Методические указания

Асфальтобетонные заводы.

Содержание учебного материала.

Назначение асфальтобетонных заводов и классификация. Технологическая последовательность приготовления асфальтобетонной смеси. Устройство и назначение основных узлов. Генеральный план АБЗ. Особенности приготовления литого асфальтобетона, щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА). Переработка старого асфальтобетона (регенерация) на АБЗ. Автоматизация технологических процессов АБЗ и контроль качества.

Методические указания.

Назначение асфальтосмесительной установки состоит в перемешивании взятых в определенном соотношении нагретых до определенных температур минеральных материалов и органических вяжущих с целью получения однородной асфальтобетонной смеси.

Для приготовления смеси используют фракционированный щебень, песок, отсевы дробления и минеральный порошок. В исключительных случаях допускается применение щебня в виде смеси нескольких фракций.

В качестве органического вяжущего используется битум или битумополимерное вяжущее.

Технологическая последовательность приготовления асфальтобетонной смеси состоит из следующих операций: прием и хранение материала; обезвоживание и нагрев вяжущих материалов; сортировка горячего минерального материала по фракциям; дозирование их в соответствии с составом; транспортирование вяжущих материалов и дозирование; тщательное перемешивание минеральных материалов с органическим вяжущим; выгрузка в накопительный бункер и выдача готовой продукции.

В состав асфальтобетонной установки входят: агрегат питания, сушильный агрегат, пылеулавливающие агрегаты, агрегат минерального порошка, смесительный узел, бункер готовой смеси, обогреваемые битумные цистерны, топливный бак, кабина управления.

Площадку под АБЗ планируют и размечают для размещения цехов, складов и сооружений. К ним относятся: асфальтосмесительное отделение — главный технологический цех, в котором располагают асфальтосмесительную установку; битумный цех в составе битумохранилища, установок для обезвоживания и нагрева битума до рабочей температуры, обогреваемых цистерн, как правило, с обезвоженным битумом; склады щебня (гравия), песка; закрытые, чаще всего силосного типа, склады минерального порошка; блок котельной, компрессорной станции с трансформаторной подстанцией, стационарными или передвижными электростанциями (трансформаторную подстанцию размещают в месте, недоступном для посторонних, огораживают забором); приемную площадку и транспортно-погрузочные устройства для складываемых материалов — одноковшовых погрузчиков, ленточных транспортеров, пневмотранспортных установок, насосных станций; прирельсовый материально-технический склад, склад запасных частей; ремонтно-механическую мастерскую с наладочным цехом приборов и систем автоматизации АБЗ; железнодорожные пути, автомобильные дороги с погрузочно-разгрузочными площадками; блок административных и бытовых помещений (контора завода, столовая, лаборатория). Этот блок, как правило, желательно размещать за пределами площадки с подветренной стороны по отношению к технологическому цеху и на расстоянии не менее 500 м от него. Для удобства подъезда к цехам, складам, желательно построить кольцевую дорогу с искусственным покрытием.

Склады минерального порошка устраивают только закрытыми. Наиболее эффективны склады стальные или бетонные силосного типа с пневмозагрузкой-разгрузкой, подачей порошка в дозатор асфальтосмесительной установки преимущественно пневмотранспортом.

Материальные склады, склады запасных частей размещают в отдельных помещениях, передвижных вагончиках. Склады устраивают закрытые неотапливаемые и отапливаемые. При наличии тяжелых грузов склад оборудуют автопогрузчиками ковшового, вилочного или грейферного типов с монорельсами.

Приготовление литых асфальтобетонных смесей производят на обычном оборудовании АБЗ и в специализированных установках путем смешения в нагретом состоянии щебня (гравия), материалов дробления горных пород, гравийно-песчаной смеси, природного или дробленого песка, минерального порошка и нефтяного вязкого теплостойкого битума, взятых в определенных соотношениях.

Литую асфальтобетонную смесь (тип I и V) с АБЗ к месту производства работ доставляют в специальных передвижных котлах, снабженных обогревом и устройством для перемешивания. Смесь типов II, III допускается транспортировать автомобилями - самосвалами, как правило, большой грузоподъемности и оборудованными обогреваемыми кузовами.

