Применение резины в асфальтовом бетоне

Достигнутый уровень изученности асфальтового бетона не дает еще исчерпывающего ответа на вопросы, связанные с получением асфальтового бетона, одинаково хорошо противостоящего образованию деформаций при высоких температурах и трещинообразованию при низких. Но применение на практике рекомендаций, вытекающих из проведенных в этой области исследований, позволит уже теперь значительно улучшить эксплуатационные свойства асфальтобетонных покрытий.
Интересные результаты по повышению температурной устойчивости асфальтового бетона получены при введении в его состав резины. Такие работы (экспериментальные и в широких производственных масштабах) проведены в СССР, в некоторых странах Западной Европы и в США.
Секция физических исследований Американского управления общественных дорог разработала два способа введения резины: 1) предварительное смешение резины с битумом, после чего вяжущее объединяется с минеральными материалами; 2) перемешивание мелкораздробленной или порошкообразной резины с горячими минеральными материалами, которые уже после этого объединяются с битумом.
Наилучшие результаты дает предварительное смешение резины с битумом. Полученные таким образом асфальтобетонные смеси оказались наиболее устойчивыми против воздействия температуры и воды. Изучались асфальтобетонные смеси с добавками следующих видов резины: естественной, синтетической, а также и ранее использовавшейся.
Установлено, что асфальтобетонные покрытия с применением резины в процессе эксплуатации обнаруживают меньше деформаций и повреждений. Срок службы таких покрытий удлиняется.
В Англии сделаны опытные асфальтобетонные покрытия с применением порошкообразной естественной резины (производящейся в Индонезии). Добавка 5% такой резины изменяет свойства битума следующим образом:

Конструктивные особенности

Однако следует отметить, что устройство покрытий из холодного асфальтового бетона прекращается примерно за месяц до наступления прохладной дождливой погоды. При более поздней укладке холодных смесей есть опасность, что покрытие не успеет должным образом уплотниться к осенне-зимнему периоду.
По аналогии с покрытиями, устраиваемыми из горячих смесей, покрытие из холодного асфальтового бетона может устраиваться двухслойным или однослойным. Выбор между этими двумя типами покрытий производится в зависимости от грузонапряженности дороги и характера основания. Прочное и ровное основание позволяет устраивать однослойное покрытие. В частности, однослойное покрытие из холодного асфальтового бетона может быть сделано на любом старом покрытии с сохранившимся или вновь устраиваемым слоем поверхностной обработки. Толщина покрытия выбирается в зависимости от грузонапряженности.
Во вновь устраиваемом двухслойном покрытии только верхний слой может быть сделан из холодного асфальтового бетона. Нижний слой устраивается одного из следующих типов:
1. Из крупнозернистого асфальтового бетона, укладываемого в горячем состоянии; толщина слоя 3-4,5 см.
2. Из холодного черного щебня. Для этого используется щебень, предварительно обработанный в асфальтобетонных машинах жидким битумом или каменноугольным дегтем. Обработанный битумом щебень представляет собой хороший материал для устройства нижнего слоя. По своему характеру он ближе подходит к условиям применения холодного асфальтового бетона, и в этих случаях черный щебень должен найти более широкое применение, чем, например, крупнозернистый асфальтовый бетон. Толщина слоя черного щебня составляет 4-6 см.
3. Из слоя щебня толщиной 5-6 см, обработанного жидким битумом или каменноугольным дегтем.

