RU2623748C1 - Method for producing cold asphalt-concrete mixture based on asphalt granulate - Google Patents
Method for producing cold asphalt-concrete mixture based on asphalt granulate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623748C1 RU2623748C1 RU2016108781A RU2016108781A RU2623748C1 RU 2623748 C1 RU2623748 C1 RU 2623748C1 RU 2016108781 A RU2016108781 A RU 2016108781A RU 2016108781 A RU2016108781 A RU 2016108781A RU 2623748 C1 RU2623748 C1 RU 2623748C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- asphalt
- bitumen
- mixture
- weight
- mineral powder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для проведения ямочного ремонта дорожного полотна, а также устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.The invention relates to road construction, and in particular to a technology for the preparation of asphalt mixtures for patching of the roadway, as well as the device of the bases and coatings of roads.
Известен способ переработки старого асфальтобетона, включающий дробление снятого асфальтобетонного покрытия и его добавление непосредственно в смеситель к каменным материалам, имеющим более высокую (220-260°С) по сравнению с обычной технологией температуру (А.П. Лупанов. Переработка асфальтобетона на АБЗ. М.: Экон-информ, 2012. - 210 с.). Добавка асфальтового гранулята (асфальтовой крошки) при этом составляет не более 15-20% от массы асфальтобетонной смеси.There is a method of processing old asphalt concrete, including crushing the removed asphalt concrete pavement and adding it directly to the mixer to stone materials having a higher temperature (220-260 ° C) compared to conventional technology (AP Lupanov. Processing of asphalt concrete at ABZ. M .: Econ-inform, 2012 .-- 210 p.). The addition of asphalt granulate (asphalt crumb) in this case is not more than 15-20% by weight of the asphalt mix.
Преимуществом такой технологии является возможность использования стандартных асфальтосмесительных установок, дооборудованных дробильной установкой и линией подачи и дозирования асфальтового гранулята. Однако добавка гранулята в асфальтобетонную смесь весьма незначительна, что не может кардинально повлиять на снижение себестоимости материала. Возможность увеличить дозировку асфальтовой крошки до 50% связана с оснащением дополнительным сушильным барабаном, где нагрев старого асфальтобетона производится до относительно низких температур 120-140°С.The advantage of this technology is the ability to use standard asphalt mixing plants, retrofitted with a crushing plant and a line for feeding and dosing of asphalt granulate. However, the addition of granulate to the asphalt mix is very small, which cannot dramatically affect the reduction in the cost of the material. The opportunity to increase the dosage of asphalt crumb up to 50% is connected with equipping with an additional drying drum, where the heating of old asphalt concrete is carried out to relatively low temperatures of 120-140 ° С.
Материал, выпускаемый по этой технологии, является типовым горячим асфальтобетоном, использование которого для ремонта дорожного полотна возможно только в теплое время года при функционирующих асфальтобетонных заводах. Производство холодных асфальтобетонных смесей по рассмотренной технологии не представляется возможным.The material produced by this technology is a typical hot asphalt concrete, the use of which for repairing the roadway is possible only in the warm season with functioning asphalt concrete plants. The production of cold asphalt mixtures according to the considered technology is not possible.
Известен способ получения холодного асфальтобетона, получившего название Мультигрейд. Материал, выполненный по этому способу, представляет уплотненную высокощебенистую асфальтобетонную смесь, приготовленную на гелеобразном модифицированном вяжущем Мультигрейд (www.VPTechnologiesLLC.com). Асфальтобетонная смесь производится на типовом оборудовании асфальтобетонных заводов и включает операции нагрева минеральной части, формирование грануляционного состава смеси и смешение со связующим. Основное отличие этого материала от типового асфальтобетона состоит в использовании гелеобразного вяжущего Мультигрейд. Оно готовится путем химической модификации вязкого дорожного битума при использовании специальной добавки Мультигрейд, которая "загущает" консистенцию битума и превращает его в гель с высокой тиксотропией, например на 15-30°С повышает температуру размягчения исходного битума. Гелеобразный битум формирует до 10-20 раз более толстую пленку вяжущего на зернах щебня, которая не стекает в процессе производства и укладки смеси, а также в процессе эксплуатации покрытия.A known method of producing cold asphalt, called Multi-Grade. The material made by this method is a compacted high-crushed asphalt mixture prepared on a gel-modified binder Multi-Grade (www.VPTechnologiesLLC.com). Asphalt concrete mixture is produced on standard equipment of asphalt concrete plants and includes the operations of heating the mineral part, the formation of the granulation composition of the mixture and mixing with a binder. The main difference between this material and typical asphalt concrete is the use of a gel-like binder Multigrade. It is prepared by chemical modification of viscous road bitumen using a special Multigrade additive, which “thickens” the consistency of bitumen and turns it into a gel with high thixotropy, for example, it increases the softening temperature of the source bitumen by 15-30 ° С. Gel-like bitumen forms up to 10-20 times thicker film of crushed stone binder on grains, which does not drain during the production and laying of the mixture, as well as during the operation of the coating.
