Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Асфальтобетон. Учебное пособие
.pdf
расчетного. Из асфальтобетонных смесей формуют образцы,
Фракция,
мм
Вид минерального материала
Порошок, вы-
севки, щебень
из мелкозер-
нистого
гра-
нита
Порошок, вы-
севки, щебень
из плотного
из извест-
няка
Природный
кварцевый
песок
Порошок, вы-
севки, щебень
из песчаника
20…40
4,2
2,5
15…20
4,5
2,9 4,0
10…5
4,7
3,0 4,5
5…0
5,2
3,2
2,9
4,8
2,5…5
5,6
4,6
3,3
5,0
1,25..2,5
5,7
5,3
3,8
5,2
0,63…1,25
5,9
6,0
4,6
5,4
0,315…0,63
6,4
7,0
4,8
5,8
0,16…0,315
7,4
7,3
6,1
8,5
0,071…0,16
8,4
9,4 7 9,3
< 0,071
18
16
14
14
определяют физико-механические свойства асфальтобетона
и один из составов, наиболее соответствующий требованиям
ГОСТ 9128-2013, принимают за оптимальный.
Проектирование состава асфальтобетона завершается
составлением технической документации, в которую входят
сведения о свойствах исходных материалов, состав асфальтобетона и его стандартные свойства.
Таблица 5.2.3. Удельная битумоёмкость Бi
битума БНД-90/130 (k = 1,0), %
61
Вопросы для самопроверки
1. Назовите цель проектирования состава асфальтобе-
тонной смеси.
2. Какие необходимы исходные данные для проектирова-
ния состава асфальтобетонной смеси.
3. Назовите этапы проектирования состава асфальтобе-
тонной смеси.
4. При каких условиях минеральная часть смеси обладает
наименьшей пустотностью? Что такое коэффициент сбега?
5. Объясните, что такое битумоёмкость минеральных
материалов и от чего она зависит.
6. Какие существуют методы определения содержания
битума в асфальтобетонной смеси?
7. Каково ориентировочное содержание битума в асфаль-
тобетонных смесях?
6 . ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ АСФАЛЬТОБЕТОНА
Технология изготовления асфальтобетона – совокупность методов подготовки к использованию минеральных
материалов и битума, их смешения, укладки в покрытие и
уплотнения до заданной плотности. Цель технологии асфальтобетона – получение материала с запроектированными
свойствами. Поставленная цель достигается направленным
структурообразованием на всех периодах технологического
процесса:
- подготовительном: выбор и подготовка компонентов,
проектирование состава асфальтобетона;
- основном: производство смеси на асфальтобетонном
заводе, когда формируются микроструктурные связи;
- завершающем: при строительстве, когда формируется
макроструктура;
- эксплуатационном, при котором происходит стабили-
зация структуры и свойств асфальтобетона в покрытии под
движением автомобилей.
62
6.1. Производство асфальтобетонных смесей
Асфальтобетонные смеси готовят на асфальтобетонных заводах (АБЗ), стационарных или передвижных, представляющих собой комплекс технологического оборудования и складов материалов (рис.6.1.1). Первые строятся там,
где имеется постоянная потребность в асфальтобетонных
смесях – в городах, у крупных транспортных узлов. Передвижные (временные) АБЗ создают при строительстве или
реконструкции магистральных автомобильных дорог или
аэродромов.
Удаление завода от места укладки горячей смеси определяют продолжительностью её транспортирования, которая
не должна превышать 1,5 ч. Радиус обслуживания строящихся автомобильных дорог с одного АБЗ составляет 50…60
км.
Рис. 6.1.1. Общий вид асфальтобетонного завода
Асфальтобетонные заводы, в зависимости от принятой
схемы организации работ, могут быть с производством смеси
на привозных, готовых к применению фракционированных
материалах и минеральном порошке, на материалах, приго-
63
товленных здесь же, на заводе. Централизованная переработка каменных материалов и доставка на АБЗ фракционированного щебня и минерального порошка обеспечивает более эффективное производство.
Современный уровень развития техники позволяет
полностью механизировать и автоматизировать производство асфальтобетонных смесей на АБЗ.
В состав АБЗ входят:
- смесительный цех, состоящий из машин и агрегатов,
предназначенных для приготовления асфальтобетонной
смеси из подготовленных соответствующим образом материалов;
- битумное хозяйство, включающее наземные храни-
лища, битумоплавильные котлы, насосные стации, битумопроводы, устройства для приготовления ПАВ;
- склады щебня, песка и минерального порошка;
- лаборатория, контролирующая качество исходных ма-
териалов, технологию производства и качество выпускаемой
асфальтобетонной смеси;
- энерго- и паросиловое хозяйство;
- устройство для обеспечения производства сжатым
воздухом и водой;
- средства для внутризаводского транспортирования
материалов;
- другие необходимые для технологического процесса
машины и агрегаты.
