Технология производства теплого асфальтобетонного покрытия (ТАБ) позволяет добиться улучшения сразу нескольких параметров при устройстве дорожного покрытия, по ряду моментов ТАБ даже превосходит горячий асфальтобетон. В изготовлении теплая смесь не сложнее горячей, требуется лишь вода и специальная установка или химические добавки. При всех видимых плюсах технология пока не получила широкого распространения в России, подрядчики неохотно верят в экономию битума и топлива, однако подтверждения ее эффективности есть, в том числе и в нашей стране.
Что такое ТАБ?
Теплым асфальтобетоном принято считать смесь с температурой от 100 до 150 градусов, что примерно на 30-40 градусов меньше, чем обычный горячий асфальтобетон. Понижая температуру производства смеси, удается добиться снижения окисления и вязкости битума, а также улучшения качества уплотнения на стадиях производства, транспортировки и укладки смеси. Это позволяет расширить рамки дорожного сезона, поскольку укладывать теплый асфальтобетон можно при более низких температурах воздуха, нежели горячий асфальт, и в целом увеличить срок службы дорожного покрытия.
Подобные технологии разрабатывались в Советском Союзе и в Европе еще в прошлом веке, однако отечественные разработки были практически забыты, тогда как за рубежом в XXI веке работы в этом направлении активно набирали обороты. Лидером стали США, которые сохраняют этот статус и по сей день. Чуть менее 10 лет назад, в 2009 году, в США выпустили почти 19 млн тонн теплого асфальтобетона. Уже в 2014 году этот показатель дорос до 110 млн тонн, а в 2017 году доля ТАБ в США составила почти 39% или 147 млн тонн. Европа такими показателями похвастаться не может (за весь 2016 год было выпущено только 6,5 млн тонн ТАБ), как и Россия (с 2012 по 2018 годы в России произвели более 2 млн тонн ТАБ по технологии механического вспенивания, данных по другим технологиям нет).
Технологии производства
Сегодня существует несколько технологий производства ТАБ, и все они в основном связаны со снижением вязкости битума, что позволяет снизить температуру выпуска асфальтобетона. Самой распространенной и надежной технологией считается механическое вспенивание, когда в коллектор через специальные форсунки поступает вода. В данном случае не происходит никакого изменения химических реакций, что дает стабильный результат. Плюс этого метода в возможности сохранения существующей рецептуры смеси, в которую надо просто особым способом добавить воды. При добавлении органических, вспенивающих или химических добавок результат может быть непредсказуемым, что подтверждено, в том числе, испытаниями АНО «НИИ Транспортно-Строительного Комплекса».
«Самый предсказуемый результат — это вспенивание. При органических добавках окисление хоть и меньше, вяжущее становится жестким. Химические добавки вообще не предсказуемы, относительно исходной смеси показатели прыгают в разные стороны, невозможно предсказать, в какую сторону повернутся свойства асфальтобетона. Когда мы работаем со вспениванием, тут всё ясно. Вода делает менее вязкое вяжущее, после чего испаряется. Никаких изменений химических реакций не происходит, поэтому результат и свойства асфальтобетона получаются более предсказуемыми», — отмечает представитель АНО «НИИ ТСК» Кирилл Жданов.
Более 80% теплой смеси в США производится при помощи механического вспенивания, технологию которого компания Astec представила на рынке в 2006 году. Доля добавок мала и в странах ближнего зарубежья, в частности, в Польше, Украине, Казахстане и Киргизии. Здесь предпочитают механическое вспенивание. Тем же путем пошли и в России. В частности, один из крупных дорожных подрядчиков, который уже уложил более 650 км теплых смесей в девяти регионах РФ, также использует метод вспенивания битума. АБЗ компании оборудованы системой механического вспенивания Green System Pac от компании Astec. Вспенивающую установку этого типа можно поставить на любой завод, как циклического, так и непрерывного типа.
Принцип технологии заключается в том, что в специальном коллекторе смешивается вода и битум, в результате чего образуется пена. Впрыск воды выполняется через специализированные форсунки, что создает микроскопические пузырьки пара, это увеличивает толщину битумной пленки и уменьшает его вязкость. Как результат, работоспособность смеси остается дольше, чем у горячего асфальтобетона.
Российский опыт
В России одни из первых участков дорожного полотна, где применялся вспененный битум, появились еще в 2012 году на трассе Р-120 «Орел — Брянск — Смоленск — граница с Белоруссией»: с 42-го по 56-й км в Орловской области и с 56-го по 68-й км в Брянской области. По результатам эксплуатации дороги продольных трещин не образовалось, а поперечных было меньше, чем при применении горячей смеси. За эту трассу отвечает ФКУ Упрдор «Москва — Бобруйск», которое в ходе работы с теплым асфальтобетоном выявило ряд преимуществ этой технологии над горячими смесями.
«Повысился срок службы дорожного покрытия, в том числе за счет увеличения адгезии между битумом и каменным материалом и получения ровности асфальтового покрытия. Было выявлено снижение себестоимости строительства за счет применения энергосберегающих технологий», — рассказал ведущий инженер ФКУ Упрдор «Москва — Бобруйск» Андрей Акимов. — Теплая асфальтобетонная смесь подобна горячей за исключением того, что она производится и укладывается при более низких температурах. Как правило, это понижение от 28-ми до 35-ти градусов. ТАБ не изменяет подбора смеси, и одни и те же составы мы используем как для горячей асфальтобетонной смеси, так и для теплой. При ТАБ только добавляется небольшое количество воды либо добавок».