Внутренняя пространственная структура, создаваемая в битуме добавкой Мультигрейд, не позволяет разжижителю, используемому в холодных смесях, испариться полностью из битума в течение продолжительного времени. В результате вяжущее Мультигрейд долго остается пластичным при низких температурах, обладая повышенной упругостью при высоких температурах и высокой стойкостью к трещинообразованию. Благодаря пластичности вяжущего и структуре каменного скелета температурные трещины практически не образуются. А если они и образуются при экстремально низких температурах, то при наступлении теплой погоды они, как правило, самозалечиваются.The internal spatial structure created in bitumen by Multigrade additive prevents the diluent used in cold mixtures from evaporating completely from bitumen for a long time. As a result, the binder Multigrade remains plastic at low temperatures for a long time, possessing increased elasticity at high temperatures and high resistance to cracking. Due to the plasticity of the binder and the structure of the stone skeleton, temperature cracks practically do not form. And if they form at extremely low temperatures, then when warm weather sets in, they tend to heal themselves.
Полученная таким образом смесь обладает всеми достоинствами холодных асфальтобетонных смесей, отличающих их от горячих смесей:Thus obtained mixture has all the advantages of cold asphalt mixtures that distinguish them from hot mixtures:
- возможность применения материала при отрицательных температурах;- the possibility of using the material at low temperatures;
- возможность продавать материал в строительных магазинах;- the ability to sell material in construction stores;
- возможность поддержания должного качества дорожного покрытия в зонах с суровым климатом.- the ability to maintain the proper quality of the road surface in areas with harsh climates.
По своей структуре и свойствам асфальтобетонная смесь Мультигрейд аналогична ЩМА, то есть обладает достоинствами щебенистых смесей. К ним можно отнести:According to its structure and properties, the Multi-Grad asphalt concrete mix is similar to alkali grades, that is, it has the advantages of crushed stone mixtures. These include:
- высокую стойкость к трещинообразованию, обусловленную пластичностью вяжущего;- high resistance to cracking due to ductility of the binder;
- достаточно высокие прочностные характеристики, а также повышенная сдвиговая устойчивость, препятствующая образованию колеи.- sufficiently high strength characteristics, as well as increased shear stability, which prevents the formation of a rut.
К недостаткам асфальтобетонной смеси Мультигрейд следует отнести:The disadvantages of the asphalt mixture Multigrade should include:
- недостатки, характерные для смесей ЩМА, т.е. излишне жесткие требования к качеству компонентов смеси и их содержанию;- the disadvantages characteristic of mixtures of alkali, i.e. unnecessarily stringent requirements for the quality of the mixture components and their content;
- необходимость подбора грануляционного состава;- the need for selection of granulation composition;
- достаточно высокая стоимость материала, обусловленная использованием дорогостоящего порошка Мультигрейд;- a fairly high cost of material due to the use of expensive Multi-Grade powder;
- необходимость использования дополнительной технологической операции по приготовлению битума Мультигрейд, который получают в специальном смесителе, куда вводят разогретый до 160-165°С дорожный битум, порошок Мультигрейд и разжижитель битума. В качестве разжижителя используется дизельное топливо и керосин в суммарном количестве 12-20% от массы битума. Продолжительность процесса составляет от 30 до 60 минут;- the need to use additional technological operations for the preparation of bitumen Multigrade, which is obtained in a special mixer, into which road bitumen, Multigrade powder and bitumen thinner heated to 160-165 ° C are introduced. As a diluent, diesel fuel and kerosene are used in a total amount of 12-20% by weight of bitumen. The duration of the process is from 30 to 60 minutes;
- ограниченное время хранения асфальтобетонной смеси, обусловленное использованием в качестве разжижителя битума летучих нефтепродуктов, при испарении которых материал теряет пластические свойства и проявляет склонность к слеживанию. В связи с этим возникает необходимость хранения готовой асфальтобетонной смеси в герметичной упаковке;- limited storage time of the asphalt concrete mixture due to the use of volatile petroleum products as a bitumen diluent, upon evaporation of which the material loses its plastic properties and exhibits a tendency to caking. In this regard, there is a need to store the finished asphalt mix in a sealed package;
- ограниченная во времени способность асфальтобетона к самозалечиванию, связанная с использованием летучих компонентов.- time-limited self-healing ability of asphalt concrete associated with the use of volatile components.
