• GRUPA ORLEN (strona główna)
Dla niedowidzącychRozmiar tekstu: AAA
Czy wiesz...Co to jest asfalt spieniony?

04-10-2017  

Asfalt stosowany przy produkcji mieszanek mineralno – asfaltowych (MMA) powinien mieć odpowiednią lepkość, która umożliwi efektywne otoczenie ziaren kruszywa, a następnie właściwie zagęszczenie gotowej mieszanki podczas układania na drodze. Najprostszym, ale najbardziej energochłonnym sposobem obniżenia lepkości asfaltu jest podgrzanie go do temperatury około 150°C ÷ 180°C. Rosnące koszty energii, jak również coraz bardziej rygorystyczne normy dotyczące ochrony środowiska, wymuszają na producentach poszukiwanie alternatywnych metod wytwarzania mieszanek mineralno – asfaltowych.

Jednym z bardziej energooszczędnych sposobów produkcji MMA jest technologia asfaltu spienionego, który umożliwia otoczenie kruszywa i odpowiednie zagęszczenie MMA przy niższej temperaturze. Prace nad tą technologią zostały zapoczątkowane w 1928 r. w Darmstadt w Niemczech. August Jacobi wyprodukował i opatentował pierwsze urządzenie do spieniania asfaltu. Następnie w roku 1957 w USA prof. Ladis Csanyi wykazał możliwość zastosowania asfaltu spienionego w celu wykorzystania kruszywa o bardzo niskiej jakości do budowy dróg. System spieniania składał się z pary wprowadzanej pod ciśnieniem do gorącego asfaltu. W 1971 r. Mobil Oil Corporation opatentował własną metodę spieniania asfaltu, zastępując parę wodną zimną wodą. Dopiero po wygaśnięciu praw patentowych Mobil w 1991 r. nastąpił rozwój nowych systemów oraz technologii mieszanek mineralno-asfaltowych z użyciem asfaltów spienionych [16]. 

Obecnie na rynku dostępnych jest kilka popularnych technologii spieniania asfaltu. Jedna z nich jest realizowana przy zastosowaniu dysz wtryskujących niewielką ilość (2%÷4%) zimnej wody pod ciśnieniem do gorącego asfaltu (rys. 1). Woda po zetknięciu z asfaltem paruje, powodując powstanie dużej ilości piany (asfalt może zwiększyć swoją objętość ok. 20 razy), która jest wypychana z komory ekspansji przy pomocy powietrza, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia lepkości lepiszcza i dzięki temu ułatwia otoczenie kruszywa asfaltem [10, 11]. 
 
 asfalt spieniony.jpg
 Rys.1 Schemat instalacji spieniania lepiszcza na podstawie http://wirtgen.de 

Spienienie asfaltu może być również zrealizowane poprzez zastosowanie odpowiednich dodatków wodonośnych – zeolitów. Zeolity są to uwodnione glinokrzemiany, które charakteryzują się jednolitą strukturą oraz ziarnistością. W porach molekuł tych związków zbiera się woda krystaliczna. Dodatki te są dodawane do mieszalnika razem z lepiszczem, w stosunkowo niewielkiej ilości całkowitej masy MMA. Pod wpływem podwyższonej temperatury woda zawarta w porach glinokrzemianów stopniowo uwalnia się tworząc mgłę, która spienia lepiszcze ułatwiając otoczenie kruszywa. Wysoka urabialność mieszanki utrzymuje się przez 6 - 7 godzin lub do momentu jej ostygnięcia do temperatury ok. 100°C [2, 4, 13].

Opisy innych technologii spieniania asfaltu wykorzystywanych przy produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych można znaleźć u licencjodawców.
Spienianie asfaltu może być także wykorzystywane przy przebudowie istniejących dróg przy zastosowaniu recyklingu na zimno. Klasyczna metoda polega na wymieszaniu istniejących warstw niezwiązanych i/ lub bitumicznych (najczęściej z dodatkiem smoły), spoiwa hydraulicznego, w razie potrzeby materiału doziarniającego i emulsji asfaltowej. Zamiana emulsji asfaltowej na asfalt spieniony, w którym jest minimalna ilość wody, umożliwia szybkie uzyskanie pożądanych parametrów fizykomechanicznych wbudowanej warstwy podbudowy, przy skróconym okresie pielęgnacji. Więcej szczegółów można znaleźć np. na stronach internetowych producentów sprzętu do recyklingu nawierzchni drogowych na zimno.

W zależności od zastosowanej technologii, spienienie lepiszcza pozwala wyprodukować i/ lub wbudowywać MMA w niższych temperaturach, alternatywnie transportować MMA na dalsze odległości bez pogorszenia urabialności, lub wbudowywać MMA przy niższej temperaturze otoczenia, co pozwala wydłużyć sezon budowlany.
Zastosowanie tej technologii niesie za sobą wiele korzyści w następujących obszarach:
  • ​ekonomia – mniejsze zużycie energii na wytworzenie MMA od 30% do 50% [1, 8], możliwość prowadzenia prac przy niższej temperaturze otoczenia, możliwość transportu MMA na dalsze odległości, szybsze oddanie drogi do ruchu (również w przypadku recyclingu na zimno);
  • technologia – niższa temperatura produkcji MMA wpływa na mniejsze starzenie technologiczne lepiszcza, co korzystnie wpływa na odporność nawierzchni na spękania niskotemperaturowe i spękania zmęczeniowe. Mieszanie składników możliwe jest już w temperaturze ok. 120°C, a temperatura efektywnego zagęszczania może być obniżona do ok. 100°C;
  • ekologia – zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery;
  • BHP – poprawa warunków pracy załóg bitumicznych z uwagi na ograniczenie emisji gazów.

Technologia produkcji MMA z wykorzystaniem asfaltu spienionego niesie wiele korzyści, dając producentom oraz wykonawcom nawierzchni bitumicznych dodatkowe możliwości w procesie budowlanym. Jej zastosowanie wiąże się jednak z zapewnieniem odpowiedniego reżimu technologicznego i poniesieniem pewnych nakładów finansowych. Magazyny materiałów mineralnych powinny być zorganizowane w taki sposób, aby uniknąć nadmiernego zawilgocenia kruszywa. W przeciwnym wypadku obniżona temperatura produkcji MMA może powodować niedostateczne jego wysuszenie, co będzie prowadziło do znacznego pogorszenia adhezji lepiszcza, a tym samym do obniżenia trwałości nowo wykonanej nawierzchni. Dodatkowe koszty będą również związane z instalacją niezbędnego wyposażenia do spieniania asfaltu.

Należy podkreślić, że technologia produkcji MMA przy użyciu asfaltu spienionego jest sprawdzona i z powodzeniem stosowana od kilkunastu lat na świecie. Jednak przy wyborze odpowiedniej technologii produkcji MMA brany jest pod uwagę przede wszystkim rachunek ekonomiczny. Z tego powodu wydaje się, że technologia asfaltu spienionego w polskich warunkach może być szerzej wykorzystywana przy renowacji istniejących dróg przy wykorzystaniu recyclingu na zimno niż przy produkcji MMA.

nawierzchnie asfaltowe, mieszanka mineralno – asfaltowa (MMA), asfalt spieniony, recycling na zimno, zagęszczanie, ekologia.

« powrót

 
 
 

Marki Grupy ORLEN