Типы асфальта. Асфальт: технологии изготовления и укладки. Что такое холодный асфальт и в чем его особенность

У асфальта глубокие исторические корни, он уже был известен древним египтянам и финикийцам. Но, в отличие от нашего времени, асфальт предназначался совсем для других целей, чем покрытие древних дорог. Если разобраться, из чего состоит асфальт природного происхождения, то горный естественный асфальт содержит до 75% битумов. Само название асфальтов обязано греческому слову «ἄσφαλτος», что можно перевести как «горная смола».

Египтяне с помощью асфальта составляли бальзамирующие составы для сохранения мумий фараонов. Авиценна рекомендовал асфальт для лечения болезней по аналогии с мумие. Практичные финикийцы и индейцы пропитывали асфальтовыми составами свои морские корабли и каноэ. Мало кто знает, что до 20-го века Мертвое море называлось Асфальтовым морем, поскольку глыбы этого природного материала всплывают на поверхность.

История применения асфальтобитумных составов

По происхождению асфальтовые составы или смеси подразделяют следующим образом:

1. Природные асфальты, которые образуются из тяжелых фракций нефти и их остатков после испарения более легких составляющих компонентов;
2. Искусственные асфальты (так называемые асфальтобетонные смеси) – строительные материалы, производимые из смесей битума и других веществ.

Однозначно в состав асфальта должны входить битум как вяжущее вещество и минеральные заполнители. Но если в естественные асфальты битум входит в количестве до 75%, то искусственные асфальтобетонные смеси содержат битума в пределах 4-10%. Именно битуму обязаны своей уникальностью асфальтовые смеси.

Интересно, что до глиняной посуды человек времен неолита пользовался для приготовления пищи битумной посудой. Вяжущие свойства битума древние охотники и рыболовы использовали при креплении наконечников копий и для водонепроницаемой обработки своих лодок. Как уже говорилось, битум в составе асфальтов использовался древними врачевателями.

Первая половина 19-го века знаменательна появлением битумно-минеральных смесей в качестве покрытия булыжных мостовых ряда крупных городов Франции, Голландии, Швейцарии, а немного позже – в США. Согласно хроникам тех лет, первое покрытие из асфальта уложили в 30-х годах 19 века на тротуары в Париже. Примерно в те же годы заасфальтировали тротуар моста Моран через Рону в Лионе.

Более точно датированы работы по асфальтированию в России:

• 1839 год – асфальтирование в Санкт-Петербурге, протяженность покрытия тротуара составила 45,5 погонных метров;
• Тогда же – часть Тучкова моста протяженностью 8,5 метров;
• Москва чуть отстала от северной столицы, покрытие уложили в 70-х годах на улице Тверской, но это уже было новое, асфальтобетонное покрытие.

Используемый в асфальтовых смесях для дорожного покрытия битум придал упругость дорожному полотну, а его способность растекаться позволила равномерно распределиться готовой смеси, покрыв имеющиеся неровности дороги. Ровный слой дорожного покрытия сразу обратил на себя внимание, резко снизив шумовые эффекты от проезжающего транспорта. Напомним, что в середине 19-го века не было и в помине автотранспорта, а колеса гужевого транспорта не оснащались надувными шинами.

Кроме применения в качестве дорожного материала, битум используется в ряде других сфер производства:

• Устройство гидроизоляции в зданиях, сооружениях, дорожных покрытиях;
• С помощью битума выполняется гидроизоляция прокладываемых трубопроводных систем;
• Битум входит в состав кровельных материалов;
• Битум необходим при изготовлении заливочных мастик для аккумуляторов;
• Кабельная и лакокрасочная промышленности не обойдутся без битума.

