Технологический процесс асфальтобетонного завода

Характеристики и свойства

Состав холодного асфальта довольно прост, ведь поставляясь с завода, он включает в себя заполнитель и мелкий щебень. Доставив мешок на объект, он будет в твердом состоянии, но имеет рыхлую структуру.

Чтобы привести его к рабочему виду, рекомендуется тщательно перемешать состав, используя специальные смесители. Наличие мелкого щебня позволяет заделывать дорожные ямки до идеального состояния, сравнивая поверхность с основным покрытием.

В состав холодного асфальта включены керосин, органические кислоты, битум, а также различные варианты добавок. Сохранение вязкости является основной характеристикой этого материала, поскольку вязкость сохраняется в любое время, что не ограничивает строителей в работе.

На упаковке с холодным асфальтом всегда отмечена минимальная температура, допустимая для выполнения работы. Поэтому, подобрав правильный материал, вы сможете выполнить ремонт дороги даже при критически низких значениях температуры.

Свои свойства состав теряет при несоблюдении правил монтажа и эксплуатации. Например, производители многих марок указывают на то, чтобы величина слоя не превышала 6 сантиметров в толщину. Если яма глубже, то укладывают два и более слоев.

При этом каждый слой необходимо придавить трамбовкой. Как и другие материалы, холодный асфальт дает усадку. При монтаже необходимо чтобы он поднимался на высоту в 1-2 см над первостепенным покрытием, поскольку после усадки, поверхности сравняются.

С целью улучшения рабочих параметров и свойств холодного асфальта, углубление в дороге или полноценную яму, необходимо сначала обработать битумом. Это позволит материалу лучше приклеиться к основе.

Основные потребители

Основными потребителями асфальтной продукции являются:

• организации, которые отвечают за состояние федеральных и муниципальных дорог;
• компании, которые специализируются на ремонте данных дорог;
• представители бизнеса, отвечающие за состояние парковок, тротуаров и подъездных путей, которые располагаются на территории данных дорог.

Как известно, производство асфальта напрямую связано с его укладкой. Поэтому приобретение необходимого комплекта техники, предназначенной для асфальтирования дорог, позволяет обеспечить расширение бизнеса. При этом появляется возможность реализации асфальтной продукции подрядным организациям, которые производят её укладку, а также самостоятельное проведение всего комплекса дорожных робот.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) разработан в Германии в 1960-е годы. Он обеспечивал на дорогах с интенсивным движением прочный и устойчивый к колееобразованию слой износа с использованием заполнителя с прерывистым гранулометрическим составом и модифицированного битумного вяжущего. ЩМА разработан для улучшения устойчивости к колееобразованию и повышения долговечности за счет использования прочного скелета типа «камень-к-камню», связанного богатой смесью битумного вяжущего и стабилизирующих добавок, таких как целлюлоза и/или модификаторы битума.

ЩМА в основном используется для укладки на автомагистралях и взлетно-посадочных полосах, гоночных трассах и городских улицах. Он эффективно снижает уровень шума от дорожного движения. ЩМА обычно используется в верхнем слое и изредка в нижнем слое покрытий.

MEPDG (Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide) — руководство 2002 года по механистическо-эмпирическому проектированию новых и восстанавливаемых дорожных покрытий и сооружений. Цель руководства — выявление физических причин усталостных повреждений в конструкциях покрытий и их калибровка в соответствии с наблюдаемыми характеристиками покрытия. Два элемента определяют подход к проектированию дорожного покрытия: фокус на физических причинах — это механистическая часть, а определение взаимосвязей по наблюдаемым результатам — эмпирическая.

Механистически-эмпирический метод проектирования структуры дорожного покрытия предполагает испытательный срок. Программное обеспечение MEPDG вычисляет, как проектные данные соотнесутся с данными о дорожной и климатической нагрузках и оценивает уровень повреждений, которые покрытие будет выдерживать с течением времени с точки зрения повреждений дорожного покрытия и ухудшения качества езды.