В отличие от горячего асфальтобетона литой содержит большее количество минерального порошка и битума, а также отличается технологией и методом укладки. В Европе в строительных сферах такой асфальтобетон применяют уже более 50 лет. Смесь называется литой, потому что она текучая и пригодная для литья.

Литой асфальтобетон обладает рядом преимуществ:
• небольшая масса;
• высокая водонепроницаемость;
• повышенная долговечность, обеспеченная высокой износостойкостью (срок эксплуатации до 30 лет);
• устойчивость к солям и химикалиям;
• возможность повторного использования почти в полном объеме при реконструкции дороги при минимальном добавлении новых материалов;
• высокая плотность, которая снижает негативное влияние больших нагрузок;
• морозоустойчивость; литое покрытие не промерзает, не трескается, не образует ям и выбоин.
• Возможность круглогодичной укладки независимо от окружающей температуры. Минимальная температура укладки обозначается как -10°С, и связана она не со свойствами асфальтобетона, а с некомфортными условиями работы для человека.
• Идеально подходит для укладки на сложных рельефах.
• Высокая экологичность – не содержит вредных для окружающей среды и человека примесей.
• Устойчивость к гниению.

Щебеночно-мастичный асфальтобетон был разработан в 60-х годах в Германии и в настоящее время нашел широкое применение во многих странах при устройстве верхних слоев дорожных покрытий.

Зерновой состав ЩМА включает высокое содержание фракционированного щебня (70-80% по массе) с улучшенной (кубовидной) формой зерен с целью создания максимально устойчивого минерального остова в уплотненном слое покрытия. Сдвигоустойчивость покрытия из ЩМА, характеризующая сопротивление колееобразованию, обеспечивается, главным образом, требуемым значением коэффициента внутреннего трения. Поэтому в песчаной части смеси применяется исключительно песок из отсевов дробления горных пород, так как природный песок снижает коэффициент внутреннего трения. Кроме того, высокое содержание крупной фракции каменного материала в ЩМА позволяет получить шероховатую поверхность покрытия и обеспечить требуемые значения коэффициента сцепления колеса с покрытием.

Для приготовления ЩМАС пригодны асфальтобетонные смесительные установки как периодического, так и непрерывного действия, оборудованные дополнительным дозатором и линией подачи стабилизирующей добавки, чаще всего применяют целлюлозное волокно или специальные гранулы на его основе.  

Увеличение объемов ремонтных работ требует существенного снижения их стоимости за счет совершенствования ресурсосберегающих технологий, предусматривающих переработку и повторное использование старого асфальтобетона на АБЗ.

Регенерация старого асфальтобетона на АБЗ позволяет: использовать снятый с дороги старый асфальтобетон, широко применять добавки каменных материалов, битума и пластификаторов при регенерации, получить готовую смесь заданного качеств и укладывать ее на участках дорог с соответствующей интенсивностью движения, экономить энергию и материальные ресурсы при устройстве дорожных одежд автомобильных дорог.

Для регенерации асфальтобетона могут использоваться как обычные асфальтосмесительные установки, дополненные оборудованием для хранения, транспортирования и дозирования старого асфальтобетона, так и специальные.

Стандартное оборудование установки, работающей по классической башенной схеме, дополняется оборудованием для хранения, дозирования и транспортирования старого асфальтобетона, состоящим из приемного бункера с питателем, конвейера, накопительного бункера с питателем.

Исходные каменные материалы предварительно дозируют в агрегате питания, высушивают и нагревают в сушильном барабане, затем подают элеватором в смеситель, где сортируют на фракции, дозируют и перемешивают с битумом, минеральным порошком и уловленной пылью. Дробленый старый асфальтобетон загружается в приемный бункер, из которого питателем подается на конвейер – по нему материал перегружается в накопительный бункер, оборудованный питателем.

