Согласно действующим нормативам допускается укладка асфальтобетонных смесей при температуре не ниже минус – 10 0С. Для этих целей требуется применение так называемых «тёплых смесей».

Технология тёплых асфальтобетонных смесей обладает массой преимуществ перед традиционным горячим методом производства асфальтобетона. 

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.

В настоящее время, технологии теплого асфальтобетона (ТАБ), которые позиционируются, как заимствованные из-за рубежа, не что иное, как забытая с советских времен трансформированная разновидность технологий устройства дорожных покрытий. Вспомним ГОСТ 9128-84, действовавший до 1998 года, в котором была изложена классификация асфальтобетонных смесей с упоминанием теплых, от которых в дальнейшем отказались и забыли, вместо того чтобы развивать и совершенствовать.

В современном мире к теплым асфальтобетонным смесям причисляют смеси с температурой 90-120 °С. Одним из способов их приготовления, как и раньше, остается технология вспенивания битума, правда на новом техническом уровне. Другой способ развился и предоставил расширенные возможности для применения такой смеси в связи с появлением новых химических твердых и жидких добавок.

По статистике в 78% для приготовления теплых смесей используется непосредственно вспенивание битума холодной водой. Причем существует несколько вариантов. Первый представляет собой двухступенчатое дозирование, когда сначала в смесь добавляется жидкий битум и перемешивается, затем подаётся вязкий битум, вспененный водой при температуре 150-160 °С.В этом случае необходима установка соответствующего оборудования и применение двух видов битума.

Тёплые асфальтобетоны позволяют производить, транспортировать, укладывать и уплотнять асфальтобетонные смеси при более низких, чем предусмотрено для обычных (горячих) смесей, температурах. Данный метод позволяет снизить степень старения материала, увеличить срок службы дорожной одежды в среднем на 2–3 года. Остывание теплой смеси происходит медленнее, что позволяет выйти за пределы обычного сезона и продолжать работы при температуре окружающего воздуха до –5 °С и ниже. Применение тёплых асфальтобетонных смесей также позволяет решать одновременно экологические задачи по уменьшению эмиссии углекислого газа в окружающую среду, а также экономить энергетические ресурсы и увеличивать строительный сезон.

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.

Тёплые асфальтобетонные смеси создают за счёт специальных добавок, которые позволяют снизить температуру приготовления и укладки асфальтобетонных смесей на десятки градусов Цельсия (20–400С) за счёт уменьшения вязкости битума при температурах приготовления и укладки. Количество таких компонентов непрерывно возрастает. Благодаря применению таких добавок радиус обслуживания асфальтобетонного завода увеличивается, так как смесь остается удобоукладываемой и легко уплотняется при температурах 100 – 120°С.

Приготовление теплых асфальтобетонных смесей, основанных на механических способах, заключается в добавлении в смеситель АБЗ уже вспененного битума, получаемого на специальной установке по вспениванию. Оно достигается за счет впрыска воды в битум. При смешивании битума с небольшим количеством воды образуются микроскопические пузыри, сокращающие вязкость битумного слоя, что позволяет работать при более низких температурах. Данная технология предусматривает использование только адгезионных химических добавок.

Специальные добавки для приготовления тёплых асфальтобетонных смесей были изобретены в Норвегии и Германии в конце 90-х годов ХХ века и получили широкое распространение в странах северной Европы и в США.

Принцип действия добавок для приготовления тёплых смесей заключается в следующем. Как известно, основным вяжущим веществом асфальтобетонных смесей является битум. Свойства битума во многом определяют физические, химические и физико-химические характеристики асфальтобетонных смесей и в дальнейшем оказывают существенное влияние на качество дорожных покрытий. Добавка для тёплых смесей представляет собой набор поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые снижают внутреннее трение в тонких плёнках битума, являясь своего рода «суперсмазкой» на границе вяжущего с частицами минерального заполнителя – щебня. 

Таким образом, введение добавки придаёт битуму тиксотропные свойства, при которых вязкость материала зависит от величины и характера прилагаемой нагрузки. Данные свойства позволяют уплотнять асфальтобетонные смеси при температуре на 20-40 0С, а иногда на 50-70 0С ниже обычных (зависит от производителя добавки), не разжижая при этом вяжущего и совершенно не изменяя свойств самого битума. 

Кроме того, добавки для тёплых смесей имеют в своём составе мощную адгезионную составляющую, которая активно вытесняет влагу. Добавки для тёплых смесей представляют собой маслянистую жидкость, которая легко растворяется в битуме без активного перемешивания и может подаваться либо в линию подачи битума, либо непосредственно в смеситель асфальтобетонного завода.

На основании лабораторных исследований установлено, что период времени на уплотнение горячей асфальтобетонной смеси с добавками для тёплых смесей при температуре воздуха минус -17 0С будет таким же, как для асфальтобетонной смеси без добавки при температуре воздуха плюс +100С. Современные добавки для тёплых смесей позволяют исключить негативное влияние температурной сегрегации, поскольку даже при разнице температур в 30-50 0С соседние участки смеси уплотняются достаточно эффективно и последствия температурной сегрегации компенсируются. Опыт применения в России тёплых асфальтобетонных смесей в зимнее время свидетельствует о том, что можно добиться коэффициента уплотнения 0.99 – 1.02, даже при температурах окружающего воздуха минус 15-20 0С.

В статье используются материалы из следующих источников:

http://m5-ural.ru/?p=3112

https://www.npfselena.ru/technologies/warm-asphalt-concrete/

https://dorinfo.ru/99_detail.php?ELEMENT_ID=67832

https://rcmm.ru/tehnika-i-tehnologii/22101-teplyy-asfaltobeton-vozvraschaetsya-v-dorozhnoe-stroitelstvo.html