Поступающие на завод минеральные материалы выгружают на специальные площадки, имеющие твёрдое покрытие. Рекомендуется устраивать крытые склады или навесы
для хранения 10…15-ти дневного запаса щебня мельче 20 мм
и песка. Минеральный порошок хранят в закрытых помещениях – бункерах или силосах, подобных ёмкостям для хранения цемента.
64
Битум поступает на АБЗ в бункерных полувагонах или
цистернах и сливается в хранилище. При расположении
нефтеперерабатывающего завода на расстоянии до 300 км
битум можно доставлять на АБЗ автобитумовозами.
Наибольшее распространение получила так называемая традиционная технология приготовления асфальтобетонной смеси в смесителях периодического действия (рис.
6.1.2).
Рис.6.1.2. Схема производства асфальтобетонной смеси
по традиционной технологии:
1 - бункеры агрегата питания щебня и песка; 2- горизонтальный
ленточный конвейер; 3 - наклонный ленточный конвейер; 4 - мокрый пылеуловитель для неосаждённой тонкой пыли; 5 – пылеулавливающее устройство для осаждения пыли; 6 – сушильный барабан; 7 – горячий элеватор; 8 – сортировочное устройство (грохот) смесительного агрегата; 9 – бункер для минерального порошка; 10 – кабина оператора; 11 – наземные битумохранилища;
12 – ёмкость для выпарки битума и его нагрева до рабочей температуры; 13 – автотранспорт для минерального порошка; 14 –
склад минерального порошка; 15 – накопительный бункер для готовой смеси; 16 – скиповый подъёмник горячей смеси; 17 - смеситель
65
Песок и щебень естественной влажности подаются со
склада в бункер агрегата питания 1 с помощью погрузчиков,
кранов с грейферным захватом или конвейеров. Из бункеров
агрегата питания эти материалы, грубо дозированные (в пропорциях, близких к расчётным), непрерывно подаются на
сборный ленточный конвейер 2.
Со сборного конвейера материал поступает на наклонный ленточный конвейер, который загружает песок и щебень
в барабан сушильного агрегата, где они высушиваются и
нагреваются до требуемой рабочей температуры. Образующиеся газы и пыль поступают в пылеулавливающее устройство 5, где она осаждается. Неосаждённая тонкая пыль улавливается мокрым пылеуловителем 4 и удаляется в виде
шлама.
Нагретые до температуры (150-180 ОС, на 20…40 ОС
выше требуемой температуры смеси) песок и щебень поступают из сушильного барабана по горячему элеватору 7 в сор-
тировочное устройство 8 – горячий грохот смесительного аг-
регата. Сортировочное устройство разделяет материалы на
фракции по размерам зёрен и подаёт их в бункеры для горячего материала. Из этих бункеров песок и щебень различных
фракций поступают в дозаторы и оттуда в смеситель 17.
Минеральный порошок из силосных банок 9 и пыль из
сушильного барабана, собранную пылеуловителем 5, винтовыми шнеками подают в элеватор, где они смешиваются и
взвешенные на отдельных весах, поступают в холодном состоянии в мешалку. Порошок и пыль можно подавать раздельно. Нагревание минерального порошка практически невозможно, так как он будет вынесен из сушильного барабана
дутьём форсунки. В смесителе холодный минеральный порошок за 10…15 секунд принимает температуру крупного заполнителя.
Из битумохранилища 11 битум, нагретый отборником
до 90 ОС, по подогреваемому трубопроводу перекачивают в
66
систему котлов 12, где обезвоживается и подогревается до
Время пере-
мешивания,
мин
Свойства асфальтобетона
Плотность,
г/см
3
Водо-
насыще-
ние, %
Прочность
при 20ОС,
МПа
Прочность
при 50ОС,
МПа
1
2,28
4,15
3,72
0,86
3
2,30
2,25
3,99
1,00
5
2,31
1,82
4,44
1,19
требуемой температуры: 100…160
О
С вязкого битума и
80…90 ОС жидкого битума в зависимости от марки битума
(на 10…20 ОС ниже требуемой температуры смеси) и отдозированный поступает в смеситель 17.
Все компоненты, поданные в смеситель, перемешиваются. Сначала минеральный порошок как самый битумоёмкий компонент берёт на себя почти весь битум, введённый в
смеситель. Дальнейшее представляет собой процесс «отъёма» битума у минерального порошка сначала песком, а в последнюю очередь щебнем. Повышение качества перемешивания повышается при использовании различных видов
ПАВ. Качество перемешивания зависит от объёма смесителя,
установки лопастей под различными углами встречи со смесью, скорости вращения валов. Эффективность влияния времени перемешивания на качество асфальтобетона видно из
таблиц 6.1.1 и 6.1.2.
