Многие зарубежные фирмы по производству дорожно-строительных материалов предлагают тонкослойные дорожные покрытия на основе битумных эмульсий. К таким покрытиям относятся:

1. “Сларри Сил” – защитный слой износа , который представляет собой литую битумно-эмульсионно-минеральную композицию, состоящую из катионоактивной битумной эмульсии, минерального каменного материала, воды и специальных добавок. Все компоненты смешиваются на месте проведения работ в специальной дорожной машине, которая сама укладывает смесь посредством подвесного распределительного короба. Смешение компонентов в машине “Сларри сил” происходит за 3 минуты. Затвердевание смеси, в зависимости от погоды, занимает от 1 до 4 часов. Покрытие . “Сларри Сил” – это тонкослойное покрытие, толщина слоя которого равна высоте камешка самой крупной фракции, входящей в состав минерального материала. . “Сларри Сил” восстанавливает транспортно-эксплуатационные параметры верхних слоев дорожных покрытий, разрушаемых дорожным движением и погодными факторами. Оно отличается повышенным коэффициентом сцепления и ровностью.

2. Покрытие “Микросюрфейсинг”, представляющее эмульсионно-минеральную смесь из битумной эмульсии, модифицированной полимерами, дробленого щебня и специальных добавок. Оно также изготавливается в месте укладки в специальной машине. Время перемешивания смеси 3-5 минут, время затвердевания – 30 – 60 минут. Это покрытие более толстое, чем “Сларри Сил”, его толщина составляет 3-кратную высоту самого крупного камня смеси. За счет быстрого затвердевания используется это покрытие при ремонте дорог в условиях непрерывного движения. Оно позволяет исправлять келейность дороги, если глубина колеи не превышает 15 мм.

3. Покрытие “Чип сил”. Оно представляет собой 2-х слойное покрытие, наносимое в 2 этапа. Сначала разливается битумная эмульсия или жидкий битум, затем по нему равномерно распределяется в один слой щебень одной узкой фракции. Отличается высокими гидроизоляционными свойствами и повышенной шероховатостью поверхности. Наносится на дорожное покрытие в местах частых торможений.

4. Покрытие “Новачип” (Novachip), разработано в США. Оно представляет собой тонкослойное (2–2,5см) покрытие из горячей битумно-минераль-ной смеси. На грунтовку из битумной эмульсии с добавкой полимера–латекса сразу же укладывают горячий асфальтобетон. При температуре 140-160^оС происходит вскипание воды в эмульсии. Водяные пары стремятся выйти наружу на поверхность слоя, подтягивая за собой частицы битума. В результате слой подгрунтовки впитывается в асфальтобетон и его нижняя часть обогащается битумом и становится более плотной, а верхняя часть остается более пористой. Покрытие как бы приваривается к основанию и достаточно быстро создает слой с повышенной гидроизоляцией, улучшенной микрошероховатостью и лучшим сцеплением колеса с дорогой.

 4. Инновационные технологии в производстве асфальтобетонов

4.1. Общие сведения

Асфальтобетоны изготавливаются из асфальтового вяжущего, представляющего собой смесь битума с тонкомолотым минеральным порошком, крупного заполнителя – гравия или щебня и мелкого заполнителя – песка.

По назначению асфальтобетоны подразделяются на дорожные, аэродромные, гидротехнические, асфальтобетоны для устройства полов в промышленных зданиях.

    Асфальтобетоны укладывают в горячем или холодном состоянии. Наиболее распространены горячие асфальтобетонные смеси, имеющие при укладке температуру от 140 до 170 ^оС. Для их приготовления предварительно высушенные и подогретые до 180-200 ^оС минеральные составляющие бетона (тонкомолотый минеральный порошок, песок, щебень) загружают в смеситель, в котором их перемешивают с расплавленным битумом. Готовые асфальтобетонные смеси укладывают и уплотняют катками. Через 1…2 часа асфальтобетон отвердевает, приобретая прочность камня.

    Асфальтобетоны, укладываемые в холодном состоянии, приготовляют на жидких битумах и битумных эмульсиях. Жидкий битум подогревают до 110-120 ^оС и смешивают с высушенными и подогретыми до той же температуры заполнителями. Асфальтобетонную смесь с температурой 60^оС развозят на места и укладывают при температуре окружающей среды не ниже +5 ^оС.

4.2. Классификация асфальтобетона

ГОСТ 9128-97 «Cмеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия» устанавливает следующие классификационные признаки асфальтобетона.

1) Асфальтобетонные смеси на вязких битумах называются горячими, на жидких – холодными.

2) По наибольшей крупности минеральных зерен асфальтобетон может быть крупнозернистым – до 40 мм, мелкозернистым – до 20 мм и песчаным до 5 мм.

