3]. Использование регенерированного асфальтового покрытия (РАП) обеспечивает экономичный метод строительства асфальта (асфальт, полученный методом холодного ресайклинга или горячего асфальта) [4]. RAP содержит как заполнители, так и битум, и, следовательно, использование RAP экономит природные ресурсы, деньги, а также является экологически чистым [5]. За прошедшие годы вторичная переработка стала одной из наиболее востребованных альтернатив санации дорожного покрытия.Основываясь на постоянном накоплении данных о производительности, полевых и лабораторных оценках переработанных смесей, ожидается, что переработка будет и дальше оставаться наиболее привлекательным методом восстановления [6]. Выбор метода реабилитации должен основываться на энергосбережении, экономических и инженерных соображениях, влиянии на окружающую среду.

В последние годы охрана окружающей среды становится все более важной проблемой на транспорте, включая производство асфальта. Несмотря на то, что горячая асфальтовая смесь (HMA) широко используется во всем мире, некоторые недавние исследования предлагают использовать другой процесс, который снижает температуру производства и укладки асфальтобетонных смесей.Есть новая технология, называемая теплой асфальтовой смесью (WMA), и используется в основном в европейских странах [7]. Цель такой смеси - получить прочность и долговечность, эквивалентную или превосходящую HMA [8]. В настоящее время распространенным способом достижения вышеупомянутых характеристик является использование добавок. Все современные добавки WMA способствуют снижению производственной температуры за счет снижения вязкости и / или увеличения объема битума при заданной температуре [9], [10].За счет снижения вязкости или увеличения объема битума заполнители полностью покрываются битумом при более низкой, чем обычно, температуре (приблизительно 150 ° C) [11].

Технология

WMA предлагает решение для поддержания современного состояния технологий, которое позволяет использовать RAP при относительно более низкой температуре, чем смеси HMA. Эта технология обеспечивает способ достижения низкой вязкости битума при относительно низких температурах [4]. О’Салливан и Уолл [11] указали, что использование RAP с технологиями WMA снижает воздействие на окружающую среду за счет использования меньшего количества первичного материала и сокращения выбросов CO 2 .Маллик и др. [12] сообщили, что можно производить смеси с RAP со свойствами, подобными смесям HMA, за счет использования добавок WMA.

Технологии

WMA можно классифицировать по органическим, а также химическим добавкам и использованию воды. Органические добавки используются для улучшения текучести битума за счет снижения вязкости битума [13]. Снижение вязкости дает асфальтовые смеси при низких температурах. После кристаллизации органические добавки увеличивают жесткость битума и устойчивость асфальта к деформациям [14].Для отдельных продуктов используются различные химические добавки. Химические добавки представляют собой комбинацию эмульгаторов, полимеров и добавок для улучшения обрабатываемости, уплотнения и адгезии. Снижение температуры обеспечивается без добавления воды. Химические добавки могут стимулировать переработку асфальтовой смеси при более низких температурах с комбинацией РАП. Содержание химической добавки, используемой в битуме, обычно основывалось на рекомендациях поставщиков, а также на литературных источниках [15] - [18].В горячий битум при вспенивании добавляют небольшое количество воды. Впрыскиваемая вода испаряется и образует большой объем пены. Большой объем пены приводит к увеличению расширения битума и снижению вязкости битума, что улучшает покрытие и удобоукладываемость смесей асфальтового покрытия. Тем не мение; использование воды вызывает некоторые проблемы с отрывом, могут использоваться добавки, препятствующие отслаиванию, чтобы минимизировать чувствительность к влаге и обеспечить химическую адгезию между битумом и поверхностями заполнителя.Когда добавка добавляется к битуму и нагревается от температуры выше 57 ° C до 71 ° C, выделяется 21% воды по весу. Это вспенивающее действие жидкого битума действует как временный расширитель объема асфальта и смазочная смесь, позволяя быстро покрывать частицы заполнителя, а смесь становится работоспособной и уплотняемой при температурах значительно ниже, чем HMA [19]. В процессе, использованном в этом исследовании, RAP обрабатывали с содержанием 10%, 20%, 30%, 40% и 50% с добавками WMA с рекомендованным содержанием (органическая добавка в дозе 3%, химическая добавка в дозе 2%). и воду, содержащую добавку в дозе 5% от веса битума).Механические характеристики образцов оценивали с помощью испытания на стабильность по Маршаллу и испытания на прочность при косвенном растяжении (ITS). После экспериментальных исследований был проведен анализ затрат и выгод для изучения преимуществ и недостатков RAP с точки зрения экономии.