Таблица 6.1.1. Влияние времени перемешивания на
свойства мелкозернистого асфальтобетона
Готовую смесь с помощью скипового подъёмника 16
направляют в накопительные бункеры 15 или сразу выгружа-
ется в автомобили-самосвалы (или в специальные закрытые
автомобили-ёмкости с теплоизолирующими стенками). Для
загрузки машины требуется 2...3 мин.
67
Таблица 6.1.2. Влияние времени перемешивания на
Показатели свойств
Время перемешивания, мин
1 3 5
6
Плотность, г/см
3
2,23
2,27
2,28
2,28
Водонасыщение, %
5,0
4,0
3,3
2,6
Прочность при сжатии, при 20ОС, МПа
1,07
1,34
1,84
2,02
Коэффициент водостойкости
0,66
0,74
0,87
0,82
свойства песчаного асфальтобетона
Рис. 6.1.3. Схема производства асфальтобетонной смеси
1 – бункеры агрегата питания заполнителей; 2 – дозаторы порционного действия; 3 – ленточный конвейер; 4 – смеситель; - 5 –
приёмный бункер смеси; 6 - приёмный бункер смесителя; 7 – силосная ёмкость для минерального порошка; 8 – дозатор минерального порошка; 9 – ленточный конвейер для подачи смеси в сушильный барабан; 10 – нагревательный агрегат битума; 11 – сушильный барабан; 12 – экран от прямого воздействия газовой (мазутной) форсунки; 13 – ковш скипового подъёмника; 14 – приёмный
бункер готовой смеси; 15 – бункер-накопитель
по беспыльной технологии:
68
Управление асфальтосмесительными установками осуществляется из кабины оператора 10.
Для уменьшения образования пыли при производстве
асфальтобетонной смеси используют асфальтосмесители, работающие по беспыльной технологии (рис.6.1.3).
Особенность этой установки заключается в том, что холодные щебень, песок и минеральный порошок, объединяясь
с горячим битумом в мешалке 4, становятся беспыльной сме-
сью с грубо распределённым битумом и при подогреве и домешивании в барабане 11 не пылят. Экран 12 предохраняет
смесь от перегрева. Готовая смесь попадает в бункер 14 и
ковшом 13 скипового подъёмника подаётся в бункер-накопи-
тель 15.
Двухступенчатая технология (рис. 6.1.4) производ-
ства асфальтобетонных смесей позволяет значительно повысить качество смеси по сравнению с традиционной технологией.
При этой технологии башенная компоновка агрегатов
смесительной установки изменена на партерную, в технологическую линию добавлен вибросмеситель 10, в котором готовится асфальтовяжущее путём смешения битума с минеральным порошком. На второй ступени асфальтовяжущее
поступает в смеситель 8, где смешивается с горячим щебнем
и песком.
Преимущества двухступенчатой технологии заключаются в высокой однородности распределения минерального
порошка и битума по всему объёму асфальтобетонной смеси.
Эта технология позволяет избирательно обрабатывать минеральные материалы: щебень и песок из кислых горных пород
обрабатывают ПАВ катионного типа, а уже к ним добавляют
приготовленное из известнякового минерального порошка
(основная порода) и битума асфальтовяжущее вещество с
ПАВ анионного типа и смешивают.
69
Рис. 6.1.4. Схема производства асфальтобетонной смеси по двух-
ступенчатой технологии:
1 – бункеры агрегата питания заполнителей; 2 – сушильный барабан; 3 – горячий элеватор; 4 – бункер для минеральных материалов, прошедших через грохот; 5 – дозаторы; 6 – грохот; 7 – элеватор; 8 – смеситель непрерывного действия; 9 – бункеры-накопители; 10 – вибросмеситель минерального порошка; 11 – шнекпитатель минерального порошка; 12 – скиповый подъёмник горячей асфальтобетонной смеси; 13 – подача отдозированного горячего битума; 14 – дозатор горячего минерального порошка; 15 –
горячий бункер минерального порошка; 16 - сушильно-нагревательный агрегат для минерального порошка; 17 – силосные банки
для минерального порошка
На многих АБЗ применяются турбулентные барабанные асфальтосмесительные установки непрерывного действия свободного перемешивания. действия. Технологиче-
ская схема этой установки представлена на рис. 6.1.5.
Отдозированные щебень, песок и минеральный порошок совместно поступают в барабанный смеситель в зону А.
А – зона высушивания и нагрева минеральных смесей открытым пламенем. В конце зоны находится защитный экран,
препятствующий проникновению пламени в зону Б. Смесь
перемещается по шнековым элементам вращающегося барабана.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]