Технология циклического приготовления асфальтобетонных смесей включает: (рис. 5.11)
хранение небольшого запаса каменных материалов (песка и щебня) в бункерах-преддозаторах и предварительное дозирование влажных щебня и песка;
нагрев и сушку каменных материалов в сушильном барабане;
сортировку (рассев) нагретых минеральных материалов по фракциям и складирование в «горячих» бункерах;
дозирование нагретых каменных материалов по фракциям на весовой площадке и подача в смеситель;
нагрев минерального порошка в теплообменнике;
дозирование минерального порошка на весовой площадке (или в отдельном дозаторе) и подачи в смеситель;
сухое (без вяжущего) перемешивание минерального материала в смесителе;
нагрев вяжущего (битума или ПБВ) в рабочей емкости;
дозирование и подачу вяжущего в смеситель;
мокрое (с вяжущим) перемешивание компонентов в смесителе;
выгрузку готовой смеси в кузов транспортного средства или через подъемное устройство («горячий» элеватор или скиповый подъемник) в бункер-накопитель готовой смеси;
выгрузку готовой смеси из бункера-накопителя в транспортное средство.
Рис. 5.11. Технологическая схема приготовления асфальтобетонной смеси в установке циклического действия.
1. Бункеры-дозаторы, 2. Сборный конвейер, 3. Конвейер сушильного барабана, 4. Сушильный барабан, 5. «Горячий» элеватор, 6. Смесительная башня, 7. Накопительный бункер, 8. Элеватор минерального порошка, 9. Силос минерального порошка, 10. Пылеуловитель и силос пыли, 11. Пылесос-вентилятор, 12. Битумный бак-цистерна, 13. Нагреватель масла, 14. Кабина управления.
В настоящее время свойство литого а/б нормируется двумя документами:
ГОСТ Р 544-01;
ТУ 5718-002-04000633-2006,
которые частично дублируют друг друга, типы смеси и области их применения приведены в таблице:
|
Нормативные документы |
Тип смеси |
Новое строительство |
Капитальный ремонт |
Текущий ремонт |
Тратуар и вело-дорожка |
|
ГОСТ 54401- 2011 | |||||
|
ТУ 5718-002-04000633-2006 | |||||
Преимущества литого а/б.
Эластичность и водонипраницаемость литого а/б препятствует образованию колеи, значительно увеличивает трещиностойкость дорожного покрытия. повышает безопасность движения.
Применение литого а/б возможно в местах, где укладка уплотняемых смесей невозможна или затруднена.
Может быть повторно использован после расплавления.
Материалы для приготовления литых смесей.
1. Щебень (получаемый дроблением твердых горных пород, соответствующий требованиям ГОСТ 8267-93).
2. Песок (из отсевов дробления, природный песок, а так же их смеси, соответствующие требованиям ГОСТ 8736-93).
Для приготовления литых смесей, в качестве вяжущего применяют битумы нефтяные, дорожные, вязкие марок БНД 40/60, БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90.
Опят производства литых смесей на АБЗ показал, что на покрытиях или ремонтных картах литого а/б часто образуются пластические деформации, это связано с недостаточной жесткостью материала, особенно при использовании битума БНД 60/90. Поэтому в последние годы все больше подрядчиков применяют литые смеси на ПБВ. А/б на ПБВ имеет более высокие прочностные показатели.
Приготовление литых а/б смесей производят на обычном оборудовании АБЗ и в специализированных установках.
Транспортирование литых а/б смесей.
КОХЕР (котлы) - в этих машин предусматривается нагрев, перемешивание в процессе транспортирования.
Для нагрева при транспортировании КОХЕРом литы а/б смесей используется автоматическая система с применением газовых горелок и горелок на жидком топливе. При чем, предусматривается возможность регулирования температуры нагрева от 100 до 200-300 C 0 .
В настоящее время за рубежом все большее внимание уделяется контролю условий хранения и транспортировании литых а/б смесей.
