Литой асфальтобетон: особенности материала, технология изготовления и применение

Особенности укладки литых асфальтов

Процесс укладки литого асфальта сам по себе не сложен. Асфальтобетонная смесь заливается на поверхность участка и разравнивается с помощью специальных механизмов либо даже вручную. Никакие катки не требуются. Количество задействованных дорожных рабочих сведено к минимуму, дорога будет готова для приема нагрузок через несколько часов.

У литого асфальта высокая водостойкость, его можно укладывать и при дожде.

Но для сохранения литым асфальтом своих функциональных свойств необходимо тщательное соблюдение технологии, требующей поддержания температуры смеси в строго регламентированных пределах.

Транспортировка произведенной асфальтовой смеси от производителя литого асфальта к месту потребления осуществляется в специальных транспортных средствах – кохерах. Кохеры представляют собой передвижные резервуары-цистерны, поддерживающие нужное состояние смеси, подогревая ее и перемешивая в процессе транспортировки. Уже на объекте доставленная смесь разливается, обеспечивая равномерное распределение слоя асфальта по поверхности. Толщина слоя заливки должна быть в пределах 25-30 мм, для большей толщины требуются несколько слоев.

Стоимость литого асфальта при такой кажущейся простоте укладки на порядок выше традиционных составов и технологий, поскольку удорожание происходит вследствие использования дорогих битумов и минеральных порошков, а также специальных дорожных укладчиков и кохеров. Поэтому применение литого асфальта в России весьма ограничено.

Внимание! не производит укладку литого асфальта. Материал предоставлен в информационных целях

Литой асфальт

— это один из лучших видов асфальтобетонов, которые только доступным современному дорожному строителю. Обладая почти таким же составом, как и «среднестатистический» асфальт, литой вариант отличается пропорциями исходных материалов: в состав его входят куда большие массовые доли битума и битумсодержащих материалов и минерального порошка, чем в обычный. Уменьшение количества щебня и песка позволяет коренным образом изменить технологию укладки, выбросив из неё ряд этапов, а также существенно расширить область использования материала.

Краткая историческая справка о литом асфальте

На постсоветском пространстве первые попытки применения литого асфальта относятся к 19 веку. Уже в 1865 году в Санкт-Петербурге литые смеси на основе природного битума были впервые применены при асфальтировании террас Зимнего дворца. Через 5 лет (в 1870 году) с помощью той же литой смеси асфальтировалась улица Малая Садовая и создавалось покрытие на набережной реки Фонтанки. Позднее с применением литых смесей началось асфальтирование дорог в Киеве, Харькове, Одессе, Житомире и других городах Российской империи.

Применение литого асфальта в г. Москва началось в 1874 году, когда рядом с городом Сызрань был построен первый в России завод по производству асфальтовой мастики. Существенно упростился процесс приготовления и укладки литых смесей с того момента как в 1914 году в городе Грозный было запущено производство нефтяного битума. Однако, именно по причине интенсивного развития битумного производства все большее распространение стала получать уплотняемая асфальтобетонная смесь, как более простой и дешевый материал для устройства дорожных покрытий, а интерес к использованию литой смеси начинает падать.

С начала 1970-х годов асфальтирование с применением литого асфальта вновь возвращается в СССР, чему в немалой степени способствовал положительный опыт эксплуатации (способность выдерживать интенсивное грузонапряженное движение, износостойкость и коррозионная стойкость) литых асфальтобетонных покрытий на дорогах Западной и Восточной Германии, Венгрии и Румынии.

К концу 1970-х годов литьевая технология вновь начинает переживать упадок по причине дефицита материалов (теплоустойчивого битума и мелкофракционного щебня), низких темпов строительства, высокой стоимости импортной техники (т. к. собственное оборудование еще не производилось) и других проблем. Эти трудности привели к тому, что в СССР начало развиваться собственное направление литьевой технологии, основанное на использовании метода вибролитья и применении более жестких литых смесей.

В странах Европы литой асфальт широко стал применяться с середины 20 века. В США литой асфальт приготовленный с использованием нефтяных битумов впервые применили в 1876 году. Наиболее широкое распространение литьевая технология получила в Германии, где существует большое количество современных заводов производящих оборудование для приготовления, транспортирования и укладки литых смесей.