Материалы и методы

Базовый битум со степенью пенетрации 50/70 был получен с нефтяного терминала Алиага / Измир Турецкой нефтеперерабатывающей корпорации. Чтобы охарактеризовать свойства базового битума, стандартные испытания битума, такие как: испытание на проникновение (ASTM D5–06), испытание точки размягчения (ASTM D36–95), испытание в тонкопленочной печи (TFOT) (ASTM D1754–97), температура пенетрации и размягчения после ТФОТ и др.были выполнены [20], [21], [22]. Эти испытания проводились в соответствии с соответствующими методами испытаний, представленными в таблице 1.

Асфальтовые смеси производились на известняковых крошках. Заполнители мелкого и крупного известняка были добыты из карьера Дере Бетон / Измир. Чтобы выяснить свойства заполнителя известняка, использованного в этом исследовании, ситовый анализ (ASTM C136), удельный вес (ASTM C127, ASTM C128), испытание на абразивную стойкость в Лос-Анджелесе (ASTM C131), испытание на прочность сульфата натрия (ASTM C88). ), испытание на угловатость мелкого заполнителя (ASTM C1252) и испытание плоских и удлиненных частиц (ASTM D4791) было проведено на заполнителях известняка [23] - [29].Классификация заполнителя была выбрана в соответствии с Курсом по ношению типа I турецких спецификаций. В таблице 2 представлены свойства агрегатов известняка.

Органическая добавка WMA - это Sasobit, который изготавливается из Sasol Wax, представляет собой длинноцепочечный алифатический полиметиленовый углеводород, полученный химическим процессом Фишера-Тропша (FT) с температурой плавления 120 ° C. Более длинные цепи помогают удерживать воск в растворе, что снижает вязкость битума при типичных температурах производства и уплотнения асфальта.Согласно имеющейся литературе, уровни дозировки Сасобита варьировались от 1,0% до 4,0% от веса битума [30], [31], [32]. Концентрация органической добавки WMA в базовом битуме была выбрана равной 3,0%. Использование этого содержания основано на предыдущем исследовании, проведенном О’Салливаном и Уоллом [11]. Они пришли к выводу, что Sasobit следует добавлять из расчета 3,0% по массе битума для максимальной эффективности.

Rediset WMX - это химическая добавка, в которой используется комбинация катионных поверхностно-активных веществ и модификатора реологии на основе органических добавок.Rediset химически модифицирует битум и приобретает активную силу сцепления, которая улучшает покрытие заполнителей битумом [16]. Rediset также может стимулировать обработку асфальтовой смеси при более низких температурах. Исследования показывают, что Rediset следует использовать при дозировке 1,5%, 2% и 3% от веса битума для улучшения характеристик смеси [15] - [18]. Содержание Rediset в базовом битуме было выбрано равным 2,0% по рекомендации AkzoNobel [18].

В настоящее время одним из видов вспенивающих (водосодержащих) добавок WMA технологий является Advera.Advera производит и продает в Северной Америке корпорацией PQ. Это порошкообразный синтетический цеолит, кристаллизованный гидротермальным способом. Он содержит около 18–21% кристаллизационной воды, которая выделяется при повышении температуры выше 85 ° C. Расширение воды вызывает вспенивание асфальтового битума. Аустерман и др. [31] и PQ Corporation [19] сообщили, что максимальная доля Advera в базовом битуме варьируется от 4% до 6% от веса битума. Концентрация Адвера в базовом битуме была выбрана равной 5% на основании предыдущего исследования, проведенного PQ Corporation [19].

RAP-материал, который будет использоваться в теплой асфальтовой смеси, был получен из асфальтового покрытия, которому семь лет. Тротуар находился у входа в кампус Университета Докуз Эйлул в Тиназтепе, который расположен на одной из главных артерий Измира.

Испытания обычных битумов

Базовые образцы и образцы битума, содержащие органические, химические и водосодержащие добавки, были подвергнуты следующим стандартным битумным испытаниям; пенетрация (ASTM D5–06), точка размягчения по кольцу и шарику (ASTM D36–95), испытание в тонкопленочной печи (TFOT) (ASTM D 1754–97), температура пенетрации и размягчения после TFOT и испытания стабильности при хранении (EN 13399) [ 20], [21], [22].Кроме того, температурная восприимчивость образцов битума была рассчитана с точки зрения индекса пенетрации (PI) с использованием результатов, полученных в результате испытаний на проникновение и температуру размягчения [33].