PaveXpress — веб-инструмент для определения дизайна покрытия для дорожных покрытий и парковок. PaveXpress создает технически обоснованные решения дорожного покрытия для гибких и жестких дорожных покрытий на основе общепринятых отраслевых стандартов Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO). PaveXpress определяет необходимую толщину дорожного покрытия для участка дороги или проекта. Программное обеспечение только запрашивает у пользователей входные данные, необходимые для создания технически обоснованных конструкций тротуара, и предлагает приемлемые в отрасли значения по умолчанию, где это необходимо.

PerRoadXpress — программа оценивает «напряжения и деформации», которым подвергнется тротуар, что может привести к появлению трещин и предоставляет пользователю рекомендации по общей толщине асфальтового покрытия, необходимой для конкретной ситуации.

Типы смесей и их основные параметры

В первую очередь вся продукция данного вида разделяется на группы в зависимости от того, какой компонент использован в качестве основного наполнителя, бывают гравийные, щебеночные и песчаные смеси.

Также применяется битум разной вязкости, из-за этого может различаться способ укладки:

Работы с горячим асфальтом требуют наличия специальной укладочной техники, без нее добиться хорошего результата невозможно

Теплые асфальтобетонные смеси (многие специалисты называют их и вовсе холодными) могут укладываться и при более низких температурах. Нижний предел температуры составляет 5 градусов тепла, но лучше все-таки проводить работы при 20-30 градусах. При изготовлении применяется только жидкий битум.

Кавабанга! Характеристика эпоксидной пропитки для бетона

Битум – важнейший компонент, от качества которого во многом зависит прочность асфальта

Еще один важный фактор – плотность асфальтобетонной смеси.

Также можно подразделить все составы по фракциям:

• Если присутствуют включения диаметром до 40 мм – крупнозернистый.
• При фрагментах величиной до 20 мм – мелкозернистый.
• Если размер самых крупных вкраплений не превышает 5 мм – песчаный.

В зависимости от количества щебня, присутствующего в составе, выделяются следующие виды асфальтобетонных смесей:

Проектирование

Состав устройства покрытия из асфальтобетона подбирают исходя из назначения: улица в небольшом городе, скоростное шоссе и велосипедная дорожка требуют разного асфальта. Чтобы получить лучшее покрытие, но при этом не перерасходовать материалы, используют следующие принципы подбора.

Основные принципы

Зерновой состав минерального ингредиента, то есть, камня, песка и порошка, является базовым для обеспечения плотности и шероховатости покрытия. Чаще всего используют принцип непрерывной гранулометрии, и только в отсутствие крупного песка – метод прерывистой гранулометрии. Зерновой состав – диаметры частиц и правильное их соотношение, должны полностью соответствовать ТУ.

Смесь подбирают таким образом, чтобы кривая, помещалась на участке между предельными значениями и не включала переломов: последнее означает, что наблюдается избыток или недостаток какой-то фракции.

Различные типы асфальта могут формировать каркасную и бескаркасную структуру минеральной составляющей. В первом случае щебня достаточно, чтобы камни соприкасались друг с другом и в готовом продукте образовывали четко выраженную структуру асфальтобетона. Во втором случае камни и зерна крупного песка не соприкасаются. Несколько условной границей между двумя структурами выступает содержание щебня в пределах 40–45%. При подборе это нюанс нужно учитывать.
Максимальную прочность гарантирует щебень кубовидной или тетраэдральной формы. Такой камень наиболее износостоек.
Шероховатость поверхности сообщает 50–60% щебня из труднополируемых горных пород или песка из них

Такой камень сохраняет шероховатость естественного скола, а это важно для обеспечения сдвигоустойчивости асфальта.
В общем случае асфальт на основе дробленного песка более сдвигоустойчив, чем на основе карьерного благодаря гладкой поверхности последнего. По тем же причинам долговечность и стойкость материала на основе гравия, особенно морского меньше.
Избыточное измельчение минпорошка ведет к повышению пористости, а, значит, к расходу битума