Влияние плотности

Покрытия, менее устойчивые против атмосферной коррозии, разрушаются значительно интенсивнее. Таким образом, применение асфальтовых бетонов, более устойчивых против коррозии, является одним из важнейших факторов, способствующих удлинению сроков службы покрытий.
Коррозионная устойчивость асфальтового бетона зависит главным образом от его плотности, характера сцепления битума с каменными материалами, а также от интенсивности старения.
Чем выше плотность асфальтового бетона, тем выше его коррозионная устойчивость. Плотность асфальтового бетона зависит от пористости его минеральной части, количества битума и степени уплотнения. Покрытие, сделанное из рационально подобранной смеси, но недостаточно уплотненное, окажется пористым, а следовательно, и недостаточно устойчивым против атмосферной коррозии. Недостаточное уплотнение покрытия является одной из наиболее частых причин его преждевременной коррозии.
Плотность асфальтового бетона характеризуется величиной остаточной пористости, определяемой соотношением объемного и удельного весов1. Косвенным показателем плотности является, величина водонасыщения. Выше уже отмечалось, что этой величиной характеризуется лишь так называемая эффективная часть порового пространства, доступная прониканию воды. Чем больше щебня и меньше минерального порошка, тем ближе величины водонасыщения и остаточной пористости. В асфальтовых бетонах с достаточно большим содержанием минерального порошка величина объемного водонасыщения обычно на 1-3% ниже величины остаточной пористости.
Согласно нормам действующего ГОСТа, величина остаточной пористости для плотного асфальтового бетона должна быть в пределах 3-5и/о, а для пористого допускается в пределах 5-10%.

Физическая адсорбция

К ним относятся: физическая адсорбция поверхностью минеральных частиц слоя битума; хемосорбционные процессы, протекающие на границе раздела битум — минеральный материал; избирательная диффузия компонентов битума в минеральном материале, вследствие которой могут существенно изменяться свойства адсорбированного битума; изменение свойств минеральных материалов в результате их взаимодействия с битумом.
Адсорбцией именуется свойство поверхности твердого или жидкого тела связывать молекулы жидкого или газообразного вещества, соприкасающегося с этой поверхностью.
Различают две разновидности адсорбции — физическую и химическую.
Если между частицами адсорбирующего вещества (адсорбента) и адсорбируемого действуют только межмолекулярные силы (так называемые Ван-дер-ваальсовые силы), то имеет место физическая адсорбция (иногда называемая также Ван-дер-ваальсовой адсорбцией).
В тех случаях, когда соприкасающиеся фазы (битум — минеральный материал) образуют химические соединения, имеет место химическая адсорбция (хемосорбция). Между этими двумя разновидностями адсорбции существует принципиальное различие.
Физическая адсорбция, происходящая под влиянием физических сил притяжения, приводит к образованию на каменной подкладке ориентированных слоев битума. При этом никаких химических изменений в адсорбированном битуме не происходит.
При хемосорбции адсорбированный битум претерпевает химические изменения. Однако хемосорбцией затрагивается лишь один слой молекул адсорбированного вещества. При физической адсорбции могут образоваться физически адсорбированные слои толщиной во много молекул.
Практически, при наличии хемосорбции, затрагивающей лишь мономолекулярный слой, имеет место и физическая адсорбция, охватывающая ряд последующих слоев.

Сопоставление уплотнения

Сопоставление уплотнения производилось по трем показателям: объемный вес, водонасыщение, скорость распространения ультразвуковых колебаний. Температура смеси к началу уплотнения была 160° С. Первые четыре прохода совершались катками (транспортируемыми автомашинами), загруженными балластом весом 4 т. Для последующих восьми проходов вес балласта доводился до 10 т. При каждом последующем проходе перекрывалась часть следа предыдущего прохода.
После окончания уплотнения катками на пневматических шинах на покрытии оставались небольшие неровности (главным образом от колес автомобилей), совершенно исчезнувшие после двух завершающих проходов тяжелого катка с гладкими вальцами.
Интересно отметить, что на уплотненном таким образом асфальтобетонном покрытии в последующие 3 года (срок наблюдения) не наблюдалось никаких неровностей. Разумеется, укатка прицепными катками на пневморезиновом ходу является весьма неудобной и была предпринята лишь для экспериментальной проверки эффективности такого рода уплотнения. В настоящее время в СССР выпускаются самоходные пневматические катки, предназначенные для уплотнения стабилизированных покрытий.
Результаты проведенных опытов хорошо согласуются с аналогичными работами, проведенными во Франции и США.
Дгорье (Франция) было предложено дополнить обычное уплотнение катками с гладкими вальцами уплотнением тяжелыми пневматическими катками с шинами высокого давления. Пневматические катки, совершающие большое число проходов (на большой скорости) по еще не остывшему слою асфальтового бетона, должны, по мнению Дгорье, имитировать воздействие движения тяжелого автомобильного транспорта.