Наиболее близким к заявляемому способу является «Способ получения холодной асфальтобетонной смеси» в соответствии с патентом РФ №2560364 от 2015 г. Асфальтобетонную смесь по этому способу получают окатыванием крупных частиц минеральной части смеси (щебенок) минеральным порошком в присутствии модифицированного битума. В качестве модификатора битума используются отработки минерального моторного масла в количестве 15-25% от массы битума, а содержание минерального порошка в асфальтобетонной смеси составляет 50% от массы минеральной части смеси.Closest to the claimed method is the "Method for producing cold asphalt mix" in accordance with RF patent No. 2560364 of 2015. Asphalt mix according to this method is obtained by rolling large particles of the mineral part of the mixture (gravel) with mineral powder in the presence of modified bitumen. As a bitumen modifier, mineral engine oil workings in the amount of 15-25% by weight of bitumen are used, and the content of mineral powder in the asphalt concrete mixture is 50% by weight of the mineral part of the mixture.
Полученная таким способом холодная асфальтобетонная смесь обладает прочностными показателями, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 9128-2009 к холодным смесям, имеет низкое водонасыщение, обусловленное высоким содержанием минерального порошка в смеси. При таком содержании минерального порошка оболочки асфальтовяжущего на частицах щебня при уплотнении деформируются, образуя практически монолитную систему. При этом отпадает необходимость подбора грануляционного состава асфальтобетонной смеси, требования к которому нормированы ГОСТ 9128-2009 для каждого типа смеси. Материал не проявляет склонности к слеживанию, хорошо укладывается в холодном состоянии и может продолжительное время храниться, не теряя эксплуатационных свойств.The cold asphalt mixture obtained in this way has strength characteristics that meet the requirements of GOST 9128-2009 for cold mixtures, has low water saturation due to the high content of mineral powder in the mixture. With such a content of mineral powder, the asphalt binder shell on crushed stone particles deform upon compaction, forming an almost monolithic system. At the same time, there is no need to select the granulation composition of the asphalt mixture, the requirements for which are standardized by GOST 9128-2009 for each type of mixture. The material does not show a tendency to caking, fits well in the cold state and can be stored for a long time without losing operational properties.
Основным недостатком такого материала является его высокая себестоимость, обусловленная высоким содержанием минерального порошка в смеси. При гранулировании окатыванием содержание битума в системе «минеральный порошок - битум» составляет, как правило, 13-15%. При содержании минерального порошка в смеси в 50% содержание битума составит 6,5-7,5%, что выше, чем в типовых асфальтобетонных смесях. С другой стороны битум и минеральный порошок являются наиболее дорогостоящими компонентами асфальтобетонной смеси, определяющими себестоимость материала.The main disadvantage of this material is its high cost, due to the high content of mineral powder in the mixture. When pelletizing by pelletizing, the content of bitumen in the "mineral powder - bitumen" system is usually 13-15%. When the content of mineral powder in the mixture is 50%, the bitumen content will be 6.5-7.5%, which is higher than in typical asphalt mixes. On the other hand, bitumen and mineral powder are the most expensive components of the asphalt mix, determining the cost of the material.
Кроме этого имеется еще один существенный недостаток материала, полученного из рассматриваемой асфальтобетонной смеси. Гранулированная асфальтобетонная смесь с обозначенным содержанием минерального порошка подвержена значительной усадке при уплотнении под колесами автомобилей. В ходе усадки уровень материала в отремонтированной яме понижается, в результате чего материал покрытия подвергается действию динамических нагрузок от движущегося транспорта, приводящих к быстрому его разрушению. Повышенное содержание минерального порошка приводит также к формированию структуры материала, в которой каменные твердые частицы смеси «плавают» в асфальтовяжущем, не контактируя друг с другом. Это приводит к расслоению материала, выдавливанию асфальтовяжущего в верхнюю часть покрытия, уносу его колесами автомобилей и разрушению отремонтированного участка дорожного полотна. Кроме того, гранулированный материал с высоким содержанием асфальтовяжущего проявляет склонность к слеживанию при хранении в штабеле под давлением при повышенной температуре воздуха.In addition, there is another significant drawback of the material obtained from the considered asphalt mix. Granular asphalt mix with the indicated mineral powder content is subject to significant shrinkage when compacted under the wheels of automobiles. During shrinkage, the level of material in the repaired well decreases, as a result of which the coating material is subjected to dynamic loads from a moving vehicle, leading to its rapid destruction. The increased content of mineral powder also leads to the formation of a material structure in which stone solid particles of the mixture "float" in the asphalt binder without contacting each other. This leads to stratification of the material, extrusion of the asphalt binder into the upper part of the pavement, its removal by the wheels of automobiles and the destruction of the repaired section of the roadway. In addition, granular material with a high asphalt binder content tends to agglomerate when stored in a stack under pressure at elevated air temperatures.
Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются снижение себестоимости материала, повышение показателей прочности и долговечности холодного асфальтобетона, предотвращение усадки дорожного покрытия от транспортных нагрузок, увеличение срока хранения материала без потери эксплуатационных свойств, снижение склонности к слеживанию.The tasks to which the invention is directed are to reduce the cost of the material, increase the strength and durability of cold asphalt concrete, prevent shrinkage of the road surface from traffic loads, increase the shelf life of the material without losing operational properties, and reduce the tendency to caking.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения холодной асфальтобетонной смеси на основе асфальтовой крошки, включающем рассев асфальтовой крошки на фракции, нанесение оболочек асфальтовяжущего, состоящего из минерального порошка и битума, модифицированного отработанным моторным маслом в количестве 15-25% от массы битума, на разогретые частицы каждой из фракций асфальтовой крошки в отдельности методом гранулирования окатыванием с последующим перемешиванием охлажденных гранул с получением готовой холодной асфальтобетонной смеси, содержащей минеральный порошок не более 15% от массы асфальтобетонной смеси и указанный битум не более 2% от массы асфальтобетонной смеси.The problem is solved in that in a method for producing a cold asphalt mix based on asphalt crumbs, comprising sieving the asphalt crumbs into fractions, applying asphalt binders, consisting of mineral powder and bitumen, modified with used motor oil in an amount of 15-25% by weight of bitumen, on heated particles of each of the fractions of asphalt crumbs individually by pelletizing by pelletizing followed by stirring of the cooled granules to obtain a finished cold asphalt concrete a mixture containing mineral powder of not more than 15% by weight of the asphalt mix and said bitumen not more than 2% by weight of the asphalt mix.
Практическая реализация предлагаемого способа основана на получении гранулированного продукта, содержащего ядро гранулы и оболочку из структурированного асфальтовяжущего. Применение гранулирования окатыванием позволяет получить структуру материала асфальтовяжущего с битумными пленками, толщины которых измеряются нанометрами, а сам материал обладает повышенными прочностными показателями. Введение в битум отработок моторного масла в количестве 15-25% от массы битума позволяет повысить пластичность материала и обеспечить его способность к укладке в дорожное полотно в холодном состоянии. Однако повышенное содержание минерального порошка и битума, во-первых, резко повышает себестоимость материала и делает его не конкурентноспособным в сравнении с другими материалами аналогичного назначения. Во-вторых, пренебрежение требованиями по грануляционному составу смеси приводит к существенной усадке материала покрытия и образованию плавающей структуры, склонной к преждевременному разрушению.The practical implementation of the proposed method is based on the production of a granular product containing a granule core and a structured asphalt binder shell. The use of pelletizing by pelletizing allows one to obtain the structure of an asphalt binder material with bitumen films, the thicknesses of which are measured by nanometers, and the material itself has increased strength characteristics. The introduction of bitumen engine oil residues in the amount of 15-25% by weight of bitumen allows to increase the ductility of the material and to ensure its ability to stack in the roadway in the cold state. However, the increased content of mineral powder and bitumen, firstly, sharply increases the cost of the material and makes it not competitive in comparison with other materials of a similar purpose. Secondly, neglect of the requirements for the granulation composition of the mixture leads to significant shrinkage of the coating material and the formation of a floating structure, prone to premature failure.
Большинство современных асфальтобетонных покрытий имеет так называемую каркасную структуру, сформированную из наиболее крупных частиц минеральной части асфальтобетонной смеси, находящихся в непосредственном контакте друг с другом (Г.Н. Кирюхин. Проектирование состава асфальтобетона и методы его испытаний. Обзорная информация. Автомобильные дороги и мосты. М.: Информавтодор. Вып. 6, 2005, 89 с.). Более мелкие фракции минеральной части заполняют полости между крупными частицами, что обеспечивает создание каркаса из каменного материала в дорожном покрытии, обеспечивающего его прочность и исключающего усадку в процессе эксплуатации.Most modern asphalt concrete pavements have a so-called skeleton structure formed from the largest particles of the mineral part of the asphalt concrete mix that are in direct contact with each other (GN Kiryukhin. Designing the composition of asphalt concrete and its testing methods. Overview. Highways and bridges. M .: Informavtodor. Issue 6, 2005, 89 pp.). Smaller fractions of the mineral part fill the cavities between the large particles, which ensures the creation of a framework of stone material in the road surface, which ensures its strength and prevents shrinkage during operation.
В способе прототипе каркасную структуру можно получить, уменьшая содержание асфальтовяжущего в асфальтобетонной смеси. Одновременно с преобразованием структуры материала таким путем может быть снижена его себестоимость. Однако недостаточное количество асфальтовяжущего в смеси без учета грануляционного состава неизбежно приводит к увеличению водонасыщения и снижению долговечности покрытия. В соответствии с этим снижение содержания минерального порошка в смеси должно сопровождаться контролем грануляционного состава, обеспечивающим необходимый уровень водонасыщения.In the prototype method, a carcass structure can be obtained by reducing the content of asphalt binder in the asphalt mix. Simultaneously with the transformation of the structure of the material in this way, its cost can be reduced. However, an insufficient amount of asphalt binder in the mixture without taking into account the granulation composition inevitably leads to an increase in water saturation and a decrease in the durability of the coating. In accordance with this, a decrease in the content of mineral powder in the mixture should be accompanied by control of the granulation composition, providing the necessary level of water saturation.