Сегодня в мире существует множество организаций деятельность которых связана с разработкой стандартов, технической документации, новых рецептур и составов для литого асфальта, крупнейшими из которых являются:

• IMAA (International Mastic Asphalt Association) — Международная ассоциация производителей литого асфальта.
• EMAA (European Mastic Asphalt Association) — Европейская ассоциация производителей литого асфальта.

Щебень

Щебень – продукт дробления горных пород или иных материалов. Может быть изготовлен из гранита, гравия или известняка. Также щебень может быть вторичным или шлаковым. В дорожном строительстве, как правило, используются фракции щебня размером 5-20 мм и 20-40 мм.

Чем прочнее щебень, тем выше будет качество изготовленного из него асфальтобетона. Это связно с тем, что щебень формирует своеобразный скелет асфальтобетонного покрытия, являясь основным заполнителем.

Высококачественная асфальтобетонная смесь может иметь в составе щебень из твердых горных пород или гравия. Асфальтобетонная смесь для устройства пешеходных зон может включать в себя и щебень осадочных горных пород, например, известняка или доломита.

• Гранитный щебень – щебень из твердой горной породы, обладающий высокими физико-механическими характеристиками. Добывается путем взрыва монолитной гранитной скалы, после чего может быть раздроблен до фракций нужного размера.

  Фракции гранитного щебня могут быть размером от 0-5 мм до 300 мм.

  Помимо гранита используются и другие твердые горные породы, обладающие схожими показателями прочности и жесткости, а также сопротивляемости низким температурам. Кроме того, для изготовления качественного щебня могут использоваться метаморфические породы, которые тоже обладают высокими характеристиками.

• Гравийный щебень – щебень из более рыхлой горной породы, обладающий физико-механическими характеристиками среднего уровня. Добывается путем дробления гравия до нужных фракций.

  Фракции гравийного щебня могут быть размером от 3 до 40 мм.

• Известняковый щебень (или доломитовый щебень) – изготавливается путем дробления осадочной горной породы, чаще всего – известняка, который по большей части состоит из кальцита, и доломита. Физико-механические характеристики могут быть средними или пониженными. Считается одним из самых распространенных щебней.

  Фракции известнякового щебня могут быть различного размера.

Шлаковый и вторичный щебень имеют более низкие физико-механические характеристики, поэтому не используются для изготовления асфальтобетона. Однако стоимость такого щебня так же будет значительно ниже.

Асфальтобетонная смесь, в зависимости от фракций щебня, может быть мелко- или крупнозернистой. Крупнозернистый асфальт используется в верхних слоях дорожного полотна в качестве стабилизирующего слоя, поверх которого укладывается мелкозернистый асфальт, рассчитанный на сопротивления износу и механическому воздействию.
Подробнее о разновидностях асфальтобетона написано в соответствующем разделе.

Типы

Свойства покрытий из литых асфальтобетонных смесей определяются их составом и соблюдением технологии работы. Прежде, чем использовать материал для обустройства покрытия, необходимо тщательно изучить виды и типы асфальтобетона, их свойства.

По типу вяжущего литой асфальтобетон бывает:

1) Стандартный – в состав вводят теплоустойчивый битум не модифицированного типа.

2) Сероасфальтобетон – вяжущим выступают дорожный битум и модифицированная сера, что позволяет снизить температуру приготовления за счет уменьшения доли битума.

3) Полимерасфальтобетон – основным компонентом выступает полимерно-битумный материал.

4) Резиноасфальтобетон – наполнителем становится резиновая крошка, благодаря которой повышается стойкость к износу, продлевается срок эксплуатации, удается сократить расход щебня в составе.

По объему наиболее крупных зерен литая смесь может быть:

• 1 – диаметр 15 миллиметров, доля камня в составе равна 45-55%, асфальтирование выполняют для прокладки новых прочных покрытий и восстановления старых.
• 2 – диаметр 20 миллиметров, в составе 20-25% камня, универсальный раствор для разных задач.
• 3 – диаметр до 40 миллиметров, щебень в составе занимает 45-65%, идеальный вариант для строительства новых прочных дорог.
• 4 – фракции размером меньше 5 миллиметров, обычно такой асфальтобетон используют для выполнения велосипедных дорожек, дорожек приусадебных территорий, тротуаров, стяжки внутри помещений, гидроизоляции кровли.
• 5 – зерно диаметра 20 миллиметров, в составе камня 35-50%, отличается содержанием битумного вещества около 22-28%, смесь используется для выполнения текущих ремонтов покрытий.