Обычный асфальтобетон изготавливается по следующей схеме: все составные элементы перемешиваются, получается горячая либо холодная смесь, она заливается и непременно уплотняется. Данная операция упрочняет асфальт и придает ему устойчивость к деформированию. Литой же асфальтобетон представляет собой жидкость, хотя и вязкую, поэтому необходимости уплотнения нет.
Когда литой асфальт охлаждается, он самостоятельно набирает плотность, достаточную для эксплуатации, что уменьшает затраты на его укладку и ускоряет процесс сооружения дороги. Этот материал имеет необычный состав и приемы изготовления. Обычный асфальт основан на макроструктуре и состоит из щебня, песка с добавкой минерального порошка, а литой имеет в своей основе микроструктуру, определяемую битумом. Связывающее вещество состоит из битума с добавкой минерального порошка. В литом асфальте доля его достигает 28%, причем из них собственно битум занимает от 7,5 до 10%, а порошок составляет 20-30%. Благодаря такому повышенному содержанию и формируется полукаркасная структура окончательного материала, в состав которой входит до 50% щебня размером до 5 миллиметров.
По максимальному размеру зерен литой асфальт делится на типы:
Отличается и технология изготовления. При приготовлении литого асфальта температура состава выше, смесь при доставке на место применения беспрерывно перемешивают и подогревают. Для укладки материала используются специальные машины. Уплотнение не требуется, литой асфальт, остывая, сам набирает необходимую прочность.
Литая смесь стоит дороже обычной, но ее стоимость окупается долгим временем службы.
Предъявляемые к наружному дорожному покрытию требования очень высоки, поскольку верхний слой должен быть не только прочным и износоустойчивым, но и предохранять внутренние слои от атмосферных осадков. Основными качествами литого асфальта являются пониженная пористость и повышенная плотность. Рассмотрим основные характеристики разных типов литого асфальта:
Объекты, которые сооружаются с использованием литого асфальта, это мосты и дороги, туннели и многое другое. Поскольку показатели типов во многом различаются, необходимо выбирать материал, оптимально пригодный для реальных условий. Из литого асфальта первых двух типов изготавливают различные слои дороги, если по ней проходят больше 3 тысяч автомашин за день. Это могут быть скоростные участки дорог, шоссе, аэродромы и другое.
Можно использовать материал 1 и 2 типов и для не таких нагруженных автодорог, хотя это является экономически невыгодным.
Первый тип асфальта не применяют при создании дорожек для пешеходов и велосипедов. Типы 2,3 и 4 используют для базовых и покрывных слоев. Типы 1,2 и 5 применяют при разных видах ремонта, заделки выбоин, создании выравнивающих слоев в ходе постройки туннелей и мостов.
Литой асфальт ценен своей повышенной шероховатостью. Колеса машин и велосипедов хорошо сцепляются с дорожным покрытием, это особенно важно при дождливой погоде или снегопаде.
Повышенные гидроизолирующие свойства литого асфальта позволяют его использовать непривычным способом: с его помощью устраивают покрытие кровли, полы, гидроизолируют туннели.
Чтобы получить качественное дорожное покрытие, необходимо соблюдать технологию на всех этапах изготовления продукта. В одинаковой степени важны:
Рассмотрим подробнее все эти параметры.
Состав компонентов, применяемых при создании литого асфальта, имеет отличия от обычных и регламентируется ГОСТом:
Использование для литого асфальтобетона особо вязких сортов битума приводит к тому, что для смешивания составляющих требуется нагрев смеси до высокой температуры. Но излишний нагрев может оказать влияние на свойства продукта, поэтому желательно нагрев делать минимально возможным:
Если применить активированный минеральный порошок, температуру смеси удается снизить до 170-190оС.
Этот способ производства асфальта исключает его приготовление там, где он укладывается, поскольку требуется точное выдерживание температурного режима. Производственный процесс состоит из следующих этапов:
После доставки смесь загружают в особые асфальтоукладчики, которые выкладывают ее ровным слоем, толщина которого – 3-7,5 сантиметров. Предварительно асфальтируемый участок обкладывается брусьями, не дающими смеси растекаться. Когда асфальт остынет до температуры 60-70оС, брусья можно убрать. Слой асфальта уплотнения не требует, хотя с целью повышения шероховатости в поверхность утапливают черный щебень при помощи легких катков.