Разновидности асфальтобетонных смесей

Основанием для классификации всего множества асфальтобетонов служит не сам базовый перечень компонентов, входящих в текстуру конкретной смеси, а долевое соотношение компонентов, то есть состав асфальта в процентах плюс значения отдельных определяющих характеристик вошедших компонентов. По процентному содержанию основных составляющих асфальты разделяют на три основных вида:

• Марка 1, область использования которой ограниченна строительством автодорог и городским благоустройством. Эти материалы не рекомендуются для роли верхнего покрывающего слоя дорожных полотен. Их применяют в качестве выравнивающей подложки для укладки превосходящих по плотности материалов;
• Марка 2, которая представляет собой пресловутый «среднестатистический» асфальтобетон для широкой области применения, начиная от строительства новых дорог, заканчивая текущим ремонтом и благоустройством территорий;
• Марка 3, в составе которой нет щебня. Его замещают минеральные порошки и песок высокого качества.

Это важно! Соотношение весовых долей минеральных составляющих и битума определяет прочность асфальтобетонного полотна. Песчаные смеси пригодны лишь для благоустройства территории парка, тогда как высокое содержание битума необходимо для покрытия автобанов.

ЩМАС-20 – это тщательно подобранная смесь асфальтобетона, в которую включаются слегка измененные минеральные наполнители (щебень и песок, получаемый из минерального порошка), дорожный битум и добавки-стабилизаторы. Добавки необходимы для надлежащего внутреннего уплотнения смеси. Берется щебень с крупностью зерен до 20 мм. Щебеночно-мастичная смесь позволяет получить высококачественное дорожное покрытие, которое будет обладать хорошей шумоизоляцией, повышенной устойчивостью к внешним нагрузкам, деформации и образованию трещин. Применяется преимущественно на дорогах международного значения, крупных автобанах и в качестве покрытия взлетной площадки аэропортов.

Мелкозернистая смесь тип БМ 1

В состав смеси входит мелкий щебень (крупность зерен до 15 мм), песок, минеральные порошки и дорожный битум. Для получения смеси, все компоненты тщательно отмеривают и перемешивают в нагретом состоянии. Полученная смесь хорошо подходит для устройства верхнего слоя покрытия дорог загруженной проезжей части, спусков, мостов, а также в качестве асфальтобетонного основания при устройстве пешеходных тротуаров.

Мелкозернистая смесь тип ВМ 2

Для изготовления смеси используют мелкий графитный щебень (зерна от 5 до 15мм), минеральный порошок, битумное вяжущее и песок. Смесь изготавливается путем перемешивания компонентов при высоких температурах. Мелкозернистый смесь марки ВМ 2 используются при укладке верхнего слоя дорожных покрытий проезжей части, подъездных дорог, спусков, крупных развязок и дорог международного значения. Также достаточно популярно применение смеси ВМ 2 при выполнении ремонтных работ (в частности, ямочного ремонта).

Песчаная смесь тип ДМ 2

Песчаная асфальтобетонная смесь несколько отличается от обычного асфальтобетона. Основным компонентом в данном случае выступает песок, получаемый путем отсева дробления, а также с включением гранитного отсева. Получаемая асфальтобетонная смесь укладывается при строительстве стоянок, подъездных дорог и проездов к внутренним дворам, для устройства покрытия гаражей, пешеходных тротуаров, небольших площадок. Словом, это «упрощенный» вариант асфальтобетона, который используется на участках с небольшими нагрузками (на незагруженных дорогах).

Крупнозернистая плотная смесь БМ 1, БМ 2

Для производства этой смеси используют крупный гранитный щебень (крупность зерен от 20мм до 40мм – для марок БМ1 и БМ2, включения щебня 35-50%), минеральный порошок (преимущественно активированный для БМ1 или неактивированный для БМ2), песок, битум. Одна из самых устойчивых асфальтобетонных смесей. Используется при строительстве крупных магистралей, дорог международного значения, эстакад, мостов, загруженных участков проезжей части, в качестве нижнего основания дороги. Смесь БМ2 может также применяться во время проведения ремонтных работ (ямочного ремонта), в качестве нижнего основания при большой глубине.