Смеси асфальтобетонные горячие: особенности и виды

Асфальтобетон готовится из специального состава с правильными пропорциями специальных компонентов: песка, минерального порошка, щебня разных размеров, а также определенного битума, предназначенного для дорог. Смеси асфальтобетонные используются для обустройства основы и покрытия проезжей части почти в любых условиях. Можно рассмотреть подробнее эти материалы.

Смеси асфальтобетонные разделяют на горячие и холодные по принципу укладки. Первые являются наиболее известными на сегодняшний день и активно используемыми. Их укладка производится при температуре 140-170 градусов Цельсия. Готовая асфальтобетонная смесь горячая доставляется в специальной технике. Она сберегает температуру состава. Когда укладка завершается, производится уплотнение посредством асфальтных катков. После того как состав застынет, получается покрытие, обладающее высоким качеством.

Приготовление смесей осуществляется с использованием вязких битумов. Смесь следует использовать сразу же после приготовления, ей нельзя остывать. При укладке температура асфальта должна быть 120 градусов и более. Такая технология применяется для любых работ и почти во всех широтах. Существуют незначительные особенности. Верхние слои покрытий укладываются с обязательным использованием щебней, фракционность которых составляет 20-40 миллиметров, что оказывает влияние на общую стоимость работ. Горячие смеси асфальтобетонные являются самыми выносливыми на данный момент, чего удается достичь благодаря применению битумов

У такого метода имеется еще одно очень важное достоинство – открытие движения по обработанному участку возможно сразу же после того, как смесь остынет до температуры окружающей среды, то есть на это уходит всего несколько часов. Этого периода хватает для того, чтобы смесь успела пройти формировочную фазу, после чего она полностью готова к эксплуатации

Если смеси асфальтобетонные выбраны в качестве материала для произведения ремонтных работ на дорожном покрытии, то их состав необходимо выбрать максимально приближенным к составу, подвергаемому ремонту. При глубине дефекта до пяти сантиметров производится укладка в один слой, а при большем размере выбоин следует использовать пару пластов. Поверхности малых площадей требуется уплотнять посредством пневматического оборудования, а более обширные – с использованием виброкатка.

Разные типы асфальтобетонных смесей используются для обустройства аэродромных и дорожных покрытий, гидротехнических сооружений, полов и плоских кровель. Покупка таких материалов должна производиться на предприятиях, работающих со строгим соблюдением всех технологических особенностей их изготовления, а стоимость будет оптимальной. Понятно, что мелкозернистая асфальтобетонная смесь будет стоить дороже, так как она представляет собой более качественный продукт, предназначенный для обустройства очень гладких поверхностей. А вообще, стоимость такого строительного материала зависит от множества факторов, среди которых весьма важными являются качества составляющих, оборудование и технологии, используемые при работе, а также ряд иных факторов.

Классификация[править | править код]

Основными принципами классификации литых асфальтобетонов являются их разделение по величине наиболее крупной частицы применяемого в составе минерального материала (фракции щебня); цели применения состава; метода укладки. Как правило, в мировой практике используется первый из перечисленных трёх принципов. Он используется в немецких, шведских (BRO 94 «Основные технические и конструкционные требования для дорог», глава 6), австрийских (ÖNORM EN 13108-6), швейцарских (SN 640440), российских нормативах, а также в европейских стандартах серии EN. Классификация, основанная на методе укладки (ручная или механизированная), применена в финских нормативных документах. Например, немецкая классификация литых асфальтобетонов согласно гармонизированному немецкому нормативу TL Asphalt-StB 07 включает в себя 6 основных типов: МА 11S; MA 8S;MA 5S;МА 11N; MA 8N;MA 5N .