Вязкость - одно из наиболее важных реологических свойств жидкости, которое определяется как сопротивление потоку [34]. Влияние вязкости на обрабатываемость битума очень важно при выборе надлежащих температур смешивания и уплотнения. Вискозиметр Брукфилда использовался для проверки температур смешивания и уплотнения в соответствии с ASTM D4402–06 [35].Примерно 30 гр. битума нагревали в печи так, чтобы он был достаточно жидким, чтобы вылить его в камеру для образцов. Количество битума варьировалось в зависимости от размера шпинделей. Затем камеру для образцов, содержащую образец битума, помещали в термоконтейнер. После стабилизации желаемой температуры в течение примерно 30 мин шпиндель опускали в камеру для оценки вязкости [36]. Тест проводился при 135 ° C и 165 ° C. Температуры, соответствующие вязкости битума 170 ± 20 мПа.В качестве температур смешивания и уплотнения были выбраны соответственно 280 ± 30 мПа · с.

Определение свойств RAP

Для получения выдержанного битума из РАП окисленную пробу сначала помещали в резервуар экстрактора. Процесс экстракции начался с помещения определенного количества RAP в экстракционный сосуд с указанным количеством толуола. Присоединяли двигатель и вращали сосуд в течение заданного времени с количеством добавленного толуола. Это позволяло смеси толуол / битум течь в первую колбу для выдержки.

Каждую из 1000 граммов, десять партий RAP были приготовлены, и для каждой партии был проведен тест экстракции для определения содержания битума в RAP. Для этого теста использовался экстрактор центрифуги под названием Rota Test.

Чтобы охарактеризовать свойства старого битума, полученного в результате испытания на экстракцию, используются обычные методы испытаний битума, такие как: испытание на пенетрацию (ASTM D5–06), испытание точки размягчения (ASTM D36–95), испытание в тонкопленочной печи (ASTM D). 1754–97) и др. [20], [21], [22].После определения характеристик старого битума был проведен ситовый анализ извлеченных заполнителей.

Механические свойства

Влияние RAP на механические свойства WMA было определено методом Маршалла (ASTM D3549) с точки зрения стабильности, текучести и содержания воздушных пустот, а также с помощью испытания на прочность на непрямое растяжение (ITS) (ASTM D6931–12). [37], [38]. Испытание ITS проводилось путем нагружения образцов с постоянной скоростью (вертикальная деформация 50 мм / мин при 25 ° C) и измерялось усилие, необходимое для разрушения образца.

Испытания проводились на образцах WMA, содержащих различное процентное содержание RAP, и на образцах, приготовленных без содержания RAP. Образцы асфальтобетона были приготовлены с усилием уплотнения 75 ударов, имитирующим условия тяжелой транспортной нагрузки.

Анализ затрат и выгод

Различные методы производства WMA обещают различную экономию энергии для производства. Это в основном зависит от того, насколько снижена производственная температура и какая добавка WMA используется по сравнению с HMA.Экономические выгоды от экономии энергии следует обсуждать вместе с затратами, поскольку более высокие цены на энергию обещают большую экономию. Расчеты анализа затрат выполняются в три этапа. Это расчет выгод, расчет стоимости и определение окончательной стоимости.

Анализ затрат и выгод был проведен для изучения преимуществ и недостатков RAP с точки зрения экономии. Для этого выбран участок автодороги (длина 1 км, ширина 10 м, толщина 5 см).Расстояние транспортировки составляет основную часть анализа. Поэтому для точного анализа необходимо определить место нефтепереработки и завода. Во всех случаях НПЗ выбран как НПЗ Алиага, а заводская площадка выбрана как Эге Асфальт, где находится в Пынарбаши / Измир. Расстояние между двумя локациями составляет примерно 65 км. Было выбрано место в центре Измирского региона (Конак), расстояние от Конака, где доставляется РЗП, до завода Эге Асфальт составляет примерно 20 км. Расстояние от завода Ege Asfalt до строительной площадки обозначено как M.Удельные затраты, связанные с выгодами и затратами на асфальт, взяты из Прейскуранта за единицу Дирекции Главного управления государственных автомобильных дорог на 2012 год. Кроме того, удельные затраты на три типа добавок WMA получены от поставщиков. [39] - [41].

