Крупнозернистый асфальтобетон: Что такое крупнозернистый асфальтобетон

Мелкозернистый асфальтобетон

Дороги и дорожки,Ремонт дорог

Опубликовал: Борщев В.М.
Обновлено:

Асфальтобетон – искусственный материал, широко используемый в дорожном строительстве. Он изготавливается путем уплотнения смеси, состоящей из разных пропорций камня (гравия или щебня), песка, связующего битума и минеральных наполнителей. В современном дорожном строительстве пользуется повышенным спросом мелкозернистый асфальтобетон, который широко используется для устройства верхнего слоя дорожного покрытия, укладки тротуаров, спортивных площадок и т. д. Чтобы изучить свойства и характеристики мелкозернистой смеси, надо сравнить ее с другими видами асфальтобетона.

Типы и предназначение асфальтобетона

Универсальный асфальтобетон – это смесь, которая содержит не более 15% асфальта. В ее состав входят дополнительные инертные вещества (тонкодисперсные минеральные добавки), улучшающие показатели и эксплуатационные характеристики состава. Асфальтобетонные смеси используют при строительстве дорог, так как они выдерживают значительные механические нагрузки, отличаются прочностью и долговечностью.

Благодаря составляющим компонентам, этот стройматериал может подвергаться укатке и уплотнению с целью повышения прочности. Асфальтобетон разделяют на крупнозернистый, среднезернистый и мелкозернистый. Разные типы дорожного асфальтобетона отличаются между собой количеством основного заполнителя (гравия, щебня, песка). Для создания крупнозернистого используют щебень размером до 40 мм, среднезернистого – до 25 мм, мелкозернистого – до 20 мм.

Невозможно точно определить, какой асфальтобетон лучше. Каждый тип имеет свое предназначение в дорожном строительстве:

  1. Крупнозернистый асфальтобетон обычно используется для обустройства нижнего слоя дороги. В составе смеси имеется щебень размером до 0,4 см.
  2. Среднезернистый асфальтобетон применяется для укладки однослойных дорожных покрытий или для создания верхнего слоя двухслойного полотна. Один из основных компонентов асфальтобетонной смеси этого типа – щебень размером до 0,25 см.
  3. Мелкозернистый асфальтобетон отличается высокой сопротивляемостью к атмосферным и механическим воздействиям. Поэтому его часто используют для устройства автомобильных трасс с интенсивным движением и укладки верхнего слоя в двухслойных дорожных покрытиях. Щебень, содержащийся в составе смеси, имеет размеры 0,5-2 см.

Нижний слой дорожного покрытия выполняет функцию основания и применяется для выравнивания чернового полотна. Он должен быть прочным и более жестким, поэтому для создания асфальтобетонной смеси используют зерна с крупной фракцией. Верхние слои отвечают за гладкость и идеальную форму полотна. Для их устройства оптимально подходит асфальтная смесь, содержащая мелкие зерна заполнителя.

В зависимости от климатической зоны и предназначения дорожное покрытие должно выдерживать разные механические и температурные нагрузки. Асфальтобетон не должен плавиться при высокой температуре воздуха и застывать при низких показателях. В зависимости от особенностей укладки и застывания асфальтные смеси делятся на холодные и горячие.

Важная информация! Горячий асфальтобетон перед укладкой нагревают до 100-120C, а холодный остается вязким при обычной температуре воздуха. Его укладывают при температуре не ниже -10C.

Для устройства дорожных покрытий облегченного типа в строительстве используют асфальтобетон холодного типа с мелкими фракциями. Этот стройматериал изготавливается с применением мелкозернистого или песчаного заполнителя.

Полезный совет! Не рекомендуется самостоятельно создавать мелкозернистый асфальтобетон в домашних условиях, так как этот процесс требует соблюдения точных пропорций.

Особенности изготовления

Мелкозернистые асфальтные смеси изготавливаются на специализированных заводах, а их укладка выполняется при помощи техники, с использованием специальных способов. Этот стройматериал обычно доставляется на объект при помощи спецтранспорта, так как некоторые асфальтобетонные смеси требуют непрерывного подогрева.

Важная информация! Объемный вес готового мелкозернистого асфальтобетона зависит от пропорций составляющих элементов. Стройматериал представлен производителями в нескольких вариантах, которые отличаются комбинацией смеси или наличием дополнительных компонентов.

Главная задача производителя – при изготовлении мелкозернистого асфальтобетона надо определиться с фракцией наполнителя. Обычно для этого используется определенное количество щебенки, диаметр которой не превышает 20 мм. Правильно подобранные пропорции позволяют обеспечить требуемый удельный вес готового мелкозернистого асфальтобетона.

Также в асфальтобетонную смесь добавляют нужное количество сыпучих веществ, например, шлак или песок. От этого компонента зависит густота и тягучесть состава. Инструкция, по которой изготавливают асфальтобетон, содержит этап добавления связывающего вещества. Им является гудрон, получаемый в результате перегонки нефти.

Полезный совет! Обычно производители изготавливают на специализированном предприятии 2-3 вида асфальта, которые оптимально подходят для конкретных климатических условий. При крупном заказе они могут внести изменения в состав асфальтобетонной смеси.

