Asfalt

Asfalt predstavlja ugrađenu i zbijenu asfaltnu mešavinu. Asfaltna mešavina je mešavina mineralnog agregata definisane granulacije i bitumena kao vezivnog sredstva koji, u zavisnosti od sastava mešavine, može zauzimati različito količinsko učešće. Razmatrajući varijabilnost komponenti (vrsta i količina) moguće je proizvesti asfalt koji će imati različite osobine - na taj način asfalt je moguće prilagoditi svakoj individualnoj potrebi i svakom zahtevu. Pojedini zahtevi se determinišu kasnijim uslovima eksploatacije a to su saobraćajno opterećenje i spoljašnje vremenske prilike kako leti tako i zimi. Iz tog je razloga svakom proizvodnom procesu potrebno posvetiti posebnu pažnju (na primer priprema mešavine, skladištenje, transport, ugradnja i zaptivanje).

Sastav asfaltne mešavine

Optimalni sastav asfaltne mešavine je od vitalnog značaja za trajnost i stabilnost asfaltnog kolovoza. Pored upotrebe kvalitetnog veziva i kvalitetnog agregata, veoma važna stvar za dobijanje kvalitetnog i trajnog asfalta je pronalaženje optimalnog učešća komponenti u mešavini.

Za asfaltne mešavine se kao vezivo mineralnog agregata koriste organske ugljovodonične materije koje imaju dobru adhezijsku prionjivost na kamen. Kao „nosive“ konstrukcije asfaltne mase su plastične i hidrofobne odnosno odbijaju vodu te su zbog toga otporne na delovanje atmosferilija i raznih agresivnih hemikalija.

Asfaltne mešavine sačinjava: agregat od kamene sitneži veličine zrna od 2,0 do 32 (45) mm koji čini oko

¾ asfaltne mešavine; kameno brašno iz mlevene kamene sitneži veličine čestica do 0.71 mm pri

čemu veći deo (60 – 85 %) čini punilo od mineralnih čestica koje su manje od 0.09 mm;

pesak, prirodni ili drobljeni, veličine zrna od 0,09 do 2,0 mm; ugljovodonično vezivo (bitumen, bitumenska emulzija, razrđeni bitumen,

prirodni asfalt i ređe katran).

OPŠTI SASTAV ASFALTNE MEŠAVINE

MINERALNA MEŠAVINA

kameno brašno (punilo)pesakkamena sitnež

VEZIVO bitumen, razređeni bitumen, bitumenska emulzija, prirodni asfalt, katran

90 – 97 %

3 – 10 %

Vrste asfaltnih mešavina

U pogledu tehnike i tehnologije mešanja, transporta i ugradnje asfaltne mešavine se prave vrućim ili hladnim postupkom pri čemu mešavine mogu biti:

zagrejane asfaltne smeše, gde se zagreva kamena sitnež i vezivo ili je sitnež hladna a vezivo zagrejano ili je zagrejana sitnež a vezivo hladno,

hladne asfaltne smeše proizvedene po hladnom postupku, bez zagrevanja kamene sitneži i veziva pri čemu se kao vezivo uglavnom koristi emulzija od razredjenog bitumena anjonskog ili katjonskog tipa.

Pri tome se asfaltne mešavine mogu proizvoditi van mesta ugradnje (in plant) ili na mestu ugradnje (in situ) kada je spravljanje asfaltne mešavine sastavni deo tehnike i tehnologije izvođenja asfaltnih slojeva na licu mesta. Prema karakteristikama ukupnog tehnološkog postupka asfalterskih radova, a u smislu načina i mesta dodavanja i mešanja ugljovodoničnog veziva s agregatom (kao i zagrejanosti sastojaka te načina same ugradnje) razlikuju se u organizacionom, logističkom, proizvodno-tehnološkom i izvođačkom smislu sledeće osnovne vrste asfaltnih mešavina odnosno asfaltnih konstrukcija:

1. Vrući (zagrejani ili topli) asfalt betoni u koje spadaju:

Valjani asfaltni betoni kod kojih se proizvodnja vruće asfaltne mešavine vrši van mesta ugradnje u asfaltnim bazama a ugrađuje se pomoću finišera sa obaveznim valjanjem sloja asfaltne konstrukcije,

Bitumenizirani kameni agregati koji se proizvode i ugrađuju na isti način kao i asfaltni betoni ali se sastoje od krupnijeg kamenog agregata sa manje peska, brašna i bitumena te sadrže veći procenat šupljina,

Liveni asfaltni betoni (liveni asfalt) kod kojih se asfaltna mešavina najčešće prizvodi na licu mesta u mobilnim mešalicama (kohericama) na kamionskom postolju a sama ugradnja se izvodi livenjem na podlogu bez mašinskog valjanja, odnosno, površina izvedenog sloja najčešće se ravna drvenim valjčićima ili posebnim finišerima za izvođenje livenog asfalta;

2. Asfaltni makadami ili prskani asfalti koji se proizvode na licu mesta prilikom same ugradnje što obuhvata prskanje ili zalivanje zagrejanog ili hladnog bitumena kao veziva po sloju prethodno razasute kamene sitneži (ili obrnuto). U pogledu načina dodavanja veziva dele se na:

Zasute asfaltne makadame (jednoslojne – višeslojne i pojačane površinske obrade) kod kojih se na uređenu podlogu prvo nanosi vezivo a zatim se zasipava kamena sitnež i valja,

Zalivene (penetrirane) asfaltne makadame kod kojih se prvo na uređenu podlogu razastire kamena sitnež koja se zatim zaliva (prska) vezivom koje prodire (penetrira) u sloj kamene sitneži uz obavezno zatvaranje završnog sloja površinskom obradom odnosno slojem zasutog makadama,

Mešane asfaltne makadame koji su tehnološka kombinacija asfaltnih betona i asfaltnih makadama;

3. Asfaltne i asfaltno-cementne stabilizacije koje su oblik izvođenja povezanih slojeva kamene sitneži sa bitumenom (ili mešavine kamene sitneži s cementom) kao vezivom.