Результаты и обсуждения

Результаты испытаний обычного битума

Стандартные свойства битума, приготовленного с органическими, химическими и водосодержащими добавками, представлены в Таблице 3 как уменьшение проникновения и повышение температуры размягчения.Шесть повторов каждого образца WMA были подготовлены для испытания битума. Коэффициент вариации (который рассчитывается как отношение стандартного отклонения к среднему значению), относящийся к испытаниям битума, таким как пенетрация, температура размягчения, вязкость и т. Д., Варьируется от 0,46% до 1,58%, что указывает на приемлемую консистенцию.

Дорожные покрытия всегда были подвержены остаточной деформации или образованию колейности, вызванным приложенными колесными нагрузками [42]. Повышение температуры размягчения является благоприятным, поскольку битум с более высокой точкой размягчения может быть менее подвержен остаточной деформации (колейности) [43].Органические, химические и водосодержащие добавки WMA снижают температурную восприимчивость (определяемую индексом проникновения PI) битума. Более низкие значения PI указывают на более высокую температурную восприимчивость. Асфальтовые смеси, содержащие битум с более высоким значением PI, более устойчивы к низкотемпературному растрескиванию, а также к остаточной деформации [43].

Добавки также снижают вязкость битума. Это указывает на то, что все добавки к теплому асфальту повышают удобоукладываемость и относительно снижают температуры смешивания и уплотнения.

Результаты вязкости, относящейся к каждой добавке WMA при 135 ° C и 165 ° C, представлены в виде полулогарифмического числа, представленного на рис. 1. Температура, которая соответствует диапазону уплотнения и смешивания, также суммирована в таблице 4.

Очевидно, что добавление органической добавки снижает температуру смешивания и уплотнения на 13 ° C и 9 ° C соответственно по сравнению с базовым битумом. Добавление химической добавки снижает температуру смешивания и уплотнения на 10–7 ° C.Точно так же добавление добавки, содержащей воду, снижает температуру смешивания и уплотнения на 9 ° C.

Определение свойств RAP

На основании результатов испытаний экстракции, среднее содержание битума было определено как 4,30% по отношению к десяти партиям образцов RAP. Результаты обычных испытаний битума, проведенных на старом битуме, представлены в Таблице 5.

Поскольку битум RAP вступает в реакцию и теряет некоторые из своих компонентов в процессе строительства (кратковременное старение) и в течение срока службы дороги (длительное старение), его реологические свойства, естественно, будут отличаться от исходных материалов.В процессе старения битум подвергается воздействию горячего воздуха при высоких температурах от 135 ° C до 165 ° C, что приводит к значительному увеличению вязкости. Кроме того, битум теряет многие из своих нефтяных компонентов во время строительства и эксплуатации, что приводит к высокой доле асфальтенов в смеси, что приводит к увеличению жесткости и вязкости.

Ситовой анализ экстрагированных агрегатов представлен в таблице 6. Градация смеси (10%, 20%, 30%, 40% и 50% RAP и 90%, 80%, 70%, 60% и 50%). % нового заполнителя) должны соответствовать требованиям турецких спецификаций, относящихся к конструкции поля износа типа I.

Механические свойства

В этом исследовании оптимальное содержание битума, связанного с WMA, включая органическую добавку, химическую добавку и добавку, содержащую воду, было определено (анализом Маршалла) как 4,30%, 4,53% и 4,50% соответственно.

Содержание битума, необходимое для градации смеси RAP и новых заполнителей, можно рассчитать по уравнению: Pr = Pc− (Pa * Pp), где Pr - процент битума, добавляемого в смесь, включая RAP, Pa - процент от состаренный битум в смеси, определенный с помощью теста Маршалла, Pc - это процент от общего количества битума в смеси, а Pp - процент RAP в смеси.

После определения содержания нового битума, добавляемого в смесь, относительно значений, приведенных в Таблице 7, были приготовлены образцы асфальтобетона, включающие три различных вида добавок WMA и различные процентные содержания RAP с учетом температур смешивания и уплотнения. рассмотрение.

Механические свойства различных процентных соотношений РАП со всеми добавками к теплой смеси с точки зрения стабильности, текучести и содержания пустот представлены на Рис. 2, Рис.3 и 4 соответственно.

