Природный асфальт

Первые дорожные покрытия появились во времена Хеттского царства, Ассирии, империи Ахеменидов и далее в Римской империи. По приказу императоров и царей города соединялись дорогами из выложенного отшлифованного камня и кирпичей. Это сильно влияло на торговлю, возможности перемещения собственных войск, тем самым укрепляло экономику и усиливало безопасность страны. Но с появлением тяжелого автомобильного транспорта, каменные дороги стали непригодным и постепенно разрушались под воздействием колес. По этой причине камни начали заменять на более устойчивое асфальтированное покрытие, произведенное из продуктов нефтехимии.

В результате сегодня можно увидеть качественные устойчивые дороги, не нуждающиеся в постоянном обслуживании. И каждый раз, когда ступаешь по дороге или едешь на машине, задаешь себе вопрос: так как же делают асфальт?
Интересный факт: в древней Греции и Вавилоне, сгустки нефти использовали как строительный материал. Его добавляли в состав цемента для увеличения прочности и ударостойкости будущих стен.

Состав асфальта

Состав асфальта разделяется в зависимости от того, является ли он природным или изготовлен искусственно. Природный добывают в Мертвом море на территории Израиля, в озере Пич-Лейк в Тринидаде, провинции Альберта в Канаде. Также небольшие месторождения расположены на Кубе, в Соединенных Штатах и Иране. Основной компонент — это природный битум (до 70 процентов), с добавлением органических и неорганических включений.

Искусственный асфальт состоит из основного компонента и дополнительных. Основным выступает тот же битум, но не естественный, а созданный искусственно. Используются маловязкие, вязкие нефтяные, модифицированные битумы.

Основной компонент асфальта — это битум. Он присутствует во всех видах материала для покрытия. Другие составляющие используются в разных соотношениях. К ним относят песок, гравий, щебень, дополнительные присадки.

Заделать трещину в асфальте около дома можно самостоятельно. Асфальт своими руками сделать нельзя, но в магазинах представлены марки холодного типа. Трещина нагревается, в нее вливается предварительно нагретый пластичный состав.

Заделанные трещины в асфальте

Песок способствует созданию одинакового давления, которое оказывается от дорожного покрытия на грунт. Он играет роль мелкой основы или наполнителя. Песок зачастую является необходимым элементом, так как без него бутим вытекал бы наружу и происходило выдавливание щебня на поверхность. Если асфальтовый состав относится к типу цементных, то к функциям песка добавляется еще одна. Это — придание твердости и устойчивости.

Минеральные наполнители, входящие в состав асфальта, заполняют остаточные пустоты. Это перемолотые в пыль мел, песчаник, известняк. Наиболее оптимальным является песчаник. Он адекватно реагирует на любые воздействия, взаимодействует с любыми составами. В то же время для производства шоссе общего назначения выбирают известняк или мел. Объясняется это тем, что эти материалы стоят дешевле.

Резина придает асфальту дополнительную пластичность и гидроустойчивость.

Она добавляется в виде крошки, размер частиц не превышает 1,5 миллиметра. Анализ асфальта доказал, что включение в состав резины влияет на то, что он реже трескается, срок службы дороги увеличивается. Однако, стоимость повышается, технология укладки несколько другая, срок выполнения дорожных работ по укладке увеличивается.

Виды асфальта

Асфальт классифицируют в зависимости от размеров применяемого щебня при производстве асфальта. Материал по этому критерию разделяется на такие группы:

  • Плотный или мелкозернистый асфальт. Используется для укладки первого, верхнего слоя покрытия. Состав содержит мелкий щебень (по диаметру частиц меньше 5 миллиметров). Плотный асфальт применяют для поверхностей с малой нагрузкой, например, пешеходных переходов и тротуаров. Если частицы немного крупней (от 5 до 15 миллиметров), то состав используется для покрытия верхнего слоя автомобильных дорог. При этом нагрузка может быть средней и высокой.
  • Пористый. Такой тип асфальта содержит малый процент бутима. В основном сфера его использования — это нижняя часть многослойного автомобильного покрытия.
  • Высокопористый. Щебень в таком составе крупнозернистый. Диаметр частиц начинается от 15 и заканчивается 40 миллиметрами. Состав обеспечивает дренаж в низинах и болотистой поверхности, водопроницаемость, толщина асфальта максимальна. Кроме того, высокопористый асфальт уменьшает сдвиг основания дорожного покрытия, что уменьшает риск проседания и вымывания грунта. Благодаря этим характеристикам асфальт является оптимальным для создания автомобильных трасс с высокой степенью загруженности.

