Интенсификация процесса производства асфальтобетонном смеси

Интенсификация процесса производства асфальтобетонном смеси с целью повышения качества и снижения расхода битума должна основываться прежде всего на тщательном перемешивании составляющих путем оптимизации последовательное дозирования материалов при смешении, разрушении конденсационных структурных связей в полидисперсных минеральных материалах до их обволакивания вяжущим и полном разрушении структуры битума при нагреве.

На завершающей стадии строительства асфальтобетонного покрытия при формировании макроструктуры происходит дальнейшее развитие ориентированного слоя битума на минеральных зернах и вследствие приложения нагрузки - сближения структурообразующих элементов до максимальной плотности.

Затрата работы на укладку, разравнивание и уплотнение смеси зависит от ее подвижности и уплотняемости. Требуемая подвижность смеси достигается в основном за счет повышения температуры, снижающей вязкость битума. Подвижность и рыхлость асфальтобетонной смеси зависит от се структуры, количества в ней битума и качества минерального порошка. Уплотняемость асфальтобетонных смесей определяется свойствами материалов, входящих в их состав, и режимами уплотнения. Уплотняемость характеризует динамику формирования структур и поэтому является одной из наиболее важных характеристик материала.

При приложении уплотняющей нагрузки или в результате действия собственной массы в асфальтобетонной смеси начинают происходить прежде всего структурные деформации, связанные с изменением структуры и свойств материала и заключающиеся в перемещении частиц относительно друг друга. Эти деформации уменьшают занимаемый материалом объем без нарушения формы частиц и всегда предшествуют упругоэластическим деформациям. Перемещение минеральных частиц связано с разрушением начальных контактов под действием незначительных нагрузок, когда частицы переходят в более устойчивое положение равновесия и между ними устанавливается более прочная связь. Для структурных деформаций уменьшается по мере уплотнения до нуля, а доля упругих деформаций возрастает.

Процесс уплотнения

В начальный период с увеличением плотности прочность связи между частицами возрастает до изменения характера контактов между частицами. Уплотнение заканчивается при невозможности дальнейшего сдвига частиц относительно друг друга без деформирования всего или большей части их объема с увеличением плотности прочность возрастает не всегда. Под действием уплотняющих средств происходит сближение частиц смеси, вследствие чего в пленке битума наблюдаются прежде всего физические процессы. Межзерновое пространство заполняется объемным битумом.

При уплотнении битумная пленка выполняет роль смазки снижающей внутреннее трение в материале, работа, необходимая для уплотнения смеси, уменьшается. С увеличением содержания битума в смеси работа уплотнения, естественно, уменьшается, а при снижении его содержания - наоборот возрастает.

Процесс уплотнения можно регулировать за счет изменения температуры асфальтобетонной смеси. В общем случае повышение температуры влечет за собой снижение работы уплотнения. Однако недостаток когезионной прочности битума при высокой температуре может снизить способность к уплотнению асфальтобетона, так как когезнонная прочность битума прежде всего связана с температурой: чем выше температура, теш ниже когезнонная прочность.

При этом минеральные частицы под действием нагрузки будут сближаться до предельно возможного расстояния, но после снятия нагрузки частицы, вследствие возникающих в них упругих деформаций, будут отталкиваться друг от друга система будет разуплотняться. Это может быть объяснена, прежде всего, тем, что клеящая способность битума при дан ной температуре недостаточна для фиксации минеральных частиц в период их наибольшего сближения, что на практике приводит к образованию волосных трещин после прохода катка. Поэтому уплотнение необходимо производить не при максимальной температуре асфальтобетонной смеси, а при оптимальной. Естественно, что оптимальная температура смеси связана с вязкостью битума, типом смеси и уплотняющими средствами. Наличие в отряде виброкатков позволяет веста уплотнение при более низких температурах смеси.