Асфальт является наиболее распространенным материалом для устройства дорожных покрытий, а также наиболее часто перерабатываемым и повторно используемым материалом. В настоящее время дорожно-строительные работы преимущественно направлены на восстановление устаревшего асфальтобетонного дорожного покрытия, которое подвергается возрастающим транспортным нагрузкам. В условиях ограниченных финансовых средств дорожники вынуждены постоянно искать альтернативные способы сохранения эксплуатационных свойств дорожных покрытий, в том числе комбинировать уже существующие технологии для достижения большей эффективности. В рамках такого подхода в центре внимания оказались две технологии — использование регенерированного асфальтового покрытия (РАП) и применение технологии теплых асфальтобетонных смесей (ТАС) при строительстве дорожных покрытий.
РЕГЕНЕРИРОВАННОЕ АСФАЛЬТОВОЕ ПОКРЫТИЕ (РАП)
Технология регенерации довольно широко применяется при проведении ремонта асфальтобетонных покрытий во многих странах. Данный метод подразумевает фрезерование поверхностных слоев существующих асфальтобетонных дорожных покрытий и их переработку для получения отфрезерованной крошки (или РАП), которая повторно используется в новых асфальтобетонных смесях.
Безусловно, применение отфрезерованной крошки при производстве горячих и теплых асфальтобетонных смесей представляет собой наилучший вариант утилизации использованного асфальтового покрытия. Привлекательность смесей с высоким содержанием РАП обусловлена экономическими и экологическими соображениями. Дело в том, что использование РАП позволяет применять меньшее количество первичного заполнителя и битумного вяжущего в новых смесях. Экономия в основном достигается за счет уменьшения количества первичного битумного вяжущего. С учетом текущих цен на сырье (инертные материалы и битумное вяжущее) и затрат, связанных с обработкой РАП, можно судить об уменьшении общей стоимости смеси примерно на 1% за счет увеличения содержания РАП на 1%. Так как общая стоимость материалов составляет примерно половину балансовой стоимости всего асфальтового покрытия, увеличение объема используемого РАП на 10% дает приблизительно 5% экономию при строительстве дорожного покрытия. Чем больше РАП добавляется в смесь, тем больше экономия. Кроме того, использование РАП позволяет сберегать энергию, затрачиваемую на добычу сырья и, тем самым, сохранять невосстанавливаемые природные ресурсы.
Корпорация Astec может похвастаться почти 40-летним опытом добавления РАП в асфальтобетонные смеси. Для производства асфальтобетонных смесей с добавлением отфрезерованной крошки Astec предлагает следующие технологии – барабаны Double Barrel или Double RAP. Технологии обеспечивают высокое качество смешивания при производстве асфальтобетонов, низкое окисление старого и нового битумов в ходе смешивания, минимальный уровень вредных выбросов, высокую экономию топлива. При этом содержание РАП в смеси может достигать 50%.
ТЕПЛЫЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ СМЕСИ (ТАС)
ТАС — это общий термин для технологических процессов, при которых уменьшается температура смешивания и укладки асфальтобетонных смесей при строительстве дорожных покрытий. Хотя величина снижения температуры варьируется в зависимости от технологического процесса и других факторов, ТАС обычно производятся при температурах ниже на 15-60°C, то есть значительно ниже, чем стандартные горячие асфальтобетонные смеси. Метод ТАС был разработан в Европе в конце 1990-х годов в ответ на требование о сокращении парниковых газов, предписываемое Киотским Соглашением об изменении климата от 1997 года. Однако наибольшее развитие метод получил в США. Рост интереса к теплым смесям обусловлен рядом преимуществ, которые они предлагают: экономия энергии, удобоукладываемость смеси, улучшение условий работы, снижение вредных эмиссий.
Официально известно более 30 технологий ТАС. Их можно разделить на четыре группы: 1) химические добавки, 2) органические добавки, 3) вспенивающие добавки и 4) системы механического вспенивания за счет добавления воды. Есть также ряд технологий ТАС смешанного типа. Согласно обзору Национального центра асфальтовых технологий (NCAT), наибольшей популярностью в США, лидирующих по производству теплых асфальтобетонов, пользуются системы механического вспенивания. Последняя официальная статистика на конец 2014 года, полученная от государственных асфальтовых ассоциаций, показывает, что более 81% ТАС в 2013 году было произведено на установках механического вспенивания.
Одним из первых производителей АБЗ в мире, поставившим систему вспенивания с использованием обычной воды, была корпорация Astec. Новая технология быстро завоевала успех у подрядных организаций благодаря низкой себестоимости производства по сравнению с добавками, при том же качестве производимого асфальтобетона.
Система дозирования битума Astec Green System позволяет избежать использования добавок и специального битума путем смешивания небольшого количества воды и обычного битума до появления микроскопических пузырьков. Эти крошечные пузырьки понижают вязкость слоя битума при создании смеси и, тем самым, позволяют работать с такой смесью при пониженных температурах.
В современном мире при явных акцентах, направленных на сохранение окружающей среды, перспективы производства теплого асфальтобетона самые благоприятные. Ведь за счет использования системы Astec Green System снижается расход топлива и минимизируются выбросы углеводородов в атмосферу.
КОМБИНАЦИЯ ТАС-РАП
Теплые асфальтобетоны и РАП разрабатываются независимо друг от друга, но эксперименты по их совместному применению доказали, что сочетание двух технологий дает высокий синергический эффект и является экономически, экологически и технически целесообразным решением.
В 2009 году на тестовом полигоне Национального центра асфальтовых технологий начались испытания по сопоставлению эксплуатационных характеристик традиционных смесей и теплых смесей с высоким содержанием РАП. Для этого был построен контрольный сектор из традиционного горячего асфальтобетона, экспериментальный сектор с использованием горячего асфальтобетона и 50% РАП и еще один сектор из теплого асфальтобетона с 50% содержанием РАП. На этом участке РАП и теплая смесь использовались на всех трех слоях покрытия (подстилающем, промежуточном и поверхностном). Для приготовления теплой асфальтобетонной смеси использовалась технология вспенивания битума Double Barrel Green компании Astec. Уложенное в 2009 году покрытие выдержало нагрузку более 9 миллионов эквивалентных расчетных осевых нагрузок (ESAL). В последнем цикле исследования, который завершился в сентябре 2011 года, была проведена предварительная оценка эксплуатационных характеристик. В секторах, где применялся теплый асфальтобетон с высоким содержанием РАП, не было обнаружено растрескивания, а также уровень колееобразования был ниже, чем в контрольном секторе.
Применение технологии ТАС позволяет использовать большее количество РАП в смесях, поскольку более низкие температуры смешивания ТАС приводят к меньшему старению первичного вяжущего при производстве смеси. Так как первичное вяжущее меньше окисляется, оно более мягкое и при смешивании с РАП вяжущее оказывается более стойким к усталости, износу и растрескиванию при низких температурах. Комбинирование двух технологий, по существу, позволяет повысить приблизительно на 10% содержание РАП в смеси, в то время как заводская температура смешивания ТАС будет снижена примерно до 25°C.
Источник: www.astecindustries.ru