Как делают асфальт: описание технологии изготовления

Асфальт — это углеводородная смесь. В качестве исходного сырья используется нефть. В процессе дистилляции идет разделение ее на фракции. После отделения основных компонентов остается тяжелый остаток, который называется битумом. После смешивания его с рядом компонентов получается материал, который укладывается на поверхность дорог.

Составляющие материала

Битум является основным компонентом асфальта. Кроме него еще входит ряд элементов, которые меняются в пропорциональном составе. Асфальтовая смесь состоит из следующих составляющих:

1. Песок. Представляет собой мелкий наполнитель. Играет связующую роль между покрытием и грунтом дороги. При его отсутствии щебень бы всплыл на поверхность асфальта. Существуют специальные асфальтированные смеси, где в раствор добавляется цемент. В этом случае песок необходим для придания покрытию твердости.
2. Минеральный наполнитель. В качестве такой составляющей используется песчаник или карбонат кальция в виде мела или известняка. Пылевидное состояние фракции позволяет ей заполнить все образующие пустоты. Если карбонат кальция применяется для укладки дорог общего назначения, то песчаник более универсален. На него не оказывают влияние химические вещества, поэтому часто ведется покрытие дорог, проложенных недалеко от химических предприятий.
3. Резина. Резиновая крошка размером 1,5 мм добавляет покрытию пластичности и гидроустойчивости. На поверхности полотна значительно реже появляются трещины. Однако присутствие такой добавки повышает стоимость асфальта. Применяется она только на ответственных дорогах.

Классификация асфальтовой смеси

Важной составляющей раствора является щебень. В зависимости от его размера асфальтированная смесь разделяется на виды:

1. Плотные. Если размер щебня не превышает 5 мм, то раствором покрываются дорожки для перемещения пешеходов. Такой асфальт носит название мелкозернистый. Если же величина камней доходит до 10−15 мм, то крупнозернистой смесью покрывается верхняя часть автомобильных дорог.
2. Пористые. В пироге автомобильной дороги занимают нижнюю часть. В составе содержится меньший процент битума, чем в плотном покрытии.
3. Высокопористые. Ведется укладка дорог, по которым движутся высоконагруженные автомобили. Размеры гранул щебня доходят до 40 мм. Это обеспечивает покрытию высокую степень твердости. Не происходит вдавливания верхних слоев грунта в нижние. В процессе эксплуатации отсутствуют риски проседания и сдвига материала.

Объективная оценка

Асфальтированные дороги имеют ряд особенностей. Заключаются они в следующем:

• покрытие удобно для эксплуатации, особенно в непогоду;
• появление неприятного запаха идет только до момента затвердевания;
• работы по асфальтированию очень дорогостоящие, особенно при прокладке многокилометровых трасс;
• процесс изготовления смеси является сложной операцией;
• часто дефекты водителям не видны из окна автомобиля, что приводит к неприятным последствиям.

Альтернативных асфальту покрытий на данный момент нет. В связи с этим улучшение качества дорог идет на основе совершенствования технологии. В частности, полимерные модификаторы значительно улучшают качество покрытия.

Описание технологии изготовления на производстве

В производственных условиях требуется наличие подогреваемых бункеров, где будет храниться раствор. Предварительно идет смешивание компонентов при высокой температуре. Место подбирается недалеко от строительных работ. Связано это с тем, что остывшее покрытие плохо утрамбовывается, что сказывается на качестве конечного результата.

На начальной стадии все составляющие раствора просушиваются, поскольку их поступление ведется во влажном состоянии, а затем просеиваются. Наличие влаги недопустимо. Это приводит к уменьшению прочности асфальта. Сушка ведется при температуре 160 градусов.

Поступающий минеральный наполнитель подвергается дроблению до получения мелкой фракции. Если просушка на первом этапе не дала удовлетворительных результатов, то идет ее повторный процесс после просеивания компонентов.