3) В зависимости от содержания щебня асфальтобетон подразделяется на типы:

А – 50..60%;

Б – 40…50%;

В – 30…40%;

Г – песчаный с искусственным (дробленым) песком;

Д – песчаный с природным песком.

Для обозначения холодных смесей добавляется индекс х, например, Б_х, В_х и т.д.

4) По пористости асфальтобетон из горячих смесей подразделяется на разновидности:

- высокоплотные     1…2,5% пор по объему;

- плотные                 2,5…5,0% пор;

- пористые               5…10% пор;

- высокопористые   10…18% пор.

4.3. Инновационные технологии производства асфальтобетона

    Одним из главных методов усовершенствования асфальтобетонных покрытий является использование отходов других производств и материалов. Для производства асфальтобетона используют отходы битумосодержащих веществ, автомобильных шин, кровельных материалов. Другим направлением является введение химических добавок, улучшающих свойства асфальтовых покрытий.

    К первой группе методов можно отнести холодный и горячий ресайклинг. Холодный ресайклинг – метод замены дорожных одежд путем фрезерования верхнего слоя и замены его с использованием материала старой дорожной одежды и нового вяжущего. Этот метод заключается в измельчении покрытия (в некоторых случаях с захватом части основания) методом холодного фрезерования, введении в образовавшийся асфальтобетонный гранулят при необходимости нового вяжущего материала и заполнителя, и, если требуется, специальных добавок, перемешивании всех компонентов с получением асфальтогранулобетонной смеси, распределении ее в виде конструктивного слоя и уплотнении, после чего она превращается в асфальтогранулобетон. Отличительной особенностью данной технологии является восстановление монолитности (сплошности) пакета асфальтобетонных слоев дорожной одежды на всю или часть толщины без разогрева асфальтобетона.

Горячий ресайклинг – ремонт смазанных битумом верхних слоев дорожной одежды путем местного разогрева, фрезерования и смешивания полученного гранулята с новым вяжущим и дополнительной свежей смесью.

С точки зрения воздействия на экологию, холодная регенерация предпочтительнее горячей, где возможны выбросы в атмосферу вредных органических веществ.

 Для улучшения качества асфальтобетонных покрытий в их состав вводят отходы различных материалов, например

- резиновую крошку, получаемую в основном переработкой автомобильных шин и используемую для строительства дорог с усовершенствованным асфальтобетонным покрытием;

- битумосодержащие отходы старых кровельных материалов в целях их утилизации и экономии битума при производстве асфальтобетона. Эта работа была выполнена на кафедре АДиТСП доц. Асадуллиной З.У. под руководством проф. Яковлева В.В.

- отходы сахарной промышленности в виде тонкого порошка из карбонатов кальция и магния, которые можно использовать как минеральный порошок при производстве асфальтобетона.

Ко второй группе методов улучшения качества асфальтобетонного покрытия можно отнести введение химических добавок, таких как:

- активаторы. Их вводят в состав асфальтобетона также для повышения

адгезии битума к минеральному порошку. Существует несколько методов введения активаторов. Их можно добавлять к битумам. К таким активаторам относятся известь, хлорное железо, цемент. Но чаще добавки-активаторы вводят в состав минерального порошка. Его активируют поверхностно-активными веществами в процессе помола или после помола введением гидрофобизаторов – смолы госсиполовой (хлопкового гудрона), гудрона жирового и других;

    - структурирующие добавки. В качестве структурирующих добавок могут использоваться различные порошкообразные и волокнистые заполнители, выполняющие роль дискретно распределенной арматуры.

    К порошкообразным структурирующим добавкам относится цемент. Введение его в количестве 3…5% увеличивает коррозионную стойкость асфальтобетона по отношению к действию воды и антигололедных составов. Это связано с тем, что в процессе гидратации цемента образующиеся гидратные соединения прорастают в битумные пленки. В результате возрастает адгезия и увеличивается прочность и долговечность асфальтобетонов.

    Волокнистые структурирующие добавки подразделяются на органические и минеральные. К органическим относятся волокна целлюлозы, а также различные синтетические волокна (полипропилен, полиамид, полиэстер и другие). К неорганическим относятся стекловолокно, базальтовые и диабазовые волокна, а также металлическая стружка (фибра).

    Дискретно распределенная арматура в асфальтобетоне может выполнять две функции: технологическую и структурирующую (упрочняющую). Технологическая функция заключается в предотвращении расслаивания смесей, обогащенных битумом. Для технологических целей используют короткие целлюлозные волокна, соизмеримые с размером битумной пленки. К таким добавкам можно отнести «Виатон», «Эковату» и другие. Для упрочнения асфальтобетона, в основном для повышения прочности на изгиб, вводят синтетические, металлические и другие волокна. Эффект волоконного упрочнения будет снижаться с уменьшением длины волокон и с ростом вязкости асфальтобетона.