Академик П. А. Ребиндер

Эффект, связанный с использованием свежее образованной поверхности, настолько высок, что он в ряде случаев оправдывает затраты, необходимые для обнажения новых поверхностей в частицах материала. Тем более оправданной становится задача, заключающаяся в том, чтобы любой процесс дробления или тонкого измельчения минеральных материалов (связанный, как известно, с большой затратой энергии) использовать одновременно и для соответствующей физико-химической обработки (активации) получаемых продуктов.
Академик П. А. Ребиндер указал на большое значение хемоадсорбционной активации для свойств битумоминеральных систем и отмстил, что один из эффектов хемоадсорбцнонной ориентации поверхностно активных молекул состоит в упрочнении высокомолекулярной и коллоидной структуры в самом битуме, покрывающем минеральные зерна.
Указанные выше принципы, вытекающие из основных положений физико-химической механики, легли в основу новой технологии производства асфальтового бетона, разрабатывавшейся в последние годы в Союздорнии к
В результате проведенных исследований разработаны способы эффективной активации каждого минерального компонента асфальтового бетона: минерального порошка, песка и щебня. Хотя общий принцип активации указанных материалов единый, однако способы, применяемые для каждого из них, различны.
До сих пор речь шла с наиболее эффективной активации, осуществляемой в процессе измельчения, когда обработке подвергаются свежее образованные поверхности. Однако, как это явствует из работ ряда исследователей, предварительная физико-химическая обработка минеральных материалов, осуществляемая и по «старым» поверхностям, также дает некоторый эффект.

Асфальтобетонные машины

Речь идет как о равномерном покрытии минеральных частиц битумными слоями, так и о равномерном распределении свободного (объемного) битума.
Хорошее перемешивание приводит также к вытеснению излишков свободного битума вследствие его перераспределения.
Песчаный асфальтобетон может приготовляться только в смесителях с принудительным перемешиванием материалов. К ним относятся смесители Д-152, Д-325, Д-225. Однако принятое для этих смесителей время перемешивания замеса 1 -1,5 мин. является недостаточным; оно должно быть увеличено до 2,5-3 мин.
Асфальтобетонные машины со свободным перемешиванием — к ним относятся смесители Г-1 (Д-138) — не обеспечивают надлежащего перемешивания и поэтому не могут применяться для приготовления песчаного асфальтобетона.
Применение активированных минеральных порошков. По сравнению с другими разновидностями плотного асфальтобетона песчаный асфальтобетон содержит наибольшее количество минерального порошка. В среднем количество порошка (частиц мельче 0,071 мм) составляет 15)-17%. От пористости порошка в большой степени зависит пористость всей минеральной смеси, а следовательно, и ее битумоемкость.
В последние годы в СоюзДОРНИИ разработана технология приготовления и применения активированных минеральных порошков. Одна из важных особенностей асфальтобетона, приготовленного на основе активированного минерального порошка,- пониженная битумоемкость. Расход битума в среднем снижается на 20-30%. Происходит это за счет резкого снижения пористости, которая у активированных порошков доходит до 18-22%- Соответственно снижается и общая пористость всей минеральной смеси. Снижение расхода битума связано не только с уменьшением пористости, но и с более равномерным распределением его на поверхности активированных зерен порошка.