Характеристики мелкозернистого асфальтобетона

Еще несколько десятилетий назад асфальтобетонная смесь, содержащая мелкие фракции, плохо переносила перепады температур, перемену влажности и воздействие солнечных лучей. Современные производители решили эту проблему путем использования специальных присадок. Поэтому сегодня асфальтобетон этого типа широко используется при строительстве дорог разного предназначения.

Одно из основных преимуществ этого стройматериала – мелкозернистый и другие типы асфальтобетона укладываются без использования дорогостоящих процессов. В отличие от асфальтобетонной смеси для устройства дорожного покрытия из железобетонных плит применяется резка стройматериала алмазными кругами.

Полезный совет! Заказывая мелкозернистый асфальтобетон на производстве, необходимо потребовать от изготовителя сертификат качества. В документе должны быть необходимые характеристики на конкретную партию продукции.

Наиболее прочные, износостойкие и долговечные – щебенистые смеси, используемые для устройства взлетно-посадочных полос аэродромов и твердых покрытий трасс с интенсивным движением. Прочность дорог из гравийных смесей ниже за счет того, что гладкая поверхность гравия имеет свойство уменьшать силы адгезии, которые удерживают его в асфальтобетоне. Менее прочные – смеси из природного песка. Они используются для устройства пешеходных зон и покрытия дорог с неинтенсивным движением.

Область применения

Асфальтобетон – стройматериал с отличными прочностными характеристиками, поэтому он широко применяется для устройства долговечного твердого покрытия автодорог, пешеходных зон, рулежных дорожек аэродромов и взлетно-посадочных. Каждый из компонентов в составе смеси играет определенную роль и помогает придать асфальтобетону свойства, позволяющие применять его при устройстве твердых дорожных покрытий:

  • Битум (модифицированный, натуральный). Он выполняет функцию органического вяжущего и склеивает между собой твердые компоненты асфальтобетонной смеси, предотвращая относительные перемещения. Его получают путем перегонки нефтепродуктов с использованием химического синтеза или добывают из естественных залежей битуминозных пород и асфальта.

  • Мелкий щебень и песок. Использование этих сравнительно недорогих стройматериалов в дорожном строительстве позволяет заполнить пустоты, образующиеся в теле асфальтобетона. Песок и щебень разного размера эффективно повышает механическую прочность, износостойкость и срок службы дорожного покрытия.

  • Минеральный порошок. Он эффективно снижает текучесть и расход битума. Его получают путем разлома известняков, доменных шлаков, битуминозных известняков и доломитов. Тонкость помола порошков – до 0,071 мм. Иногда в качестве минеральных порошков используют различные порошкообразные отходы промышленности, например, пыль уноса цементных заводов.

  • Мелкозернистый асфальтобетон часто используют для устройства тротуаров и пешеходных зон, так как он стоит намного дешевле тротуарных плит. Также он применяется для выполнения мелких ремонтных работ на дороге, например, для заделки щелей. В военных учебных заведениях это тип асфальтобетона используют для создания плаца и специальных площадок.

Важная информация! Некоторые виды асфальтобетона укладывают при высокой температуре. В этом случае дорожные работы необходимо проводить, учитывая правила техники безопасности.

Дорожные покрытия из асфальтобетона обладают длительным сроком эксплуатации даже при превышении допустимых механических нагрузок. Аналогичными качествами не обладают другие стройматериалы с тем же назначением.

В современном строительстве встречаются разнообразные виды стройматериалов, которые сложно заменить, так как они имеют строго определенное предназначение. К незаменимым материалам относится мелкозернистый асфальтобетон для дорожных работ, обладающий отличными прочностными характеристиками. Он востребован для создания дорожного покрытия на площадках, пешеходных зонах и территориях, прилегающих к жилым домам и другим зданиям. Широко используется для устройства верхнего слоя автомобильных дорог при укладке двухслойного дорожного покрытия.

0

Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x

Какой асфальт лучше? Мелкозернистый или крупнозернистый, горячий или холодный?

Изобретение асфальта принесло много позитива автолюбителям. Это и снижение уровня шума на дороге, и уменьшение расхода топлива и атмосферных выбросов. С ростом требований к качеству дорожного покрытия изменяются стандарты качественного покрытия, а в зависимости от добавляемых модификаторов различают типы выпускаемого асфальта.

Асфальт (правильно – асфальтобетон) – устойчивый материал, произведенный из песка, камня (щебня или гравия), связующего битума и минеральных наполнителей в различных пропорциях.

В зависимости от фракции основного заполнителя (щебня, гравия, пека), асфальт подразделяют на крупнозернистый и мелкозернистый. Для крупнозернистого используются щебень с размерами 20 – 40 мм, для мелкозернистого, соответственно, менее 20 мм. Ответить на вопрос, какой из них лучше не возможно из-за различного предназначения этих типов асфальта. Нижние слои дорожного покрытия, призванные быть основанием и выровнять черновое полотно, должны быть жесткими и прочными, поэтому требуют зерен с большой фракцией. А вот верхние слои, отвечающие за форму и гладкость, выполняют из асфальтной смеси с мелкими зернами заполнителя.

В разных климатических зонах асфальтное покрытие дорог должно выдерживать температурные и нагрузочные особенности. Например, не плавиться при высоких температурах, и застывать без потери качества – при низких. В зависимости от температуры, предусмотренной для укладки и застывания, асфальтовые смеси делят на горячие и холодные.