Как видно, асфальт хоть и классифицируют по показателю размера щебня, основным различием является сфера применения. Плотный используется для обычных дорог, пористый — для пешеходных дорожек, а высокопористый — для загруженных шоссе.

Асфальт для шоссе

Есть и третий вид классификации — по способу укладки на покрытие дороги. Материал разделяют на типы асфальта:

  • горячее покрытие, температура укладки при котором составляет около 120 градусов;
  • теплое, маловязкий бутим укладывается при температурах от 40 до 80 градусов;
  • холодное, работы производятся при температурах до 5 градусов.

Появился современный вид асфальта, который превосходит по своим техническим характеристикам обычный, — литой асфальтобетон. Он сложней в укладке, транспортируется не так просто до места назначения, стоит дороже. Новые технологии асфальта развиваются, в стране постепенно старые дорожные покрытия заменяют на выполненные по инновационным технологиям.

Как делают асфальт… (67 фото)

Репортаж с немецкого завода на трассе Минск — Гомель.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (1)

Сложно поверить, что эта огромная конструкция периодически мигрирует с места на место. Весь завод, который выпускает 200—240 тонн асфальтобетона в час, можно перевезти и собрать заново за полтора-два месяца. Сейчас он находится возле трассы Минск — Гомель, реконструкция которой активно ведется. Обслуживают предприятие всего 14 человек (не считая водителей), благо технологии немецкие и автоматика заменяет большое количество рабочих. Самосвалы едва успевают забирать свежеприготовленный материал для наших трасс. Корреспонденты Onliner.by в подробностях изучили процесс производства асфальтобетона. Предлагаем фоторепортаж с одного из самых современных предприятий дорожной отрасли Беларуси.

Первый этап. Наш репортаж начинается в 17 километрах от асфальтобетонного , — объясняет начальник предприятия Павел Якимов. Повышенный — это участок железнодорожного пути, куда приходят составы с гранитным щебнем из Микашевичей. Он расположен на 1,5—2 метра выше уровня земли (так удобнее разгружать) — отсюда и название.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (52)

Поставки щебня имеют важнейшее значение. Работы на этом участке в сезон ведутся круглосуточно. Погрузчики, самосвалы беспрестанно лавируют между гор щебня. Он тоже бывает разным — крупных фракций, средних, мелких. Именно щебень, складываясь в своеобразную мозаику дорожного полотна, принимает основную нагрузку автомобилей.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (54)

А вот — так называемый отсев, напоминающий цемент. Как и песок, этот материал тоже выполняет роль наполнителя. Ведь щебень даже самых мелких фракций не способен полностью заполнить все пространство полотна. Отсев и песок заполняют пустоты, предотвращая появление сетки микротрещин.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (56)

— Логистика имеет важнейшее значение. Гонять на 300 километров в Микашевичи 30-тонные самосвалы нерентабельно, — объясняет по дороге на завод Павел Якимов. — Выгоднее и быстрее перевозить щебень по железной дороге. Поэтому при выборе площадки для размещения завода всегда идет рекогносцировка местности.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (57)

Второй этап. Самосвалами щебень доставляют на завод. Параллельно с карьера везут песок, а с разных частей Беларуси — битум и минеральные добавки.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (58)

— В состав асфальтобетона входят: во-первых, щебень разных фракций, во-вторых, песок, в-третьих, битум как самый важный материал, а в-четвертых, минеральные добавки, — говорят дорожники. — Во всех справочниках получаемый материал значится как асфальтобетон. Хотя, если разобраться, как раз бетона в нем-то и нет.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (59)

Третий этап. С карьера на завод везут песчано-гравийную смесь, в которой попадаются булыжники и валуны. Ее отправляют на «грохот» — звучную установку по отсеиванию камней, которая полностью отвечает данному ей рабочими названию. Технология простая: песок, засыпаемый в приемный бункер, по транспортерной ленте попадает в «грохот» и проходит через два сита, становясь в итоге чистым и желтеньким. Как на детской площадке!