Использование асфальтовой крошки в качестве минеральной части асфальтобетонной смеси, полученной из материала с грануляционным составом в соответствии с требованиями ГОСТ, позволяет решить проблему обеспечения необходимого водонасыщения покрытия. Асфальтовая крошка, полученная фрезерованием дорожного полотна или измельчением крупных кусков асфальтобетона, состоит из агломератов, включающих в себе плотно упакованные каменные частицы разных размеров. При нагревании до температуры 120 во вращающемся барабане агломераты распадаются на составляющие их частицы, способные создать структуру асфальтобетона с плотной упаковкой.The use of asphalt crumb as a mineral part of the asphalt mix obtained from a material with granulation in accordance with the requirements of GOST allows us to solve the problem of ensuring the necessary water saturation of the coating. The asphalt crumb obtained by milling the roadway or grinding large pieces of asphalt concrete consists of agglomerates, including densely packed stone particles of different sizes. When heated to a temperature of 120 in a rotating drum, the agglomerates break up into their constituent particles, capable of creating a dense-packed asphalt concrete structure.
В асфальтовой крошке содержится достаточно большое количество битума, который при нагревании практически полностью восстанавливает первоначальные свойства (см. монографию А.П. Лупанова) и снижает потребность в битуме при производстве материала предлагаемым способом. Таким образом, использование асфальтовой крошки в качестве минеральной части смеси позволяет снизить содержание как битума, так и минерального порошка в асфальтобетоне, т.е. существенно повлиять на себестоимость материала при обеспечении его свойств, удовлетворяющих требованиям ГОСТ. Одновременно с этим решается экологическая проблема утилизации отхода производства, которым является асфальтовая крошка. Следует отметить, что предлагаемый способ позволяет полностью утилизировать вторичный материал независимо от размеров частиц, составляющих его.The asphalt crumb contains a fairly large amount of bitumen, which, when heated, almost completely restores the original properties (see the monograph by A.P. Lupanov) and reduces the need for bitumen in the production of the material by the proposed method. Thus, the use of asphalt crumb as the mineral part of the mixture allows to reduce the content of both bitumen and mineral powder in asphalt concrete, i.e. significantly affect the cost of the material while ensuring its properties that meet the requirements of GOST. At the same time, the environmental problem of recycling industrial waste, which is asphalt crumb, is being solved. It should be noted that the proposed method allows you to completely recycle the secondary material regardless of the size of the particles that make up it.
Однако при окатывании частиц асфальтовой крошки асфальтовяжущим необходимо учитывать особенность процесса гранулирования окатыванием. Она состоит в том, что в ходе процесса наиболее быстро увеличиваются в размерах мелкие частицы. При достаточном большом разбросе в размерах частиц в гранулируемой смеси может сложиться ситуация, когда основная масса асфальтовяжущего распределится среди мелких частиц, а крупные фракции останутся без оболочек. Для предотвращения этого перед гранулированием материала предусмотрен его предварительный фракционный рассев на 2-3 фракции в зависимости от свойств исходной асфальтовой крошки.However, when pelletizing particles of asphalt crumb with asphalt binders, it is necessary to take into account the peculiarity of the pelletizing process by pelletizing. It consists in the fact that during the process small particles increase most rapidly in size. With a sufficiently large spread in particle sizes in the granulated mixture, a situation may arise when the bulk of the asphalt binder is distributed among the small particles, and large fractions remain without shells. To prevent this, before granulating the material, it is preliminarily fractionated by 2-3 fractions, depending on the properties of the initial asphalt crumb.
При разработке рецептуры асфальтобетонной смеси необходимо иметь в виду, что асфальтовая крошка, как любой отход производства, имеет большой разброс параметров, определяющих свойства материала. Это обусловлено тем, что асфальтовый гранулят получают фрезерованием различных участков дорожных покрытий, выполненных из различных типов асфальтобетона, имеющих различные сроки эксплуатации и т.д. Этот факт должен подлежать обязательному учету при разработке нового материала. Для усреднения разброса параметров конечного продукта предусмотрено введение в материал количества минерального порошка и битума больше, чем необходимо для удовлетворения требованиям ГОСТ 9128-2009. Указанные в формуле изобретения ограничения на содержание этих компонентов позволяют получить конечный продукт, гарантирующий удовлетворение требований ГОСТ. Тем не менее контроль качества исходной крошки и подбор рецептуры смеси желательно проводить для каждой партии материала.When developing a recipe for an asphalt concrete mix, it is necessary to keep in mind that asphalt crumb, like any production waste, has a wide range of parameters that determine the properties of the material. This is due to the fact that asphalt granulate is obtained by milling various sections of road surfaces made of various types of asphalt concrete having different operating periods, etc. This fact should be subject to mandatory consideration in the development of new material. To average the variation in the parameters of the final product, it is planned to introduce into the material the amount of mineral powder and bitumen more than necessary to meet the requirements of GOST 9128-2009. The restrictions on the content of these components indicated in the claims allow to obtain a final product that guarantees the satisfaction of GOST requirements. Nevertheless, it is desirable to carry out quality control of the initial chips and the selection of the recipe for the mixture for each batch of material.