Горячий асфальт производят из щебня (до 95%), песка и гравия, связывая их битумом при температуре 140-1800С. Это наиболее привычная и распространенная технология укладки дорожного покрытия, в которой требуется специальная техника.

Холодный асфальт произведен из щебня с мелкой фракцией (3-8 мм) с использованием жидкого битума и специальных добавок, повышающих эластичность, под температурой в 80-120

0С. Добавки повышают эластичность смеси и показатель его сцепки с дорожным полотном.

Горячий и холодный асфальт имеют множество различий, касающихся не только технологии их производства, но и процессов укладки.

  1. Температура укладки. Горячий асфальт не применяют в строительстве дорог, если температура воздуха ниже +50С или выше +250С. При показателях выше этой отметки горячая смесь очень плохо застывает. Для холодного асфальта граничные температуры составляют -300С и +400С. Таким образом, снимаются ограничения на сезонность выполнения ремонтных и строительных работ.
  2. Срок использования готовой смеси холодного асфальта ограничен двумя годами (срок годности). Хранится он может навалом под открытым небом (до 1 года) или в расфасованном виде в мешках по 25-50 кг. Свежеприготовленный горячий асфальт должен быть использован в течение 4-5 часов, а остатки не подлежат хранению и должны быть утилизированы.
  3. Процесс производства холодного асфальта дает минимальный парниковый эффект, в отличие от «соперника».
  4. До места использования горячий асфальт доставляется при температуре не ниже 1300С. Для холодного приемлема окружающая температура.
  5. Для укладки горячего асфальта надолго перекрываются дорожные магистрали. В работах принимают участие самосвалы, катки и виброплиты, а также бригада строителей численностью до 10 человек. Утрамбовать холодный асфальт можно вручную, и это под силу 2-3- рабочим. Останавливать или перенаправлять движение практически не требуется, поскольку после завершения очередного этапа работ, по только что уложенному асфальту могут двигаться автомобили.
  6. В процессе укладки оба вида смеси требуют сухого чернового покрытия (или ямы). Для горячей смеси важно, чтобы края ямы были обработаны битумом, а в холодное время ее нужно дополнительно прогреть.
  7. Стоимость изготовления холодного асфальта в разы выше, чем горячего. Но удобство его хранения и укладки для отдельных регионов нашей страны имеет больше преимуществ.

Также хотелось бы отметить, что холодный асфальтобетон не сможет полностью заменить горячую смесь, ведь его основное предназначение — это ремонт полотна.

Автор: Рыпань Олег, специалист по обустройству дорожного покрытия Компании «ТСГ» www.thetastroy.ru

Зола сжигания ТБО – Асфальтобетон – Руководство пользователя – Руководство пользователя по отходам и побочным материалам при строительстве дорожного покрытия

. 2023 22 января; 16 (3): 1017.

дои: 10.3390/ma16031017.

Фабио Рондинелла 1 , Фабиола Данелуз 1 , Павла Вацкова 2 , Ян Валентин 2 , Никола Бальдо 1

Принадлежности

  • 1 Политехнический факультет инженерии и архитектуры (DPIA), Университет Удине, Via del Cotonificio 114, 33100 Удине, Италия.
  • 2 Строительный факультет Чешского технического университета в Праге, Thákurova 7, 166 29 Прага, Чешская Республика.
  • PMID: 36770022
  • PMCID: PMC9918211
  • DOI: 10. 3390/ma16031017

Бесплатная статья ЧВК

Фабио Рондинелла и др. Материалы (Базель). .

Бесплатная статья ЧВК

. 2023 22 января; 16 (3): 1017.

дои: 10.3390/ma16031017.

Авторы

Фабио Рондинелла 1 , Фабиола Данелуз 1 , Павла Вацкова 2 , Ян Валентин 2 , Никола Бальдо 1

Принадлежности

  • 1 Политехнический факультет инженерии и архитектуры (DPIA), Университет Удине, Via del Cotonificio 114, 33100 Удине, Италия.
  • 2 Строительный факультет Чешского технического университета в Праге, Thákurova 7, 166 29 Прага, Чешская Республика.
  • PMID: 36770022
  • PMCID: PMC9918211
  • DOI: 10.3390/ma16031017

Абстрактный

В последние годы внимание многих исследователей в области дорожной техники приковано к поиску альтернативных наполнителей, которые могли бы заменить портландцемент и традиционный известняк в производстве асфальтобетонных смесей. Кроме того, с точки зрения Чехии, необходимо было определить качество асфальтобетонных смесей, приготовленных с выбранными наполнителями, предоставленными различными местными карьерами и поставщиками. В данной статье обсуждается экспериментальное исследование и моделирование на основе машинного обучения, выполненные с помощью подхода CatBoost на основе дерева решений, основанного на экспериментально определенных объемных и механических свойствах мелкозернистых асфальтобетонов, приготовленных с выбранными карьерными наполнителями, используемыми в качестве альтернативы традиционному известняку и портландцементу. Содержание воздушных пустот и модуль жесткости при 15 °C были предсказаны на основе семи входных переменных, включая объемную плотность, категориальную переменную, определяющую месторождение заполнителей, и пяти основных содержаний оксидов наполнителей, определенных с помощью рентгенофлуоресцентного анализа. спектрометрия. Все смеси были приготовлены с фиксированным содержанием наполнителя 10 % по массе, с содержанием битума 6 % (PG 160/220) и с примерно одинаковой градуировочной характеристикой. Прогностическая эффективность модели оценивалась с точки зрения шести различных показателей оценки с корреляцией Пирсона и коэффициентом детерминации всегда выше 0,9. 6 и 0,92 соответственно. На основании полученных результатов данное исследование может представлять собой перспективное технико-экономическое обоснование математического прогнозирования механических свойств асфальтобетонных смесей на основе минералогического состава их наполнителя.