В специализированных установках для регенерации асфальтобетона наиболее часто применяется сушильный барабан, обеспечивающий и перемешивание загружаемых материалов. В установках с раздельной загрузкой минеральных материалов и регенерируемого асфальтобетона обеспечивается мягкий нагрев последнего, что способствует получению высококачественной асфальтобетонной смеси. Вместе с тем, загрузка асфальтобетона в среднюю часть барабана требует его тщательной подготовки и мелкого дробления перед употреблением, чтобы исключить попадание крупных кусков и заклинивания их в загрузочном устройстве.

Использование старого асфальтобетона для приготовления асфальтобетонных смесей снижает расход минеральных материалов и битума, уменьшает потребление энергии, в результате чего уменьшаются общие расходы при строительстве и ремонте дорог на 20 – 30%.

В современных асфальтосмесительных установках все основные операции(дозирование компонентов, время перемешивания, выгрузка готовой смеси и т.д.) могут быть полностью автоматизированы. В этом случае за процессом приготовления смеси оператор наблюдает из закрытой кабины, оборудованной пультом управления. Устаревшие установки можно модернизировать.

Например, производитель «КРЕДШМАШ» предлагает модернизировать АСУ ДС-117 и ДС-158, так как они морально и технически устарели и довести их до уровня ДС-185. С этой целью производитель предлагает установить следующее оборудование

- узел для точного дозирования материалов;

- компьютеризировать кабину управления;

- узлы для использования старого асфальта;

- установки для приготовления битумной эмульсии;

- установки для приготовления ПБВ (полимер-битумного вяжущего);

- устройство подачи и дозирования целлюлозного волокна и гранул;

- установка для приготовления цементных смесей;

- экологическая система сухой очистки газов;

- накопительный бункер готовой а/б смеси;

- бункер для минерального порошка;

- автоматические котлы для нагрева битума;

- автоматические котлы для нагрева битума;

- печь для разогрева битума расфасованного в бочки;

- универсальные горелки модельные;

- виброгрохот индустриального назначения для минеральных материалов

   При приготовлении асфальтобетонных смесей контролируют: качество всех компонентов, температурный режим подготовки битума, температуру нагрева минерального материала, температуру готовой асфальтобетонной смеси, качество готовой асфальтобетонной смеси.

Контроль делится на 3 этапа: входной, операционный и приемочный.

При входном контроле устанавливают соответствие качества исходных материалов в каждой поступившей на асфальтобетонный завод партии требованиям действующих нормативно-технических документов.

Операционный контроль составляющих материалов осуществляют не реже 1 раза в 10 смен с определением следующих показателей: зернового состава для щебня, песка, отсевов дробления и минерального порошка; содержание пылевидных и глинистых частиц для щебня и песка; влажность для не активированного минерального порошка; гидрофобность для активированного минерального порошка. Для проведения испытаний пробы материалов отбирают со клада. Контроль качества битума включает в себя определение глубины проникания иглы при 25⁰ С и температуры размягчения по «Кольцу и Шару».

Для проведения испытаний отбирают пробы битума из каждого рабочего котла 1 раз в смену.

В процессе приготовления асфальтобетонных смесей постоянно осуществляют контроль температурного режима. Контролируют как температуру нагрева исходных материалов, так и температуру готовой смеси. При наличии приборов, фиксирующих указанные параметры, показания снимаются с приборов, а при отсутствии последних производится измерение температур с помощью термометра.

Кроме того, в процессе приготовления следует контролировать установленное для каждого вида смеси время перемешивания.

При приемочном контроле качества готовой смеси контролируют температуру выпускаемой смеси в кузове каждого автомобиля непосредственно после выпуска смеси из смесителя. В том случае, когда АБЗ оборудован бункером - накопителем, температуру смеси измеряют после выгрузки смеси из бункера в кузов автомобиля.

Для контроля качества отбирают одну пробу от каждой выпущенной партии, при этом партией считается количество асфальтобетонной смеси одного состава, выпущенное на одной АСУ в течение одной смены, но не более 600 тонн (ГОСТ 9128).

Отбор проб следует начинать не ранее, чем через 30 минут после начала выпуска смесей. Для испытаний следует отобрать одну объединенную пробу, которая составляется из трех-четырех точечных проб, тщательно перемешанных между собой. Точечные пробы отбирают с интервалом 20-30 мин, в зависимости от производительности установки (ГОС 12801).