Как показано на Рис. 2, все повторно используемые асфальтовые смеси, включающие все добавки WMA, обеспечивают адекватную стабильность (мин. 900 кг в зависимости от характеристик покрытия). Значения устойчивости увеличиваются с увеличением содержания РАП для смесей, приготовленных с органической добавкой и водосодержащей добавкой. Однако не наблюдается значительных изменений в значениях стабильности при содержании RAP выше 30% для смесей, содержащих химические добавки. Как показано на рис.3; значения расхода уменьшаются с увеличением содержания RAP для смесей, приготовленных со всеми добавками WMA. Поскольку значения потока являются индикатором деформационной характеристики, значения потока меньше установленных пределов (2 мм) не являются благоприятными, поскольку это означает, что смесь очень жесткая и хрупкая. Как показано на рис. 3, более 30%, 10% и 20% добавленного RAP ниже установленных пределов значений расхода для смесей, приготовленных с органическими, химическими и водосодержащими добавками соответственно.Таким образом, можно сделать вывод, что содержание RAP 30% с органической добавкой, содержание RAP 10% с химической добавкой и содержание RAP 20% с добавкой, содержащей воду, может быть принято в качестве оптимального содержания RAP на основе установленных пределов текучести и значений стабильности .

Как показано на рис. 4, по мере увеличения содержания RAP, пустоты также увеличиваются для всех образцов с добавками WMA из-за кристаллической структуры окисленных материалов RAP. Кроме того, заключенные оптимальные содержания RAP для каждой добавки WMA удовлетворяют нормативным пределам значения воздушных пустот (3% –5%).

Результаты испытаний контрольных образцов (без RAP) и образцов с оптимальным содержанием RAP с добавками WMA представлены на рис. 5. Коэффициент прочности на разрыв (отношение ITS образца с RAP к ITS контрольного образца ) также представлен на этом же рисунке.

Как видно на рис. 5, результаты ITS смесей с RAP выше, чем у контрольных образцов. Увеличение значений ITS смесей можно объяснить повышенной жесткостью смесей с участием РАП.Более высокая прочность на разрыв смеси, содержащей RAP, по сравнению с контрольной смесью, также указывает на большую когезионную прочность WMA с RAP.

Среди используемых добавок WMA вместе с оптимальным добавлением RAP смесь WMA, включающая органическую добавку с 30% RAP, показала наибольшую прочность на разрыв, демонстрируя коэффициент прочности на разрыв 1,13.

Значения дисперсии теста на устойчивость асфальтобетона, относящегося к смесям WMA, приготовленным с различными добавками и различным процентным содержанием RAP, находятся между 171 и 231, что соответствует коэффициенту отклонения, равному 0.98% –1,14%. Разброс значений расхода смесей WMA, приготовленных с различным процентным содержанием RAP, составляет от 3,2E-04 до 3,46E-04, что соответствует коэффициенту отклонения 0,78–0,82%. Рассчитанные выше отклонения показывают, что определенные результаты по стабильности и расходу варьируются в допустимых пределах.

Оценка анализа затрат и выгод

После определения оптимального содержания RAP для каждой добавки WMA был проведен анализ рентабельности для проверки преимуществ RAP с точки зрения экономии.

Расчет анализа затрат, проведенного для HMA, WMA, и оптимального содержания RAP с точки зрения M (расстояние от завода до строительной площадки) представлен на рис. 6, а каждая детали во время расчета приведены в таблице 8.

Первоначальное сравнение было проведено между горячей и теплой асфальтобетонной смесью. Для всех значений M органическая добавка снижает конечную стоимость. Однако аналогичный вывод нельзя сделать в отношении химической добавки.

В случае, когда RAP принимается во внимание, как и ожидалось, использование RAP снижает окончательную стоимость для всех случаев.Среди добавок RAP четко видно, что использование 30% RAP с органическими добавками является наиболее экономичным с точки зрения конечной стоимости для всех тематических исследований, которые рассчитаны для различных расстояний (M = 25 км, 50 км и 75 км). км.) от завода до строительной площадки.

Дорожная промышленность в течение многих лет стремилась минимизировать количество энергии, требуемой для производства асфальтовой смеси, и снизить выбросы асфальтобетонных заводов, параллельно с экономией энергии и экологическими преимуществами.

Процессы вторичной переработки позволяют экономить энергию. Отсутствие инертных материалов снижает необходимость в разработке карьеров, транспортировке и последующей переработке с использованием методов вторичной переработки. Следовательно, в этих процессах экономится энергия. Переработанный асфальт снижает спрос на новый битум и экономит энергию на нефтеперерабатывающем заводе. Кроме того, значительно снижается потребление электроэнергии из-за снижения спроса на битум.