Proizvodnja asfaltnih mešavina po vrućem postupku

Prilikom izrade fleksibilne kolovozne konstrukcije posebno je značajna tehnika i tehnologija izvođenja konstrukcija od valjanih asfaltnih betona čija je osnovna karakteristika vruć postupak proizvodnje.

Šematski prikaz asfaltnih slojeva u jednoj kolovoznoj konstrukciji

ZASTOR

(Z)

HABAJUĆI H ASFALTNI BETON

VEZNI V ASFALTNI BETON

GORNJA PODLOGA (GNS)

GORNJI NOSEĆI SLOJ BNS BITUMENIZIRANI

KAMENI AGREGAT

DONJA PODLOGA (DNS)

DONJI NOSEĆI SLOJ DBNS BITUMENIZIRANI KAMENI AGREGAT

TAMPON (OSNOVNI SLOJ) T NEVEZANI KAMENI

AGREGAT

Asfaltne mešavine po vrućem postupku se proizvode na asfaltnom postrojenju (asfaltna baza) tako što se kameni agregat zagreva, suši i meša sa bitumenom u određenom odnosu pri definisanoj temperaturi i brzini mešanja. Sastavni elementi asfaltne baze su i cisterne za bitumen, silosi za kameno brašno i deponije agregata.

Asfaltne baze mogu biti mobilne i stacionarne, različitog kapaciteta i stepena automatizovanosti. Takođe se mogu koristiti i za proizvodnju asfaltnih mešavina po hladnom postupku. U zavisnosti od načina doziranja materijala, zagrevanja i mešanja, odnosno od tehnološkog procesa proizvodnje, postoje različite vrste asfaltnih baza. Razmatrajući postupak proizvodnje dele se na dva osnovna tipa:

Asfaltna baza sa diskontinualnim proocesom proizvodnje, gde se doziranje i mešanje obavlja u prekidima, po mešunzima (najčešće su u upotrebi, uglavnom srednjeg do velikog proizvodnog kapaciteta 35 – 310 t/h);

Asfaltna baza sa kontinualnim procesom proizvodnje, gde se doziranje, po zapremini, i mešanje obavlja neprekidno, to jest gde se ne prekida dotok kamenog agregata i veziva u mešalicu. Dva su tipa ovakvih baza:

sa sistemom za rasejavanje, vrućim bunkerima i mešalicom,

bez sistema za rasejavanje, vrućih bunkera i mešalice gde se zagrevanje agregata, dodavanje veziva i mešanje obavlja u jednom bubnju.

Šematski prikaz asfaltne baze

Sve ove asfaltne baze obuhvataju raznovrsne uređaje i ostalu tehnološku opremu koja se okvirno može svrstati u deset osnovnih proizvodno – tehnoloških (i njima pripadajućih) podcelina:

sklop više bunkera u obliku otvorenih silosa za skladištenje agregata sa preddozatorima za „protočno” preddoziranje pojedinih vrsta (po veličini) zrna kamene sitneži – frakcija, uključujući transportne trake od bunkera pa nadalje;

blago zakošeni rotirajući bubanj za sušenje (zagrevanje i otprašivanje) agregata, ako se koristi nafta kao gorivo tada se u okviru ove podceline nalazi jedna ili više cisterni za gorivo sa opremom za dovod goriva do plamenika bubnja;

sklop opreme filtera (separatora) za izdvajanje punila iz prašine dobijene otprašivanjem agregata u bubnju za sušenje, zajedno sa opremom za otprašivanje tj. izvlačenje i transport prašine koju čine posebni cevovodi i tzv. „exhaustor” (ventilator) koji usisava prašinu iz bubnja kroz filtere. U okviru ove tehnološke podceline nalazi se jedan ili više zatvorenih uspravnih silosa za skladištenje otprašivanjem dobijenog i spolja dopremljenog punila zajedno sa opremom za transport punila do mešanja;

sklop opreme za („vruće”) sejanje zagrejanog agregata i mešanje svih komponenti asfaltne mase koji je smešten u okviru celovite višeetažne konstrukcije a obuhvata sledeće delove:

uspravni elevator za transport agregata od bubnja za sušenje do sejanja,

višeetažno (koso vibratorno ili horizontalno rezonantno) sito za sejanje vrućeg agregata uključujući manje silose prosejanih frakcija ispod sita, zajedno sa vagama iznad mešalice za ponovno merenje agregata i punila pre mešanja,

ciklična mešalica vrućih komponenti asfaltne mase zajedno sa protočnim meračima veziva i sa prskalicama veziva unutar bubnja mešalice,

sklop opreme skladišta gotove asfaltbetonske mešavine sa skip-uređajem za transport vruće mešavine od ispod mešalice pa do zatvorenih (u smislu spoljašnjih toplotnih utjicaja) bunkera (silosa) smeštenih takođe u okviru celovite etažne konstrukcije ispod koje mogu doći kamioni za preuzimanje i dalji transport asfaltne mase do mesta ugradnje,

skladišta (rezervoari, kotlovi) bitumena i asfalta uključujući opremu za zagrevanje odnosno topljenje veziva kao i opremu (pumpe, cevovodi) za dovod veziva do mešalica,

sistem opreme elektro-pogona i instalacija postrojenja uključujući tzv. „komandnu kućicu” s opremom i uređajima za upravljanje radom postrojenja.