Пример осуществления способа получения холодной асфальтобетонной смеси на асфальтовой крошке.An example of the method for producing cold asphalt mix on asphalt crumb.
Гранулированная холодная асфальтобетонная смесь получена окатыванием частиц асфальтовой крошки минеральным порошком МП-1 с использованием в качестве связующего битума БНД 60/90 модифицированного отработкой моторного масла в количестве 15% от массы битума. Использовались две фракции асфальтовой крошки: мелкая с размерами частиц до 15 мм и крупная с частицами 20-25 мм. Результаты испытаний представлены в таблице. Испытания проведены в лаборатории ООО «Дорэксперт» на АБЗ Капотня-4. Имеются акты испытаний. Процентные содержания компонентов асфальтобетонной смеси приведены по отношению к ее массе. Granular cold asphalt mix was obtained by pelletizing particles of asphalt crumb with MP-1 mineral powder using BND 60/90 as a binder bitumen modified by working out engine oil in the amount of 15% by weight of bitumen. Two fractions of asphalt crumbs were used: small with particle sizes up to 15 mm and large with particles of 20-25 mm. The test results are presented in the table. The tests were carried out in the laboratory of Dorekspert LLC at Kapotnya-4 ABZ. There are test reports. The percentages of the components of the asphalt mixture are given in relation to its mass.
Как следует из данных таблицы 1, образцы материала, полученного окатыванием асфальтовой крошки, удовлетворяют требованиям ГОСТ к холодным асфальтобетонным смесям по всем показателям за исключением одного. Таким показателем является водонасыщение асфальтобетона, значение которого оказывается меньше нижнего предела требований ГОСТ. Ограничения на это значение водонасыщения по мнению профессора Харта (см.http://www.drive-class.ru/arhiv/drive.php?id=226) определяются следующими соображениями.As follows from the data in table 1, samples of material obtained by rolling asphalt crumb meet the requirements of GOST for cold asphalt mixtures for all indicators except one. Such an indicator is the saturation of asphalt concrete, the value of which is less than the lower limit of the requirements of GOST. Limitations on this value of water saturation according to Professor Hart (see http://www.drive-class.ru/arhiv/drive.php? Id = 226) are determined by the following considerations.
Известно, что коэффициенты температурного расширения каменного материала, составляющего каркас асфальтобетона, и битума различны. В результате этого при повышенной температуре воздуха часть битума выдавливается на поверхность дорожного покрытия и уносится на колесах проходящего транспорта. При этом содержание связующего уменьшается, что сопровождается снижением пластичности материала, образованием трещин и преждевременным разрушением покрытия.It is known that the coefficients of thermal expansion of the stone material that makes up the asphalt concrete frame and bitumen are different. As a result of this, at elevated air temperatures, part of the bitumen is squeezed onto the surface of the road surface and carried away on the wheels of a passing vehicle. The content of the binder decreases, which is accompanied by a decrease in the ductility of the material, the formation of cracks and premature destruction of the coating.
В разработанном материале такой механизм разрушения покрытия исключается по причине того, что битум в структуре асфальтобетона находится в структурированном состоянии, т.е. в виде тончайших пленок, толщины которых измеряются нанометрами. С другой стороны низкое значение водонасыщения материала предотвращает просачивание влаги в структуру дорожного покрытия, что особенно опасно в период межсезонья при чередовании положительных и отрицательных температур. С учетом сказанного, значение водонасыщения асфальтобетона ниже требований ГОСТ для разработанного продукта является скорее положительным фактором и не может ограничить его применения.In the developed material, such a mechanism of coating destruction is excluded due to the fact that bitumen in the structure of asphalt concrete is in a structured state, i.e. in the form of the thinnest films, the thicknesses of which are measured by nanometers. On the other hand, the low value of the water saturation of the material prevents leakage of moisture into the structure of the pavement, which is especially dangerous during the off-season when alternating positive and negative temperatures. With this in mind, the value of water saturation of asphalt below the requirements of GOST for the developed product is rather a positive factor and cannot limit its use.