Крупнозернистая пористая смесь М 1, М 2

Крупнозернистую пористую смесь производят путем перемешивания при высоких температурах гранитного щебня (размер фракции до 40мм), минеральных порошков, песка и битумного вяжущего. Смесь М1 используется для устройства нижней части покрытия городских улиц, дорог, крупных развязок, магистралей. Остаточная пористость асфальтобетонной смеси – от 7% до 12%. Смесь М2 также может применяться в качестве нижнего основания при строительстве дорог, помимо этого ее используют при выполнении ямочного ремонта на большой толщине.

Черный щебень

Это специальный щебень (крупность фракции от 5 до 20 мм), который обрабатывается расплавленным (горячим) битумным вяжущим. Производство черного щебня происходит, чаще всего, непосредственно на участке строительства, для моментального заложения материала в покрытие. Применяется при проведении дорожно-строительных работ, устройства площадок средних размеров, участков проезжей части, магистралей, мостов.

Асфальтобетон может классифицироваться по составу (базовым компонентам), однако основная (и более предпочтительная) классификация имеет своей основой соотношение компонентов. Для того, чтобы причислить асфальт к одному из трёх основных видов, необходимо знать процентное содержание всех его основных элементов и добавок.

Основные марки асфальта:

1. Марка 1. Под этим названием объединены не самые похожие друг на друга материалы. К типу «марка 1» причисляют плотные и высокоплотные, пористые и высокопористые, гравийные и песчаные смеси. Общим является одно: максимальная прочность для своего состава. Применение асфальтобетона такой марки обусловливается необходимостью использовать покрытие максимально высокой прочности. Как правило, асфальт типа «марка 1» используют в качестве нижнего слоя дорожного полотна.
2. Марка 2. Именно этот материал называют «обычным» бетоном: его можно использовать практически во всех сферах. К марке 2 также относятся самые разные типы асфальта: плотные, пористые, высокоплотные. Обычно используется в качестве верхнего слоя дорожного полотна. Эта марка асфальта широко применяется и в дорожном строительстве, и в благоустройстве дворов и парков, и в ремонтных работах.
3. Марка 3. Наиболее плотный, но наименее прочный материал: это объясняется отсутствием щебня. Основой для таких типов асфальта служат песок и минеральные порошки. Эти марки асфальтобетона используются для устройства и ремонта дорог, пользование которыми не подразумевает серьёзной нагрузки: это пешеходные дорожки и тротуары, дорожки в парках, во дворах учреждений образования, на приусадебных площадках. В дорожном строительстве асфальт марки 3 используется лишь для «ямочных» ремонтных работ.

Прежде чем объединить информацию по типам и маркам асфальта в таблицу, нужно рассказать о важном показателе: процентном соотношении гравия (щебня) и песка. От этого показателя во многом зависят свойства асфальта.

По соотношению песка и камня выделяют следующие типы асфальта: А, Б, В, Г, Д . Чем позже стоит в алфавите соответствующая буква, тем большим является процент песка в типе асфальта.

Тип асфальта А: от 50 до 60 процентов щебня.

Асфальт Б: от 40 до 50 процентов гравия или щебня.

Тип асфальтобетона В : 30-40 процентов гравия или щебня.

Г: 30 процентов песка (искусственного — материалом для которого служит отсев дробления).

Д: 70 процентов песка (производимого из отсева дробления).

Асфальт - природный или искусственный многокомпонентны й материал на основе поверхностного (образованного при выходе на поверхность земли) или нефтяного (полученного в результате нефтепереработки и последующей обработки оставшегося в осадке гудрона) битума, содержащего минеральные наполнители - гравий, щебень разных пород, песок.

По сути, применение термина «асфальт» к дорожным асфальтобетонным смесям некорректно. Содержание асфальта как смеси битумов в общей массе в несколько раз меньше и зависит от марки материала.

Начало использования асфальта для строительства дорог

Первые упоминания об использовании природного асфальта для прокладки дорог относятся к XVI веку и Южной Америке. Производство искусственных литых асфальтовых смесей появилось в США только в конце XIX века, чуть раньше пришли битумно-минераль ные составы на улицы Европы - в 1830-40 г.г. мощеные тротуары и проезжие части городов Франции, Австрии, Великобритании и России стали заменяться асфальтовыми покрытиями.