Шаровая мельница СМ-14

Для выявления степени покрытия минеральных порошков битумом в присутствии поверхностно-активных веществ был применен метод красителей, разработанный А. С. Колбановской. Из приводимых данных видно, что степень покрытия минеральных частиц битумом оказалась весьма высокой. Следует иметь в виду, что толщина слоя (битум + поверхностно-активное вещество) составляет в этом случае всего лишь 0,1 мк. Несомненно, что такая полнота покрытия зерен при столь незначительных количествах гидрофобизующей смеси является также следствием того, что обработке подвергаются свежее образованные поверхности минеральных частиц, реакционная способность которых очень высока.
Можно полагать, что часть поверхности частиц, непокрытая битумом, в какой-то степени обработана (активирована) поверхностно-активным веществом. Такой вывод может быть сделан на основе весьма высокой гидрофобностн минеральных порошков, которая в большой степени проявляется даже при незначительных количествах гидрофобизующей смеси. Ниже будет показано, что активированные порошки совершенно не смачиваются водой, обладают хорошей флотирующей способностью. Если бы поверхность частиц на площади 18% оставалась совершенно необработанной, гидрофобные свойства таких порошков оказались бы значительно ниже.
Интересно отметить, что при проведении опытных работ по выпуску активированных порошков на Обидимском заводе (проводились с участием 3. И. Базановой) имело место следующее.
В течение определенного времени на шаровой мельнице СМ-14 осуществлялся выпуск активированного порошка. Активация производилась смесью жидкого битума и окисленного петролатума. Во время выпуска активированного порошка одновременно с известняковым материалом равномерно в мельницу подавалась гидрофобизующая смесь из расчета 2% от веса порошка.

Количество минерального порошка

Из приводимых данных видно, что замена 60% естественного песка активированным приводит к резкому повышению прочности при температуре +50° С. При этом существенно повышается теплоустойчивость: коэффициент теплоустойчивости снизился с 2,9 до 2,2.
Смесь 3, содержащая 70% активированного песка и сниженное более чем в два раза количество минерального порошка, обнаружила также достаточно высокий показатель прочности при температуре +50° С, значительно превышающий этот показатель для смеси 1 с исходным песком, содержащей 22% минерального порошка.
В той же таблице приведены данные, относящиеся к аналогичным асфальтобетонным смесям, но в которых использована (в том числе и для активации песка) другая разновидность извести. Краснопресненского завода (Москва). Эта известь маломагнезиальная (MgO = = 1%) и менее активна в сравнении с мелеховской (CaO + MgO = 70%).
Совершенно очевидно, что различие свойств асфальтовых бетонов с указанными разновидностями извести может быть объяснено различием химического состава последней. Более детально влияние химического состава извести на свойства асфальтового бетона исследовано в работе М. А. Головни, который, в частности, установил, что известь с повышенным количеством окиси магния приводит, как правило, к повышенным показателям прочности асфальтового бетона.
Для приготовления другой серии активированных песков в качестве исходного был принят одномерный мелкозернистый речной песок, не отвечающий по гранулометрическому составу требованиям ГОСТ 9128-67. В данном случае при активации были приняты две окружные скорости вращения ротора ударно-центробежной мельницы: 45 и 70 мсек. Количество извести (Краснопресненского завода) составляло 2,5 и 4,5% к весу песка.

Структура минерального остова

Основными признаками структуры минерального остова асфальтового бетона являются: плотность, величина внутреннего трения, структура материалов, образующих минеральный остов.
Плотность минерального остова оказывает решающее влияние на свойства асфальтового бетона. С плотностью минерального остова непосредственно связана плотность асфальтового бетона, от которой зависят его важнейшие эксплуатационные свойства: деформационное поведение при высоких и низких температурах, коррозионная устойчивость.
Надлежащая плотность минерального остова обеспечивается соответствующим подбором гранулометрического состава, а также применением минерального порошка с минимальной пористостью. Наиболее полно вопросы подбора гранулометрического состава асфальтового бетона разработаны Н. Н. Ивановым, а выработанные им принципы подбора минеральных смесей легли в основу применяемых в настоящее время методов проектирования асфальтового бетона.
Во всех случаях подбора смесей оптимальной плотности обращает на себя внимание следующее обстоятельство: с уменьшением наиболее крупной фракции смеси увеличивается необходимое количество минерального порошка, который в данном случае рассматривается лишь как заполнитель (заполняющий пустоты между более крупными зернами).
Плотность минерального остова характеризуется величиной пористости, определяемой по соотношению объемного и удельного весов. Пористость определяют при стандартном уплотнении минеральной смеси.
Пористость правильно подобранной минеральной части асфальтового бетона колеблется в пределах 17- 20%. Нижний предел пористости относится к мелкозернистому и среднезернистому асфальтобетонам, а верхний — к песчаному.