Po našim standardima iz 1990. godine zahtevi za uskladištenje osnovnih materijala su: kameno brašno se mora uskladištiti u suvom stanju; frakcije prirodnog i drobljenog peska se moraju štititi od vlaženja i onečišćenja; prirodni i drobljeni kameni materijal mora biti uskladišten po frakcijama tako da ne dolazi do onečišćenja.

Za proizvodnju asfaltne mešavine primenjuje se diskontinualno postrojenje koje mora osigurati tačno odmeravanje mase kamenog brašna, vrućih frakcija kamenog materijala i bitumena. Količina bitumena može se odmeravati po masi ili zapremini. Mora biti osigurano potpuno i ravnomerno obavijanje svih zrna kamenog materijala bitumenom. Kontinualno postrojenje za proizvodnju asfaltne mešavine može se upotrebiti uz iste zahteve kvaliteta asfaltne mešavine proizvedene na takvom postrojenju.

Karakteristike ugljovodoničnih veziva

Već je rečeno da se asfaltima smatraju očvrsle, racionalno sasatavljene i na odgovarajući način pripremljene mešavine ugljovodoničnih veziva, kamenog brašna i krupnijeg agregata. U osnovna ugljovodonična veziva ubrajaju se bitumeni i katrani. Ovi materijali su smeše visokomolekularnih ugljenika, kao i drugih organskih jedinjenja na bazi kiseonika, sumpora i azota, pri čemu njihova fizičko – mehanička svojstva bitno zavise od temperature. Ugljovodonična veziva imaju dobru prionjivost za kamen, pesak, beton, opeku i mnoge druge materijale. Odlikuju se zadovoljavajućom otpornošću na atmosferske uticaje, plastičnošću i nizom drugih pozitivnih svojstava. Tehnički bitumeni se dele na prirodne i veštačke, međutim eksploatacija prirodnog je veoma skupa, pa se u građevinarstvu prvenstveno koriste veštački, tzv. naftni bitumeni. Elementarni sastav bitumena varira u zavisnosti od njegovog porekla, odnosno od sastava nafte iz koje se dobija. Tri osnovne grupe jedinjena koje ulaze u sastav bitumena su:

Ulja su ugljovodonici koji su na normalnim temperaturama u tečnom agregatnom sranju, zastupljenosti u bitumenu između 45 i 60%. Bitumeni sa povećanim sadržajem ulja imaju veću pokretljivost, tj. niži viskozitet. Sa većim sadržajem ulja povećava se vrednost trajne deformacije bitumena;

Smole su ugljovodonična jedinjenja koja se na normalnim temperaturama odlikuju viskoznim i plastičnim ponašanjem. U bitumenima su prisutne u količinama od 15 – 30% i one su nosioci plastičnosti i vezivnih svojstava bitumena. Rastegljivost bitumena se povećava pri povećanju sadržaja smola;

Asfalteni su jedinjenja koja su na normalnim temperaturama u čvrstom agregatnom stanju. U bitumenu ih ima između 5 i 30%. Teškotopljive su supstance koje bitumenu daju tvrdoću i termičku postojanost.

Svojstva bitumena zavise od toga u kom odnosu su u njemu zastupljene navedene grupe ugljovodonika. Povećanje sadržaja asfaltena i smola uslovljava povećanje tvrdoće, krtosti i temperature razmekšavanja bitumena. Ulja čine bitumen mekšim i lako topljivim.

Tokom vremena, pod uticajem temperaturnih promena, sunčeve svetlosti i kiseonika iz vazduha, bitumen menja sastav te mu se menjaju i svojstva. Povećava se relativni sadržaj čvrstih i krutih komponeti, smanjuje se sadržaj ulja i smola, pa dolazi do povećanja tvrdoće i krtosti. Ovaj proces sporog menjanja sastava i pogoršavanja većine svojstava naziva se starenjem bitumena.

Bitumen koji se primenjuje za izradu asfaltnih kolovoza izlaže se dejstvu visokih temperatura kako bi mu se smanjila viskoznost i omogućilo obavijanje kamenog agregata opnom optimalne debljine. Pošto je materijal amorfne strukture do razmekšavanja dolazi u širem vremenskom intervalu ali je za praktičnu primenu uveden pojam konvencionalne tačke razmekšavanja bitumena, definisane kao temperatura pri kojoj bitumen dostiže određeni stepen deformacije. Za identifikaciju bitumena za kolovozne zastore koriste se oznake dobijene ispitivanjem penetracije, pri čemu se navode dubine prodiranja standardne igle u milimetrima (BIT 200, BIT 130, BIT 45…). Za ocenu kvaliteta bitumena značajan je odnos penetracije i temperature razmekšavanja. Razmatrajući uslove eksploatacije može se zaključiti da je bitumen kvalitetniji ukoliko pri određenoj temperaturi razmekšavanja ima veće vrednosti penetracije. Temperaturna osetljivost bitumena u praksi se najčešće definiše indeksom penetracije IP koji je funkcija penetracije i tačke razmekšavanja.

Navedena svojstva ugljovodoničnih veziva, odnosno bitumena odražavaju se na karakteristike asfaltne mešavine.