А таким свойством обладает большинство промышленных отходов . Чтобы снизить параметр, минеральный порошок активируют – обрабатывают ПАВ и битумом. Такая модификация не только снижает содержание битума, но и повышает водо- и морозостойкость.
При подборе битума следует ориентироваться не только на его абсолютную вязкость – чем она выше, тем выше плотность асфальт, но и на погодные условия. Так, в засушливых районах подбирают состав, обеспечивающий минимально возможную пористость. В холодных смесях, наоборот, снижают объем битума на 10–15%, чтобы снизить уровень слеживаемости.

Подбор состава

Процедура подбора в общем виде одинакова:

• оценка свойств минеральных ингредиентов и битума. Имеется в виду не только абсолютные показатели, но их соответствие конечной цели;
• вычисляют такое соотношение камня, песка и порошка, чтобы эта часть асфальта обретала максимально возможную плотность;
• в последнюю очередь вычисляют количество битума: достаточное, чтобы на базе выбранных материалов, обеспечить нужные технические свойства готового продукта.

Сначала проводят теоретические расчеты, а затем – лабораторные испытания. В первую очередь, проверяют остаточную пористость, а затем – соответствие всех остальных характеристик предполагаемым. Расчеты и испытания проводят до тех пор, пока не будет получена смесь, полностью удовлетворяющая тех заданию.

Как и всякой сложный строительный материал АБ не имеет однозначных качеств – плотности, удельного веса, прочности и так далее. Его параметры определяют состав и метод приготовления.

О том, как происходит проектирование асфальтобетонного состава в США, расскажет следующий познавательный видеосюжет:

Что такое асфальт? Состав асфальта

Асфальт — это готовое покрытие дороги из асфальтовой или асфальтобетонной смеси. Асфальтовая или асфальтобетонная смесь — это готовая смесь битумов с минеральными материалами: щебнем или гравием, песком (возможно с добавлением минерального порошка). Асфальт применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, для гидроизоляции, как кровельный материал, для изготовления замазок, клеев, лаков. Асфальт наивысшего качества используется в живописи и при создании литографий. Асфальт может быть природного и искусственного происхождения: в природном горном асфальте битума 60—75 %, в искусственном — 13—60 %. Часто асфальтом называют асфальтобетон — искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, который в настоящее время не применяется).

Плюсы и минусы использования асфальтной крошки

Для начала упомянем об экологическом аспекте применения асфальтовой крошки. Многих людей, из числа тех, кто будет облагораживать дачный участок, имея детей и животных в семье, интересует, вредна ли асфальтовая крошка. Несмотря на то, что в ее составе содержится битум – продукт переработки нефти, который соответственно наносит окружающей среде больше вреда, чем пользы, использование в хозяйстве крошки более экологически чистое, чем в случае с асфальтом тех же объемов.

По документации, асфальтовая крошка имеет класс опасности 4, наравне с бытовым мусором, таким как старая одежда и обувь.

Далее стоит поговорить о плюсах, которые послужили причиной столь широкого распространения:

1. Широкий спектр применения, охватывающий большую часть сфер хозяйственной деятельности человека;
2. Демократичная цена, которая выгодно выделяет асфальтовую крошку на фоне щебня или гравия и за счет схожих свойств зарекомендовала крошку как подходящую им замену;
3. Долгий срок службы при использовании ее в подходящих для этого условиях: второстепенных дорог и дорожек малой протяженности и спортивных комплексов;
4. Легкость в укладке. Для этого не обязательно заранее готовить поверхность, а укатка асфальтовой крошки не подразумевает обязательное участие спецтехники, в целях экономии ее можно выполнить с помощью проезжающих автомобилей;
5. Высокая устойчивость к неблагоприятным погодным условиям.

Недостатки у асфальтовой крошки, как и у любого другого материала, существуют:

1. Больше вредного воздействия на окружающую среду в сравнении со щебнем или песком;
2. Необходимость в периодичном обновлении полотна.