Исправление дефектов уплотняемого покрытия

В прохладную погоду во всех случаях укатку нужно сразу начинать тяжелыми катками, которые дадут наивысший эффект уплотнения в первый период, когда асфальтобетонная смесь имеет высокую температуру. При малом количестве катков длина хода должна быть минимальной с тем, чтобы возможно большее количество проходов было сделано при наивысшей температуре асфальтобетонной смеси. Всякое промедление с началом укатки в осенний период может губительно сказаться на долговечности покрытия.
Упорные брусья, устанавливаемые при ручной укладке, могут быть сняты только после полного уплотнения покрытия. Во избежание обламывания кромок у краев надо сразу же сделать подсыпку грунта.
Все недоступные для укатки места должны быть уплотнены трамбовками. Операция производится таким образом, чтобы при каждом ударе трамбовки перекрывалась часть следа предыдущего удара. Уплотнение ведется до полного исчезновения следов трамбовки.
Очень полезно перед двумя-тремя последними проходами тяжелого катка посыпать покрытие сухим минеральным порошком, который свяжет выступающий битум. Благодаря этому верхняя корка становится более устойчивой.
Этим же путем могут быть в некоторой степени исправлены и отдельные «жирные» места, в которых на поверхность покрытия выступил битум.
В процессе укатки покрытия необходимо постоянно следить за его ровностью. Проверка ровности особенно необходима при ручной укладке. Зазор между трехметровой рейкой и поверхностью покрытия должен быть не более 4-7 мм. При большей величине зазора необходимо исправить обнаруженную неровность. Для возможности своевременного исправления проверка ровности покрытия производится после первого-второго прохода катка.

Исследовательские работы

Проведенные исследовательские работы в области асфальтового бетона позволили выяснить многие вопросы структурообразования в асфальтовом бетоне, разработать способы проектирования его состава, вскрыть некоторые присущие этому материалу закономерности, уточнить методы испытаний, обосновать требования к исходным минеральным и вяжущим материалам, уточнить некоторые элементы технологического процесса строительства асфальтобетонных покрытий. Все это несомненно способствовало повышению технического уровня строительства асфальтобетонных покрытий. Однако в последние годы в условиях современного интенсивного и грузонапряженного движения автомобильного транспорта становятся ощутимыми основные недостатки асфальтобетонных покрытий — их недолговечность и большие затраты на ремонтные работы.
Помимо нередко встречающихся нарушений технологического процесса строительства асфальтобетонных покрытий основной причиной снижения сроков их службы является возникновение различных деформаций и разрушений, связанных с недостаточной деформационной и коррозионной устойчивостью применяемых в настоящее время асфальтовых бетонов.
С недостаточной водо-и морозоустойчивостью связано большое количество разрушений асфальтобетонных покрытий, наблюдаемое обычно в весеннее время. Массовые разрушения таких покрытий во многих районах страны (в частности, в Москве) весной 1966 г. причинили большой ущерб дорожному хозяйству.
При сравнительно высокой стоимости сроки службы асфальтобетонных покрытий в среднем невелики и составляют 10-12 лет. На городских дорогах эти сроки еще ниже. Немало, к сожалению, примеров, когда вновь построенные покрытия выходят из строя в течение 3- 5 лет.

Эффективность обработки минеральных материалов

Профессор Эверс считает, что происходящая при нагреве в сушильном барабане минеральных материалов их обработка продуктами неполного сгорания топлива (нефти, мазута) представляет собой элемент предварительной гидрофобизации и. Дюрье считает, что эффективность действия поверхностно-активных веществ, находящихся непосредственно на минеральном материале, значительно выше, чем при их введении в битум.
Эффективность обработки минеральных материалов поверхностно-активными веществами и активаторами и ее влияние на свойства битумоминеральных композиций исследованы в работах А. Я. Тихонова, А. и. Лисихиной, В. В. Михайлова, А. С. Колбановской, Ц. Г. Ханиной, С. и. Гельфанд и др.
Важное значение активации минеральных материалов для свойств асфальтового бетона подчеркивает в своих работах И. А. Рыбьев.
Ниже излагаются основные результаты проведенных нами в Союздорнии исследовательских и опытных работ, связанных с активацией минеральных компонентов асфальтового бетона. Поскольку во всех случаях предусматривается использование малых количеств поверхностно-активных веществ или активаторов, модифицирующих поверхность минеральных частиц, вначале рассматриваются некоторые теоретические положения, касающиеся эффективности действия поверхностно-активных веществ, а также .особых свойств свежее образованных поверхностей.
Известно, что в момент своего зарождения всякая новая поверхность обладает повышенной поверхностной энергией. В какой-то мере это обстоятельство используется в некоторых технологических процессах. Рассматриваемая ниже технология активации минеральных материалов также связана с использованием этого эффекта.

