АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ
ASPHALT CONCRETE MIX

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности строительных дорожных материалов, содержащих органическое связующее, и может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных смесей, применяемых для устройства покрытий автомобильных дорог I-IV категорий в I-IV климатических зонах, а также аэродромных покрытый и полов в служебных помещениях.
Известна (SU, авторское свидетельство 975754, 1982) асфальтобетонная смесь, содержащая битум, песок и отходы производства - тяжелые сланцевые фусы, в состав которых входят сланцевая смола, вода и минеральная часть.
Недостатком известной асфальтобетонной смеси следует признать низкий предел прочности при одновременном высоком водонасыщении.
Известна также (SU, авторское свидетельство 742407, 1980) асфальтобетонная смесь, содержащая битум, песок и отходы производства капролактама - отработанный фильтровальный порошок трепела.
Недостатком известной асфальтобетонной смеси следует признать низкий предел прочности при одновременном высоком водонасыщении.
Наиболее близким аналогом предлагаемой асфальтобетонной смеси можно признать асфальтобетонную смесь по ГОСТ 9128-97 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон». М., МНТКС, 1998, содержащую битум, минеральный порошок и песок.
Недостатком известной асфальтобетонной смеси следует признать низкий предел прочности асфальтобетонных изделий при одновременном высоком их водонасыщении.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого состава асфальтобетонной смеси, состоит в получении песчаной асфальтобетонной смеси с улучшенными физико-механическими свойствами.
Технический результат, получаемый при реализации асфальтобетонной смеси предлагаемого состава, состоит в повышении предела прочности асфальтобетонных изделий.
Для получения указанного технического результата предложено использовать асфальтобетонную смесь, содержащую песок, битум и минеральный порошок, причем в качестве минерального порошка использован, по меньшей мере, частично измельченный с использованием электромагнитного измельчителя до размера не свыше 1,25 мм бывший в употреблении асфальтобетон. Предпочтительно содержание измельченного с использованием электромагнитного измельчителя бывшего в употреблении асфальтобетона в смеси составляет от 1 до 20% мас.
Особенностью предлагаемой асфальтобетонной смеси следует признать введение в ее состав измельченного до размера менее 1,25 мм бывшего в употреблении асфальтобетона.
Процесс производства продукта помола - измельченного бывшего в употреблении асфальтобетона включает в себя следующие этапы:
- фрезерование асфальтобетона дорожной фрезой,
- дробление и разделение асфальтобетонной крошки на фракции при помощи дробильно-сортировочной установки.
- окончательное измельчение мелкой фракции 0-5 мм производят в электромагнитном измельчителе. При подобном измельчении гранулометрический состав продукта помола приближается к гранулометрическому составу минерального порошка (все частицы мельче 1,25 мм).
Измельчение бывшего в употреблении асфальтобетона до указанных размеров может быть осуществлено в электромагнитном измельчителе, содержащем корпус (индуктор), выполненный из медной или алюминиевой шины, и рабочую камеру, помещенную в индуктор. Рабочая камера может быть выполнена как из ферромагнитных материалов (из листовой стали), так и из диамагнитных материалов (резины, стекла, полимерного материала, стеклоткани и т.д.). В загрузочной камере выполнен люк для поступления измельчаемого материала, а также люк для удаления измельченных составляющих асфальтобетона. Для удержания магнитных измельчителей в объеме камеры используют магнитное поле индуктора и сетку на выходе.
Переменное электромагнитное поле создает электрический ток, проходящий через витки индуктора.
Постоянные магниты имеют южный и северный полюса. Переменное электромагнитное поле индуктора является синусоидальным, пульсирующим и, поскольку используют переменный электрический ток с частотой от 35 до 100 Гц, то и направление электрического тока меняется от 35 до 100 раз в секунду, соответственно частоте тока. Одновременно изменяется и создаваемое переменным электрическим полем переменное магнитное поле. Постоянные магниты стараются столько же раз в минуту повернуться вокруг своей оси, но т.к. их в рабочей камере от 50 до 90% по объему, то они, соударяясь друг о друга, приобретают хаотическое, броуновское движение кипения, т.е. образуют магнитокипящий слой. Каждый постоянный магнитик имеет свой вектор намагничивания и магнитный крутящий момент.
Как было экспериментально установлено, асфальтобетон, в котором минеральный порошок полностью или частично заменен на продукт помола бывшего в употреблении асфальтобетона, имеет более высокую прочность при сжатии. Это достигается за счет того, что поверхность уже содержащего битум исходного сырья подвергнута механической активации в электромагнитном измельчителе.
В случае, когда минеральный порошок полностью заменен на продукт помола, максимальное содержание продукта помола должно соответствовать максимально возможному содержанию минерального порошка для того или иного вида асфальтобетонной смеси. При использовании меньшего количества продукта помола в смесь добавляют минеральный порошок (для обеспечения соответствия зернового состава смеси техническим требованиям).
Так, например, для песчаной асфальтобетонной смеси типа «Д» количество вводимого продукта помола может быть в пределах от 1 до 20%.
Для оценки влияния продукта помола ранее использованного асфальтобетона на прочность нового асфальтобетона была сделана серия экспериментов, в которой минеральный порошок вначале частично, а затем и полностью был заменен на указанный продукт помола.
В таблице 1 приведен используемый состав образцов (% мас.)
Таблица 1
№ п/п
Применяемые материалы
Состав №1
Состав №2
Состав №3
Состав №4
Состав №5
Состав №6
Состав №7
1
Песок природный, %
73
76
70
73
76
72
72,2
2
Минеральный порошок, %
20
16,2
18,2
10
2,2
0
0
3
Продукт помола, %
0
1
5
10
15
20
21
4
Битум, %
6,8
6,8
6,8
6,8
6,8
6,8
6,8
Использование в модельных смесях одинакового количества битума позволяет однозначно сравнить прочностные характеристики асфальтобетона.
Показатели прочностных характеристик асфальтобетонных смесей при сжатии для указанных модельных составов приведены в табл.2.
Таблица 2
Показатель
Состав №1
Состав №2
Состав №3
Состав №4
Состав №5
Состав №6
Состав №7
Предел прочности при сжатии при 50°С, МПа
1,34
1,65
1,69
1,75
1,81
1,87
1,83
При проверке физико-механических свойств образца асфальтобетона использовали ГОСТ 12801-98 (методы испытания).
Введение в известный, близкий к рекомендованному по ГОСТ 9128-97, состав асфальтобетонной смеси измельченного до размера не свыше 1,25 мм ранее использованного асфальтобетона в предпочтительном количестве от 1 до 20% мас. обеспечивает повышение предела прочности нового готового асфальтобетонного покрытия.