Выбросы HMA вредны для окружающей среды на этапах укладки и уплотнения.Выбросы в HMA включают оксиды азота, оксид углерода, диоксид серы и другие летучие органические компоненты. Органическая добавка WMA и температура конструкции влияют на выбросы углекислого газа. Это означает, что выбросы углекислого газа зависят от температуры. Таким образом, снижение температуры перемешивания или уплотнения асфальта - это способ уменьшить количество выбросов углекислого газа при строительстве дорожного покрытия.

Дополнительным важным преимуществом технологии WMA является снижение энергопотребления, необходимого для нагрева в традиционных HMA, которые обычно используются на производственном предприятии.Снижение производственной температуры дает дополнительное преимущество в виде снижения выбросов на заводе и во время простоя. Экономия топлива с WMA обычно составляет от 20 до 30%. Эти показатели могут быть выше 50% и более в процессах с использованием низкоэнергетического бетона. Уменьшение расхода топлива и энергии приводит к сокращению производства парниковых газов и сокращает углеродный след.

Выводы и рекомендации

Снижение выбросов при производстве асфальта и снижение выбросов при уплотнении на заводе являются наиболее важными преимуществами использования теплой асфальтовой смеси.Свойства битума улучшаются с помощью органических, химических и водных добавок WMA. Эти результаты были достигнуты с помощью обычных методов испытаний битума, таких как пенетрация, температура размягчения, вращательная вязкость, результаты испытаний TFOT. Кроме того, использование органических, химических и водосодержащих добавок помогает снизить значения вязкости, что, в свою очередь, снижает температуру смешивания и уплотнения, что приводит к снижению затрат на электроэнергию, а также выбросов.

Показатели стабильности по Маршаллу для смесей RAP оказались выше, чем для контрольных смесей. В зависимости от используемого заполнителя, 30%, 10% и 20% могут быть приняты в качестве оптимальной добавки RAP, связанной с органическими, химическими и водосодержащими добавками, соответственно. Другие свойства образцов, включая оптимальное содержание RAP для каждой использованной добавки, такие как расход, уровень воздушных пустот, также находятся в пределах спецификации. Использование RAP с WMA показывает низкие значения расхода при высоких значениях стабильности, и, следовательно, высокие значения коэффициента Маршалла (MQ) указывают на смесь высокой жесткости с большей способностью распределять приложенную нагрузку и противостоять деформации ползучести.Следует проявлять осторожность со смесями очень высокой жесткости из-за их более низкой способности к деформации при растяжении до разрушения; такие смеси с большей вероятностью разрушатся из-за растрескивания, особенно при укладке на фундамент, который не обеспечивает адекватной опоры.

Прочность на непрямое растяжение (ITS) - это очень распространенное испытание рабочих характеристик, используемое в производстве дорожных покрытий. ITS-тестирование предлагает надежную индикацию потенциала растрескивания смеси. Органическая добавка с содержанием RAP 30% имеет заметное увеличение прочности на разрыв по сравнению с контрольной смесью, что может быть связано с кристаллической структурой как смеси WMA с добавлением органических добавок, так и материалов RAP.

Основным преимуществом RAP с технологией WMA является возможность снижения конечной стоимости по сравнению со смесями HMA и WMA. Скорость восстановления тесно связана с меньшей потребностью в первичном битуме, первичных заполнителях и меньшей потребностью в процессе нагрева, которые используются в смесях WMA, содержащих RAP. Среди добавок RAP четко видно, что использование 30% RAP с органическими добавками является наиболее экономичным с точки зрения конечной стоимости для всех тематических исследований.

Заключение исследования касается использования трех типов добавок к теплым асфальтовым смесям с различным процентным содержанием RAP-материалов и базового битума с пенетрирующей способностью 50/70.

Чувствительность к влаге является важной проблемой для смесей WMA, включая RAP, которые обеспечивают низкие температуры смешивания, укладки и уплотнения по сравнению с обычным HMA. Если заполнитель не сушат перед смешиванием, присущая ему влага может препятствовать сцеплению битума с поверхностью заполнителя, что может привести к его отслаиванию. Кроме того, известно, что окисленный RAP-материал отрицательно влияет на когезию и, что более важно, на механизм адгезии межфазной системы битум-заполнитель.Можно провести дополнительные исследования для оценки устойчивости смесей WMA, включая RAP, к отслаиванию путем проведения модифицированного теста Лоттмана. Могут проводиться долгосрочные оценки производительности и более обширные испытания с использованием различных добавок WMA и битума с разной степенью проникновения.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Совет по научно-техническим исследованиям ТУРЦИИ (TUBITAK) за их вклад.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: BS JO.Проведенные эксперименты: BS JO. Проанализированы данные: BS JO. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: BS JO. Написал статью: BS JO.