Применение активированных минеральных порошков в теплом и холодном асфальтовых бетонах

Как показал опыт треста «Севзапдорстрой», использование активированных порошков позволяет несколько снизить стоимость строительства асфальтобетонных покрытий.
Отмеченные выше особенности активированных минеральных порошков создают предпосылки для их применения в битумоминеральных системах, для которых характерно распределение битума на минеральных зернах весьма тонкими слоями. К числу таких систем могут быть отнесены «теплый» и «холодный» асфальтовые бетоны.
Выше уже отмечались, основные особенности асфальтовых бетонов, приготовляемых на основе активированных минеральных порошков: пониженная битумоемкость, высокая прочность, характерная и при использовании в асфальтовом бетоне маловязких битумов, возможность снижения температуры. Все эти особенности могут быть с наибольшим успехом реализованы в теплом и холодном асфальтовых бетонах.
Были исследованы теплые асфальтобетонные смеси одинакового гранулометрического состава, приготовленные с активированным (индекс порошка А-б) и аналогичным ему по исходному минеральному сырью и способу размола неактивированным минеральными порошками.
В качестве вяжущего в обоих случаях применен жидкий битум класса А, полученный путем разжижения керосином вязкого битума БН-41-У Люберецкого НПЗ (битума БН-П-У — 86%, керосина-14%). Свойства вязкого битума приведены выше. Вязкость жидкого битума составляла 145 сек, по стандартному вискозиметру.
Температура асфальтобетонной смеси во время ее приготовления и формования образцов была не выше 70-75° С.

Принципы физико-химической активации продуктов

Использование в качестве жидкой фазы битумной эмульсии позволяет сразу же получать черный щебень (а также и образующиеся при этом черные высевки). В случае же применения водных растворов поверхностно-активных веществ достигается эффективная модификация поверхности частиц. При такой обработке максимально реализуется высокая химическая активность, присущая свежеобразованным поверхностям. Новые поверхности сразу же и наиболее полно взаимодействуют с веществами, предназначенными для их обработки.
Указанные принципы физико-химической активации продуктов электрогидравлического дробления легли в основу исследований, которые были осуществлены в Со-юздорнии совместно с сектором новых методов работ НИИЖелезобетона и с межотраслевой лабораторией электрогидравлического эффекта.
При проведении исследований (выполненных автором совместно с Ю. Н. Питецким) были применены разнообразные горные породы, битумные эмульсии, поверхностно-активные вещества и активаторы. Для выяснения особенностей взаимодействия различных вяжущих и минеральных материалов при получении черного щебня были использованы кислые и щелочные битумные эмульсии.
Достаточно подробно был исследован процесс взаимодействия с битумом и активации продуктов дробления применительно к следующим материалам: известняк (Кикеринского карьера), гранит (раппакиви), кварц (Чупинского месторождения, Карельская АССР).
При проведении исследований были приняты различные сочетания минеральных и вяжущих материалов, варьировалась концентрация битумных эмульсий, а также водных растворов поверхностно-активных веществ. Кроме этого, изменялись частота импульсов (разрядов) и их количество, продолжительность каждого цикла дробления. После каждого опыта отбирались пробы материалов для исследований.

Что же ограничивает применение песчаного асфальтобетона?