Первый пробный и более масштабный опыт асфальтирования провели в Санкт-Петербурге, но только к 80 г.г. новый дорожный материал распространился по другим крупным городам. При этом собственный завод был построен в России не сразу - в течение трех десятков лет прогрессивный тогда продукт закупали за границей.

Пионером в механизированной укладке опять оказалась Америка. Именно здесь для построения дороги впервые применили гудронатор, из которого лился горячий битум.

Состав природного и искусственного асфальта

Природный асфальт добывается с редких месторождений - озера Пич-Лейк на территории Тринидада, Мертвого моря в Израиле, провинции Альберта в Канаде, Поясе Ориноко в Венесуэле, штатах США, Иране, на Кубе. Состав включает в себя смесь битумов содержанием до 70%, неорганические включения и органические соединения.

Искусственные асфальтобетонные смеси состоят из двух основных компонентов. В роли вяжущего компонента выступают вязкие, маловязкие или жидкие нефтяные, модифицированные битумы и ПБВ (полимерно-битум ные вяжущие). В качестве наполнителей используются щебень/гравий разных фракций от 5-10 мм до 20-40 мм, песок и минеральный порошок для улучшения прочности, вязкости и заполнения пустот.

Асфальтобетон - монолитное дорожное покрытие, полученное путем укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси.

Технология производства асфальта

Основные шаги производства любой асфальтобетонной смеси - подготовка компонентов, смешивание и отправка на хранение в бункер. Изготовление выполняется на стационарных и мобильных (располагаемых вблизи участка дорожного строительства) заводах.

Общие технологические этапы:

• Подготовка компонентов смеси. Минеральные наполнители дробятся и подвергаются разделению на фракции при помощи грохота, просушиваются, нагреваются, дозируются и подаются в смеситель.
• Приготовление битума. Разогретый битум подается на битумоплавильную установку, выдерживается при постоянном перемешивании, добавлении ПАВ и повышении температуры до выпаривания влаги, отправляется в рабочие котлы и на дозировку смесителя.
• Перемешивание компонентов. Подготовленный щебень/гравий, песок подаются в асфальтосмесител ь принудительного действия для «сухого» перемешивания с добавлением минерального порошка и последующим добавлением нагретого битума и смешиванием до однородной смеси.
• Перегрузка готовой смеси. Горячую асфальтобетонную смесь отправляют в накопительный бункер или загружают в самосвалы для транспортировки к строительной площадке. Холодную смесь охлаждают и перевозят для хранения на склад.

Нагревание щебня и битума при производстве горячих смесей выполняется до температуры 165…175 0 С и 140…155 0 С, при изготовлении холодных смесей - до 65…75 0 С и 110…120 0 С соответственно.

Классификация асфальтобетонных смесей выполняется по остаточной пористости, типу минеральных материалов, их фракции и процентному содержанию, битумному вяжущему и температуре укладки.

Отдельные виды асфальтобетонных смесей

Помимо традиционных и повсеместно применяемых асфальтобетонных смесей существуют более прогрессивные дорожные материалы, которые отличаются от первых составом и условиями укладки.

К ним относятся:

• Щебеночно-мастич ные смеси ЩМА со стабилизирующими добавками.
• Литые асфальтобетонные смеси с увеличенным содержанием битума и минерального порошка.
• Полимерасфальтоб етонные смеси с добавлением полимеров (эластомеров).
• Цветные горячие и холодные смеси с красящими пигментами.
• Стеклоасфальтобе тонные смеси с включением стеклянного боя.
• Резиноасфальтобе тонные и резиновые дренирующие смеси с резиновой крошкой и полимерными добавками.
• Сероасфальтобето нные смеси с присутствием технической серы.

Каждый вид материала имеет конкретную область применения, обусловленную характеристиками и эксплуатационным и свойствами получаемого покрытия.