Ссылки

  1. 1. Feih S, Boiocchi E, Mathys G, Mathys Z, Gibson AG и др. (2011) Механические свойства термически обработанного и переработанного стекловолокна. Композиты: Часть B 42: 350–358.
  2. 2. Chang CJ, Tseng L, Lin TS, Wang WJ, Lee TC (2012) Переработка модифицированного шлака зольной смеси MSWI и шлама CMP в качестве заменителя цемента с оптимальным составом.Индийский журнал инженерии и материаловедения 19: 31–40.
  3. 3. Sengupta S, Pal K, Ray D, Mukhopadhyay A (2011) Зола-унос, покрытая фурфурилпальмитатом, используется в качестве наполнителя в композитах с переработанной полипропиленовой матрицей. Композиты: Часть B 42: 1834–1839.
  4. 4. Маллик Р., Кандал П., Брэдбери Р. (2008) Использование технологии теплой асфальтовой смеси для включения большого процента материала регенерированного асфальтового покрытия (РАП) в асфальтобетонные смеси. Журнал Совета по исследованиям транспорта 2051: 71–79.
  5. 5. Тао М., Маллик Р. (2009) Оценка воздействия добавок теплого асфальта на удобоукладываемость и механические свойства регенерированного асфальтового покрытия (RAP). 88-е ежегодное собрание Совета по транспортным исследованиям Национального исследовательского совета.
  6. 6. Шахадан З., Хамза М.О., Яхья А.С., Джамшиди А. (2013) Оценка динамического модуля асфальтобетонной смеси, включающей восстановленное асфальтовое покрытие. Индийский журнал инженерии и материаловедения 20: 376–384.
  7. 7. Васиуддин Н.М., Сельвамохан С., Заман М.М., Гуган М.Л. (2007) Сравнительное лабораторное исследование добавок сасобита и асфальта в теплой асфальтовой смеси. Журнал Транспортного исследовательского совета 1998: 82–88.
  8. 8. Ньюкомб Д. ​​(2007) Введение в теплый асфальт. Отчет, Национальная ассоциация асфальтобетонных покрытий.
  9. 9. Button JW, Estakhri C, Wimsatt A (2007) Синтез теплой асфальтовой смеси. Техасский транспортный институт, Техасский университет A&M.
  10. 10. Hurley GC, Prowell BD (2005) Оценка сасобита для использования в теплой асфальтовой смеси. Отчет, США: Национальный центр технологии асфальта, Оберн.
  11. 11. О’Салливан К., Уолл П. (2009) Влияние добавок теплого асфальта на переработанное асфальтовое покрытие. Вустерский политехнический институт.
  12. 12. Маллик Р., Брэдли Дж., Брэдбери Р. (2007) Оценка материала нагретого регенерированного асфальта (RAP) и модифицированного парафином асфальта для использования в переработанном горячем асфальте (HMA).Совет по транспортным исследованиям.
  13. 13. Джамшиди А., Хамза М.О., Аман М.Ю. (2012) Влияние содержания сасобита на реологические характеристики несостаренных и состаренных асфальтовых вяжущих при высоких и промежуточных температурах. Материаловедение 15: 628–638.
  14. 14. Зауманис М. (2010) Исследование теплого асфальта. M.Sc. Диссертация, Датский технический университет, Kongens Lyngby.
  15. 15. Сяо Ф., Пунит В.С., Амирханян С.Н. (2012) Влияние непенящихся добавок WMA на битумные вяжущие при высоких рабочих температурах.Топливо 94: 144–155.
  16. 16. Зауманис М (2014) Асфальтовая тёплая смесь. В разделе «Изменение климата, энергия, устойчивость и тротуары», редакторы: К. Гопалакришнан, Дж. Харви и В. Стейн, Шпрингер, Германия, DOI 10.1007 / 978-3-662-44719-2_10.
  17. 17. Чоудхури А., Баттон Дж. В. (2008) Обзор теплой асфальтовой смеси. Отчет, Станция колледжа системы Техасского университета A&M, Техасский транспортный институт.
  18. 18. Джонс Д., Цай Б.В., Сеньор Дж. (2010) Исследование теплой асфальтовой смеси: результаты лабораторных испытаний Akzonobel Rediset WMX.Центр исследования дорожных покрытий Калифорнийского университета (UCPRC).
  19. 19. Эстахри К., Баттон Дж., Альварес А.Е. (2010) Полевые и лабораторные исследования теплой асфальтовой смеси в Техасе. Техасский транспортный институт, Техасский университет A&M.
