Регенерация асфальтобетона
Дегтебетон. Классификация дегтебетонных смесей, их характеристика и область применения.
Дегтебетонную смесь приготовляют путем смешения в смесительных установках принудительного действия в нагретом состоянии щебня (гравия), дробленого песка, минерального порошка и каменноугольного дорожного дегтя, взятых в соотношениях, рекомендуемых ГОСТ 25877 - 83.
По свойствам дегтебетон уступает асфальтобетону: он обладает меньшей прочностью, теплостойкостью. При этом, обладая повышенной износостойкостью, дегте бетонное покрытие имеет повышенную шероховатость, более высокий коэффициент сцепления колеса с дорогой, повышенную безопасность движения. Это связано с меньшей вязкостью дегтей, более слабыми когезионными силами межмолекулярного взаимодействия, наличием летучих составляющих. Летучие вещества в составе дегтя ускоряют срок формирования структуры дегтебетона в покрытии, а также способствуют более интенсивному изменению его свойств. Дегтебетон менее пластичен в сравнении с асфальтобетоном, что также связано с составом и структурой дегтей, которые состоят преимущественно из ароматических углеводородов, образующих более жесткие структурные связи в вяжущих материалах и при пониженных температурах плохо деформирующихся, вследствие чего в дегтебетонных покрытиях появляются трещины. Для повышения прочности, теплоустойчивости и деформативной способности при пониженных температурах в дегтебетонах необходимо применять дегти с добавками полимеров, олигомеров и др.
Дегтебетонные смеси подразделяют на щебеночные, гравийные и песчаные. В зависимости от вязкости применяемого дегтя смеси подразделяют на горячие, приготовляемые на дегтях с вязкостью С\о более 150 с, и холодные — с вязкостью Сзо менее 150 с Горячие смеси в зависимости от наибольшего размера зерен минерального материала подразделяют на крупнозернистые с зернами размером до 40 мм, мелкозернистые - до 20 мм и песчаные — до 5 мм. Холодные смеси подразделяют на мелкозернистые и песчаные.
Дегтебетоны из горячих смесей в зависимости от значения остаточной пористости подразделяют на плотные с остаточной пористостью от 2 до 5 % включительно и пористые свыше 5 и до 12 % включительно.
Горячие плотные (щебеночные и гравийные) мелкозернистые смеси в зависимости от содержания в них щебня (гравия) подразделяют на два типа: Б — содержание щебня (гравия) свыше 35 и до 50 % включительно по Массе, В — содержание щебня (гравия) свыше 20 и до 35 % включительно по массе.
Для приготовления дегтебетона применяют те же минеральные материалы, что и для асфальтобетона, но песок должен быть только дробленый.
Для приготовления горячих смесей используют дегти марки Д-6 по ГОСТ 4641 - 80, окисленные дегти марок ДО-6 и ДО-7, дегте полимерное вяжущее марок ВДП-6 и ЬДП-7 по соответствующим техническим условиям, утвержденным в ' установленном порядке, а также дегти марок Д-5 и Д-6 с добавлением 10 ... 15 % дорожных вязких битумов. Для приготовления горячих смесей во II дорожно-климатической зоне допускается применять деготь марки Д-5.
Для приготовления холодных смесей следует применять дегти марок Д 4 и Д-5 с вязкостью Сз о не выше \ 50 с
Проектирование состава дегтебетона может быть выполнено так же, как и асфальтобетона, но при этом необходим тщательный подбор количества дегтя, так как небольшое отклонение содержания его в смеси заметно влияет на свойства дегтебетона.
Водонасыщение всех плотных дегтебетонов из горячих смесей должно быть 1,5 ... 4,5 %. В районах с избыточным увлажнением следует придерживаться нижних пределов остаточной пористости и водонасыщения. Пористость минерального остова плотных дегтебетонов из мелкозернистых горячих смесей типа Б должна быть 15 . . . 19 % по объему, типа В и дегтебетонов из песчаных смесей - 18 . . . 22%.
Слеживаемость холодных дегтебетонных смесей, определяемая числом ударов, необходимых для разрушения образца, не должна быть более 10.