Основная причина состоит в том, что по сравнению с щебенистыми асфальтобетонами этот материал обладает повышенной пластичностью, особенно проявляющейся при высоких летних температурах. В это время снижение деформационной устойчивости приводит к образованию на дорожных покрытиях сдвиговых деформаций: волн и наплывов.
Недостатком песчаного асфальтобетона, существенно отличающим его от щебенистого, является повышенная «чувствительность» к нарушениям состава. Небольшой избыток битума (или недостаток минерального порошка, что тоже приводит к избыточному содержанию битума в смеси) резко повышает пластичность и снижает устойчивость покрытия против сдвиговых деформаций. Эта особенность вообще характерна для всех битумо-минеральных систем, содержащих значительное количество мелких минеральных частиц, особенно минерального порошка.
Из сказанного видно, что проблема широкого применения в дорожном строительстве песчаного асфальтобетона прежде всего связана с повышением его сдвиго-устойчивости.
Сопоставляя достоинства и недостатки песчаного и щебенистого асфальтобетона, можно придти к выводу, что надо применять либо щебеночные асфальтовые бетоны с высоким содержанием щебня, либо песчаные. Такой подход к рассматриваемому вопросу должен способствовать, с одной стороны, повышению качества щебенистого асфальтобетона (повышение шероховатости поверхности покрытия, повышение сдвйгоустойчивости), а с другой — расширению области применения песчаного. Тем большую актуальность приобретает проблема повышения качества песчаного асфальтобетона.

Разнообразные пески и различные виды извести

Проведенная работа включала исследование процесса активации песка в лабораторных условиях и исследование асфальтобетонных смесей, приготовленных на основе активированных и исходных песков.
В лабораторных условиях были изучены разнообразные активированные пески и полученные на их основе различные асфальтовые бетоны. При этом использовался широкий круг исходных материалов: разнообразные пески и различные виды извести. Наряду с активацией просушенных песков использовались пески и известь с различной влажностью. Для активации влажного песка применялась молотая известь-кипелка.
Приведем лишь некоторые результаты лабораторно-экспериментальных работ (выполненных автором совместно с М. А. Головней).
Одна из первых серий активированного песка была получена путем совместного измельчения песка Дмитровского карьера и извести-пушенки Мелеховского завода. Известь высокоактивная, отличалась большим содержанием окиси магния (25,3%). Ее активность (CaO + MgO) составляет 79,4%.
Количество извести для активации было принято 4,5% от веса песка (общее количество ее в асфальтобетонной смеси составляет около 3%).
Для всех асфальтобетонных смесей (включая и приводимые в последующих таблицах, относящихся к активированным пескам) применялся обидимский минеральный порошок и битум ВН-П-У Люберецкого нефтеперерабатывающего завода (глубина проникания 92; температура размягчения по К и Ш 50° С; растяжимость 78 см).
Смесь 1 подобрана по кривым плотных смесей с оптимальным количеством минерального порошка.
Смеси 3 и 4 приготовлены с частичной заменой естественного песка активированным. При этом смесь 3 приготовлена со сниженным количеством минерального порошка (10%)- Учитывалось, что активированный песок в силу особенностей взаимодействия с битумом и большей дисперсности может частично выполнять роль минерального порошка.

Материалы, применяемые для приготовления холодного асфальтового бетона

Температура смеси, выходящей из асфальтобетонной машины, составляет обычно 110-120° С. До момента складирования смесь надо обязательно охладить до 50-60° С. Чем ниже температура смеси, поступающей на склад, тем лучше условия ее хранения и тем меньше она будет слеживаться. Поэтому охлаждение смеси, выходящей из асфальтобетонной машины, является неотъемлемым элементом всего технологического процесса.
Условия хранения смеси также должны предотвращать возможность слеживания. Необходимо, чтобы высота штабеля была не более 1,5 м. В результате длительного хранения даже хорошей по условиям слеживаемости смеси могут образоваться слабые комья, легко поддающиеся рыхлению.
Е. Н. Козловой в Союздорнии исследован ряд добавок, уменьшающих слеживаемость холодного асфальтового бетона.
Для холодного асфальтового бетона применяются жидкие битумы класса А или Б с вязкостью 120- 180 сек. по стандартному вискозиметру (при отверстии 5 мм и температуре 60°С).
Если асфальтобетонную смесь необходимо длительное время хранить на складе или она предназначается для применения при сравнительно низких температурах, то следует выбирать битум с меньшей вязкостью в пределах указанных границ.
Такой битум можно получить в готовом виде или составить на асфальтобетонном заводе из вязких битумов БН-0, БН-, БН-П и разжижителя.
По своим свойствам минеральные материалы для холодного асфальтового бетона не отличаются от материалов, применяемых для асфальтобетонных смесей, укладываемых в горячем состоянии.
Каменные материалы из твердых пород (граниты и др.) должны иметь прочность не ниже 1000 кг/см2. При применении известняков прочность их должна быть не ниже 800 кг/см2. Не допускается применение мергелистых и кремнистых известняков.

