Способ приготовления асфальтобетонной смеси

 

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к способам приготовления и хранения асфальтобетонной смеси и может быть использовано при строительстве покрытий автодорог, в том числе защитного слоя, и ремонте. Способ приготовления асфальтобетонной смеси заключается в смешении при 140 - 160^oС щебня, песка, минерального порошка, битума и полимерной добавки, при этом минерального порошка берут первоначально 8-10 мас.%, после перемешивания и охлаждения до 30-40^oC в смесь добавляют 1-4 мас.% минерального порошка асфальтобетонной смеси, после чего к полученному концентрату добавляют предварительно приготовленную полимерную добавку в количестве 1-2% от веса асфальтобетонной смеси и состоящую из минерального масла, полимера, в качестве которого используют дивинилстирольный термопласт или хлорпреновый каучук, катионного или анионоактивного ПАВ, битума при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 10-15, полимер 2-4, ПАВ 0,5-1, минеральное масло - остальное до 100. Технический результат: обеспечение неслеживаемости смеси при хранении и высоких потребительских свойств. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к способам приготовления и хранения асфальтобетонной смеси, и может быть использовано при строительстве защитного слоя покрытия и ремонте автодорог.

Ремонт дорог, особенно в осенне-зимне-весенний период, в значительной степени затруднен. Для ремонтных работ используется обычный горячий или литой асфальтобетон.

Укладка горячего асфальтобетона (Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. - М.: Транспорт, 1978, с.4) строго ограничивается СниП-ами - возможность укладки при среднесуточной температуре +10^o в осенний и +5^o в весенний периоды. Основным недостатком такой укладки является необходимость сразу же после приготовления доставлять приготовленную смесь на строительный объект. Хранение таких смесей в охлажденном состоянии невозможно из-за нарушения эксплуатационных качеств и слеживаемости смеси, что приводит к ограниченности применения таких смесей на удаленных от места приготовления объектах. Получение требуемой плотности покрытия из горячего асфальтобетона на малых площадях ремонтируемых участков затруднено.

Использование литого асфальтобетона возможно при относительно низких температурах. Однако сравнительно низкая сдвигоустойчивость его приводит к образованию сдвиговых деформаций в виде наплывов и волн. Не обеспечивается в должной мере сцепление покрытия из литого асфальтобетона с колесами автомобиля. Ремонтируемые места имеют отличную от существующего покрытия фактуру и цвет, что ухудшает психологическое и эстетическое восприятие дороги.

Возможно временно повышение шероховатости (сцепных свойств) ремонтируемых участков посредством посыпки и легким втапливанием щебня в процессе укладки литого асфальтобетона (пат. РФ N 2114953). Однако в летний период при высоких положительных температурах происходит погружение этого щебня в слой покрытия.

Наиболее близким аналогом к изобретению является способ приготовления асфальтобетонной смеси на вязких битумах, заключающийся в нагревании минеральных компонентов и смешении их с нагретвым вязким битумом. Полученную асфальтобетонную смесь агрегируют путем пропускания ее через систему цепного транспортера с смыванием водой. После чего агрегированную смесь перемешивают с измельченным пенопластом фракции до 10 мм (ав.св. СССР N 1516477). Смесь может храниться на открытых площадках, не слеживаясь. Недостатком данного способа является низкий предел прочности при сжатии, быстрый срок износа асфальтобетонного покрытия, необходимость дополнительного специального устройства для агрегирования, что усложняет и существенно удорожает технологический процесс.

Общим недостатком всех перечисленных способов является следующее. При ремонте дорог с использованием вышеназванных материалов необходимо раскрывать выбоины, т. е. обрубать их края на значительно больших площадях, т.е. формировать так называемые карты. По площади эти карты в несколько раз превышают действительную площадь разрушения.

При недостаточной толщине слоя ремонтируемого участка приходится также углубляться в основание старого покрытия, т.к. для вышеназванных материалов минимальная толщина слоя укладки принимается в 4-5 см.

Задачей изобретения является обеспечение возможности проведения профилактического ремонта асфальтобетонных покрытий при температуре до (-25) - (-30)^oC с использованием приготовленной по описываемому способу смеси без подогрева.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе приготовления асфальтобетонной смеси, включающем смешение нагретых щебня, песка, минерального порошка и битума, с последующим добавлением в образовавшуюся смесь полимерной добавки, смешение щебня, песка и 8-10 мас.% минерального порошка и битума осуществляют при температуре 140-160^oC, затем смесь охлаждают до 30-40^oC и добавляют минеральный порошок в количестве 1-4 мас.%, после чего к образовавшейся смеси - концентрату добавляют полимерную добавку в количестве 1-2 мас. %, в качестве которой используют смесь, состоящую из минерального масла, полимера, в качестве которого используют дивинилстирольный термопласт или хлорпреновый каучук, катионного или анионоактивного ПАВ и битума при следующем соотношении компонентов, мас.%: Битум - 10-15 Полимер - 2-4 ПАВ - 0,5-1 Минеральное масло - Остальное до 100.

В качестве минерального масла можно использовать дизельное, моторное или индустриальное масла. В качестве минерального порошка можно использовать доломит, известь. Использовали для приготовления асфальтобетонной битумы различных марок: БНД 130/200, БНД 60/90, БНД 40/60, БНД 90/130.