Prema standardu SRPS U.E4.014 temperatura bitumena u cisternama i temperatura asfaltne mešavine prilikom izlaska iz mešalice, u zavisnosti od vrste upotrebljenog bitumena, data je tabelarno:

Vrsta bitumena

za kolovoze

Temperatura bitumena u cisternama °C

Temperatura asfaltne mešavine prilikom izlaska iz

mešalice °C

preporučeno najviše preporučeno najviše

BIT 200 130 140 140 ± 10 160

BIT 130 135 150 145 ± 10 165

BIT 90 140 160 150 ± 10 170

Ugrađivanje asfaltnih mešavina po vrućem postupku

Najkritičniji postupci prilikom realizacije asfalterskih radova su prevoz vruće asfaltne mešavine od proizvodnog postrojenja do gradilišta i sam postupak ugradnje. Iz tog razloga su svi ostali postupci (izbor agregata i sastav asfaltne mešavine, projekat asfaltne mešavine, proizvodnja i skladištenje asfaltne mešavine) usmereni ka njima.

Tehnološki postupak izvođenja sloja od asfaltnog betona

Ugrađivanje asfaltne mešavine se sastoji iz sledećih faza:

pripreme podloge,

transorta mešavine,

razastiranja mešavine,

valjanja razastrtog sloja.

Asfaltni sloj se ugrađuje na pravilno dimenzionisanu i izvedenu nosivu podlogu ili na prethodno pripremljenu postojeću podlogu. Svi slojevi kolovozne konstrukcije ispod asfaltnog sloja moraju biti dovoljno zbijeni (što se u ovoj fazi pripreme podloge proverava teškim pneumatičkim valjkom ili punim kamionom). Podjednako je važna dobra zbijenost svakog sloja nasipa, posteljice, ojačane posteljice i donjih i gornjih slojeva kolovozne konstrukcije (nedovoljno zbijen sloj će se pod saobraćajnim opterećenjem naknadno zbiti što će rezultirati sleganjem i pukotinama). Podloge moraju imati ispravan sistem za odvodnjavanje, moraju biti ravne i sa zahtevanim padom. U zavisnosti od vrste podloge (granulisan nevezan materijal mehanički stabilizovan, cementna ili bitumenska stabilizacija, kruti kolovozi, stari asfaltni kolovozi ili prethodni novi asfaltni sloj) preko kojih se ugrađuje asfaltni sloj definiše se i konkretna priprema podloge.

Asfaltna mešavina se na gradilište transportuje kamionima kiperima i direktno izručuje u mašinu za razastiranje – finišer. Nakon prispeća mešavine u prijemni koš finišer se kreće napred i razastire mešavinu u sloju određene debljine i širine, istovremeno obavljajući početno zbijanje sloja. Odmah iza finišera, dok je mešavina još vruća, valjci vrše završno zbijanje sloja. Valjanje se nastavlja sve dok se sloj ne sabije do zahtevanog stepana ili dok temperatura mešavine ne padne toliko da dalje valjanje može izazvati štetne posledice. Nakon valjanja asfaltni sloj se hladi do temperature okolone i tek onda se pristupa ugradnji narednog sloja ili se deonica pušta u saobraćaj.

Osnovna sredstva za ugradnju asfaltne mešavine su finišeri i valjci a koriste se i kamioni, distributer veziva, auto – cisterna za gorivo, auto – cisterna za vodu, vozilo sa rotacionom četkom, kompresor za vazduh, uređaj za zagrevanje radnih spojeva, mašina za sečenje spojeva na asfaltu, ravnjača, lopate, grabulje, grtalice, metle itd.

PROIZVODNJA TRANSPORT UGRADNJA

temperatura mešavine najviše 160°C do 180°C

temperatura mase pri ugradnji najmanje 110°C

do 135°C

ograničava se na oko 70 km ili 1,5 h od trenutka prihvata na

asfaltnoj bazi

(asfaltna baza)

kamioni kiperi grupa mašina

finišer glatki valjak valjak gumenjak

ASFALTNO POSTROJENJE

Mašina za razastiranje i primarno zbijanje sloja asfaltne mešavine – finišer

Prilikom početnih primena asfalta za izgradnju kolovoznih konstrukcija ugradnja se vršila ručno pri čemu se javljao problem razastiranja. Korišćeni su uređaji razastirači/raspodeljivači što je uzrokovalo razvoj mašnskih uređaja za razastiranje i ugradnju, finišera, koji su danas u primeni (engl. paver). Funkcija finišera je razastiranje i primarno zbijanje asfaltnih slojeva u toplom stanju.

Finišer za asfalterske radove

Konstruktivni delovi finišera su:

noseći deo (vozno postolje sa točkovima ili gusenicama, koje nosi koš sa transportnim mehanizmom i peglu sa vibrouređajem),

pokretni deo (pužni + tablasti transporter),

radni organ (raspodeljivač sa pužem, vibraciona greda – „pegla”),

pogon (dizel – motor),

transmisija (mehanička – zupčanici).

Uobičajene tehničke karakteristike su:

širina razastiranja 2 – 15 m,

debljina sloja do 30 cm (ali se iz tehničkih razloga rade tanji slojevi),

radne brzine 1 – 60 m/min (u oba smera),

snaga 50 – 150 kW,

vibrogreda ima 2000 – 4000 obrtaja/min; daje 50 – 80 % potrebne zbijenosti po Maršalu,

u zavisnosti od širine razastiranja, kapacitet 200 – 800 t/h.

Priprema finišera za rad podrazumeva predradnje i start: opšti pregled, uključivanje motora i probu rada (eventualno zagrijavanje pegle i transportera, uz pomoć plamenika na gas). Sam rad je kontinualan a završne radnje i isključivanje obuhvataju: opšti pregled, detaljno čišćenje stranica, transportera i pegle naftom, podmazivanje ležajeva i zupčanika.

Specijalni uslovi primene zahtevaju kontinualnu dostavu tople (130°C) asfaltne mešavine; suvu, dovoljno toplu (+5°C) podlogu bez prašine poprskanu razređenim bitumenom ili bitumenskom emulzijom.

Finišer se nalazi u sredini proizvodnog lanca za izvršenje radova i zavisi od prispeća sfaltne mešavine. U praksi treba poštovati pravilo da ako usled prekida dovoza asfaltne mešavine dođe do prekida razastiranja, tolikog trajanja da temperatura mešavine ispod finišera padne za 10ºC ispod minimalno dozvoljene za tu mešavinu, rad se prekida tako što se finišer pomakne, asfalt uvalja a zatim obrazuje pravilan poprečni spoj za nastavak rada. Neki slučajevi prekida rada finišera su:

1. Finišer je stao za kratko vreme a u košu finišera ima dovoljno mešavine; vibraciona ploča svojom težinom pravi deformaciju na sloju asfalta po celoj dužini ploče. Ovakva deformacija se ne može otkloniti valjanjem i trajno ostaje.

2. Finišer je stao zbog diskontinuiteta u dovozu mešavine i pri tome se u košu finišera zadržava asfaltna mešavina u količini od oko ⅓ zapremine koša ili više; nastaje deformacija kao u prethodnom slučaju, ali ulegnuće je veće jer težina ploče duže deluje. Druga posledica je što se hladi mešavina ispod i ispred ploče i u košu finišera. Pri nastavku rada asfaltna mešavina više nema istu temperaturu, odnosno viskoznost i taj kraći potez asfaltnog sloja se ne može dovoljno zbiti i posle završnog valjanja, kao posledica ostaje veća visina sloja.

3. Finišer je stao zbog diskontinuiteta u dovozu mešavine ali je ugrađena celokupna količina mešavine iz koša. Zaostala količina asfaltne mešavine uz stranice koša je u stvari segregirani obavijeni agregat, naročito kada su u pitanju krupnozrnije mešavine. Kada se ova mešavina ugradi obrazuje se uska poprečna traka krupnozrnije granulacije u odnosu na datu mešavinu, koja se bolje pakuje pa je poprečna traka niža. Kao i u prethodnim slučajevima finišer stoji te težina ploče deluje na sloj asfalta, a asfaltna mešavina u sloju uz sam finišer se hladi.

Da bi finišer ispravno radio treba postupati po uputstvima proizvođača, a pre početka rada, svaki put izvršiti potrbne preglede.

Praktični učinak finišera se računa prema sledećoj relaciji:

Ut = teorijski učinak,

Kr = koeficijent redukcije zapremine asfaltne mešavine,

Kv = koeficijent iskorišćenosti radnog vremena.

Mašina za valjanje razastrtog sloja asfalta – valjak

Za zbijanje asfalta u putogradnji se upotrbljavaju valjci različitih tipova:

statički, glatki valjak;

valjak sa gumenim točkovima – pneumatički valjak;

vibracioni, glatki valjak.

Standard propisuje da valjci moraju imati uređaj za vlaženje površine točka vodom (vlaženje naftnim derivatima nije dozvoljeno). Režim valjanja mora biti takav da osigura utvrđen stepen zgušnjenja asfaltnog sloja. Asfaltni sloj se valja od ivice kolovoza prema sredini, a kod jednostranog poprečnog nagiba od niže prema višoj ivici kolovoza. Pojedini hodovi valjka moraju se uvek preklapati za 15 do 20 cm. Nije dozvoljeno zadržavanje valjka na još nezbijenoj površini kao ni trzaji valjka kod promene smera kretanja. Zaokretanje valjka mora se vršiti na uvaljanom asfaltu izvan površine koja se valja. Površine asfaltnog sloja nepristupačne valjku (pored ivičnjaka, oko okna slivnika i druge) zbijaju se ručno nabijačima ili vibracionim spravama.

Karakteristike najčešće korišćenih valjaka u Evropi su:

masa 1 – 25 t,

širina valjka 0,6 – 2,3 m,

frekvencija 23 – 60 Hz,

udarna sila 2040 – 30500 kP,

snaga 50 – 100 kW,

Osnovna sredstva za ugrađivanje asfaltne mešavine

Statički valjak Vibracioni valjak

Izvođenje slojeva kolovoznih konstrukcija po vrućem postupku mora osigurati kvalitet izvedenog sloja u smislu njegove:

ravnosti (koja zavisi od brzine izvođenja i načina zbijanja),

kompaktnosti ili homogenosti (koja zavisi od održanja jednake homogenosti proizvednog sastava asfaltne mešavine prilikom transporta i ugradnje kao i od kvaliteta zbijanja),

mehaničke stabilnosti (koja zavisi od očuvanja jednake homogenosti sastava asfaltne mešavine prilikom transporta i ugradnje).

Neposredno pre početka rada potrebno je utvrditi:

stanje pripremljene podloge,

plan izvršenja rada,

uskladiti odnos proizvodnje i ugrađivanja asfalta,

kriterijume za odbacivanje nekvalitetnih mešavina,

spremnost mašina za rad.

Prema važećem standardu ugrađivanje asfaltne mešavine dozvoljeno je samo u povoljnim vremenskim prilikama. U periodu ranog proleća i kasne jeseni asfalt treba ugrađivati samo pri višim dnevnim temperaturama. Vremenski uslovi u zavisnosti od sloja dati su tabelarno:

SRPS U.E4.014/90.

habajući sloj

Samo pri povoljnim vremenskim prilikama. Temperatura podloge mora biti iznad +5°C. Ne sme se ugrađivati pri vetru, makar temperatura podloge bila iznad +5ºC, zbog kojeg se mešavina ne može ugraditi sa zahtevanim stepenom zbijenosti

SRPS U.E4.021/86.

gornji noseći sloj

Samo pri povoljnim vremenskim uslovima. Ako je podloga smrznuta ne sme se ugrađivati.

SRPS U.E4.028/80.

donji noseći sloj

Samo pri povoljnim vremenskim uslovima, obično u periodu od 15.02. do 15.12. U rano proleće i poznu jesen ugrađivanje se obavlja pri višim dnevnim temperaturama. Podloga ne sme biti zamrznuta.

Drugi preduslovi za početak ugradnje asfaltne mešavine su:

Za ugrađivanje treba angažovati optimalan broj mašina i ljudi radi veće efikasnosti; rad zasnivati na koordinaciji nadzor – izvodjač;

Treba isplanirati potreban broj finišera, broj i tip valjka, broj kamiona;

Mora se osigurati stalna i sigurna veza (telefoni radio) između baze i finišera;

Mora biti jasan sistem komandovanja i prijem instrukcija;

Predvideti način za regulisanje saobraćaja;

Odrediti načina za priznavanje ugrađene količine asfaltne mešavine.

U zavisnosti od vrste upotrebljenog bitumena preporučena je i najniža temperatura razastrte asfaltne mešavine na mestu ugrađivanja, vrednosti su date tabelarno:

Vrsta bitumena za

kolovoze

Preporučena temperatura asfaltne mešavine za

ugrađivanje °C

Najniža temperatura razastrte asfaltne

mešavine °C

BIT 200 130 ± 10 110

BIT 130 135 ± 10 115

BIT 90 140 ± 10 120

BIT 60 150 ±10 130

Navedene temerature moraju se povećati za 20°C ako se asfaltna mešavina ugrađuje ručno. Za manje površine, na kojima mašinsko ugrađivanje nije moguće, dopušta se ručno razastiranje.

Transport asfaltne mešavine

Transport asfaltne mešavine od asfaltnog postrojenja do mesta ugradnje vrši se tovarnim vozilom – kamionom kiperom. Prilikom ručne ugradnje (nepristupačna mesta, zakrivljene površine) za transport se primenjuju kamioni manje nosivosti radi lakšeg pristupa lokaciji i što bržeg prevoza. Mašinska ugradnja zahteva veće transportne kapacitete. Potrebno je omogućiti kontinualan rad finišera, odnosno broj i kapacitet transportnog sredstva izabrati na osnovu kapaciteta proizvodnje i ugradnje. Taj ciklus potrebno je brižljivo analizirati i ustanoviti koliko je kamiona određene veličine potrebno za postizanje usklađenosti kapaciteta asfaltnog postrojenja i opreme za zbijanje i razastiranje asfalta.

Kontinualna dostava mešavine u finišer je preduslov za kvalitetnu ugradnju, ravnost i ujednačenost ugrađenih slojeva. To znači da je potrebno omogućiti da od trenutka proizvodnje do trenutka ugradnje prođe što manje vremena. Pored temperature, brzu ugradnju uslovljava i oksidacija bitumena, koja izaziva promene ugljovodoničnog veziva čime se otežava ugradnja i smanjuje se kvalitet ugrađenog asfalta.

Transportni proces započinje utovarom mešavine u kamion, vaganjem i oz-načavanjem.

Asfaltne mešavine proizvedene u asfaltnoj bazi se u transportna sredstva utovaraju direktno iz mešalice ili iz silosa za skladištenje vruće asfaltne mešavine. Nakon spravljanja asfaltne mešavine na izlasku iz mešalice privremeno se lageruje u mali silos, koji je kod kontinualnog procesa mešanja spojen sa mešalicom, a u slučaju asfaltne baze sa diskontinualnim mešanjem u odvojeni silos koji se puni pomoću klizne korpe. Kod utovara iz silosa treba voditi računa:

da je silos postavljen na optimalnu visinu (u montaži baze),

da asfaltna mešavina ima potrebnu temperaturu,

da se utovar vrši iz punog silosa ili bar da je količina mešavine u silosu jednaka tovaru kamiona,

da se meri tonaža mešavine u kamionu.

Pojava segregacije u vrućoj asfaltnoj mešavini je problem koji se može javiti u svim fazama izrade sloja kolovozne konstrukcije pa i prilikom transporta. Nepovoljno utiče na karakteristike i vek trajanja izvedenog sloja te ga je potrebno ublažiti ili eliminisati. Uzroci pojave su brojni: loše projektovan sastav asfaltne mešavine, loše skladištenje materijala u postrojenju, pojava u mešalici usled čestog prekida rada i vlažnog zrna agregata, na konvejeru i u silosu. Ako je silos ujednačeno napunjen istovar asfaltne mešavine bi se trebao odvijati bez problema. Ispusni otvori silosa i skladišta za vruću asfaltnu mešavinu trebaju biti sa dovoljno strmim uglom čime je omogućeno ispuštanje velike mase materijala i na taj način sprečeno stvaranje jako ukošenih hrpa istovarene mešavine. Takođe treba voditi računa o nivou mešavine u silosu (da ne bude niži od gornje ivice konusa), o habanju stranica silosa (pogotovo na mestu spoja cilindra i konusa), o mogućnosti održanja temperature asfaltne mešavine u skladištu (posebno osetljiv deo je ispusni otvor na kome hlađenje asfaltne mešavine, tj. njeno očvršćavanje izaziva začepljenje i smanjenje protoka).

Vozilo se postavlja ispod silosa u kom je naručena asfaltna mešavina i počinje utovar. Ukoliko se utovar vrši bez pomeranja kamiona a mešavina je podložna segregaciji, krupniji materijal se kotrlja niz strane hrpe i zadržava kod unutrašnjih ivica koša kamiona. Prilikom utovara u finišer ovaj materijal je prvi i poslednji zboog čega može doći do njegovog zadržavanja kod krila prijemnog koša finišera i pojave krupnozrnijih zona u ugrađenom sloju. U slučaju pojave ove vrste segregacije pooželjno je ne prazniti potpuno prijemni koš finišera između dve dostave asfaltne mešavine. Tako se može omogućiti delimično mešanje krupnijeg i novoprispelog materijala neposredno pre ugradnje. U cilju sprečavanja nastanka ovog problema utovar je pogodno vršiti sa nekoliko ispusta materijala tako što se prilikom ispuštanja mešavine iz silosa za uskladištenje kamion pomeri za 4 do 5 m napred i nazad (prvi ispust na prednjoj strani koša, drugi na zadnjoj a treći u sredini). U praksi je vrlo teško izvesti utovar na ovaj nacin, ali se sve više primenjuje pošto se tako eliminiše pojava ove vrste segregacije.

Ako se utovar u kamion vrši iz silosa sa dozatorom koji je pravilno konstruisan osigurano je ujednačeno punjenje kamiona i smanjena verovatnoća pojave segregacije kod osetljivih mešavina.

Utovar asfaltne mešavine u kamion kiper

Nepravilan utovar Pravilan utovar

Osnovni uslovi da bi se kamioni mogli koristiti za prevoz asfalta su:

da zadnjim točkovima imaju direktan kontakt sa finišerom,

da dimenzije koša kamiona odgovaraju dimenzijama koša finišera,

da imaju dobre amortizere,

da ne ispuštaju ulje ili gorivo,

da imaju što veću nosivost i u skladu sa kapacitetom finišera.

Koš kamiona

treba da je čvrst i ravnih površina, od metala,

da ima dobar mehanizam zatvaranja – otvaranja,

da bude uvek čist, po potrebi ga treba oprati pred svaki utovar,

da bi se sprečilo lepljenje asfalta za koš kamiona pre svakog utovara mora se poprskati rastvorom kalijumovog sapuna u vodi ili 30 – 40% silikonskom emulzijom (nije dopušteno prskanje sredstvima koja mogu imati štetno dejstvo na asfaltnu mešavinu),

da ima ceradu za pokrivanje radi zaštite od kiše, hlađenja i nečistoća.

Zbog karakteristika tereta tovarni sanduk kamiona mora biti prethodno pripremljen, tj. čist i premazan čime se sprečava reakcija između vruće asfaltne mešavine i metala i lepljenje za sanduk (što bi ugrozilo istovar – kipovanje). Asfaltna mešavina koja ostane na sanduku se ohladi i stvrdne čime se oštećuje tovarni prostor. Vozila za transport su otvorena pa je moguće hlađenje asfaltne mešavine usled dejstva vetra i niskih temperatura (preporučene temperature pri ugradnji su date tabelom .....). Mešavinu je potrebno zaštititi od atmosferskih uticaja (kiše, vetra) ali takođe i smanjiti štetan uticaj na životnu sredinu, odnosno sprečiti njeno preterano hlađenje i stvaranje kore na površini. Zato vozila moraju biti opremljena sa mehanizmom za prekrivanje asfaltne mešavine – ceradom bez obzira na godišnje doba, udaljenost od gradilišta i vrstu asfaltne mešavine. Pri tom je važno da je zaštitni pokrivač čvrsto vezan kako vazduh ne bi ulazio u prostor između pokrivača i asfaltne mešavine, i da se utovar u finišer vrši bez otkrivnja, ako je moguće. Pretežno se koristi geotekstili kao zaštitni pokrivač. Proučavanje hlađenja asfaltne mešavine prilikom transporta pokazalo je da različiti tovarni sanduci kamiona i prekrivači značajno utiču na hlađenje u toku transporta. Kao najbolji su se pokazali termo sanduci izolovani sa poliuretanom i prekriveni ceradom pričvršćenom za sanduk tako da ne postoji direktni kontakt između asfaltne mase i cerade. Takođe je pokazalo da se vruća asfaltna mešavina hladi različito u različitim delovima sanduka što zavisi od brzine vozila i drugih spoljašnjih uticaja. Pored hlađenja, što uslovljava maksimalnu transportnu udaljenost, bitna je i oksidacija bitumena. Ona zavisi od vrste upotrebljenog bitumena, temperature asfaltne mešavine i primenjuje se pravilo da u toku transporta bitumensko vezivo sme očvrsnuti do jednog stepena tvrdoće. Pre početka transporta kontroliše se temperatura asfaltne mešavine.

Maksimalna količina utovarene asfaltne mešavine zavisi od nosivosti kamiona, tj. od dozvoljenog osovinskog opterećenja na transportnom putu. Minimalna količina zavisi od proizvodnog kapaciteta asfaltne baze i udaljenosti od mesta ugradnje, pošto se manja količina mnogo brže hladi u poređenju sa većom količinom u punom košu.

Maksimalne transportne udaljenosti do gradilišta, osim ekonomskih, zavise i od vremenskih uslova, vrste asfaltne mešavine, tovarnog sanduka kamiona i dr.

Dozvoljena je svaka razumna transportna dužina na kojoj temperatura mešavine neće pasti na temperaturu od propisane optmalne temperature za ugrađivanje, odnosno za 10ºC od temperature pri izlasku iz mešalice (okvirno oko 70 km ili 1,5 h od trenutka prihvata na asfaltnoj bazi).

Nakon izvršenog utovara ispisuje se otpremnica koja sadrži sledeće podatke:

datum,

vreme polaska,

vrsta sfaltne mešavine,

temperatura mešavine,

tonaža mešavine,

registarski broj kamiona.

Sabiranjem svih primljenih količina prema otpremnicama dobija se:

sravnjenje otpremljene i ugrađene količine asfalta i

prosečna masa ugrađenog asfalta po m², odnosno po m´ širine puta.

Vozilo se zatim odvozi direktno na gradilište gde će se asfaltna mešavina ugraditi. Veoma je bitno da se transport odvija neprekidno, pošto se jednom utovarena mešavina više ne može skladištiti.

Asfaltne mešavine pristigle na gradilište se prvo kontrolišu. Proverava se dokumentacija kako bi se ustanovilo da li je stigla tražena vrsta asfaltne mešavine, određuje se njena temperatura i vizuelno se proverava njena adekvatnost. Kao što je već rečeneo, temperatura je od posebnoog značaja za ugadljivost asfalta i njena provera je važan i neophodan korak pri preuzimanju pristigle asfaltne mešavine. Temperatura se ne meri samo u finišeru već i u vozilu, prilikom čega treba koristiti precizne i proverene instrumente koji brzo registruju temperaturu (sekundni termometar).

Vozilo se parkira ispred finišera, tako što se kreće unazad ka finišeru i staje na 20 do 30 cm ispred. Na ovom rastojanju finišer prilazi kamionu (nikako obrnuto) jer udar kamiona u finišer izaziva udar vibracione ploče u ugrađeni asfaltni sloj. Otvara se zadnja strana tovarnog prostora – sanduka a zatim počinje podizanje platforme – sanduka tako da asfaltna mešavina ulazi u finišer koji se kreće brzinom od 3,4m/min i ugrađuje asfalt. Finišer gura kiper napred preko dva valjka. Ovi valjci montirani su na prednjoj strani finišera i u kontaktu su sa zadnjim točkovima kamiona čime je omogućeno da finišer gura kamion dok izručuje asfaltnu mešavinu u koš. Nakon razastiranja spušta se platforma, zatvara zadnja strana i vozilo se odvozi.

Prilikom istovara mešavine iz kamiona u prijemni koš finišera pogodnije je masivno pražnjenje nego postepeno. Kako bi se postigao ovakav način istovara koš kamiona mora biti očuvan i dobro premazan tako da ceo tovar klizne nakon otvaranja i podizanja koša na dovoljno velik ali siguran ugao. Ovakav način pražnjenja omogućava da se preplave krila prijemnog koša finišera čime je sprečeno zadržavanje krupnozrnog materijala kod krila i prelivanje oko zadnjih vrata koša kamiona. Sa nekim mešavinama često je potrebno prilagoditi prednji deo koša kamiona kako bi se eliminisali nepoželjni efekti uzrokovani omotačem hidrauličnog cilindra. Ako mešavina ima tendenciju ka segregaciji može doći do pojave grupisanja krupnozrnog materijala oko cilindra tokom klizanja mešavine iz koša. Kako se mešavina pomera ka zadnjoj strani koša urušava se i krupnija zrna se zadržavaju na centralnom delu prednje

Kipovanje asfaltne mešavine u finišer Ugradnja asfaltne mešavine

strane koša, na kraju istovara dolazi do segregacije. Ovaj problem se rešava dodavanjem šperploče ili tankog metalnog prekrivača preko celog fronta koša od jedne do druge strane.

Radi smanjenje verovatnoće pojave segregacije potrebno je i krila i vrata

prijemnog koša finišera potpuno otvoriti, maksimalno napuniti koš mešavinom, optimizovati brzinu transportnih traka i usaglasiti cikluse proizvodnje – transporta – ugradnje kako bi izbegli nepotrebne prekide u radu.

Vozač rukovodiocu gradilišta daje otpremnicu u koju se unosi pređeni put (km) te mu potpisom potvrđuje obavljen prevoz. Vozilo se vraća u asfaltnu bazu ka dispečeru i ciklus se ponavlja dok se ne dostavi celokupna naručena asfaltna mešavina.

Kao što je već rečeno, vrsta i količina transportnog sredstva određuje se u funkciji rastojanja od gradilišta, potrebne količine i načina ugradnje. Kako bi se postigla ravnomerna dostava na gradilište potrebno je uskladiti broj i kapacitet kamiona sa zahtevanim kapacitetom finišera. Broj kamiona planira se tako da ne dolazi do prekida rada asfaltne baze, odnosno finišera. Svaki prekid rada asfaltne baze veoma utiče na kvalitet proizvedene mešavine, svaki zastoj finišera pogoršava kvalitet

ugrađenog sloja (čak i trenutni zastoj finišera utiče na ravnost sloja a kod dužih zastoja i na zbijenost), a sve to utiče na povećanje troškova izgradnje puta.