Ключевые слова: CatBoost; рентгенофлуоресцентные анализы; альтернативные наполнители; искусственный интеллект; асфальтобетонные смеси; Древо решений; машинное обучение.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Содержание оксидов в карьерных наполнителях определено…

Рисунок 1

Содержание оксидов в карьерных наполнителях, определенное с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии (м/м %).

Рисунок 1

Содержание оксидов в карьерных наполнителях, определенное с помощью РФ-спектрометрии (м/м %).

Рисунок 2

Корреляционная матрица Пирсона.

Рисунок 2

Корреляционная матрица Пирсона.

фигура 2

Корреляционная матрица Пирсона.

Рисунок 3

Процесс обучения модели CatBoost.

Рисунок 3

Процесс обучения модели CatBoost.

Рисунок 3 Процесс обучения модели

CatBoost.

Рисунок 4

Тестовые векторы и CatBoost-предсказания…

Рисунок 4

Тестовые векторы и прогнозы CatBoost для AV ( up ) и IT-CY ( down…

Рисунок 4

тестовых векторов и CatBoost-прогнозирования данных AV ( против ) и IT-CY ( против ).

Рисунок 5

Графики регрессии модели CatBoost для…

Рисунок 5

Графики регрессии модели CatBoost для AV ( вверх ) и IT-CY ( вниз…

Рисунок 5 Графики регрессии модели

CatBoost для данных AV (от до ) и IT-CY (от до ).

Рисунок 6

Особенности важности.

Рисунок 6

Особенности важности.

Рисунок 6

Особенности важности.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

  • Альтернативные наполнители в асфальтобетонных смесях: лабораторные исследования и моделирование машинного обучения для прогнозирования механических характеристик.

    Тивари Н., Рондинелла Ф., Сатьям Н., Бальдо Н. Тивари Н. и др. Материалы (Базель). 2023 13 января; 16 (2): 807. дои: 10.3390/ma16020807. Материалы (Базель). 2023. PMID: 36676543 Бесплатная статья ЧВК.

  • Экономически эффективные подходы, основанные на машинном обучении, для прогнозирования динамического модуля теплого асфальтобетонной смеси с асфальтовым покрытием с высокой степенью регенерации.

    Дао Д.В., Нгуен Н.Л., Ли Х.Б., Фам Б.Т., Ле Т.Т. Дао Д.В. и др. Материалы (Базель). 23 июля 2020 г .; 13 (15): 3272. дои: 10.3390/ma13153272. Материалы (Базель). 2020. PMID: 32717910 Бесплатная статья ЧВК.

  • Влияние гашеной извести на модуль жесткости при непрямом растяжении асфальтобетона, изготовленного по технологии полутеплых смесей.

    Ивански М.М. Иванский ММ. Материалы (Базель). 2020 23 октября; 13 (21): 4731. дои: 10.3390/ma13214731. Материалы (Базель). 2020. PMID: 33113972 Бесплатная статья ЧВК.

  • Ход исследования сопротивления скольжению шлако-асфальтовых смесей кислородных печей (конвертерного конвертера).

    Ли С, Сюн Р, Чжай Дж, Чжан К, Цзян В, Ян Ф, Ян Х, Чжао Х. Ли С и др. Материалы (Базель). 2020 8 мая; 13 (9): 2169. дои: 10.3390/ma13092169. Материалы (Базель). 2020. PMID: 32397170 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Проблемы использования регенерированного асфальтового покрытия для новых асфальтовых смесей: обзор.

    Тарси Г., Татаранни П., Санджорджи К. Тарси Г. и др. Материалы (Базель). 2020 12 сентября; 13 (18): 4052. дои: 10.3390/ma13184052. Материалы (Базель). 2020. PMID: 32932617 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Рекомендации

    1. Али Ю. , Ирфан М., Зишан М., Хафиз И., Ахмед С. Пересмотр взаимосвязи испытаний на динамический и модуль упругости асфальтобетонных смесей. Констр. Строить. Матер. 2018;170:698–707. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.098. – DOI
    1. Залгут А., Кастро С., Карам Дж., Калуш К. Лабораторная и полевая оценка асфальтобетонных смесей заводского производства, содержащих РАП, в жарком климате: пример из Феникса, Аризона. Констр. Строить. Матер. 2022;351:128322. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2022.128322. – DOI
    1. Будапанахалли С. Х., Маллур С.Б., Патил А.Ю., Алосайми А.М., Хан А., Хусейн М.А., Асири А.М. Трибологическое исследование влияния армирования SiC и Al2O3 в Al7075: применение в цилиндрических зубчатых передачах. Металлы. 2022;12:1028. doi: 10.3390/met12061028. – DOI
    1. Патил А.Ю., Банапурматх Н.Р., Е.П., С.; Читавадаги, М.В.; Хан, TMY; Бадруддин, И.А.; Камангар, С. Многомасштабное исследование механических свойств и прочности нового зеленого песка (полимолочной кислоты) в качестве замены мелкого заполнителя в бетонной смеси. Симметрия. 2020;12:1823. дои: 10.3390/sym12111823. – DOI
    1. Патил А.

      Добавить комментарий

Номер публикации: FHWA-RD-97-148

[ Гранулированная основа ] [ Описание материала ]

 

ЗОЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ТБО Руководство пользователя

Асфальтобетон

ВВЕДЕНИЕ

Зола в камерах сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) и смешанная зола, которые были переработаны для удаления черных и цветных металлов и для достижения надлежащей градации размера частиц, могут быть смешаны с другими заполнителями для использования в смеси для асфальтового покрытия. Из-за того, что в переработанной золе сжигания ТБО содержится более крупная доля более мелкозернистого материала, чем крупнозернистого материала, зола в основном используется в качестве заменителя мелкого заполнителя в смеси для дорожного покрытия. Хотя в некоторых испытательных покрытиях использовалось до 50 процентов заполнителя по весу, рекомендуется, чтобы номинальное замещение ограничивалось 25 процентами золы в вяжущем или базовом слое и 15 процентами или менее в поверхностных смесях для обеспечения удовлетворительного качества дорожного покрытия. производительность и производительность в полевых условиях.

 

ПРОТОКОЛ

В настоящее время в Соединенных Штатах нет крупномасштабного коммерческого использования золы от сжигания бытовых отходов в смесях для асфальтового покрытия.

В течение 1970-х и в начале 1980-х годов в рамках программ, спонсируемых Федеральным управлением автомобильных дорог (FHWA), было уложено не менее шести испытательных покрытий, содержащих золу от сжигания твердых бытовых отходов (ТБО).

Тестовые участки базового курса были размещены в Балтиморе, (1) 9.0070 Хьюстон, (2) и Вашингтон, округ Колумбия. (3) Секции для испытаний на изнашивание или поверхностный слой были размещены в округе Делавэр, штат Пенсильвания, Филадельфии, штат Пенсильвания, и Гаррисберге, штат Пенсильвания. (4) В 1980 году в Линне, штат Массачусетс, была размещена секция вяжущего и поверхностного слоя. (5) Совсем недавно (за последние 10 лет) испытательные покрытия были уложены в Шелтоне, Коннектикут, (6) Тампа, Флорида, (7) Рочестер, Массачусетс, (8) Лакония, Нью-Хэмпшир , (9) и Элизабет, Нью-Джерси. (10)

Перечень конкретных проектных деталей, связанных со многими упомянутыми демонстрационными испытаниями дорожного покрытия, представлен в Таблице 10-4.

Все демонстрации покрытия 1970 года были признаны FHWA успешными, за исключением покрытия Harrisburg, где в течение первого года было сообщено о значительном удалении покрытия.

В целом, результаты ранних демонстрационных испытаний FHWA показали, что золу от сжигания бытовых отходов можно смешивать, размещать и уплотнять с использованием обычного битумного строительного оборудования.

Были отмечены трудности с остатками с высоким содержанием органических веществ (измеряемым как потери при прокаливании) по сравнению с остатками с низким содержанием органических веществ. Остатки, имеющие LOI более 10 процентов, демонстрировали высокую и неравномерную абсорбцию асфальта в процессе производства асфальта. Высокая потребность в асфальте и пыление во время сушки объясняются высоким содержанием мелочи в золе. Также была отмечена необходимость тщательного контроля температуры на асфальтовом заводе для управления процессом сушки, особенно в случае золы с высоким содержанием влаги.

(5)

Базовый слой, как правило, считался более подходящим для использования в качестве покрытия из ясеня, чем для грубого покрытия.

Таблица 10-4. Демонстрация укладки золы от сжигания ТБО.

Проект
(Дата)
Тип ясеня Зола Фракция
(%)
Асфальтовый цемент
(%)
Лайм
(%)
Тротуар
Хьюстон, Техас (1974) Комбинированный ясень
100
9,0 2,0 База
Филадельфия, Пенсильвания (1975) Комбинированный ясень 50 7,4 2,5 Поверхность
Делавэр Ко. , Пенсильвания (1975) Комбинированный ясень 50 7,0 2,5
Поверхность
Гаррисберг, Пенсильвания (1975) Комбинированный ясень 50 7,0 2,5 Поверхность
Гаррисберг, Пенсильвания (1976) Зола комбинированная (витрифицированная) 100 6,7 0,0 Поверхность
Вашингтон, округ Колумбия (1977) Комбинированный ясень 70 9,0 2,0 База
Линн, Массачусетс (1979) Комбинированный ясень 50 6,5 2,0 Связующее и поверхность
Тампа, Флорида (1987) Зола комбинированная (гранулированная) 5 – 15 Основание и поверхность
Рочестер, Массачусетс (1992) Зольная зола
(сухой процесс RDF)
30 Основание и поверхность
Лакония, Нью-Хэмпшир (1993) Решетка для пепла 15 5. 1 Поверхность
Элизабет, Нью-Джерси (1996) Зола 15 5.1 Поверхность

Результаты более поздних демонстраций, проведенных в течение последних 10 лет, показали, что зольные секции в целом сопоставимы по своим характеристикам с обычными смесями; однако сообщалось о некоторых трудностях в процессе производства асфальта из-за засорения рукавного фильтра (9) и высокой влажности золы (10) . Сообщалось также о разложении частиц золы на более мелкие частицы в процессе производства. (9,10)

В процессе производства асфальта введение заполнителей, смешанных с большой долей золы (с высоким содержанием влаги и мелочи), может привести к потенциальным эксплуатационным проблемам. Это включает в себя более низкую производительность завода, чтобы обеспечить больше времени для сушки и возможное засорение рукавного фильтра асфальтобетонного завода чрезмерными мелочами из золы.