Дегтебетонную смесь приготавливают в асфальтобетонных установках с мешалками принудительного действия. Вследствие пониженной вязкости дегтя обволакивание им зерен минерального материала протекает лучше, чем при применении битумов, в результате чего сокращается время для смешения материалов. По этой же причине облегчается уплотнение смесей при устройстве покрытий. Коэффициент уплотнения, представляющий собой отношение толщины слоя увлажненной смеси до уплотнения к толщине уплотненного покрытия, может быть принят равным 1 3 ... 1,4.
При производстве дегтебетонной смеси необходимо строго соблюдать установленный температурный режим, так как деготь более чувствителен к изменению температуры, чем битум.
Контроль за изготовлением дегтебетонной смеси на заводе и при устройстве покрытия, а также методы испытания дегтебетона такие же, как и асфальтобетона.
Плотный дегтебетон применяют для устройства покрытий на дорогах II ... IV категорий во II ... IV дорожно-климатических зонах. Пористые дегтебетоны применяют для устройства оснований и нижних слоев двуслойных покрытий на дорогах I . . . IV категорий, для устройства покрытий в III и IV зонах.
По санитарно-гигиеническим условиям устройство верхних слоев покрытий из дегтебетона разрешено только вне населенных пунктов.
Количество старого асфальтобетона, применяемого для повторного использования, растет из года в год. Вызвано это большими работами по реконструкции автомобильных дорог, строительством магистральных дорог в городах и др. Расчёты показывают, что в год накапливается до 15 . . . 20 млн. т старого асфальтобетона, пригодного для переработки.
Раньше по мере разрушения асфальтобетонного покрытия заменяли изношенный слой новым или укладывали сверху еще слой асфальтобетона. Материал покрытий повторно не использовали. Старый асфальтобетон вывозили на свалку. Однако известно, что асфальтобетон, а главное битум в нем, возобновляем. Отработавший положенный срок материал можно специальными способами регенерировать и повторно использовать.
В настоящее время в зависимости от вида повреждений назначают различные способы регенерации асфальтобетона:
1) выравнивание при нагреве асфальтобетонного покрытия сосрезкой неровностей, засыпкой выбоин смесью, планировкой и уплотнением взрыхленного слоя катками;
2) выравнивание при нагреве асфальтобетонного покрытия с добавкой новой смеси. Операции производятся на полотне дороги с помощью специальных машин типа "Рипейвер". Панели инфракрасного излучения разогревают асфальтобетонное покрытие до температуры 180° С. Блок с элементами рыхления и рядами ножей взрыхляет разогретый слой покрытия на глубину до 4 см, который перемешивается расположенным за ним шнековым распределителем и распределяется равномерно по всей ширине полосы. Одновременно транспортер из бункера подает новую смесь, которая равномерно распределяется по всей площади старой спланированной смеси. После этого оба слоя подгоняют под существующий профиль, предварительно уплотняют вибрационной трамбующей балкой и окончательно катками. Развитием этого способа является способ "Ремикс", в котором старый взрыхленный асфальтобетон смешивается в мешалке с новой смесью, выгружается, разравнивается и уплотняется;
3) снятие старого асфальтобетона, транспортирование его в стационарной смесительной установке, дробление до размеров меньше 40 мм на гранулят, загрузка в агрегаты асфальтосмесителя принудительного действия с одновременным добавлением каменных материалов и вяжущего.
Регенерация асфальтобетона может осуществляться с помощью горячей воды или пароводяной среды. Влажная асфальтобетонная смесь на следующем этапе высушивается и нагревается до требуемых температур газовым теплоносителем. Затрата энергии на выпаривание влаги -основной недостаток этого способа.Извлечение битума из кусков старого асфальтобетона осуществляется методом экстракции с помощью органических растворителей. После отгонки растворителей получают Чистый" битум и все фракции минеральной части смеси. После такого превращения старого асфальтобетона в исходные материалы компоненты нагревают и смешивают, как обычно, при получении асфальтобетонных смесей.