Однако все недостатки сполна перекрываются многочисленными положительными ее качествами.

Определение и свойства

Под асфальтом понимается природная или искусственно полученная смесь битумов с различными нефтяными производными с добавлением некоторого количества минеральных компонентов. Визуально асфальт является вязкой смолистой субстанцией характерного темноватого с оттенками черноты цвета.

Очень часто в ежедневном обиходе асфальтом не совсем корректно называется асфальтобетонная смесь, укладываемая при выполнении работ по устройству дорожного покрытия или благоустройству. В действительности, доля непосредственно асфальта в таких смесях редко превышает 15%, колеблясь обычно в диапазоне от 10 до15%, в зависимости от марки укладываемой асфальтобетонной смеси.

Очевидно, что именно различные асфальтобетонные смеси применяются при дорожных работах и благоустройстве, именно о них, в основном, и пойдет дальше речь.

Своему широчайшему распространению асфальт обязан свойствам, которые идеально подходят для применения в качестве дорожного покрытия. Главные среди них следующие:

• высокие показатели прочности и надежности. Дорожное покрытие, выполненное из асфальтобетона способно противостоять достаточно серьезным механическим воздействия без видимых повреждений поверхности;
• способность противостоять воздействию перепадов температур в широком диапазоне, а также другим агрессивным климатическим факторам;
• ровность покрытия, которое обеспечивает низкий уровень шума при движении автомобильного транспорта;
• шероховатость покрытия, свойства которого обеспечивают повышенное сцепление колес движущегося транспорта, что приводит к увеличению безопасности движения. Кроме того данное свойство значительно облегчает нанесение дорожной разметки и ее сохранность;
• высокие эксплуатационные характеристики покрытия. Они выражены в том, что асфальтобетонную дорогу достаточно просто ремонтировать, легко мыть и убирать;
• возможность приступать к эксплуатации практически сразу после выполнения работ по укладке. Это выгодно отличает покрытие с использованием асфальта от цементно-бетонного дорожного полотна, которое набирает прочность стандартные 4 недели;
• практически полная автоматизация и механизация всех процессов по устройству дорожного покрытия. Данное свойство позволяет выполнять значительные объемы работ в области дорожного строительства, что является важнейшим фактором в отечественных условиях;
• относительно невысокая стоимость материала и работ.

Вышеперечисленные свойства дорожного покрытия, выполненного из асфальтобетонных смесей, показывают, что у асфальта практически нет конкурентов среди других строительных материалов, которые бы обладали таким набором достоинств и преимуществ. Это во многом объясняется фактическое отсутствие альтернатив материалу для крупного дорожного строительства.

Технологии производства асфальтобетона

Есть 2 основные технологии изготовления стройматериала:

1. Горячий и теплый асфальтобетон производится с помощью оборудования. Производственный процесс таков:
   • Готовят инертные материалы. Пропорции разные: щебень – 44,5-55,6%, песок – 48-29,4%.
2. Смесь нагревается до 200°C, потом охлаждается до 160°C.
3. Добавляются вяжущий материал (битум) и минеральный структурирующий порошок (пропорция 7,5-15%).
4. Все ингредиенты смешиваются до получения однородной смеси.
5. После приготовления асфальт сразу кладут. Хранить его можно при температуре 150-180°C, чтобы он не застыл и не потерял качества.
6. Холодный асфальтобетон не приходится греть до высокой температуры. Инертные материалы смешиваются в теплом состоянии. Этот асфальт можно хранить (в мешках), продавать и использовать при необходимости.

Рекомендуем производить дорожный материал по обеим технологиям.

Четыре основных этапа укладки асфальта

Процесс асфальтирования всегда выглядит одинаково. Будь это компактная детская площадка или магистраль федерального значения.