Предлагаемое техническое решение позволяет производить профилактический ремонт покрытий при температурах до -25 - -30^oC. При этом асфальтобетонная смесь заблаговременно заготавливается и используется в холодном состоянии.

При осуществлении профилактических мероприятий по заделке выбоин при начальном их появлении возможно предотвращение дальнейшего разрушения. При этом не требуется обрубки кромок, а также углубление выбоины, т.к. предлагаемая технология позволяет укладывать слои толщиной от 1 до 1,5 см. Места ремонта дорог практически незаметны уже через 1-1,5 недели после укладки. Материал сохраняет значительную пластичность при низких температурах, т.е. образование трещин на нем исключается, а микротрещины способны самозалечиваться. Со временем в процессе эксплуатации прочность и сдвигоустойчивость предлагаемого материала возрастает, а старение его вследствие особенностей структуры значительно замедляется.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Пример 1. Приготовление концентрата.

В смеситель подают расчетное количество высушенного щебня фракции 5-20 мл, дробленый песок и первую часть минерального порошка 8-10 мас.%. Смесь нагревают при перемешивании до 140-160^oC до образования однородной массы, добавляют расчетное количество разогретого битума. Смесь снова перемешивают, затем смесь охлаждают до 30-40^oC и вводят вторую часть минерального порошка 1-4 мас. %. Все перемешивают до получения гранулированного концентрата. По примеру 1 готовят концентрат следующего состава, мас.%: Щебень - 40-60 Песок - 30-35 Минеральный порошок - 8-15 Битум - 5-6,5 Смешение минерального порошка с основными компонентами в два этапа позволяет получить некомкующийся концентрат, который находится в сыпучем состоянии.

Приготовленный концентрат может храниться в течение 1,5-2 лет в полиэтиленовых мешках.

Пример 2. Приготовление полимерной добавки. В смеситель загружают расчетное количество минерального масла, нагревают до 140-160^oC, вводят порциями в качестве полимера дивинилстирольный термопласт (ДСТ-ЗО) или крошку хлорпренового каучука. Смесь перемешивают до однородной массы, вводят разогретый битум. Затем добавляют катионоактивный или анионоактивный ПАВ, в качестве которого использовали катионную смесь КАП по ТУ 2484-008-22288198-97. Время приготовления добавки 1-2 часа. По примеру 2 готовили полимерную добавку состава, мас.%:
Битум - 10-15
Полимер - 2-4
ПАВ - 0,5-1
Минеральное масло - Остальное до 100.

Полимерная добавка при комнатной температуре находится в гелеобразном состоянии и может храниться в течение 6 месяцев. Используемые минеральные масла обеспечивают полную однородность полимерной добавки и позволяют сохранить температуру вспышки смеси на уровне выше 220^oC, что исключает взрыво- и пожароопасность при изготовлении асфальтобетонной смеси.

Полученная полимерная добавка имеет родство с битумом. Добавка органически вписывается в структуру битумо-минеральной смеси, улучшая ее свойства и придавая новые свойства асфальтобетонной смеси.

Известно, что дивинилстирольный термоэластопласт - ДСТ-30 используется в асфальтобетонных смесях (ав.св. СССР NN 1528760, 861367) в качестве вяжущего для дорожного строительства. При этом вяжущее, полученное с использованием ДСТ-30, характеризуется недостаточной температурной хрупкостью и недостаточным температурным интервалом работоспособности.

В заявляемом способе ДСТ-30 введен в состав полимерной добавки таким образом, что невозможно проявление его отрицательных качеств в асфальтобетонной смеси.

Пример 3. Приготовление асфальтобетонной смеси.

В приготовленный по примеру 1 концентрат добавляют полимерную добавку по примеру 2 в количестве 1-2% от веса асфальтобетонной смеси. Все перемешивают при комнатной температуре в течение 2-4 мин в зависимости от типа смесителя. Полученную готовую асфальтобетонную смесь добавляют на строительный объект и укладывают в холодном состоянии на покрытие, производят легкое уплотнение с использованием виброплощадки.

В таблице 1 приведены технологические режимы приготовления асфальтобетонной смеси.

В таблице 2 представлены результаты испытаний смеси и дорожного покрытия.

Асфальтобетонная смесь, полученная по заявляемой технологии, может использоваться во всех климатических зонах РФ.

Формула изобретения

1. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий смешение нагретых щебня, песка, минерального порошка и битума с последующим добавлением в образовавшуюся смесь полимерной добавки, отличающийся тем, что смешение щебня, песка и 8 - 10 мас.% минерального порошка и битума осуществляют при температуре 140 - 160^oC, затем смесь охлаждают до 30 - 40^oC и добавляют минеральный порошок в количестве 1 - 4 мас.%, после чего к образовавшейся смеси-концентрату добавляют полимерную добавку в количестве 1 - 2 мас.%, в качестве которой используют смесь, состоящую из минерального масла, полимера, в качестве которого используют дивинилстирольный термопласт или хлорпреновый каучук, катионо- или анионоактивного ПАВ и битума, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Битум - 10 - 15
Полимер - 2 - 4
ПАВ - 0,5 - 1
Минеральное масло - Остальное до 100
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального масла используют индустриальное, моторное или дизельное масло.

РИСУНКИ

Рисунок 1