Думаем, что никто из читателей не будет оспаривать утверждение, что производство асфальта на сегодняшний день является один из самых выгодных направлений дорожного бизнеса . Достаточно взглянуть на суммы, которые ежегодно тратятся на поддержание отечественных дорог (жаль, что большей частью только на бумаге!), и один раз проехаться по этим самым дорогам, где-нибудь в Рязанской или Тульской областях. Все вопросы отпадут сами собой.

Краткий анализ бизнеса:
Затраты на организацию бизнеса: 1,8 — 25 млн рублей
Актуально для городов с населением: без ограничений
Ситуация в отрасли: высокая востребованность продукции
Сложность организации бизнеса: 4/5
Окупаемость: 1-3 года

Разве в стране нет компаний, которые занимаются производством качественного асфальта и его укладкой согласно существующим нормативам? Есть. Вот только их очень мало, к тому же контроль над выполнением стандартов производства и укладки чаще всего «усыпляется» новенькими хрустящими купюрами. Однако, хватит негатива.

Проблемы с дорогами в России были, есть, и… надеемся, не будет. Как мы уже сказали каждый год на укладку новых дорог и ремонт существующего асфальтового покрытия тратятся просто огромные сумму, причем, как правило, поставки материала осуществляет та компания, которая выигрывает тендер на госзакупках – предложит наиболее выгодную цену.

Так что спрос на продукцию асфальтового завода есть и будет всегда . По крайне мере пока не придумают новое дорожное покрытие. А пока начинающему предпринимателю, решившему освоить производство асфальта, предстоит выбрать какой конкретно тип асфальта он будет производить.

Похожие бизнес-идеи:

Основные виды асфальта

Что вообще такое асфальт? Без сомнения, все вы видели, как кладут асфальт – черного цвета крошку, которую затем укатывают катком. Но вот определить состав асфальта по одному его виду невозможно. Итак, из чего же производят асфальт?

• Прежде всего – это песок, выполняющий роль мелкозернистого наполнителя
• Щебень мелкой или средней фракции или гравий – крупнозернистый наполнитель
• Минеральный порошок из дробленого известняка или доломита для придания асфальтовой смеси необходимых характеристик жесткости и прочности
• Битум – смолоподобный материал, для производства дорожных работ чаще всего получаемый из переработки нефтепродуктов, используемый для связи всех остальных компонентов асфальта. Кстати, большей частью именно от качества битума, его вязкости и клейкости зависит и качество дорожного покрытия

В процентном соотношении состав компонентов в готовой асфальтной смеси выглядит примерно так:

• 6-7 % — битум
• 84-84 % — щебень или гравий
• Остальное – песок и минеральный порошок, причем доля последнего весьма незначительна – всего 1-2 %

Основных видов асфальта – 3 , каждый используется для покрытия определенных участков дорожного полотна:

1. Песчаный тип асфальтовой смеси. Кладется на пешеходных дорожках и тротуарах. Для приготовления смеси используется только щебень или гравий мелкой фракции, соотношение песка к другим компонентам увеличивается на 2-4 %, именно поэтому смесь называется песчаной.
2. Мелкозернистый тип смеси. В случае строительства дороги с двухслойным покрытием кладется как ее верхняя часть, в остальных случаях – как дорожное полотно. Для приготовления смеси используется щебень фракции от 5 до 15 мм.
3. Крупнозернистый тип смеси. Обычно кладется под мелкозернистую часть на подготовленную песчаную подушку. В том типе смеси используется щебень или гравий средней и крупной фракций – от 20 до 40 мм.

Битум, как правило, приобретают на нефтеперегонных заводах.

Производят также литой тип асфальта с добавлением полимерных материалов, и цветной – с добавлением красителей из оксида железа и использованием синтетической смолы вместо битума. Но такие виды дорожного полотна будут очень дорогостоящи, и нерентабельны для укладки на дорогах общего пользования, поэтому применяются в основном в частном строительстве.