1. Подготовка пакета сметно-проектной документации

   Участок всегда имеет уникальные особенности рельефа, размеров, структуры почвы и ее характеристик. Поэтому сначала специалист составляет проект работ, определяет, как положить асфальт, а затем на его основании — смету. Поскольку любое асфальтирование предполагает обустройство дренажной системы, обязательно учитывается прокладка подземных коммуникаций, а также ближайшие лесные насаждения и расположение корневой системы.

2. Земляные работы

   Подготовка участка начинается с того, что снимается слой грунта. Для создания тротуаров достаточно снять 15–25 см почвы, а для магистрали нужен котлован побольше. Почва снимается с помощью бульдозеров и погрузчиков, а разравнивается с помощью грейдеров.Если асфальт укладывается на место старой дороги или площадки, износившийся слой снимается фрезером. В дальнейшем получившуюся асфальтную крошку можно использовать для ямочного ремонта.

3. Обустройство основания

   Сначала насыпается песчаная или песчано-гравийная подушка, затем — слой крупнофракционного щебня, а сверху — щебень мелкой фракции. Чтобы сцепка слоев была максимальной, каждый слой разравнивается грейдером и утрамбовывается. А верхний слой основания может обрабатываться пропитками, чтобы усилить адгезию основания и слоев асфальта.

4. Укладка асфальта

   Смесь может готовиться на месте или доставляться с завода самосвалами. Сначала кладется крупнофракционная смесь, затем — мелкофракционная. Чтобы распределить материал равномерно, используются асфальтоукладчики. Каждый слой тщательно трамбуется вибрационным катком. Для усиления дорог, которые планируется использовать в качестве автобанов, в состав дороги входит армирующая сетка. Она укладывается между слоями асфальта, может пропитываться для лучшей адгезии битумной эмульсией.Когда асфальт уложен, сверху покрытие могут также обработать гидроизоляционными пропитками, чтобы повысить его износостойкость.

   Для справки! Технология укладки асфальта на старый асфальт ничем не отличается от асфальтирования на новом месте. Единственное отличие в том, что вместо подготовки земляного корыта и обустройства основания придется снять старое покрытие и приступить к укладке нового. И только в том случае, если основание повреждено или сделано недостаточно прочным для будущей дороги, оно разбирается и переделывается.

Оборудование

Начинающие предприниматели могут приобрести мобильный мини-завод для производства асфальта.

Он может быть:

1. Прицепного типа. Производительность такого предприятия 10–80 т продукции в час. Это идеальный вариант для малого бизнеса с небольшими первоначальными вложениями.
2. Трейлерного типа. Это более дорогая и достаточно мощная модель. Производительность такого мини-завода 40–150 тонн в час. Он прекрасно подходит для реализации крупных строительных проектов и асфальтирования трасс.
3. Контейнерный тип. Цена такого оборудования достаточно высокая. Но она вполне оправдана, поскольку такая установка потребляет немного топлива, но при этом отличается высокой производительностью 120–400 т.

Асфальтный мини-завод состоит из:

• Системы для дозировки исходных компонентов;
• Сушильного барабана;
• Миксера;
• Конвейера.

Кроме того, вам придется купить или взять в аренду фронтальный погрузчик. Его используют для загрузки сырья.

Персонал

Для работы нужен опытный технолог – квалифицированный работник, который подскажет, как делать качественный асфальтобетон, оптимизировать затраты на материалы, будет следить за процессом производства и качеством конечного продукта.

Также нужны и другие работники:

• грузчики;
• разнорабочие;
• бухгалтер;
• управляющий.

Должность управляющего первое время может исполнять сам бизнесмен, бухгалтера можно привлечь по аутсорсингу. Грузовик, чтобы не тратить ресурсы на его покупку, следует взять в аренду (с водителем).

Разнорабочие нужны для укладки асфальта на месте работ (компания будет предлагать весь комплекс услуг). Потребуется покупка ручного виброкатка – он уплотняет асфальтобетон, заменяет большую и дорогую технику.