Наиболее значимой группой показателей материала являются его прочностные показатели как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии. Как видно из данных таблицы, значения этих показателей существенно превышают требования ГОСТ во всех испытанных партиях материала. Отсюда следует, что эта группа показателей не может быть критерием оценки эффективности конечного продукта при определении его оптимального состава. В качестве такого критерия вполне логичным был бы критерий долговечности материала. Однако такой показатель не нормируется требованиями ГОСТ, по-видимому, в связи со сложностью проведения необходимых испытаний.The most significant group of indicators of the material are its strength indicators both in dry and in water-saturated state. As can be seen from the table, the values of these indicators significantly exceed the requirements of GOST in all tested batches of material. It follows that this group of indicators cannot be a criterion for evaluating the effectiveness of the final product in determining its optimal composition. As such a criterion, the criterion of material durability would be quite logical. However, this indicator is not standardized by the requirements of GOST, apparently, due to the complexity of the necessary tests.
Поэтому оптимальный состав асфальтобетонной смеси по результатам проведенных испытаний выполнен с учетом технологических и экономических факторов. С позиций технологии целесообразно получение материала со стабильными эксплуатационными показателями, независимыми или слабо зависимыми от первоначальных свойств асфальтовой крошки. Очевидно, что с увеличением содержания минерального порошка и битума в смеси такая зависимость будет уменьшаться, достаточно слабо отражаясь на прочностных показателях.Therefore, the optimal composition of the asphalt mix according to the results of the tests performed is made taking into account technological and economic factors. From the standpoint of technology, it is advisable to obtain a material with stable performance indicators, independent or weakly dependent on the initial properties of asphalt crumb. Obviously, with an increase in the content of mineral powder and bitumen in the mixture, this dependence will decrease, rather weakly affecting the strength indices.
Результаты испытаний, приведенные в таблице 1, показывают, что все испытанные смеси удовлетворяют требованиям ГОСТ 9128-2009. Каждая из приведенных смесей может быть использована по назначению самостоятельно, отдельно от смесей другой рецептуры и фракционного состава крошки. Однако практика показывает, что при ремонте глубоких ям целесообразно использовать материал более крупных фракций, в отличие от мелких повреждений дорожного покрытия, когда использование грубодисперсного материала становится невозможным без дополнительного углубления дефекта дорожного полотна.The test results shown in table 1 show that all tested mixtures satisfy the requirements of GOST 9128-2009. Each of these mixtures can be used for its own purpose, separately from mixtures of a different formulation and fractional composition of the crumbs. However, practice shows that when repairing deep holes it is advisable to use material of larger fractions, in contrast to minor damage to the pavement, when the use of coarse-grained material becomes impossible without additional deepening of the roadbed defect.
Однако применение материала из крупных фракций крошки связано с повышенным водонасыщением в сравнении мелкодисперсным материалом. Снижение водонасыщения крупнодисперсного продукта возможно двумя способами:However, the use of material from large fractions of crumbs is associated with increased water saturation in comparison with finely divided material. Reducing the water saturation of a coarse product is possible in two ways:
- увеличением содержания минерального порошка и битума в гранулированном материале;- an increase in the content of mineral powder and bitumen in the granular material;
- добавлением мелких гранул (менее 15 мм) в крупнодисперсный материал, заполняющих зазоры между крупными частицами материала.- the addition of small granules (less than 15 mm) in coarse material filling the gaps between large particles of material.
Первый способ связан со значительным повышением стоимости продукта, в связи с чем второй способ является более предпочтительным. При этом возникает проблема определения оптимального содержания фракций в готовой асфальтобетонной смеси. В таблице 2 приведены результаты испытаний холодных смесей с различным содержанием фракций.The first method is associated with a significant increase in the cost of the product, and therefore the second method is more preferable. This raises the problem of determining the optimal content of fractions in the finished asphalt mixture. Table 2 shows the test results of cold mixtures with different fractions.
В таблице 2 использованы следующие обозначения:In table 2, the following notation is used:
- К - асфальтовая крошка;- K - asphalt crumb;
- МП - минеральный порошок;- MP - mineral powder;
- Б - битум, модифицированный 15% отработок моторного масла;- B - bitumen, modified 15% of the engine oil;
- КФ - крупная фракция крошки;- CF - a large fraction of crumbs;
- МФ - мелкая фракция крошки.- MF - a fine fraction of crumbs.
