Вспененный битум - путь экономичного выпуска асфальтобетонных смесей

Сегодня, в условиях интенсивной эксплуатации дорожные покрытия подвергаются воздействию динамических нагрузок, которые со временем могут привести к дефектам разрушения, в частности, сдвигу. Для того, чтобы избежать негативных последствий, дорожная одежда должна обладать качествами, обеспечивающими долговечность, износостойкость и надежное сцепление покрытия с основанием.

Чтобы дорожная сеть соответствовала требованиям, необходимо повысить уровень качества асфальтобетона путем разработки и внедрения технологий, дающих возможность получить качественные результаты строительства при низких энергетических затратах, сокращении сроков выполнения работ и общих затрат на строительство.

Рассказываем про технологию, которая с каждым годом набирает популярность среди дорожно-строительных компаний по всему миру — технология теплого асфальтобетона (ТАБ). Такие смеси характеризуются простым процессом производства и позволяют продлить межремонтный срок эксплуатации автодорог.

Знакомимся с ТАБ

Теплый асфальт — это многочисленные технологии создания дорожного покрытия при относительно низких температурах от 100 до 120 °С. Данный метод обладает массой преимуществ перед традиционным способом производства асфальтобетонных смесей. Популярность обусловлена многими факторами, в частности, существенной экономической выгодой и простотой применения.

Технологии ТАБ были разработаны еще в прошлом веке в Советском Союзе, Германии и Норвегии. К сожалению, отечественные наработки не стали популярными и были практически забыты, в то время как за рубежом технологии перешли в стадию активного развития.

Азиатский опыт применения ТАБ активно начался в 2006 году в Китае, чему способствовали всплеск дорожно-строительных работ и стратегия развития дорожной отрасли КНР. Основные факторы использования — экологические и экономические. Проведение лабораторных экспериментов, основанных на опыте лидеров рынка США и ряда Европейских стран, привели к положительным результатам, после чего началось масштабное строительство участков.

Отметим, что более 70% теплых смесей от всего выпускаемого объема в КНР производится с помощью механического вспенивания на оборудовании компании SOLOMATIC.

Запатентованные технологии ТАБ

Существует несколько вариантов получения ТАБ: все они связаны с уменьшением вязкости битума. Первый способ — это использование специальных добавок, а второй — вспенивание битума с помощью воды.

Наиболее эффективным является механический способ, предусматривающий снижение поверхностного натяжения битума его переводом во вспененное состояние при помощи специальных установок.

В нашем случае мы рассмотрим эффективное решение для приготовления АБС на вспененном битуме — компактные универсальные установки серии PL со скоростью подачи до 20 л/с и коэффициентом вспенивания до 15 кг/сек. Оборудование позволяет добавлять в обрабатываемую смесь воду и, при необходимости, различные добавки. Установка также подходит для улучшения коэффициента уплотнения при производстве горячих смесей без разработки новой рецептуры АБС. Подбор зернового состава остается прежним, как и для горячих смесей, производимых при более высоких температурах без добавления воды.

Система состоит из битумного насоса, трубы подачи битума, установки для вспенивания, датчиков давления и температуры, трубы для транспортировки вспененного битума, отсека для впуска вспененного материала, системы водоснабжения и пульта управления установкой. В установке используются комплектующие европейских брендов. Импортные расходомеры обнаруживают мгновенный расход и кумулятивный расход воды.

В инжекционной трубе в результате смешивания воды с битумом происходит вспенивание. Впрыск воды выполняется через форсунки и сопровождается образованием микроскопических пузырей пара, за счет чего увеличивается объем битумной пленки и уменьшается вязкость. Форсунки производят необходимое количество смеси битумного вяжущего с водой. Битум в виде пены распыляется в смесительный узел и равномерно обволакивает инертные материалы.

В зависимости от нормы выработки готового продукта, система контроля открывает или закрывает необходимое количество электромагнитных клапанов. Программируемый контроллер обеспечивает согласованную работу всех клапанов с учетом снижения или повышения нормы выработки АБС.

Установки легко интегрируются в систему управления АБЗ, тем самым позволяя модифицировать уже имеющийся завод. Система вспенивания подключается к битумопроводу между насосом и смесительным агрегатом, далее подсоединяются система подачи воды или добавок и система управления, главной функцией которой является контроль подачи жидкостей и производительности агрегата.

Благодаря интеграции с интеллектуальной системой управления АБЗ переключение между системой горячего смешивания и теплого смешивания осуществляется в один клик.

Серия PL универсальна и может быть встроена в действующий АБЗ производительностью от 80 до 440 т/ч любого типа без существенного переоборудования.

Работа систем вспенивания в России

Особенно активно передовые технологии вспенивания NFLG используются в Оренбургской области. Первые установки вспенивания были реализованы в 2019 году в компаниях ООО «Компания Орьтехцентр» и ООО «СУ-7».

Компания «Орьтехцентр» приобрела установку для работы на АБЗ NFLG серии Smena 1800, производительностью 140 т/ч. В «СУ-7» оборудование было реализовано на асфальтосмесительной установке «КА-160». На сегодняшний день суммарно было выпущено более 1,5 млн т асфальтобетона на в вспененном битуме, в основном для дорог федерального и регионального значений.

В результате успешной реализации выпуска АБС на вспененном битуме в 2021 году компания «СУ-7» приобрела новый АБЗ NFLG производительностью 180 т/ч в расширенной комплектации с универсальной системой вспенивания.

Благодаря работе опытной сервисной службы SOLOMATIC процесс интегрирования системы вспенивания в производство занимает до 3 дней.

Применение установки вспенивания битума от NFLG на АБЗ позволит:

• Значительно снизить температуру готовой АБС на 20-40 °С без использования дорогостоящих добавок и, в результате, сэкономить на энергоресурсах до 25%
• Расширить сезонные рамки укладки дорожных покрытий. Укладка АБС со вспененным битумом становится возможна при более низкой температуре, чем у обычных смесей. Благодаря низкой температуре готовой смеси обеспечивается минимизация окислительных процессов и снижается вязкость битума, что положительно сказывается на уплотнительных свойствах смесей. Для российских реалий, где фактор сезонности имеет первостепенное значение, применение вспененного битума позволит увеличить время на выполнение ремонтных мероприятий
• В 2 раза увеличить плечо транспортировки готовой смеси
• Снизить степень старения АБС, расширить срок службы дорожной одежды в среднем на 2–3 года
• Снизить количество вредных выбросов в атмосферу. Понижение температуры смеси на 25 °С уменьшает выделение вредных веществ более чем на 70%. Производство становится экологичнее, а работа по укладке — безопасной для здоровья
• Сэкономить топливо до 30% за счет снижения температуры нагрева инертных материалов

Вышеуказанные преимущества позволяют нам рассматривать асфальтобетон на вспененном битуме как экономичный и ресурсосберегающий способ выпуска АБС для строительства и ремонта асфальтобетонных покрытий.