Виды

Растворы классифицируют, согласно нескольким параметрам. Классификация зависит от особенностей компонентов, содержащихся в асфальтобетонных смесях. Различают четыре типа растворов. Классификация асфальтобетонных смесей выглядит так:

1. По наличию минеральной составляющей. Растворы классифицируют в зависимости от того, какой тип составляющей используется при изготовлении. Существуют разные типы компонентов, входящих в состав асфальтобетонной смеси. Например, для типа А характерно пятидесятипроцентное содержание щебня в растворе.
2. По размеру минеральных зерен составы бывают трех типов: песчаная (зерна для песчаной смеси должны быть менее пяти миллиметров), крупнозернистая (зерна менее сорока миллиметров) и мелкозернистая асфальтобетонная смесь (зерна размером менее двадцати миллиметров).
3. В зависимости от используемого стройматериала, смесь бывает песчаная, гравийная и щебеночная.
4. Температура также влияет на технические характеристики растворов. Классификация производится согласно температуре, которая зафиксирована в то время, когда происходила укладка смеси. Различают две разновидности: горячие асфальтобетонные смеси и теплые асфальтобетонные смеси. В частности, при распределении холодная асфальтобетонная смесь должна иметь температуру около 5°С, горячая – не ниже 120°С.

Регистрация и документы

Предпринимателю нужно зарегистрироваться и стать субъектом предпринимательской деятельности. Лучше работать в качестве юридического лица (ООО) – это позволит заключать контракты с крупными организациями. ИП не дает таких возможностей, хотя и проще в оформлении.

Преимущество бизнеса на асфальтобетоне в том, что не нужно получать обязательных сертификатов. Но все же перед производством стоит изучить следующие ГОСТы:

• ГОСТ 9128 – асфальт;
• ГОСТ 6617 – строительный битум;
• ГОСТ 9548 – кровельный битум;
• ГОСТ 22245 – дорожный битум.

Нужно согласовать свое производство с нормами государственного стандарта. На основе этого можно получить добровольные сертификаты соответствия, что поспособствует успеху и хорошей репутации компании на рынке.

Преимущества и недостатки материала

Стоит отметить следующее:

1. Для малотоннажного применения асфальты не очень дороги, в отличие от многомиллионных затрат при прокладке шоссе;
2. При должном качестве асфальт незаменим в любую погоду.
3. Из окна машины редко заметны многочисленные дефекты, которые отчетливо видны пешеходам;
4. Производство разогретых и вязких смесей не является простой задачей, несмотря на автоматизацию процесса;
5. Сложность применения разогретых смесей отчасти компенсируется появлением холодного асфальта;
6. Асфальтные дорожки в саду не делают именно по причине неприятного запаха битума, хотя со временем смесь твердеет и доставляет неудобства лишь в жаркую пору.

Существующие альтернативы асфальту пока что слишком дороги и не так практичны. В отличие от других строительных материалов, совершенствование асфальта происходит не путем разработки новых материалов, а модернизацией старых.

Широкое внедрение полимерных модификаторов позволяет принципиально улучшить свойства дорожных покрытий и расширить пределы их технологического применения, что подтверждают многочисленные испытания материала.

Преимущества использование холодной асфальтовой смеси

• Высокое качество устранения дефектов (соответствие показателям плотности, прочности, равенства, жесткости основного покрытия);
• Длительный срок службы отремонтированного места;
• Постоянное наличие и доступность необходимого материала, машин и оборудования;
• Простота ремонта;
• Использование данной технологии в любых погодных условиях;
• Оперативность открытия движения транспорта в местах проведения ремонта, не нужно ждать полного застывания.

Пример расхода материалов при изготовлении 1000 кг асфальта (ориентировочно):

1. Битум БНД 60/90 — 40.12 кг (4.01%);
2. Дизельное топливо — 13.37 кг (1.34%);
3. Концентрат Perma-Patch — 1.51 кг (0.15%);
4. Щебень фр. 5-10 — 945 кг (94.5%);

• разогрев щебня — 65…75 С о
• разогрев вяжущего — до 110 С о