Четвертый этап. Щебень укладывают в штабели с помощью бульдозера. Горы чистого, отфильтрованного песка и отсева расположены рядом. Все готово к загрузке в специальные бункеры, с которых начинается самый главный процесс — непосредственное производство асфальтобетона.

На площадке завода (он занимает около двух с половиной гектаров) не переставая ездят машины, пыль столбом. Кстати, есть ли здесь какая-то возможность привести себя в порядок после трудового дня? Оказалось, работники завода живут здесь же — в уголке построен строительный городок. Конечно, не трехзвездочная гостиница, но быт для временного жилища организован прилично: есть душ (специально бурили скважину), некое подобие кухни, спальные вагончики.

Пятый этап. Внимание! На завод прибыл битум, который в асфальтобетоне служит связующим веществом между щебнем, песком, отсевом. Как клей! Именно он при старении рассыпается, в покрытии появляются трещины. Весной в них попадает вода, которая превращается в лед. При температурных переходах через ноль происходит постоянный процесс расшатывания полотна. Так что качество битума имеет важнейшее значение. Ведь если клей плохой, то в непогоду ботинки подошвой будут черпать воду.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (7)

— Перед тем как залить битум в резервуары, отбираются и исследуются образцы — мы проверяем соответствие заявленным маркам (их у битума несколько), — объясняет Павел Якимов. — Все это называется входным контролем. Например, с помощью пенетрометра устанавливается вязкость. Также измеряется температура размягчения. В специальные колечки заливается образец, его полчаса выдерживают на воздухе, потом охлаждают до +5 градусов по Цельсию. Затем битум помещают в электронную мешалку и задают определенную скорость вращения и температуру нагрева. После этого на битум кладут металлический шарик и смотрят, за какое время тот коснется нижнего уровня площадки.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (8)

Пенетрометр

Как делают асфальт на асфальтном заводе (9)

Часто водители интересуются, а сколько в асфальте нефти? Как оказалось, доли процента. Например, в асфальтобетоне используется всего 4,5—6% битума, который, как известно, является остаточным продуктом переработки нефти. «Причем плюс-минус одна десятая имеет значение. Если битума будет больше, чем надо, то асфальтобетон получится жирным, в жару он будет плавиться. А добавишь меньше положенного — станет сухим и в большие морозы потрескается. Ученые постоянно работают над идеальной формулой для наших климатических условий», — объясняют специалисты.

Шестой этап. Погрузчики отправляют в приемный бункер песок и щебень. Вот где не обошлось без человеческого участия. Рабочий следит, чтобы внутрь не попали доски, железяки и другой крупногабаритный мусор. Иначе это может повредить транспортерную ленту. Чем-то процесс напоминает приготовление эдакого промышленного коктейля.

Седьмой этап. В три резервуара заливают битум, который признали соответствующим стандартам. Этот процесс тоже проходит параллельно с подготовкой щебня, песка, отсева. Температура в резервуарах поддерживается на уровне порядка +160 градусов по Цельсию.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (16)

Битум находится в трех белых резервуарах

Как делают асфальт на асфальтном заводе (17)

— Битум выпускают оба наших нефтеперерабатывающих завода. Но в горячее время спрос на него очень высокий. Чтобы получить, очередь приходится занимать с ночи, — рассказывает начальник завода. — Водители приезжают, ночуют и утром загружаются, чтобы процесс производства асфальтобетона был непрерывным.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (18)

Восьмой этап. Поскольку предприятие автоматизировано, никто, конечно, установку вручную не запускает. Этот процесс происходит в операторской, в которой находятся шкафы управления — мозги завода. Здесь оператор (по заданию мастера) задает нужные алгоритмы. На мониторе хорошо виден весь технологический процесс.