Акимов отметил, что за счет более медленного остывания теплой смеси удалось увеличить плечо перевозки и проводить укладку в холодное время, а, следовательно, расширить дорожный сезон. Упрдор «Москва — Бобруйск» с каждым годом наращивает производство ТАБ. В 2012 году было уложено 130 тыс. кв. м покрытия, в 2018 году эта цифра увеличилась до 610 тыс. кв. м.
Положительные стороны теплых асфальтобетонов отмечают и сами подрядчики, которые используют его на своих объектах. Так, по словам представителя отдела контроля качества крупной дорожно-строительной компании, при производстве теплых асфальтобетонных смесей резко уменьшается температурное старение битума, увеличивается температурный диапазон его эксплуатационных свойств, что приводит к увеличению эластичности битума и срока службы покрытия.
«При укладке ТАБ значительно улучшается уплотнение асфальтобетонных смесей. Теплая смесь является более «подвижной» и поддается уплотнению при значительно более низких температурах, чем горячая. В весенние-осенние периоды, когда температура воздуха примерно +5 — +10 градусов, теплый асфальтобетон намного лучше укатывается», — отметил собеседник.
ТАБ имеет более толстую пленку вяжущего вокруг зерен наполнителя по сравнению с горячим асфальтом, что приводит к тому, что количество энергии, затрачиваемой на разрушение покрытия, растет, то есть асфальтобетонное покрытие служит гораздо дольше.
Что выгоднее, теплый или горячий асфальтобетон?
Помимо улучшения качественных показателей теплая асфальтобетонная смесь позволяет экономить энергетические ресурсы, поскольку нагревать инертные материалы нужно до менее высокой температуры, нежели при технологии горячих смесей. Некоторые отмечают снижение расхода топлива при производстве ТАБ на 10-20%. Минимальная температура, при которой выпускалась теплая смесь ЩМА-20, составляла 120 градусов, другие смеси возможно выпускать при температуре 100 градусов.
Также при производстве теплого асфальтобетона можно снизить и затраты битума. Некоторые подрядчики фиксировали снижение расхода битума при производстве ТАБ по технологии вспенивания примерно на 1%. По расчетам специалистов компании Astec, при понижении температуры нагрева смеси на 30 градусов и выпуске 117 тыс. тонн ТАБ в год прибыль компании может составить порядка 19,6 млн рублей в год. В этих расчетах учитывается использование специального оборудования по механическому вспениванию, которое возможно окупить за 3,5 месяца.
Помимо экономии подрядчиков, которые задумываются о производстве ТАБ, интересует и физико-механические характеристики асфальтобетона, влияет ли как-то на них вспененный битум. По словам тех, кто использует теплый асфальтобетон, практически ничего не меняется, однако некоторые замечали уменьшение колеи на проезжей части. По мнению президента ассоциации «Росасфальт» Николая Быстрова, свойства асфальтобетона и не должны меняться при использовании технологии ТАБ. «Мы меняем вязкость битума только на технологическом этапе, не залезая в его групповой химический состав. Это временное понижение вязкости не самого битума, а его объемного состояния», — отмечает Николай Быстров.
«Использование ТАБ выгодно как подрядчику, так и заказчику. Например, если мы говорим о продлении срока службы дорожного покрытия, это скорее плюс для подрядчика. Но если мы скажем, что это увеличение межремонтного срока, то это больше плюс для заказчика. Или же экономия топлива, это больше интересно подрядчику, однако снижение стоимости асфальтобетона — это уже плюс заказчика», — считают в компании Astec.
О теплых смесях в последнее время думают не только российские дорожники, но и чиновники федерального уровня. Эта тема становится всё актуальнее.
«Сейчас по заказу Федерального дорожного агентства проводится работа по разработке предварительных национальных стандартов по теплым асфальтобетонным смесям. Первый этап уже закончен. ПНСТ будут учитывать требования Технического регламента Таможенного союза, а также основные положения нормативных документов, которые разработаны по методологии «Супер Асфальт» (прежнее название Superpave)», — рассказал представитель АНО «НИИ ТСК».
Это большой шаг, но в России практически не собирают статистику по использованию теплого асфальтобетона, что, как считают специалисты, тормозит развитие технологии. Например, в США на протяжении пяти лет был застой в развитии ТАБ. В начале дорожные агентства штатов способствовали росту производства теплого асфальтобетона, после чего произошла некоторая стабилизация, и процесс серьезно затормозил. Позже специалисты решили собрать статистику, увидели положительные тенденции и стали активнее применять ТАБ на федеральных трассах, и отрасль вновь пошла вверх. В связи с этим Николай Быстров считает важным вести статистическую работу, Росавтодор и «Росасфальт» должны заняться обобщением опыта применения теплых асфальтобетонных смесей в России с целью выработки рекомендаций по дальнейшему развитию ТАБ.
Ссылка на первоисточник https://dorozhniki150.ru/archives/6480