Согласно ГОСТ Р 54401 (таблица 1) литые асфальтобетоны в зависимости от наибольшего размера зёрен минеральной части и назначения применения подразделяются на три типа.

Область применения

Литой асфальтобетон целесообразно использовать в самых разных сферах ремонта и строительства. Особенности материала обеспечивают ему прекрасные эксплуатационные характеристики, что существенно расширяет область применения.

Где применяют асфальтобетон литой:

• В строительстве дорог, мостов разных конфигураций, туннелей, иных объектов.
• Материал 1-2 типа актуален для нижних и верхних слоев покрытий с нагрузками более 3000 единиц транспорта в сутки – обычно это аэродромы, востребованные трассы, скоростные участки дорог и т.д. (хотя, асфальтобетон можно использовать в обустройстве покрытий и с меньшими нагрузками, но в таком случае высокая цена не будет экономически оправдана)
• Смеси 2-4 типов используют для обустройства всех слоев дорожек для велосипедов и пешеходов, тротуаров
• Асфальтобетон 1-2 и 5 типа актуален в строительстве туннелей, мостов, разных ремонтных работ
• Для обустройства кровли, полов, слоев гидроизоляции, что обуславливается прекрасными гидроизоляционными свойствами асфальтобетона
• Материал может использоваться везде, где нужно обеспечить повышенный уровень адгезии покрышек транспорта с поверхностью асфальта (опасные участки дорог, где часто происходят аварии во время снегопадов, дождей), так как асфальтобетон обладает повышенной шероховатостью

Стоимость и популярные производители

Изготовление литого дорожного асфальтобетона несколько сложнее, чем обычного горячего, а тем более холодного. В общем, доля производства литого асфальта в России составляет всего лишь 9–10,% хотя тенденция к увеличению наблюдается.

Лидерами на этом рынке выступают производители бетона и нефтепродуктов.

• Первое место заслуженно занимает первое же в России предприятие, специализирующееся на изготовлении асфальтобетонов – это ОАО «Асфальтобетонный завод №1» в Санкт-Петербурге. Здесь получают все возможные асфальты любого типа.
• «Сургутнефтегаз» специализируется на добыче и реализации нефти. Бетонное производство является для них побочным. Хотя по валовому объему предприятие находится в составе первой десятки.
• АОА «Асфальтобетонный завод №4» в г. Москва предлагает все виды АБ, в том числе и литой.
• ГУП «Башкиравтодор» – дорожно-строительная компания, занимающаяся как строительством и ремонтом дорог, так и производством требуемых для этого материалов.
• АО «Сверловскавтодор» – на 45 асфальтобетонных заводах предприятия выпускают все типы и марки АБ. Компания осуществляет полный спектр дорожных работ.

Стоимость материала заметно колеблется в зависимости от типа и региона изготовления. В среднем цена литого асфальтобетона варьируется от 3700 до 4200 р. за тонну или 5940–8800 р. за куб.м.

Про технологии укладки, ямочный ремонт литым асфальтобетоном поговорим ниже.

Стратегия организации защиты покрытия тротуаров

Стратегия предполагает проведения технических и профилактических мероприятий, направленных на поддержание оптимального состояния тротуаров и увеличения срока их службы. Для этого необходимо постоянно контролировать целостность покрытия и своевременно устранять дефекты. Также она предусматривает предупреждение повреждений. Согласно многочисленным исследованиям, одной из основных причин появления трещин на тротуарах является вода. Она проникает в поры асфальта и разрушает его структуру, особенно это заметно в периоды перепадов температур в зимнее время.

Для предотвращения проникновения воды необходимо в обязательном порядке организовать дренажную систему. Также для защиты асфальтового покрытия тротуаров используются герметизирующие смеси на основе битума. Литой асфальт, в зависимости от состава, бывает двух видов:

• горячий – требует использования специального оборудования, которое нагревает смесь до высоких температур, данный метод герметизации подходит для больших участков дорог, подверженных интенсивному воздействию транспортных средств;
• холодный – наносится в холодном состоянии, застывает в течение нескольких часов, является оптимальным решением для защиты покрытия тротуаров, придомовых участков, парковок и т.д.

