Проектные расчеты для рециклируемых смесей

При повторном использовании старого асфальтобетона смеси должны проектироваться таким образом, чтобы они обладали такими же свойствами, что и новая смесь. Эта процедура, по существу, аналогична той, которая используется для новых смесей, за исключением дополнительного требования – провести анализ битумного вяжущего. Если для создания новых смесей применяется только один вид битума, то при рециклинге возможно применение двух или трех материалов (новый битум, старый битума  и «реагент рециклинга» – специальная модифицирующая добавка).

Первый этап проектирования асфальтобетонной смеси при рециклинге заключается в получении образцов материалов, которые будут в ней использоваться. Отбор образцов нового заполнителя следует осуществлять так же, как и в случае новых смесей.  Выбор битума  или «реагента рециклинга» основывается на местном опыте применения смесей, включающих повторно используемый битум, или осуществляется с учетом ряда особых требований. В итоге, при правильном выборе содержания битума в смеси последняя также будет обладать и заданными свойствами битума. Если существующее покрытие включает очень густое вяжущее, то для придания ему необходимых свойств потребуется более мягкий битум или «реагент рециклинга». То же самое относится и к случаю более высокого процентного содержания РАП в смеси, предназначенной для повторного использования. Возможно, потребуется выбрать из 2–3 различных сортов битума  тот, который обеспечит нужные свойства смеси.

Предпочтительный вариант отбора проб РАП –  из существующих штабелей, но это не всегда осуществимо. Так, многие крупномасштабные проекты предусматривают и рециклинг РАП, полученного в рамках этих проектов. При этом материал вырубается фрезой одновременно с укладкой повторно используемой смеси. Оптимальный способ отбора проб асфальтобетонной смеси при рециклинге заключается в вырубке поверхностного слоя на небольшую длину и на ту же глубину, что и в процессе строительства. В результате будет получено РАП, обладающее приблизительно такими же свойствами, что и покрытие, получаемое при строительстве. Если материал невозможно вырубить с помощью фрезы, то один из альтернативных вариантов заключается в высверливании нескольких кернов, удалении всего материала на глубину, превышающую проектную глубину фрезерования, и измельчении РАП в небольшой лабораторной дробилке до такой степени, чтобы оно стало пригодным для приготовления смеси. Для того чтобы количество кернов было минимально, их следует высверливать с диаметром не менее 6".  

Далее определяют приблизительное процентное содержание РАП в смеси для повторного использования. С точки зрения подрядчика, чем выше содержание РАП, тем, как правило, дешевле получаемая смесь. Однако производство смеси с высоким процентным содержанием РАП может привести к загрязнению окружающей среды, или же полученная смесь будет невысокого качества. Поэтому в соответствующих спецификациях обычно указывается максимальное количество РАП, которое можно использовать в смеси. После определения приблизительного процента выбирается окончательно такое процентное содержание РАП и каждого нового заполнителя, при котором выполняются нормативы по гранулометрическому составу. Гранулометрический состав заполнителя для РАП определяют после извлечения битума (подвергшегося старению) из рециклируемого РАП и проверки его вязкости при 140^оF (60^оС). Далее с помощью рис. 7–5 определяют нужную марку нового битума  или «реагента рециклинга», которые обеспечат необходимые общие свойства вяжущего.

Рис. 7–5. Номограмма вязкости для проектирования смесей при рециклинге (ASTM D 4887)

На следующем этапе проектирования подбирают количество нового битума, добавляемого к выбранной комбинации РАП и смеси заполнителей. Это количество должно быть меньше, чем в случае новых (свежих) смесей, так как РАП уже содержит значительное количество битума.

Подготовленные образцы рециклируемых смесей уплотняются и тестируются точно так же, как и образцы новых смесей (см. главу 4). Большинство агентств требует, чтобы регенерированные смеси обладали бы теми же свойствами, что и новые.

Заключительное испытание, которому подвергаются регенерированные смеси (в отличие от новых смесей), заключается в тестировании регенерированного битумного вяжущего. Битум экстрагируется из смеси по методике экстракционного теста (ASTM D2172), а затем извлекается из растворителя методом Abson (АSТМ D1856). Битумное вяжущее в регенерированной смеси должно обладать приблизительно теми же свойствами, что и битум, извлекаемый из новых смесей. Для оценки свойств битума  данный тест следует проводить на образцах, приготовленных в лабораторных условиях, а также на образцах, отобранных во время производства. Для того чтобы тест дал точные результаты, тестировать нужно асфальтобетонные смеси, которые реально производятся на конкретной установке по производству HMA.

Такие свойства регенерированного вяжущего, как пенетрация и вязкость, должны находиться в нормативных пределах. Для модификации свойств вяжущего материала  следует взять новый битум другой марки или же изменить процентное содержанием РАП в смеси.

Результаты, полученные при проектировании смеси в случае рециклинга, носят лишь ориентировочный характер, а окончательные решения принимаются в процессе производства таких смесей на установке по производству HMA (28). Скорее всего, изменения в дизайн смеси потребуется внести по ходу эксплуатации установки.