«Немецкий завод Benninghoven — это бренд! Он лучший» — даже удивились нашему незнанию сотрудники предприятия, когда мы решили уточнить информацию по поводу логотипа. Перед работой на оборудовании, которое заменяет десятки людей, многие проходили специальное обучение.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (22)

Девятый этап. Каждый бункер в зависимости от установленных оператором алгоритмов с определенной скоростью запускает порцию щебня, песка или отсева. Все это движется по транспортерной ленте прямиком в сушильный барабан. Происходящее на данном этапе пока еще можно видеть.

Десятый этап. В сушильном барабане горелка разогревает полученную смесь до +170—180 градусов по Цельсию. Во-первых, чтобы избавить от влаги. А во-вторых, чтобы подготовить материал к перемешиванию с битумом и минеральными добавками — обволакивание должно происходить равномерно, без температурных колебаний.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (27)

Надо заметить, что асфальтобетонный завод — довольно энергоемкое производство, которое требует прокладки высоковольтной линии электропередачи. Это затяжной процесс, поэтому на заводе есть дизель-генератор с двумя двигателями. Один обеспечивает освещение в стройгородке. Второй способен поддерживать весь завод в работоспособном состоянии. И это при расходе около 60 литров дизтоплива в час.

Одиннадцатый этап. На площадке раздается грохот. Элеватор горячих материалов с помощью специальных ковшей доставляет горячую смесь на самый верх, чтобы пропустить ее через 5 рядов сит.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (32)

Так материал распределится равномерно. В каждой «порции» должны присутствовать все нужные фракции материалов — от мелких до крупных.

В это же время добавляются битум и минеральный порошок. Все происходит в системе труб и скрыто от глаз.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (33)

Двенадцатый этап. Получившийся асфальтобетон размешивают два вала с лопатками. Его взвешивают и отправляют в скиповую тележку. Слышен характерный запах горячего асфальта. Даже в жару от завода исходит волна тепла.

Тринадцатый этап. После взвешивания скиповая тележка доставляет асфальтобетон наверх, в бункер. Это занимает буквально несколько секунд. Тележка неустанно курсирует туда-сюда. В бункере может храниться до 180 тонн, своеобразный резерв. «Это большой плюс, поскольку еще до того, как первые машины придут на завод, мы уже можем начать работать, — говорят сотрудники завода. — Нет простоев, а значит, предприятие работает более эффективно. К слову, наш рекорд — 2269 тонн асфальтобетона за 10-часовую смену».

Как делают асфальт на асфальтном заводе (37)

Четырнадцатый этап. Снова возвращаемся в лабораторию, где проверяют состав полученного асфальтобетона. Делается это довольно просто: в специальную печь помещают емкость с образцом. Битум выгорает. Потом берут три сита и просеивают щебень. Получившиеся порции взвешивают. Ничего сложного. Обычное математическое действие.

Пятнадцатый этап. Наконец, из бункера асфальтобетон выгружают в самосвал. Количество может регулировать как оператор, так и сам водитель. МАЗ может увезти около 20 тонн, а Volvo, например, забрал 30 тонн.

Шестнадцатый этап. Теперь груженую машину остается взвесить (при заезде на завод она уже проходила эту процедуру). Рабочий помогает накрыть асфальтобетон термопокрывалом. Таковы требования технадзора. Укладка ведется при температуре +110 градусов по Цельсию. Все! Вереница самосвалов движется на дорогу, чтобы выгрузить асфальт с пылу с жару и вернуться за очередной партией.