  20. 20. ASTM D5-06 (2006) Стандартный метод испытаний на проникновение битумных материалов. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  21. 21. ASTM D36-95 (2000) Метод определения точки размягчения битума (кольцевой аппарат).Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  22. 22. ASTM D 1754–97 (2002) Стандартный метод испытаний воздействия тепла и воздуха на асфальтовые материалы (испытание в тонкопленочной печи). Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  23. 23. ASTM C136 (2008) Стандартный метод ситового анализа мелких и крупных агрегатов. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  24. 24. ASTM C127 (2012) Стандартный метод испытаний на плотность, относительную плотность (удельный вес) и абсорбцию крупного заполнителя. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  25. 25. ASTM C128 (2012) Стандартный метод испытаний на плотность, относительную плотность (удельный вес) и абсорбцию мелкозернистого заполнителя. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  26. 26. ASTM C131 (2006) Стандартный метод испытаний на устойчивость к разрушению мелкого крупного заполнителя в результате истирания и удара в лос-анджелесской машине. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  27. 27. ASTM C88 (2005) Стандартный метод испытаний на прочность заполнителей с использованием сульфата натрия или сульфата магния.Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  28. 28. ASTM C1252 (1998) Стандартный метод испытаний для определения содержания пустот в неуплотненных мелкозернистых заполнителях (в зависимости от формы частиц, текстуры поверхности и градации). Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  29. 29. ASTM D4791 (2010) Стандартный метод испытаний для плоских частиц, удлиненных частиц или плоских и удлиненных частиц в крупном заполнителе. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  30. 30. Д’Анджело Дж., Харм Э., Бартошек Дж., Баумгарднер Дж., Корриган М. и др.. (2008) Теплый асфальт: европейская практика. Отчет, Американские торговые инициативы.
  31. 31. Аустерман А.Дж., Могавер В.С., Бонаквист Р. (2009) Оценка воздействия дозировки добавок технологии теплого асфальта на удобоукладываемость и долговечность асфальтовых смесей, содержащих переработанное асфальтовое покрытие. 88-е ежегодное собрание Совета по транспортным исследованиям.
  32. 32. Канитпонг К., Нам К., Мартоно В., Баия Х. (2008) Оценка добавки для теплой асфальтовой смеси.Строительные материалы 161: 1–8.
  33. 33. Whiteoak D, Прочтите JM (2003) The Shell Bitumen Handbook. Thomas Telford Services Ltd, Лондон.
  34. 34. Specht LP, Khatchatourian O, Brito LAT, Ceratti JAP (2007) Моделирование вращательной вязкости асфальта и резины с помощью статистического анализа и нейронных сетей. Материаловедение 10: 69–74.
  35. 35. ASTM D4402-06 (2002) Стандартный метод испытаний для определения вязкости асфальта при повышенных температурах с использованием ротационного вискозиметра.Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  36. 36. Wu S, Cong P, Yu J, Luo X, Mo L (2006) Экспериментальное исследование связанных свойств асфальтовых вяжущих, содержащих различные антипирены. Топливо 85: 1298–1304.
  37. 37. ASTM D3549 (2011) Стандартный метод испытаний толщины или высоты образцов уплотненной битумной смеси для дорожного покрытия. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  38. 38. ASTM D6931-12 (2012) Стандартный метод испытаний битумных смесей на непрямое растяжение (IDT).Западный Коншохокен, Пенсильвания, США.
  39. 39. Sasolwax . Доступно: https://www.sasolwax.com/. Дата обращения: 15 января 2012 г.
  40. 40. АкзоНобель . Доступно: http://www.sc.akzonobel.com/en/asphalt/Pages/home.aspx. Дата обращения: 15 января 2012 г.
  41. 41. PQ Корпорации . Доступно: http://www.pqcorp.com/. Дата обращения: 15 января 2012 г.
  42. 42. Искендер Э. (2013) Оценка колейности каменно-мастичного асфальта для базальта и комбинаций базальт-известняковых заполнителей.Композиты: Часть B 54: 255–264.
  43. 43. Sengoz B, Isikyakar G (2008) Анализ битума, модифицированного стирол-бутадиен-стирольным полимером, с использованием флуоресцентной микроскопии и обычных методов тестирования.