Приготовить литой асфальт значительно труднее, чем обыкновенный горячий асфальт и особенно холодный. В России этого типа асфальта производится не больше 9-10% общего производства, хотя наметилось стремление к росту. Лидирующими в сфере этого производства являются изготовители нефтяных продуктов и бетонов:
В связи с типом асфальта и районом его производства стоимость литого материала может быть различной. Средняя цена составляет от 3700 до 4200 рублей за тонну или 5940–8800 рублей за кубометр.
Оптимальное время для ремонта поврежденных автодорог – лето, когда все работы выполняются дешево. Впрочем, если ремонт выполняется в аварийной ситуации, он может быть выполнен при любой погоде. Подбирается асфальт оптимального типа и класса, и им заполняются выбоины в дороге. Последовательность работ при этом следующая:
Из литого асфальта получается высококачественное дорожное покрытие, способное выдерживать немалую нагрузку. Отличная водонепроницаемость позволяет его применять в различных гидроизолирующих работах.
Литой асфальт свое название получил лишь потому, что его укладывают на подготовленное полотно дороги без уплотнения. Производят его по литьевой технологии, в которой используются битум в качестве вяжущего материала, песок и щебень, минеральный порошок и активные добавки поверхностного действия. Ингредиенты, входящие в состав литого асфальта, в определенных пропорциях загружаются в специальное оборудование, которое работает как смеситель. Внутри компоненты перемешиваются при температуре +220С. После чего литой асфальтобетон просто подается через специальный материалопровод по месту укладки.
Материал имеет жидкую подвижную структуру, поэтому легко и равномерно распределяется по дорожному полотну. При снижении температуры смеси она превращается в прочное покрытие. К тому же залитый битумный материал обладает высокими показателями влагостойкости, водонепроницаемости и трещиностойкости.
Классификация литых битумных композитов основана на пропорциях битума и наполнителей. В качестве вяжущего используется нефтяной дорожный битум. Но так как марок этого материала несколько, то каждый из них выбирают с учетом типа дорого, климатических условий их эксплуатации.
Есть среди наполнителей минеральный порошок. Этот материал считается главным наполнительным компонентом, который составляет структуру асфальтобетона. Именно с его помощью битум из объемного состояния переводится в пленочное покрытие. Именно минеральный порошок увеличивает прочность литого асфальта и его вязкость.
Смесь битума и минерального порошка среди специалистов носит название асфальтовяжущее вещество. В ней пропорции каждого компонента составляют: битум – 11%, минеральный порошок – 25%. Это стандартная рецептура.
Минеральный порошок производят из различных природных каменных материалов, а также из доменных шлаков, методом размалывания. Чаще всего его готовят из известкового камня или доломита.
Получаемая при смешивании смесь должна соответствовать определенным характеристикам. Особое значение придается такому показателю как гидрофильность (проще – набухание композита). Оптимальное значение коэффициента набухания – 1,25 мм. При этом само набухание раствора не должно превышать 2,5%.
Сегодня не все производители литого асфальтобетона используют минеральный порошок из выше обозначенных материалов. Многие предпочитают использовать местное сырье, тем самым снижая себестоимость готовой композитной смеси. Это ГОСТом на литой асфальт не запрещено. Но составляя рецептуру, необходимо учитывать характеристики добавляемых порошков, которые можно изготавливать из золы, отходов сахарного производства и прочих отходов. Поэтому рецепт литого асфальтобетона в каждом конкретном случае будет разным.
В качестве щебня для производства литого асфальта используют или каменные породы, или доменные шлаки металлургического производства. К обоим материалам предъявляются несколько строгих требований.
Что касается песка, то его также производят методом дробления или размалывания из каменных прочных пород (прочностью до 40 МПа) или доменных шлаков (80 МПа). При этом зернистость материала должна быть или средней, или крупной. Но в саму смесь литого асфальта песок должен добавлять только одной фракции. Таким образом добивается однородность готового композитного раствора.