Как делают асфальт на асфальтном заводе (51)
Источник

Область применения

Основная сфера использования, с того момента, когда появился асфальт, — это дорожное строительство. К числу работ относятся:

  • асфальтирование трасс для автомобилей (у асфальта нет аналогов, применяется только этот материал);
  • покрытие пешеходных переходов, тротуаров, детских площадок;
  • благоустройство территорий, прилежащих к многоквартирным домом;
  • устройство сооружений общественного назначения (аэродромы, аэропорты, железнодорожные вокзалы).

Устройства для укладки асфальта

Асфальт мелкозернистый тип б, заменяется конструкциями из монолитного бетона или железнодорожных плит, если речь идет о благоустройстве территорий, где наблюдается массовое скопление людей.

Другой сферой применения материала является изготовление строительных материалов. Сюда включаются лаки, клей, мастики, рубероид, битумная черепица, пергамин. Технологии изготовления асфальта, используются при производстве гидроизоляционных и электроизоляционных материалов.

Технология и процесс изготовления

Технология производства достаточно сложная. Роль играет расположение завода по производству асфальта. Изначально смешиваются исходные компоненты при высокой температуре. Они хранятся в подогреваемых бункерах. Асфальт в разогретом состоянии транспортируют до места укладки. При этом важно, чтоб материал не затвердел до укладки, иначе покрытие потеряет прочность. Именно поэтому заводы по производству асфальта подбирают максимально близкорасположенные к месту работ.

Первый этап — это подготовка компонентов. Щебень, песок, минеральные материалы просушиваются воздухом при температуре около 150 градусов. Высокий показатель необходим для того, чтоб из компонентов вышла вся влага, которая абсорбировалась в порах.

Щебень просеивают, отделяются различные породы (мелкие, со средними, большими размерами — потом их распределяют по бакам для производства различных типов асфальта). Минеральные наполнители просеивают через дробилку, в результате чего они становятся похожими на пыль, после чего следует фрагментация. В зависимости от технологии изготовления и требуемых технических характеристик просеивание и просушка проходят одноэтапно или в несколько циклов.

Второй этап — это смешивание состава. Изначально песок и щебень в необходимой консистенции подаются на ленточный конвейер. После достижения однородной массы в бункер добавляют бутим. Температура смешивания составляет около 160 градусов. В нагретом состоянии состав остается в бункере до 4 дней, за этот срок готовую смесь необходимо доставить до места проведения работ, в противном случае она застынет и станет более непригодной для использования. По месту проходит экспертиза асфальта рабочими.

Минеральные компоненты, добавки добавляются во время этапа смешивания. При изготовлении резиново-асфальтовой смеси крошку каучука помещают внутрь уже готового и разогретого состава.

Доставка потребителю происходит автомобильным транспортом. Самосвалы, предназначенные для перевозки, устойчивы к воздействию разогретого состава на кузов. Такой метод транспортировки подходит для перемещения на небольшие. Если требуется отвезти асфальт на 200 километров и дальше, то используют кохеры, специальные автомобили, оснащенные теплоустойчивыми контейнерами. В них асфальт сохраняет свою температуру до двух суток.

Производство асфальта


Бункеры и установка перемешивания асфальта
Подготовленные компоненты поступают в специальные бункера, из которых по конвейерной ленте поступают в аппарат для смешивания. Битум из-за его специфических свойств доставляют отдельно по трубопроводу. Иногда для сохранения температуры трубопровод оборудуют утеплительным покрытием или системой подогрева.


Стабилизирующая целлюлозная добавка для асфальта

В некоторые типы асфальта добавляют стабилизирующую целлюлозную добавку для увеличения его прочности. Все токсические пары выводятся системой вентиляции с установленными фильтрами очистки загрязненного воздуха. Весь контроль производства происходит отдаленно с компьютеризированного пульта управления.

Интересный факт: первая асфальтированная дорога появилась в 1830-х годах в Англии. Тогда его впервые применили для тротуаров парижского Королевского моста.

Все компоненты перемешиваются при вращении в подогретом барабане. Под воздействием вращательных движений и высокой температуры, происходит полноценное смешивание асфальта, до получения требуемых свойств и консистенции.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: