Ulaz za korisnike

Emulzija u cestogradnji

|
Emulzija u cestogradnji
 
Emulzija u cestogradnji
BITUMEN - Bitumenske emulzije nalaze vrlo široku primjenu u cestogradnji, uglavnom za sljepljivanje asfaltnih slojeva međusobno ili s bilo kojom drugom podlogom

 Slojevi za sljepljivanje su tanki filmovi veziva koji mehanički spajaju asfaltne slojeve ceste kako bi se time osigurala puna funkcionalnost, odnosno nosivost ukupne strukture svih slojeva ceste

Primjena emulzija, osim u izgradnji novih, zauzima značajno mjesto i prilikom rekonstrukcije starih cesta te minimalnih asfaltnih zaštita cesta nižeg reda hladnim postupkom. Emulzija je disperzni sustav, a sastoji se od dviju faza koje se inače međusobno ne miješaju.

Sićušne kapljice bitumena (disperzne faze) raspršene su u vodi (kontinuiranoj fazi), a stabilnost takvom sustavu daje treća komponenta – emulgator, koji ima ulogu sprečavanja, odnosno odgađanja separacije faza. Ukoliko je udio bitumena u ovakvom sustavu veći od 70%, tada govorimo o tzv. inverznoj emulziji.

Emulzije se dijele prema ionskom karakteru i ulozi emulgatora na: anionske (uobičajeni naziv: bazne), kationske (uobičajeni naziv: kisele), neionske.

Kada se bitumenska emulzija ugradi na podlogu, namjera jest da se ona natrag pretvori u kontinuirani bitumenski film, odnosno mora se dogoditi odvajanje bitumenske od vodene faze da bi na taj način film bitumena ostao na podlozi. Nakon što se emulzija ugradi, prvo se događa proces razbijanja, a nakon toga proces prekrivanja agregata i nastajanje tankog filma bitumena.

Na kraju, događa se potpuna migracija vode iz sustava. Bitumen ostaje ugrađen na površini, film u potpunosti očvrsne i postaje sloj za sljepljivanje pojedinih asfaltnih slojeva, ili postaje zaštitni sloj u kombinaciji s kamenom sitneži.

Različit je tijek mehanizma stvaranja bitumenskog filma na podlozi kod primjene anionskih i kationskih emulzija. Važno je napomenuti da su svi navedeni procesi prilikom primjene emulzija kompleksni i ne do kraja razjašnjeni te na odvijanje istih utječe mnogo različitih uvjeta.

Postoji podjela bitumenskih emulzija s obzirom na njihovu reaktivnost, odnosno brzinu razbijanja, na nestabilne – razbijaju se vrlo brzo u kontaktu s agregatom; polustabilne – razbijaju se dovoljno sporo tako da se mogu pomiješati s kamenim agregatom; stabilne – razbijaju se vrlo sporo. Kemijski sastav i karakteristike kamenog agregata također imaju svoju važnost u procesu primjene bitumenskih emulzija.

Naime, vapnenački kameni agregat sastava većinom od kalcijeva karbonata, alkalnog (baznog) je karaktera te s kemijskog stajališta vrlo dobro reagira s anionskim emulzijama. S druge strane, silikatni kameni agregat (eruptivac) sastava većinom od silikata, kiselog je karaktera te s kemijskog stajališta vrlo dobro reagira s kationskim emulzijama. Prednost kationskih emulzija pred anionskim jest u tome što se mogu upotrebljavati i s vapnenačkim kamenim agregatom.

Primjenom polimerom modificirane bitumenske emulzije u kombinaciji s asfaltnom mješavinom na bazi polimer modificiranog bitumena postiže se poboljšanje otpornosti kolnika na trajne deformacije pri višim temperaturama, odnosno na pucanje uslijed zamora materijala pri niskim temperaturama, poboljšava se otpornost na habanje i na starenje.

Nanošenje emulzije

Emulzije se nanose na podlogu jednoliko, tehnikom hladnog postupka prskalicama i specijalno za tu svrhu namijenjenim strojevima. Podloga (sloj na bazi hidrauličnog veziva ili asfaltni sloj) prije nanošenja emulzije mora biti čista, suha ili prirodno vlažna.

Izvedba površinskih obrada i penetracija s emulzijama je jednostavan i jeftin postupak. Oba sustava u odnosu na strojnu ugradbu izvode se na skoro istovjetan način. U našim standardima, a i u literaturi općenito, površinske obrade i penetracije se različito definiraju.

Površinske obrade mogu biti jednostruke ili višestruke, a kod penetracija razlikujemo polupenetraciju i penetraciju. Jednostruka površinska obrada je sustav kojim bi trebala biti obrađena svaka bijela šumska cesta kod izgradnje ili rekonstrukcije.

Na mehanički zbijene drobljene (u prvom redu) i šljunčane podloge nanosi se jednoličnim prskanjem emulzija u količini od cca 3 kg/m2. Prskanje se može obavljati kamionskim cisternama za prskanje, malim motornim prskalicama za emulziju te ručno (što nije preporučljivo)

Efekti kamionskih prskalica vrlo su veliki. Dobrom organizacijom posla kamionska prikolica (prskalica) dnevno može poprskati površinu od 15.000 m2 ili 3 km ceste širine 5 m. Na emulzijom poprskani dio ceste razastiračima se nanosi kamena sitnež 2 – 8 mm (ili sl.) u količini 20 –- 25 kg/m2. Moderni razastirači su vrlo jednostavne konstrukcije, prikapčaju se za kamion vrlo jednostavno.

Uz kipanje agregata u razastirač vozilo se kreće unazad kako bi se spriječilo neposredno prianjanje poprskane emulzije na kotače. Potom se materijal u razastiraču jednolično raspoređuje i izbacuje kroz otvor: taj otvor se regulira u odnosu na željenu količinu kamene sitneži koju predviđamo za 1 m kod određenog kretanja vozila.

 Učinak razastirača

Učinak razastirača je vrlo velik i kod dobro uvježbanih radnika dva razastirača dopunjuju rad kamionske prskalice. Nakon razastiranja kamene sitneži, pristupa se valjanju. Valjanje se može izvoditi glatkim, vibracijskim ili pneumatskim valjcima. Najpovoljniji su teški gumeni valjci težine oko 20 t pa i više. Konačna komprimacija, a time i obavijanje kamene sitneži bitumenom, izvodi se pod prometom. U slučaju otvorenosti ovako priređene površine ceste (jednolična kamena sitnež) tu površinsku obradu treba dopuniti prskanjem 0,50 – 1,00 kg/m2 emulzije i razastiranjem sitneži 1 – 5 mm u količini 5 – 8 kg.

Hladni asfalti

Hladni asfalt ima široku primjenu kod modernizacije cesta. U odnosu na kamenu sitnež i količinu veziva te uvjete ugradbe, može se upotrijebiti u sustavima utisnutog i miješanog asfalta-makadama. Mješavina kamene sitneži s bitumenskim emulzijama priprema se na hladno, što znači da se ne izvodi sušenje kamene sitneži u sušarama asfaltnih baza, odnosno zagrijava se bitumensko vezivo (bitumenska emulzija). Priprema asfalta može se izvoditi i u nepovoljnije vrijeme, uz manju kišu ili nižu temperaturu.

Rezani tipovi emulzije imaju sposobnost da se s njima pripremljene asfaltne mase mogu uskladištiti (deponirati) na duže vrijeme, što znači da ugradnja nije vremenski vezana s proizvodnjom. Upravo ta sposobnost hladnog asfalta čini ugradnju ekonomičnijom jer se u ovisnosti o sredstvima ugradnje organiziraju optimalni prijevozi. Očito je da je iskorištenost radne snage i strojeva maksimalna. Priprema hladnog asfalta može se izvoditi u skoro svim tipovima miješalica. Najpovoljnije su protustrujne betonske miješalice, prilagodljive predvidljivom utovaru.

 Način doziranja

Način doziranja može biti i volumenski jer se nastale greške umanjuju za 40% budući da bitumenske emulzije imaju sadržaj veziva od 62%. Ukoliko se miješanje izvodi putem protustrujnih betonskih miješalica ili specijalnih asfaltnih miješalica, miješanje se obavlja diskontinuirano.

Dovoz materijala putem transportnih traka može teći neprekidno. Ta je mogućnost riješena dvodijelnim dozatorom iznad miješalice. Kod kontinuiranog miješanja doziranje se obavlja specijalnim pokretnim distributerom. Kod primjene u cestogradnji hladni asfalt ima višestruku prednost pred vrućim asfaltom. Uz sposobnost deponiranja, hladni asfalt je elastičniji od vrućeg i prema tome prilagodljiviji podlogama koje nisu idealno sabijene.

Podesniji je također za transport. Ne podliježe vremenskim ograničenjima ugradbe (vrući asfalt se mora ugrađivati u roku 1 – 2 sata, ovisno o temperaturi zraka), može se ugrađivati i pri nepovoljnijim vremenskim uvjetima. Pod prometom se dopunski komprimira pa se nakon duljeg vremena dostiže i kvaliteta vrućeg asfalta.

Hladni asfalt ima dva nedostatka: prvo, početni je stabilitet nizak, i drugo, otvorenijeg je sastava. Drugi nedostatak se popravlja posipavanjem sitnijeg materijala po površini ili se izvodi lagana površinska obrada (ni jedno ni drugo nije neophodno); prvi se popravlja pod prometom, kako je već rečeno.

Kod rada kontinuirane miješalice neophodno je potpuno angažiranje vrlo pokretnog utovarivača većeg kapaciteta. Najčešće su u upotrebi kontinuirane miješalice kapaciteta 100 t/sat, što odgovara radnim mogućnostima utovarivača zapremnine košare od 2 m3.

Hladni asfalt se može pripremati i ručno, na samome mjestu ugradbe. Ručni postupak u nekim sredinama zamijenjen je miješanjem kultivatorom. Zato hladni asfalt može imati i primjenu kod asfaltiranja kućnih pristupa.

Materijali