Порядок работы катков

Следует отметить, что изменение пористости и объемного веса лабораторных образцов особенно ощутимо при повышении давления до 500 кг/см2. Дальнейшее увеличение давления уже мало сказывается на изменении объемного веса и пористости.
Укатку следует производить от краев к середине с таким расчетом, чтобы при каждом последующем проходе перекрывался след предыдущего не менее чем на 25-30 см по ширине. При наличии продольного сопряжения со старым покрытием для хорошей обработки и уплотнения спайки рекомендуется первый проход катка (задним вальцом вперед) сделать по спайке. Катки должны передвигаться со скоростью 2-5 км/час. Верхний предел скорости применим при укатке асфальтовых бетонов с повышенным содержанием щебня. При укатке песчаного асфальтобетона, особенно при первых проходах, скорость катков должна приближаться к нижнему пределу.
Наиболее правильной следует признать работу катка ведущими вальцами вперед, так как при этом происходит прижимание смеси, а при движении вперед ведомым вальцом, особенно при первом проходе катка, происходит частичное ее сдвигание.
Изменять направление движения катка надо плавно, без рывков, во избежание образования неровностей. Переключение направления движения должно производиться не на одной поперечной линии. Катки ни в коем случае не следует останавливать на горячей асфальтобетонной смеси. Для получения более ровного покрытия вообще желательно, чтобы изменения направления движения производились реже, т. е. длина хода катка должна быть максимальной. Это осуществимо при теплой погоде и большом количестве одновременно работающих катков.
Не следует начинать укатку тяжелыми катками. Вальцы таких машин продавливают и перемещают горячую асфальтобетонную смесь, что ухудшает ровность покрытия. Особенно неблагоприятно сказывается на ровности покрытия первичная укатка тяжелыми катками песчаного асфальтового бетона, являющегося более пластичным и подвижным.

Смеситель Д-325

В последнее время на одном из заводов дорожных машин существенно модернизирован смеситель Д-325 (Д-152). В новом модернизированном смесителе Д-597 автоматизированы основные технологические операции: дозирование материалов (весовое — для минеральных и объемное — для битума), продолжительность перемешивания асфальтобетонной смеси, процесс выпуска готовой смеси. Автоматически соблюдается заданное время для так называемого сухого перемешивания, а также для смешения минеральных материалов с битумом. Изменение состава асфальтобетонной смеси может быть осуществлено в течение 30-60 сек.
В смесителе Д-597 изменена и схема перемешивания материа- -лов в мешалке: валы с лопастями при вращении создают встречные потоки материалов, что обеспечивает лучшее перемешивание. Рабочие органы смесителя приводятся в движение пневматической системой.
Оператор смесителя располагается в закрытой кабине, оборудованной пультом управления.
Осваивается также выпуск комплектов технологического оборудования для приготовления асфальтобетонных смесей (Д-508).
В отличие от смесителя Д-152 смеситель Д-225 является стационарным. Его монтируют отдельными узлами.
Технологическая схема работы смесителя Д-225 такая же, как и смесителя Д-152. Но конструктивно они значительно отличаются друг от друга.
Производительность смесителя Д-225 при выпуске крупнозернистой асфальтобетонной смеси-10 т/час, при выпуске мелкозернистой-8 т/час (средняя влажность материалов принята 5%).
Смеситель Д-225 приспособлен для работы на стационарных асфальтобетонных заводах небольшой мощности.
Для небольших объемов работ (преимущественно ремонтного характера) может быть использована передвижная асфальтобетонная машина Д-288. Все ее оборудование смонтировано на передвижной тележке, транспортируемой при помощи автомашины. Производительность машины 3-4 т/час.