Технология приготовления литого асфальтобетона основана на смешивании компонентов в определенных пропорциях и последовательности. При этом, учитывая, что композитный материал должен укладываться на дорожное полотно подогретым до определенной температуры, а сам процесс производства организуется не на месте кладки смеси, поэтому для транспортировки используют специальные автомобили-емкости.
Вот технология производства:
Так как асфальт литого типа является материалом гостированным (с использованием различных методов испытания), то на него оформляется сертификат соответствия.
Технология укладки литого асфальтобетона – работы, проводимые в теплую и сухую погоду при температуре выше +5С. При этом температура самого композита должна находиться в пределах 185-235 С. Разброс температурного режима зависит от типа используемого в смеси битумного вяжущего и технологических условия проведения работ.
Последовательность применения литого асфальтобетона:
Необходимо обозначить, что асфальтобетон этого типа можно использовать и для укладки на старое дорожное полотно, на вновь строящиеся трассы и в процессе проведения ямочного ремонта. Процесс приема литого композита зависит от того, какими средствами будет производиться его укладка.
Если для этого используются асфальтоукладчики, тогда из кохера смесь подается именно в бункер укладчика. А дальше она равномерно со скоростью 1-3 м/мин распределяется по поверхности дороги с минимальной толщиной – 25-30 см. Никакого давления и трамбовки. Через несколько часов после укладки дорогу можно эксплуатировать.
Распределение композитной смеси можно производить и вручную, используя лопаты и другие приспособления. Обычно этот метод применяют для тротуаров. У этого способа несколько отрицательных сторон:
Что касается литого асфальта и ямочного ремонта, то здесь применяется та же технология, что и при укладке на полотно. Смесь просто заливается в яму, распределяется по объему равномерно (совковой лопатой), после чего оставляется на воздухе остывать и упрочняться.
Если асфальтобетон используется для мостов, высоконагружаемых трасс и дорог, то в рецептуру композитной смеси добавляются специальные компоненты, которые увеличивают вязкость материала. Именно поэтому ручной способ укладки такого композита невозможен. Используется механизированная технология настила.
Внимание! В технологии укладки литого асфальта для покрытия тротуаров и дорог есть один момент, который определяет качество конечного результата. Это вертикальный стык двух слоев, которые образуются при остановке работ, к примеру, при пересмене. Поэтому рабочие, заканчивающие работу, выравнивают торец уложенного слоя, и прикладывают к нему деревянную балку. Вторая смена балку удаляет, торец нагревают до температуры 220-240С и начинают кладку нового слоя.
Что касается достоинств литого асфальтобетона, то здесь четыре позиции:
Кроме достоинств есть у литого асфальта и четыре серьезных недостатка:
Способ приготовления литой асфальтобетонной смеси относится к области производства дорожно-строительных материалов. Технической задачей, решаемой изобретением, является сокращение времени приготовления литой асфальтобетонной смеси, снижение энергозатрат при обеспечении теплоустойчивости, сохранении подвижности смеси и повышении экологической безопасности. Способ заключается в перемешивании предварительно разогретых минеральных каменных материалов, битума и серы до однородной массы. Согласно изобретению сера может находиться в порошкообразном или жидком состоянии. При этом серу смешивают с разогретыми до температуры 160-180 o С минеральными каменными материалами в количестве 3-6% от массы минеральных материалов. После перемешивания полученной массы до однородного состояния вводят разогретый до 140-160 o С нефтяной битум в количестве 5-8% от массы минеральных материалов, вновь перемешивают компоненты. Полученный в результате литой асфальтобетон характеризуется повышенной теплоустойчивостью, водостойкостью при сохранении подвижности. При этом время приготовления смеси сокращается в 2 раза. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов, в частности к приготовлению асфальтобетонных смесей. Известен способ приготовления литой асфальтобетонной смеси, включающий смешение компонентов в виде разогретых до температуры 190-240 o С минеральных материалов с битумом, нагретым до 160-180 o С. Приготовленная смесь имеет температуру 165-240 o С . Недостатком этого способа приготовления литых асфальтобетонных смесей является: - использование нефтяных глубокоокисленных вязких дорожных битумов с температурой вспышки не ниже 240 o С, характеризующихся при 25 o С глубиной проникания иглы от 50-60 ед, температурой размягчения по методу КиШ не менее 52 o С, температурой хрупкости не выше -12 o С. Известен способ приготовления литой асфальтобетонной смеси, принятый в качестве прототипа, согласно которому приготовление смеси осуществляется путем смешения нагретого до 145-150 o С битума в количестве 4-6% с серой в виде тонкодисперсного отстоя очистки серы в соотношении 1:1 (в пересчете на серу) в течение 60-120 с, полученное серобитумное вяжущие смешивают с нагретым до 140-150 o С известняковым минеральным порошком в соотношении 1:1,5 в течение 30-60 с, а затем полученную смесь перемешивают с нагретым до 140-150 o С минеральным материалом в течение 15-30 с . Недостатками этого способа приготовления литых асфальтобетонных смесей являются: - длительное время приготовление смеси 105-210 с; - необходимость предварительного разогрева минерального порошка до 140-150 o С при приготовлении литой асфальтобетонной смеси; - большая пылимость тонкодисперсного отстоя серы. Технической задачей, решаемой изобретением, является сокращение времени приготовления литой асфальтобетонной смеси при сохранении теплоустойчивости, подвижности смеси и повышении экологической безопасности. Для достижения указанного результата в способе приготовления литой асфальтобетонной смеси, включающем перемешивание нагретых минеральных материалов с нагретым битумом и серой, сначала минеральные каменные материалы, нагретые до температуры 160-180 o С, смешивают без предварительного подогрева с минеральным порошком в течение 15-20 с, а затем вводится сера в порошкообразном или жидком состоянии в количестве 3-6% от массы минеральных каменных материалов и перемешивается в течение 20-30 с, после чего вводят битум в количестве 5-8% от массы минеральных материалов и перемешивают в течение 20-30 с. Общее время приготовления смеси составляет 55-80 с. Сера, введенная непосредственно на минеральные материалы, активирует поверхность минерального материала, обеспечивает лучшую адгезию битума. По способу-прототипу и по предлагаемому способу приготовили литую асфальтобетонную смесь следующего состава, %: Щебень гранитный (фракции 5-15) - 14 Песок природный - 69 Минеральный порошок - 17 Битум, % от массы минеральных материалов - 5 Сера (в порошкообразном состоянии), % от массы минеральных материалов - 5
Способ-прототип и предлагаемый способ реализованы на следующих примерах. Пример 1 (прототип). В нагретый до 145 o С битум вводили порциями холодную тонкодисперсную серу в количестве 5% от массы минеральных материалов в соотношении 1:1 (соответствие прототипу в пересчете на серу) и перемешивали в течение 80 с. Полученное серобитумное вяжущее перемешивали с нагретым до 145 o С известняковым минеральным порошком в соотношении 1:1,5 в течение 40 с и окончательное перемешивание с минеральным материалом, нагретым до 145 o С в течение 30 с. Общее время перемешивания составляло 150 с. Пример 2
Нагретые щебень и песок до температуры 170 o С перемешивали с минеральным порошком в течение 10 с, после чего в смеситель вводили серу в количестве 5% от массы минеральных материалов и перемешивали в течение 15 с. В полученную смесь вводили разогретый до температуры 140 o С битум в количестве 5% от массы минеральных материалов, осуществляли перемешивание до однородной массы в течение 15 с. Общее время перемешивания составляло 40 с. Пример 3
Нагретые щебень и песок до температуры 170 o С перемешивали с минеральным порошком в течение 15 с, после чего в смеситель вводили серу в количестве 5% от массы минеральных материалов и перемешивали в течение 20 с. В полученную смесь вводили разогретый до температуры 140 o С битум в количестве 5% от массы минеральных материалов, осуществляли перемешивание до однородной массы в течение 20 с. Общее время перемешивания составляло 55 с. Пример 4