Обычно на холодный асфальт литой для покрытий тротуаров цена ниже, чем на горячий, что позволяет добиться существенной экономии при одинаковых результатах.

Технология производства и укладки литого асфальта

Завод по производству литого асфальта

Литая технология основывается на применении в качестве вяжущих вязких сортов нефтяных битумов.

Поэтому, приготовление смеси происходит под действием сравнительно высоких температур:

• температура битума — 160—180°С;
• минеральные заполнители нагревают до 190—240°С;
• температура готового асфальта составляет 200—220°С.

Литой способ производства асфальтобетона исключает его изготовление в местах укладки смесей, поскольку весь процесс требует точного соблюдения температурного режима.

Рекомендуемая температура

Производство

Принципиальная схема производства литого асфальта

Технологическая инструкция приготовления литого асфальтобетона:

1. Холодные и влажные минеральные материалы, в расчетных соотношениях, загружают в агрегат питания, откуда при помощи наклонного транспортера сырье поступает в сушильный барабан. Там его просушивают и доводят до рабочей температуры.
2. Нагретые компоненты подаются элеватором в сортировочное устройство.
3. Разделенные на фракции песок и щебень через бункеры, предназначенные для горячего материала, следуют в дозаторы и по окончанию взвешивания загружаются в смесительный агрегат.
4. Холодный минеральный структурирующий порошок доставляется элеватором в нагреватель, где вещество сушится и нагревается до оптимальной рабочей температуры, после этого поступает в расходный бункер.
5. Осажденная в пылеуловителях пыль (отходы производства) подается в сортировочный агрегат, где дозируются и смешивается с песком и минеральным порошком.
6. Горячий битум из нагревателя поступает в смесительный агрегат, где дозируется и подается в бункер к остальным компонентам.
7. В главном смесителе осуществляется перемешивание всех составляющих.
8. После этого готовая продукция отгружается в специальные транспортные средства (кохеры), оборудованные котлом-термосом или резервуаром, снабженным системой обогрева и перемешивания материала в момент доставки потребителю.

Машина—кохер

Укладка асфальта

Строительство покрытий из литых асфальтобетонных смесей необходимо выполнять в сухую и теплую погоду при температуре не ниже 5°С. Асфальтобетон в момент укладки должен иметь температуру 185—235°С, в зависимости от технологических условий и типа битумного вяжущего.

Покрытие из литых смесей

Работы по укладке литого асфальта проходят в следующей последовательности:

• подготовительные работы;
• разгрузка асфальтобетона;
• укладка;
• распределение и прессовка черного щебня.

Устройство покрытий при помощи асфальтоукладчика:

1. К установленному в рабочее положение укладчику подъезжает термос-миксер для перегрузки раствора в бункер агрегата.
2. Открывают заслонку термоса, включают шнеки в приемном бункере укладчика и сливают готовый асфальт.
3. После загрузки нормируемого количества, начинают укладку.
4. Асфальт укладывают со скоростью 1–3 м/мин. Скорость регулируют в зависимости от проектной толщины слоя. По мере расхода материала, оператор добавляет его из рядом стоящего кохера.
5. При вынужденной остановке или окончании рабочей смены раствор необходимо полностью выработать или удалить из приемного бункера, а готовое покрытие, в месте будущего стыка, нужно отсечь упорным брусом. В следующую смену: брус снимают, прогревают место стыка и продолжают процесс укладки.

Устройство финишного покрытия из черного щебня

Покрытие черным щебнем

Черный щебень доставляется на объект автосамосвалами под пологом или в специальном изолируемом контейнере. Материал в момент распределения должен иметь температуру минимум 100°С.

Щебень укладывается способом рассева из расчета 10–15 кг/м2 по горячему основанию с рекомендуемой температурой 140—180°С. Материал может распределяться как вручную, так и механизированным способом (прицепной щебнераспределитель).

Щебнераспределитель

Работу катка можно начинать после достижения температуры покрытия 120°С. Движение автотранспорта допускается после окончательного остывания покрытия, но минимум — через 3 часа после укладки. Литая асфальтобетонная смесь укладывается непрерывно и одновременно по всей ширине дороги, используя для этого нужное количество укладчиков, распределенных уступом на расстоянии друг от друга 25–30 м.