Можно ожидать, что асфальтовые покрытия, содержащие золу от сжигания бытовых отходов, выиграют от малого удельного веса золы по сравнению с обычным заполнителем и, как следствие, более высокого выхода, выраженного в единицах объема на тонну. Для дорожных покрытий с более высоким процентным содержанием золы требуется более высокое процентное содержание битумного вяжущего (цемента) по сравнению с обычными смесями заполнителей. Это происходит из-за высокой поглощающей способности частиц золы. Из-за относительно низкой долговечности частиц золы по сравнению с природными заполнителями и высокого процентного содержания (приблизительно 20-30%) стекла в золе введение большого количества золы в составы слоев износа может привести к растрескиванию. или проблемы со снятием.

 

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ

Сегрегация золопотоков

Отделение крупных частиц золы (колосной золы) от мелких частиц золы (зольной пыли и котловой золы) на установке для сжигания и использование крупной золы является предпочтительной стратегией сбора золы. С точки зрения укладки дорожного покрытия снижение количества мелких фракций могло бы помочь уменьшить высокоабсорбирующую мелкую фракцию, а также помочь смягчить потенциальные проблемы засорения рукавного фильтра в процессе производства асфальта.

Скрининг

Просеивание до верхнего размера минус 19 мм (3/4 дюйма) необходимо для производства материала-заменителя заполнителя, который может соответствовать большинству спецификаций градации. Просеивание до меньшего верхнего размера, например минус 12,7 мм (1/2 дюйма), более желательно для получения материала с более низкой фракцией плюс 12,7 мм (1/2 дюйма), поскольку эта фракция может состоять из слабых частиц (клинкеров). ), которые легко разрушаются при обращении. Однако просеивание золы с относительно высоким содержанием влаги до размера минус 12,7 мм (1/2 дюйма) может засорить просеивающее оборудование или снизить производительность просеивания.

Удаление черных и цветных металлов

Удаление черных металлов с помощью магнитных сепараторов является обязательным, а удаление цветных металлов с помощью вихретоковых сепараторов предпочтительнее для получения нереакционноспособного зольного продукта, не содержащего металлов. Присутствие и окисление черного металла в дорожном покрытии может привести к появлению выпуклостей.

Смешивание

Чтобы удовлетворить требованиям градации AASHTO T27 (11) , зола от сжигания бытовых отходов должна быть смешана с обычным заполнителем.

Витрификация

Процессы высокотемпературной плавки, которые остекловывают золу, были коммерчески использованы в Японии и были продемонстрированы в Соединенных Штатах (12,13) ​​ В процессе стеклования можно получить стеклянный продукт, который может облегчить многие из вышеупомянутых проблем, связанных с золой. мелочь и влага. Однако такая обработка является энергоемкой и дорогостоящей и не была принята в Соединенных Штатах.

 

ИНЖЕНЕРНЫЕ СВОЙСТВА

Некоторые из технических свойств золы от сжигания ТБО, которые представляют особый интерес, когда зола от сжигания ТБО используется в качестве заполнителя в асфальтобетонных покрытиях, включают градацию, удельный вес, долговечность, содержание влаги и абсорбцию.

Градация : Минус 19 мм (3/4 дюйма) зола от сжигания бытовых отходов является хорошо классифицированным материалом. Приблизительно 60 процентов как золы остатка, так и комбинированной золы относятся к категории мелкого заполнителя. Можно ожидать, что измеренное содержание ила (минус фракция 0,075 мм (решетка № 200)) в золе сжигания ТБО будет находиться в диапазоне от 5 до 15 процентов. Хорошо оцененный характер минус 19мм (3/4 дюйма) золы делает его относительно легким продуктом для смешивания в высоких процентах с большинством смесей для дорожного покрытия, где 50 процентов природного заполнителя можно легко заменить золой в большинстве смесей для базового слоя (и при этом соответствовать спецификациям градации) . Для использования в горячих асфальтобетонных смесях зола сжигания ТБО должна соответствовать тем же требованиям к градации, что и обычный заполнитель, в соответствии с AASHTO T27. (11)

Удельный вес : Меньший удельный вес золы в камерах сгорания ТБО, который составляет приблизительно 9От 65 до 1290 кг/м 3 (от 60 до 80 фунтов/фут 3 ) можно ожидать более высокую производительность асфальтобетонного покрытия (уложенная площадь на массу асфальта) по сравнению с выходом дорожного покрытия из природного заполнителя.

Долговечность : Зола в камерах сгорания ТБО демонстрирует предельную долговечность, как было измерено испытанием на истирание в Лос-Анджелесе (от 40 до 50 процентов). При транспортировке и производстве асфальта можно ожидать разрушения крупных частиц, что потенциально может снизить качество смеси.

Содержание влаги : Содержание влаги в золе сжигания ТКО может сильно варьироваться, примерно от 30 до 60 процентов в пересчете на сухую массу. Можно ожидать, что такое содержание влаги повлияет на операции по производству асфальта.

Поглощение : Зола от сжигания ТКО является материалом с высокой поглощающей способностью со значениями абсорбции от 5 до 17 процентов. Это проявляется в том, что требования к асфальтобетонному вяжущему могут быть значительно выше (на 10–20 процентов), чем при использовании обычных заполнителей.

Некоторые свойства асфальтобетонных смесей, на которые может повлиять использование золы для сжигания ТБО, включают стабильность смеси и способность к отделению (восприимчивость к влаге).

Стабильность : Сообщается, что стабильность смесей сравнима со смесями из природного заполнителя. (9) Эти результаты ожидаются, если зола от сжигания бытовых отходов используется в первую очередь для замены фракции мелкого заполнителя в смесях.

Зачистка : Во время демонстрационных программ в 19В 70-х годах гашеную известь добавляли в золу топки ТБО в качестве противоотслаивающего агента в поверхностных слоях. Во время демонстраций в конце 1980-х и 1990-х годах гашеная известь не добавлялась. Когда зола используется в качестве заменителя мелкого заполнителя, а процентное содержание смеси поддерживается на низком уровне (примерно 15 процентов), проблемы с десорбцией должны быть минимальными. Более высокие проценты могут потребовать добавления агента, препятствующего смыванию.

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ

Смешанный дизайн

Асфальтовые смеси, содержащие золу сжигания ТКО, могут быть разработаны с использованием стандартных лабораторных процедур. Однако необходимо следить за тем, чтобы содержание битумного вяжущего было достаточным для учета высокой абсорбции частиц золы в процессе составления смеси. Недавняя работа показала, что методы расчета смеси Маршалла могут привести к завышению требуемого содержания асфальта в смеси и могут привести к последующему разрушению дорожного покрытия из-за образования колеи. Использование гирационной испытательной машины, как указано в ASTM D3387, было предложено в качестве альтернативы для приготовления смеси с использованием показателей вращательной уплотняемости и стабильности для определения оптимального содержания асфальта. (9)

Низкое содержание золы может быть более подходящим в смесях для дорожного покрытия, чтобы снизить требования к асфальтовому вяжущему в результате введения в смесь большой фракции частиц золы с высокой поглощающей способностью. (14) Пока процентное содержание золы, вводимой в смесь, остается низким (менее 20 процентов), потребность в дополнительном асфальтовом вяжущем должна быть достаточно низкой. Низкое содержание золы в поверхностных смесях также может устранить необходимость в таких антиобледенителях, как гашеная известь.

Для градаций заполнителя не требуется никаких специальных приспособлений, можно использовать обычные градации горячих смесей; тем не менее, желательно предвидеть некоторое измеримое разрушение частиц золы во время обращения. Это может увеличить долю мелкого заполнителя и пыли в смеси во время производственного процесса и открыть новые непокрытые абсорбирующие частицы, что приведет к непредвиденному спросу на асфальт.

Структурный дизайн

Обычные методы расчета конструкции дорожного покрытия AASHTO подходят для асфальтовых покрытий, в состав смеси которых входит зола от сжигания ТБО.

 

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

Транспортировка и хранение материалов

В некоторых европейских странах, где зольный остаток от сжигания ТБО используется в качестве гранулированного основного материала, зола хранится от 30 дней до 6 месяцев до использования. (15) Этот период хранения дает время потенциально способным к гидратации и расширяющимся солям для реакции до использования материала в строительстве. Использование комбинированной золы, которая может содержать свободную известь, может еще больше усугубить эту проблему. Хранение золы в асфальтобетонных покрытиях в течение не менее 30 дней, вероятно, является достаточным при использовании 10-20% золы в смеси. Могут потребоваться более длительные периоды хранения, если в смесь вводится более высокий процент золы.

Смешивание, размещение и уплотнение

Те же методы и оборудование, которые используются для производства обычного асфальта, применимы к смесям для дорожного покрытия, содержащим золу от сжигания твердых бытовых отходов. Во время производства асфальта необходимо уделять особое внимание контролю температуры установки, на которую может повлиять влажность золы. Вероятно, это потребует снижения производительности завода. Чрезмерная мелочь в золе и высокое содержание золы (более 20 процентов) могут привести к чрезмерному переносу мелочи в рукавный фильтр. Это будет более проблематично на заводах периодического действия, где зола, скорее всего, будет высушиваться сама по себе перед хранением в горячих бункерах.

Те же методы и оборудование, которые используются для укладки и уплотнения обычного дорожного покрытия, применимы к асфальтовым покрытиям, содержащим золу от сжигания ТБО.

Контроль качества

Для смесей, содержащих золу от сжигания ТБО, следует использовать те же процедуры полевых испытаний, что и для обычных горячих асфальтовых смесей. Смеси следует отбирать в соответствии с AASHTO T168, (16) и проверять на удельный вес в соответствии с ASTM D2726, 9.0069 (17) и плотность на месте в соответствии с ASTM D2950. (18)

 

НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

Использование золы от сжигания бытовых отходов в горячих асфальтовых смесях еще не получило широкомасштабного коммерческого использования в Соединенных Штатах. Отсутствуют спецификации, касающиеся минимальных требований к обработке, свойств золы или характеристик смеси. Кроме того, зола содержит большое количество микроэлементов (особенно свинца) и большое количество растворимых солей. Потенциальные воздействия необходимо более полно учитывать, чтобы гарантировать, что использование золы для сжигания ТКО не приведет к каким-либо неблагоприятным воздействиям на окружающую среду. Необходимы дополнительные данные о работе асфальтового завода и качестве выбросов в атмосферу, когда зола из камеры сгорания ТБО вводится в завод.

 

ССЫЛКИ

  1. Уолтер, К. Эдвард. «Практическая переработка мусора», Журнал ASCE отдела инженерной защиты окружающей среды, Американское общество инженеров-строителей, том 102, № EE1, февраль 1976 г., стр. 139-148.

  2. Хейнс, Дж. и В. Б. Ледбеттер. Остатки мусоросжигателя в битумной конструкции основания . Федеральное управление автомобильных дорог, отчет № FHWA-RD-76-12, Вашингтон, округ Колумбия, 1975.

  3. Павлович, Р. Д. , Х. Дж. Ленц и У. К. Ормсби. Установка отходов мусоросжигательных заводов в качестве материала для дорожного покрытия в Вашингтоне, округ Колумбия Федеральное управление автомобильных дорог, отчет № FHWA-RD-78-114, Вашингтон, округ Колумбия, 1977 г.

  4. Коллинз, Роберт Дж., Ричард Х. Миллер и Стэнли К. Цисельски. Руководство по использованию отходов мусоросжигательных заводов в качестве дорожного материала, Федеральное управление автомобильных дорог, отчет № FHWA-RD-77-150, Вашингтон, округ Колумбия, 1977.

  5. Ormsby, WC «Мощение остатками муниципальных мусоросжигательных заводов», Материалы Первой международной конференции по утилизации золы сжигания твердых бытовых отходов. Филадельфия, Пенсильвания, октябрь 1988 г.

  6. Demars, K.R. et al. «Демонстрационный проект по дорожному покрытию и структурному заполнению золы в мусоросжигательных камерах для сжигания бытовых отходов, свалка в Шелтоне Управления по восстановлению ресурсов Коннектикута», Материалы Шестой международной конференции по утилизации золы в камерах для сжигания твердых бытовых отходов. Арлингтон, Вирджиния, ноябрь 1993 г.

  7. .
  8. Хупер, Уильям Ф. «Демонстрационный проект переработанной золы», Материалы Четвертой международной конференции по утилизации золы в камерах сгорания твердых бытовых отходов. Арлингтон, Вирджиния, ноябрь 1991 г.

  9. Макбат, Паула Дж. и Патрик Ф. Махони. «Путь к полезному повторному использованию SEMASS Boiler Aggregate™», Материалы Шестой международной конференции по утилизации золы от сжигания твердых бытовых отходов. Арлингтон, Вирджиния, ноябрь 1993 г.

  10. .
  11. Эйми, Т. Тейлор и Дэвид Л. Гресс. Лакония, Проект по укладке зольного остатка в Нью-Гэмпшире: Том 3, Отчет об испытаниях физических характеристик . Группа экологических исследований, Университет Нью-Гэмпшира, Дарем, Нью-Гэмпшир, январь 1996 г.

  12. Чеснер Инжиниринг, П.К. План демонстрационного мониторинга центрального привода на месте, Управление портов Нью-Йорка и Нью-Джерси, ноябрь 1995 г.

  13. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Ситовой анализ мелких и крупных заполнителей», Обозначение AASHTO: T27-84, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986 г.

  14. ASME. Витрификация остатков (золы) систем сжигания бытовых отходов. ASME/США Горное бюро, CRTD-Vol. 24, 1995.

  15. Фудзимото, Т. и Э. Танака «Переработка плавлением сжигаемых остатков муниципальных отходов, “Материалы Тихоокеанской бассейновой конференции по опасным отходам. апрель 1989 г.

  16. Чеснер, У. Х., Р. Дж. Коллинз и Т. Фунг. «Характеристика остатков мусоросжигательных заводов в городе Нью-Йорк», Труды Национальной конференции по переработке отходов 1986 года. Отдел по переработке твердых отходов ASME, июнь 1986 г.

  17. Чендлер и др. Международный взгляд на определение характеристик и обращение с остатками установок для сжигания твердых бытовых отходов. Сводный отчет, Международное энергетическое агентство, 1994 г.

  18. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Отбор проб битумных смесей для дорожного покрытия», Обозначение AASHTO: T168-82, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986 г.

  19. Американское общество испытаний и материалов. Стандартная спецификация D2726-96, «Объемный удельный вес и плотность невпитывающих уплотненных битумных смесей», Ежегодный сборник стандартов ASTM, Том 04.03, ASTM, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996 г.

  20. Американское общество испытаний и материалов. Спецификация стандарта D2950-96, «Плотность асфальтобетона на месте с помощью ядерных методов», Ежегодный сборник стандартов ASTM, , том 04.03, ASTM, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996.

 

[ Гранулированная основа ] [ Описание материала ]

Предыдущий | Содержание | Следующий