Нагретые щебень и песок до температуры 170 o С перемешивали с минеральным порошком в течение 20 с, после чего в смеситель вводили серу в количестве 5% от массы минеральных материалов и перемешивали в течение 30 с. В полученную смесь вводили разогретый до температуры 140 o С битум в количестве 5% от массы минеральных материалов, осуществляли перемешивание до однородной массы в течение 30 с. Общее время перемешивания составляло 80 с. Пример 5
Нагретые до температуры 170 o С щебень и песок перемешивали с минеральным порошком в течение 30 с, после чего в смеситель вводили серу в количестве 5% от массы минеральных материалов и перемешивали в течение 40 с. В полученную смесь вводили разогретый до температуры 140 o С битум в количестве 5% от массы минеральных материалов, осуществляли перемешивание до однородной массы в течение 40 с. Суммарное время приготовления - 110 с. Были испытаны литые асфальтобетонные смеси, приготовленные по известному способу (прототипу) и по предлагаемому способу, а также образцы литого асфальтобетона из этих смесей. Результаты испытаний приведены в таблице. Из таблицы видно, что литые асфальтобетонные смеси, приготовленные в течение 55-80 с по предлагаемому способу, обеспечили получение всех технических показателей на уровне прототипа. Источники информации
1. ТУ 400-24-15 8-89* "Смеси асфальтобетонные литые и литой асфальтобетон. Технические условия". 2. А. С. СССР 1474133, МПК С 04 В 26/26, опубл. 23.04.1989, 3 с. (прототип).
Формула изобретения
1. Способ приготовления литой асфальтобетонной смеси, включающий перемешивание нагретых минеральных каменных материалов с нагретым битумом и серой, отличающийся тем, что сначала минеральные каменные материалы, нагретые до температуры 160-180 o С, смешивают с серой в порошкообразном или жидком состоянии, в количестве 3-6% от массы минеральных каменных материалов, а после перемешивания в полученную смесь вводят нефтяной битум в количестве 5-8% от массы минеральных каменных материалов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют нефтяной битум, имеющий при 25 o С глубину проникания иглы более 60 ед.
РИСУНКИ
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Литой асфальтобетон - это один из видов асфальтобетона, являющийся дорожно-строительным материалом получаемый в процессе застывания литой асфальтобетонной смеси.
Литая асфальтобетонная смесь - это смесь с минимальной пористостью состоящая из минеральной зерновой части песка, щебня, минерального порошка, и из нефтяного битума с полимерными добавками или без них, который используется в качестве вяжущего вещества.
Литые асфальтобетоны отличаются от традиционных тем, что в состав их смеси добавляют битум от 7,5% до 10% от общего объема, а так же полимеры модифицированные разными добавками, например минеральные порошки, которые могут составлять в объеме от 20% до 30%. Общий объем такого вяжущего вещества составляет от 28% и выше.
Укладка асфальтобетонной смеси производится по литьевой технологии в которой не используется никакой техники уплотнения, такой как вибрирование. Температура бетонной смеси при укладке должна быть не менее 190°С. В зависимости от температуры и величины нагрузки, а так же от времени действия нагрузки литой асфальтобетон ведет себя как упруго-эластичный материал.
Основной метод классификации асфальтобетонов является разделение их по размеру самой крупной частицы минерального материала. Так же асфальтобетон можно классифицировать целям его применения, а так же по методу укладки.
Классификация асфальтобетона по наибольшему размеру зерна минеральной части:
Литой асфальтобетон малогорючее вещество не распространяющее пламени. Так же он обладает малым коэффициентом теплопроводности, в сравнении с обычным бетонов у асфальтобетона данный коэффициент в 2 раза меньше.
Так же асфальтобетон является звукоизолирующим и пароизолирующим материалом, при слое такого бетона в 35 мм наблюдается снижение шума до 14 дБ.
Кроме литых асфальтобетонов так же существуют и традиционные уплотняемые асфальтобетоны. Но у литых асфальтобетонов имеются некоторые достоинства, которые дают им преимущество перед традиционными, это например водонепроницаемость и долговечность. Кроме того, значения обоих параметров можно увеличит в разы добавив в состав литой асфальтобетоной смеси модифицированный термоэластопластами дорожный битум.
К недостаткам литого асфальтобетона можно отнести:
