СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ГОРЯЧЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ЭТОЙ СМЕСИ ДЛЯ РЕМОНТА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ
METHOD OF HOT ASPHALT CONCRETE MIX GRANULATION AND METHOD OF MIX APPLICATION IN ASPHALT CONCRETE BLANKET REPAIR IN WINTER

Изобретение относится к области автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием, в частности к профилактическому ремонту дефектов и ямок на поверхности дороги. В процессе эксплуатации автомобильной дороги неизбежно появляются дефекты на дорожном покрытии.
Наиболее характерными повреждениями асфальтобетонных покрытий являются выбоины, разрушения кромок, проломы и другие разрушения, которые возникают в весенний, осенний и зимний периоды года при пониженных положительных температурах воздуха. Особенно интенсивно происходит разрушение покрытия при циклах замораживания-оттаивания асфальтобетона.
В настоящее время ямочный ремонт дорожных асфальтобетонных покрытий рекомендуется производить при температурах воздуха весной не ниже +5°С, а осенью при +10°С. А с наступлением пониженной температуры воздуха до -10°С асфальтобетонные покрытия рекомендуется ремонтировать смесями на основе вязких или жидких дорожных битумов марки БНД-200/300 или СГ-130/200, см. Методические рекомендации по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования, М., Росавтодор, 2004 г. (1).
В соответствии с этими рекомендациями при ремонте асфальтобетонных покрытий зимой необходимо производить разогрев дефектного места, а затем укладывать в это место горячую асфальтобетонную смесь.
Однако этот способ ремонта в зимних условиях имеет следующие недостатки:
1) отсутствуют необходимые малогабаритные установки для приготовления на месте ремонта горячих асфальтобетонных смесей в зимнее время;
2) заранее приготовленные асфальтобетонные смеси в теплый период года с наступлением отрицательной температуры невозможно разогреть из-за отсутствия специальных установок, а если разогрев смеси и производится, то кустарным способом и в минимальных количествах;
3) доставка горячей смеси к месту проведения ремонта производится, как правило, в неприспособленных для сохранения тепла транспортных средствах, в результате чего происходит довольно быстрое остывание смеси к моменту ее уплотнения (в лучшем случае коэффициент уплотнения при этом составляет 0,95-0,96);
4) в результате вышеперечисленных факторов наблюдается низкое качество ремонта и как следствие - малые сроки службы отремонтированных дефектных мест, связанные, как правило, прежде всего, с сильной зависимостью от погодных условий и плохой подготовкой таких мест к ремонту, а именно:
- укладка смеси без разогрева дефектного места по причине недостатка разогревательных установок;
- укладка смеси на снег, влажную поверхность или в воду без подгрунтовки и другие нарушения правил;
- недостаточное уплотнение асфальтобетонной смеси в связи с трудностью доставки уплотняющих средств и их работы в зимних условиях.
Известен «Способ получения асфальтобетонной смеси» по описанию изобретения к патенту РФ №2182136, класс МПК C04B 26/26, опубликовано в Бюл. №13, 10.05.2002 г. (2).
Данный способ получения асфальтобетонной смеси заключается в приготовлении асфальтовяжущего, содержащего минеральный порошок и битум, скатыванием, последующем введении гранулированного асфальтовяжущего в разогретую крупнодисперсную минеральную часть с битумом и перемешивании, причем содержание битума в асфальтобетонной смеси не превышает 6,5%.
Технический результат: высокая прочность, водостойкость и долговечность при пониженном содержании битума в смеси.
Недостатком асфальтобетонной смеси, полученной по данному способу, является то, что эта смесь для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях обладает теми же недостатками, что и вышерассмотренный метод ремонта по источнику научно-технической информации (1). То есть также требуется разогревать асфальтобетонную смесь перед укладкой и уплотнением в дефектном месте (ямке).
Известны исследования по проведению уменьшения слеживаемости асфальтобетонной смеси, то есть получению холодного асфальтобетона, см. Холодный асфальтобетон, автор Е.Н.Козлова, М., Автотрансиздат, 1958 г., 98 с (3).
В результате исследования удалось несколько снизить слеживаемость холодного асфальта. Но применить его на месте ремонта асфальтобетонного покрытия возможно лишь при разогревании холодного асфальтобетона перед укладкой и уплотнением в дефектном месте (ямке).
Целью при разработке предлагаемого технического решения является создание способа гранулирования горячей асфальтобетонной смеси, а также способа применения гранулированной смеси для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях без дополнительного разогревания этой смеси перед укладкой в дефектное место и уплотнением.
Указанная цель и технический результат реализуются следующим образом. Горячую асфальтобетонную смесь перемешивают в смесителе в воде при температуре воды, по меньшей мере, +90°С в начале гранулирования и в конце гранулирования при температуре воды, по меньшей мере, +30°С, при этом дальнейшее остывание гранулированной асфальтобетонной массы (гранулята) производят на воздухе.
Способ применения данной гранулированной асфальтобетонной смеси для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях заключается в приготовлении холодной асфальтобетонной смеси путем смешивания гранулированной асфальтобетонной смеси (гранулята) с легким углеводородным разжижителем битума, например керосином или бензином, при этом при температуре воздуха +5°С вводят 36% разжижителя битума относительно массы битума в составе асфальтобетонной смеси; а при температуре воздуха 0°С вводят 38% разжижителя битума; при температуре воздуха -5°С вводят 41% разжижителя битума; при температуре воздуха -10°С вводят 46% разжижителя битума относительно массы битума в составе асфальтобетонной смеси.
Близкого аналога предлагаемому изобретению в доступной патентной и научно-технической информации не установлено.
Способ гранулирования горячей асфальтобетонной смеси производят следующим образом.
Горячую асфальтобетонную смесь, приготовленную в соответствии с ГОСТ 9128-97 (Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия), помещают в смеситель с водой небольшими частями, например, ленточным транспортером и непрерывно перемешивают. При этом температура воды в начале процесса гранулирования составляет, по меньшей мере, +90°С, а в процессе перемешивания температура воды в смесителе постепенно снижается и доводится до +30°С.
В процессе перемешивания в воде и остывания воды до +30°С горячая асфальтобетонная смесь преобразуется в гранулы (гранулят) различной величины соответственно величине щебня, гравия, песка в составе смеси при температуре воды +30°С, свободно перекатываются в воде и не слипаются друг с другом.
После этого гранулят асфальтобетонной смеси выгружают из смесителя и в дальнейшем гранулят остывает и сушится на воздухе под навесом.
В теплое время года летом гранулят складируют на площадке под навесом и накапливают необходимое количество и хранят для использования при ремонте асфальтобетонных покрытий в зимних условиях. При этом готовый к использованию гранулят может храниться длительное время не слеживаясь.
Способ применения гранулированной асфальтобетонной смеси (гранулята) для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях осуществляют следующим образом.
Для ремонта асфальтобетонного покрытия в зимних условиях непосредственно на месте ремонта готовят холодную асфальтобетонную ремонтную смесь. Для этого в заданную емкость насыпают необходимое количество гранулята и смешивают его с легким углеводородным разжижителем битума, например керосином или бензином.
При этом в зависимости от температуры воздуха от +5°С до -10°С вводят от 36% до 46% разжижителя битума относительно массы битума в составе асфальтобетонной смеси - гранулята.
Проведенными опытными исследованиями установлено, что при температуре воздуха +5°С при приготовлении ремонтной холодной смеси в гранулят вводят 36% разжижителя битума относительно массы битума в грануляте, при температуре воздуха 0°С - 38%, при температуре воздуха - 5°С - 41% и при температуре воздуха - 10°С - 46% разжижителя битума. Опытным путем установлены вышеуказанные оптимальные значения количества разжижителя битума в заявленной асфальтобетонной смеси холодного приготовления и применения.
После соответствующей подготовки дефектного места на асфальтобетонном покрытии холодную асфальтобетонную смесь - ремонтный материал (густую и пластичную массу) укладывают в дефектное место и уплотняют.
По мере испарения разжижителя битума из холодной асфальтобетонной смеси, уложенной в дефектное место, происходит набор необходимой прочности ремонтного материала.
Предлагаемые способ гранулирования горячей асфальтобетонной смеси и способ применения этой смеси для ремонта асфальтобетонных покрытий в зимних условиях имеют ряд существенных преимуществ и положительных характеристик по сравнению с существующими технологиями ремонта в зимних условиях, а именно:
- технологичность и простота в приготовлении и укладке холодной ремонтной смеси как при положительных, так и отрицательных температурах воздуха;
- доступность в материально-техническом обеспечении;
- возможность хранения гранулята длительное время до приготовления холодной смеси на месте ремонта дефектного места;
- возможность транспортировки холодного гранулята на большие расстояния;
- уменьшение зависимости производства ремонта асфальтобетонного покрытия от погодных условий;
- увеличение продолжительности срока службы отремонтированного места;
- оперативное открытие движения транспорта после производства ремонтных работ на дороге;
- относительно низкая стоимость производства ремонтных работ.
Источники информации
1. Методические рекомендации по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования, М., Росавтодор, 2004 г.
2. «Способ получения асфальтобетонной смеси» по описанию изобретения к патенту РФ №2182136, класс МПК C04B 26/26, опубликовано в Бюл. №13, 10.05.2002 г.
3. Холодный асфальтобетон, Е.Н.Козлова, М., Автотрансиздат, 1958 г., 98 с.