Различается асфальт также по способу производства:

1. Горячего типа. Такой асфальт укладывают и уплотняют при температуре битума от 120 0 С
2. Теплого. Укладка проводится при температуре битума от 40 до 80 0 С
3. И холодного, который можно класть даже зимой, так как используется жидкий битум, сохраняющий свойства даже при -10 0 С

Разница между всеми способами производства – в температуре при которой смешиваются все компоненты асфальта. Так, к примеру, горячий и теплый предусматривает добавление нагретой смеси песка, щебня, и минерального порошка в горячий или теплый битум. Приготовление холодного асфальта подразумевает нагрев только одного компонента – либо смеси, либо битума.

Общая схема изготовления асфальта выглядит примерно так:

• Все составляющие будущего асфальта тщательно проверяются на предмет наличия в них посторонних примесей, от этого зависит качество будущего дорожного покрытия
• Песок пропускается через специальное сито, а щебень дробится на нужную фракцию в дробильном аппарате
• Сыпучие материалы – песок, щебень или гравий высушиваются, нагреваются до температуры в 200 0 С, и перемешиваются
• После охлаждения смеси до температуры 160 0 С в нее добавляется минеральный порошок и расплавленный битум температурой также 160 0 С. Смесь перемешивается с целью полностью избавиться от пузырьков воздуха в составе, иначе будущее дорожное покрытие станет уязвимым для воды
• После прохождения всех этапов готовую асфальтовую смесь засыпают в специальную емкость для его хранения, называемую «силос», где до момента использования смесь поддерживается в нагретом состоянии. Последующая перевозка асфальта происходит на недалекие расстояния в обычных самосвалах, на далекие – в кохерах – специальных автомобилях с установленными теплосберегающими контейнерами

Рециклинг асфальта

Стоимость производства материала для дорожных работ на сегодняшний день настолько высока, что производители просто вынуждены экономить на всем (может быть отчасти объясняется тот факт, что весной дорожное покрытие сходит вместе со снегом?), и часто таким способом экономии является рециклинг асфальта.

В ходе этого процесса:

• снимается (срезается специальным аппаратом – ремиксером) старое дорожное покрытие
• в дробильном аппарате снятый слой измельчается до размеров щебня необходимой фракции
• полученный гранулят (именно так называется дробленая смесь старого асфальта) нагревается в печи
• в конце в смесь добавляют порцию свежего битума

Какой-то разницы в характеристиках между новым асфальтом и полученным в результате рециклинга нет. Единственная затруднение, мешающее повсеместному внедрению такого способа при строительстве дорог, заключается в дороговизне транспортировки старого слоя до места переработки, и высокой стоимости работ по снятию этого слоя.

Необходимое оборудование для производства асфальта

Можно ли приготовить асфальт в домашних условиях? Конечно можно! Но только, если вашей целью является личное использование готовой смеси и исключительно в небольших объемах. Промышленное производство холодного асфальта, производство асфальтобетона, и других видов дорожного покрытия происходит только на АБЗ – асфальтобетонных заводах.

Оборудование для производства асфальта включает в себя:

• конвейер для подачи сыпучих материалов в установки для смешивания
• Установки для смешивания ингредиентов асфальтовой смеси
• Аппарат для подачи и нагрева битума
• Специальные насосы для подачи битума в бункер общего смешивания
• Дробильный аппарат для щебня
• Вибросито для песка
• Бункеры для хранения готовой асфальтовой смеси

Производственная площадь

Асфальтовые заводы располагаются под открытым небом. Классифицируется расположение АБЗ по следующим категориям:

• Возле строящихся объектов – дорог
• Стационарные – при плане эксплуатации АБЗ более 10 лет на одном месте
• Возле железной дороги по которой на АБЗ подвозят все необходимые для производства материалы
• Инвентарные, имеющие разборную конструкцию, со сроком службы не более 4 лет
• Передвижные, работающие на одной площадке до 1 года, а после переносимые на другое место

Все необходимое для АБЗ оборудование можно приобрести как отечественного, так и импортного производства. Примерная стоимость импортного АБЗ – от 12 (мобильные) до 100 млн (стационарные) рублей, российских – от 1,2 (мини-АБЗ) до 85 млн рублей.