Дальше формирование асфальтовой смеси проходит следующие этапы:

1. Песок и щебень укладываются на конвейер, который движется в сторону бункера. Здесь идет их перемешивание.
2. Непосредственно на конвейере идет добавление битума в щебеночно-песочную смесь. Смешивание до необходимой консистенции происходит при температуре 170 градусов.
3. Все необходимые добавки закладываются в раствор и перемешиваются на этом этапе.

Получаемый асфальт поступает в бункер. Здесь он может находиться до 4 суток. За это время раствор должен поступить на объект и быть выработанным.

Особенности холодного изделия

Изготовление такого раствора возможно только в заводских условиях. Самостоятельно проводится его укладка. Отличительными особенностями являются следующие изменения в технологии:

1. Процесс разогрева покрытия идет в интервале температур примерно 70−110 градусов.
2. На стадии перемешивания в раствор добавляются полимерные присадки. Их необходимость заключается в том, чтобы на поверхности битума образовалась антиокислительная пленка, которая выполняет защитную функцию.

Понятие «холодный асфальт» условное. В морозную погоду перед укладкой раствор прогревается. Это необходимо для того, чтобы привести его в пластичное состояние. Одновременно с помощью горелок прогревается место укладки. Существует возможность проводить такие работы при отрицательных температурах — до -20 градусов.

К положительным сторонам холодного асфальта относится отсутствие необходимости его быстрой выработки. Однако есть существенный недостаток — его прочность в 2 раза ниже, чем у горячего изделия.

В процессе трамбовки используется брус из дерева или виброплита. Доводка поверхности до конечного состояния идет после начала автомобильного движения.

Максимальное давление, которое выдерживает такое покрытие, составляет 3,5 т. Поэтому не рекомендуется покрывать им большие участки.

Процесс рециклинга и модернизации

Учитывая, что асфальт обходится дорого, в целях экономии идет его переработка после окончания срока эксплуатации. Процесс может проводиться непосредственно на месте или в рециклерах, установленных на заводе.

Работы состоят из следующих этапов:

1. С помощью оборудования, которое называется ремиксером, идет демонтаж отработанного полотна путем его фрезерования.
2. Формирование гранулятора: дробление кусков асфальта до размера щебня.
3. Раздробленные куски закладываются в печь, где ведется их нагрев.
4. Если есть необходимость, докладывается свежий битум и добавки.

Для улучшения дорожного полотна проводится его модернизация. Для этого применяются мастики. В их состав входит битум или эмульсии, в которых содержатся полимеры из резины.

С помощью мастики замазываются образовавшиеся трещины, чтобы в них не проходило затекание воды. Влага, просачиваясь, разрушает покрытие. При этом битумные мастики применяются в горячем состоянии, а эмульсионные — в холодном.

Производство в домашних условиях

Зная, как делают асфальт в заводских условиях, можно его производить и дома. Процесс состоит из следующих этапов:

1. Необходимо наличие бетономешалки. В нее засыпается щебень и песок в пропорции 2:1. Важно, чтобы материалы были сухие.
2. Отдельно берется ведро емкостью 15 л. В него кладется битум и подогревается. Чтобы удобнее было мешать, подливается немного шампуня. В процессе подогрева он выгорает. Затем добавляются пластификаторы и полимеры.
3. Идет смешивание содержимого ведра со смесью щебня и песка. Важно, чтобы содержимое бетономешалки было тоже прогрето. Для этого туда добавляется 50 л воды, которая доводится до кипения. Перемешивание с битумом идет до тех пор, пока жидкость не испарится.

Учитывая, что битум следует нагревать до температуры 100 градусов, а вода кипит при тех же условиях, получается, что данные величины совпадают.

После этого с помощью компрессора очищается место укладки асфальта и выливается раствор. Разравнивание ведется катком.

Асфальт — это материал, удобный для покрытия автомобильных дорог. Его цена значительно ниже, чем бетонное основание. К тому же есть возможность повторного использования при применении специальных технологий.