Применение эмульсионных технологий для ремонта и содержания автомобильных дорог

С целью ремонта и строительства автомобильных дорог в качестве основного вяжущего наиболее часто используются нефтяные битумы. Для реализации различных технологических операций необходим битум определенной вязкости. Нужной ее величины добиваются одним из следующих путей:

  • разогревом до температуры, при которой возможно использование битума (горячий способ);
  • смешиванием битума с испаряемым растворителем (разжижение);
  • смешиванием битума с водой (эмульгирование).

Целесообразность применения каждого из перечисленных способов определяется его преимуществами и недостатками.
Горячий способ используют чаще всего при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей для поверхностной обработки и подгрунтовки. Основным преимуществом горячих асфальтобетонных смесей является возможность получения прочных конструкционных слоев дорожного полотна. К недостаткам относят зависимость проводимых работ от погодных условий и сложность технологического процесса.

Поверхностная обработка с применением битума в последнее время встречается все реже, поскольку данный процесс более трудоемкий, чем аналогичный с применением эмульсий. Для подгрунтовки  битум используется также крайне редко.

Разжижение применяется преимущественно при производстве холодных асфальтобетонных смесей и ремонтных работах по устранению аварийных ям.

При эмульгировании получают эмульсию, которая при нанесении распадается с необходимой для данного технологического процесса скоростью, образуя слой битума.

Основной целью использования битумных эмульсий является повышение качества, технологичности и скорости выполнения строительных и дорожных работ. На сегодня конкуренцию эмульсии может составить только битум, разогретый до высоких температур. Однако, такой строительный материал не позволяет достичь необходимого качества проводимых работ, поскольку:

  • обладает более низким сцеплением с поверхностью минерального материала;
  • неравномерно распределяется по поверхности;
  • требует полного отсутствия влаги на очищаемой поверхности;
  • технологический процесс зависит от погодных условий;
  • имеет высокую энергоемкость, обусловленную необходимостью поддержания высоких температур;
  • имеет высокую пожароопасность (битум необходимо нагреть до температуры 160 ⁰С).

Битумные эмульсии наоборот:

  • гарантируют хорошее сцепление с поверхностью минерального материала;
  • равномерно растекаются по всей площади обрабатываемой поверхности;
  • допускают разлив на влажные поверхности;
  • позволяют варьировать своими качественными показателями в зависимости от вида проводимых работ;
  • имеют более низкую энергоемкость, так как не требуют поддержания высоких температур;
  • безопасны в применении. Много технологий вообще не требуют подогрева эмульсии.

С развитием интеграционных процессов на битумные эмульсии в России обращается все больше и больше внимания. Хотя еще в 70-х годах прошлого века Минтрансстрой СССР рекомендовал битумные эмульсии к широкому внедрению в дорожное строительство, а первый ГОСТ на территории России начал действовать с 27 июня 2003 года, получив название «Эмульсии битумные дорожные. Технические условия».

Зарубежный опыт применения эмульсионных технологий начал развиваться еще с 20-х годов прошлого века. Хотя на тот момент еще не было достаточного понимания механизмов образования эмульсий, технологических возможностей приготовления, применения и поведения в смесях, объемы их производства постепенно возрастали. С 50-х годов прошлого века инициативу перехватили битумные вяжущие для производства горячих асфальтобетонных смесей. Битумные эмульсии сдают позиции, но, тем не менее, все же применяются для укрепления грунтовых дорог. Энергетический кризис, настигший США и Западные страны, заставил производителей вспомнить об эмульсионных технологиях, производство и использование которых было менее энергозатратным.

Не оставалось ничего другого, как совершенствовать способы приготовления, методы испытаний и сферы применения дорожно-строительных материалов именно на базе битумных эмульсий.

За рубежом самыми распространенными являются катионные эмульсии. Европейскими лидерами по производству данного строительного материала становятся Франция, Германия и Швеция. В этих странах на эмульсии приходится от 15 до 40 % органических вяжущих.

Катионные битумные эмульсии составляют 95-98 % от всех производимых эмульсий, что обусловлено их универсальностью, а также обеспечением хорошей адгезии вяжущего к обрабатываемым поверхностям, состоящих из минеральных материалов кислой и основной породы. На сегодня в России также чаще используются именно катионные битумные эмульсии.

Что же такое битумная эмульсия? Классическое определение звучит следующим образом: битумная эмульсия – это дисперсная система, в которой одна жидкость в виде мельчайших капель диспергирована (раздроблена) в другой жидкости при этом с ней не смешиваясь.

Дорожная битумная эмульсия – это жидкость темно-коричневого цвета, которую получают диспергированием битума в водном растворе эмульгатора. Основная трудность состоит в том, что битумы как неполярные вещества не растворяются в полярных, в данном случае воде. Поэтому происходит образование коллоидной системы – эмульсии. Чтобы сделать ее устойчивой к расслоению, необходимо добавление специального эмульгатора. В зависимости от вида дисперсной фазы эмульсии бывают прямые и обратные.

Прямые – это эмульсии, в которых битум в виде мелких капель находится в воде. Обратные – это мелкие капли воды в битуме. В зависимости от типа эмульгатора битумные эмульсии могут быть анионными и катионными.

Прямые катионные эмульсии очень распространены в дорожной отрасли благодаря своей универсальности. В сравнении с обратными эмульсиями они более технологичны, поскольку имеют низкую вязкость и лучшее сцепление с минеральными материалами.

В России эмульсионные технологии нынче используются при ремонте дорожных покрытий и выполнении ямочного ремонта струйно-инъекционным способом.

Качество выполняемых работ определяется не только технологией, но также и качеством строительного материала. Поэтому для решения задач дорожного и гражданского строительства рекомендуется использовать только качественные битумные эмульсии, в полной мере соответствующие мировым стандартам. Такую продукцию можно или приобрести на рынке, или же производить самому. Для приготовления битумных эмульсий организациями, специализирующимися на дорожном строительстве и ремонте, выгоднее иметь свои установки. В этом случае исполнитель работ не зависит от возможных задержек поставок эмульсии и колебаний рынка. Материала будет производиться четко в том объеме, в котором нужно.

С помощью битумно-эмульсионных установок типа УВБ-1 торговой марки GlobeCore можно получать как катионные, так и анионные битумные эмульсии. Выпускаются модификации данной модели, имеющие различную производительность, поэтому подходящее оборудование сможет подобрать как небольшая ремонтная организация, так и полноценный битумный завод.

GlobeCore не ограничивается разработкой и производством установок для производства битумных эмульсий.
При необходимости можно приобрести горизонтальные и вертикальные битумные емкости, а также дополнительное оборудование, необходимое для открытия своего производства.

GlobeCore – это опыт успешных продаж более, чем в 70 стран мира, представительства в Украине, России, США, Южной Африке и Объединенных Арабских Эмиратах, а также более 15 авторизированных дилеров по всему миру.