Как следует из данных таблицы 2, увеличение содержания минерального порошка и битума приводит к повышению прочности асфальтобетона, а повышение содержания битума снижает водонасыщение материала. Однако с позиций экономики увеличение содержания названных компонентов в смеси приводит к повышению себестоимости материала. Исходя из этих соображений, было принято, что содержание минерального порошка должно составлять не более 15%, а модифицированного битума не более 2% от массы асфальтобетонной смеси. Указанные ограничения позволят получить материал с достаточно стабильными свойствами и себестоимостью на уровне себестоимости типовых асфальтобетонных смесей.As follows from the data of table 2, an increase in the content of mineral powder and bitumen leads to an increase in the strength of asphalt concrete, and an increase in the content of bitumen reduces the water saturation of the material. However, from the standpoint of the economy, an increase in the content of these components in the mixture leads to an increase in the cost of the material. Based on these considerations, it was assumed that the content of mineral powder should be no more than 15%, and modified bitumen should be no more than 2% by weight of the asphalt mix. These restrictions will allow you to get a material with fairly stable properties and cost at the cost level of typical asphalt mixtures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108781A RU2623748C1 (en) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | Method for producing cold asphalt-concrete mixture based on asphalt granulate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108781A RU2623748C1 (en) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | Method for producing cold asphalt-concrete mixture based on asphalt granulate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2623748C1 true RU2623748C1 (en) | 2017-06-29 |
Family
ID=59312254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016108781A RU2623748C1 (en) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | Method for producing cold asphalt-concrete mixture based on asphalt granulate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2623748C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0182937B1 (en) * | 1984-11-30 | 1988-03-02 | Deutsche Asphalt GmbH | Method of making an asphalt coating composition by using an asphalt concrete recycling material, and asphalt coating composition produced according to the method |
| RU2182136C2 (en) * | 2000-03-06 | 2002-05-10 | Ярославский государственный технический университет | Method of asphalt concrete mixture producing |
| RU2009112159A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический универси | METHOD FOR PRODUCING GRANULATED ASPHALT CRUSHING |
| RU2467039C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Method of making road concrete mix using products of processing used asphalt concrete |
-
2016
- 2016-03-11 RU RU2016108781A patent/RU2623748C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0182937B1 (en) * | 1984-11-30 | 1988-03-02 | Deutsche Asphalt GmbH | Method of making an asphalt coating composition by using an asphalt concrete recycling material, and asphalt coating composition produced according to the method |
| RU2182136C2 (en) * | 2000-03-06 | 2002-05-10 | Ярославский государственный технический университет | Method of asphalt concrete mixture producing |
| RU2009112159A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический универси | METHOD FOR PRODUCING GRANULATED ASPHALT CRUSHING |
| RU2467039C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Method of making road concrete mix using products of processing used asphalt concrete |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rubio et al. | Warm mix asphalt: an overview | |
| AU2018256540B2 (en) | Novel asphalt binder additive compositions and methods of use | |
| KR101676936B1 (en) | Polymer modified binder and plant mix modifier for asphalt and process of making | |
| US11142667B2 (en) | Asphalt additive compositions and methods of making and using thereof | |
| Saride et al. | Evaluation of fly ash treated reclaimed asphalt pavement for base/subbase applications | |
| El-Tahan et al. | Evaluation of recycled concrete aggregate in asphalt mixes | |
| MXPA05002179A (en) | Paving binders and manufacturing methods. | |
| NL2010586C2 (en) | Mastic composition for asphalt mixtures and process for making such a mastic composition. | |
| JP2976104B2 (en) | Asphalt mixture for cold pavement | |
| US6117227A (en) | Asphalt paving mix formed of recycled asphalt concrete and new asphalt for paving at ambient temperatures and a process for making the same | |
| CN112074578A (en) | Engineered crumb rubber compositions for asphalt binders and paving mix applications | |
| US5221338A (en) | Particulated asphalt composition and process | |
| Hassan et al. | Evaluation on mix design and rutting resistance of dry mixed rubberised asphalt mixtures | |
| RU2623748C1 (en) | Method for producing cold asphalt-concrete mixture based on asphalt granulate | |
| Batari et al. | Rutting assessment of crumb rubber modifier modified warm mix asphalt incorporating warm asphalt additive | |
| Taher et al. | An overview of reclaimed asphalt pavement (RAP) materials in Warm Mix Asphalt using foaming technology | |
| Rongali et al. | Laboratory performance of stone matrix asphalt containing composite of fly ash and plastic waste | |
| RU2625353C1 (en) | Method for producing cold asphalt-concrete mixture from screenings of granite gravel crushing | |
| Al Tamimi et al. | Evaluation of sustainable asphalt mixture | |
| Mazurek et al. | The evaluation of SMA mixture properties with the surface-active agent in WMA technology | |
| RU2560364C2 (en) | Method of producing cold asphalt concrete mixture | |
| RU2504523C1 (en) | Dense vibro cast asphalt-concrete mixture | |
| Sarsam | Moisture Damage of Warm Mix Asphalt Concrete | |
| US1894630A (en) | Process of making bituminous material | |
| JP7460342B2 (en) | Manufacturing method and device for manufacturing recycled asphalt mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180312 |