Производство асфальтобетонной смеси: Производство асфальтобетонной смеси – технология

Содержание

Современные технологии производства асфальтобетонных смесей

Асфальт (от греч. α’σφαλτος – горная смола) – смесь битумов (60…75% в природном и 13…60% в искусственном) с минеральными веществами: известняком, песчаником и др. Может применяться вместе с песком, гравием, щебнем для устройства дорожных и других покрытий.

Асфальт бывает как природного, так и искусственного происхождения. Природный асфальт образуется из тяжелых фракций нефти или их остатков в результате испарения ее легких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Искусственный асфальт (асфальтобетонная смесь, АБС) – это строительный материал, получаемый после уплотнения смеси щебня, песка, минерального порошка и битума.

Исторически дороги мостили камнем, но с середины XIX в. во Франции, Швейцарии, Соединенных Штатах и ряде других стран для дорожных покрытий начинают применять битумно-минеральные смеси. Как показал опыт эксплуатации, асфальт оказался наиболее подходящим материалом для устройства дорожных покрытий.

Основные его преимущества – это высокая скорость строительства, более низкая себестоимость и отличная ровность получаемых покрытий. Асфальтобетонные покрытия и сегодня остаются самыми распространенными при строительстве дорог, мостов, тоннелей и других сооружений.

Асфальтобетонные  смеси делают из компонентов в заданной пропорции и степени гомогенности в асфальтосмесительных установках (АСУ). Для получения смеси высокого качества необходимо правильно выбрать ингредиенты, их физические свойства и интенсивность их перемешивания, точно определить пропорцию. При соблюдении всех требований получается гомогенная АБС со свойствами, отвечающими ГОСТу.

Существуют различные по принципу действия АСУ. В настоящее время наиболее известны циклическая (порционная) система смешивания и непрерывная (барабанная). Циклическая технология шире применяется в Европе, тогда как в США, Австралии, Канаде и Латинской Америке более популярны АСУ непрерывного действия. Такое разделение произошло из-за различной протяженности дорог в Европе и Америке.

Согласно статистике в 2006 г. объем производства асфальтобетонных смесей в США превысил 500 млн. т, тогда как в Германии выпущено порядка 56 млн. т, во всей же Европе – около 350 млн. т. Сразу становится понятен разрыв в уровне между европейскими странами и США. На заре эры асфальтовых покрытий и в Штатах применяли заводы циклического действия, но в период дорожного бума и резкого роста потребности в асфальте встал вопрос снижения себестоимости его производства и увеличения производительности АСУ. Решением стало внедрение непрерывной технологии производства смесей, что и позволило значительно сократить себестоимость производства и повысить объемы выпуска смеси одной установкой.

Рассмотрим принципы, на которых построены эти технологии, и их преимущества.

Основным  компонентом классического циклического асфальтобетонного завода (АБЗ) является система подачи инертных, предварительно дозирующая холодные инертные материалы, такие как щебень и песок, которые по наклонному конвейеру подаются в сушильный барабан, где нагреваются до заданной температуры потоками газа.

Нагретые инертные подаются на элеватор горячих инертных и далее на вибрационный грохот, который рассеивает поток материала на разные фракции согласно количеству и размеру ячеек сит. В АБЗ некоторых производителей, например LINTEC GmbH & Co. KG, применяются не вибрационные грохоты, а барабанные, что позволяет снизить стоимость установки. Такие грохоты применяли когда-то и в отечественных АБЗ, но современные АСУ комплектуют именно вибрационными грохотами, так как они обеспечивают более точное разделение фракций. В барабанных грохотах возможно перераспределение мелких фракций в более крупные при максимальных нагрузках и при повышенной лещадности щебня, который может застревать в ситах и блокировать проход мелких фракций, что подтверждено опытом эксплуатации АСУ такого типа в России. Под грохотом расположены бункера горячих инертных, и в каждом хранится своя фракция. Согласно составу смеси, заданному в программе управления, из каждого бункера с отдельной фракцией в весовой хоппер дозируется по очереди требуемое количество материала.
Отдельно установлен весовой хоппер для битума и хоппер для минерального порошка и пыли. Битум дозируется из битумохранилища, а минеральный порошок и пыль – из соответствующих силосов. Дозирование осуществляется с помощью динамического взвешивания всех компонентов смеси. Дозированные компоненты подаются в смесительную камеру, где перемешиваются. Средняя продолжительность общего цикла дозирования и перемешивания составляет 45 с, т. е. 80 циклов в час. Именно так определяется паспортная производительность циклических АБЗ – полезный объем смесительной камеры умножают на 80 циклов. Например, при смесителе в 2 т х 80 циклов получаем 160 т/ч.

АБЗ с горизонтальным скипом – по сути тележка, перемещающаяся по направляющим рельсовым опорам, которая доставляет смесь от смесителя к нужному бункеру хранения смеси и приводится в действие лебедочным механизмом с приводом. Хранилище асфальта разделено на разные отсеки – бункера, где можно хранить смеси с разной рецептурой. Очистка отходящих горячих газов из сушильного барабана происходит в рукавном фильтре, где осаждается пыль с помощью тканевых мешков (рукавов). Осажденная пыль обычно либо вывозится с АБЗ, либо подается в силос пыли, из которого дозируется в хоппер для минерального порошка в нужной пропорции с минеральным порошком. Битум хранится в цистернах, которые могут быть горизонтального, вертикального или мобильного исполнения. Процесс дозирования, смешивания и отгрузки смеси в самосвалы контролируется операторами из пункта управления. В большинстве современных АБЗ установлена  микропроцессорная система управления, что облегчает работу, но в то же время средства ручного управления зачастую отсутствуют, и это не позволяет продолжать работу в случае сбоя компьютерной системы.

Многие узлы АБЗ непрерывного типа аналогичны узлам АБЗ циклического типа. Также дозирование холодных инертных осуществляется из холодных дозаторов, отличие которых в том, что они выполняют роль дозаторов, а не предварительных дозаторов, как в циклических АБЗ. В циклических АБЗ дозирование компонентов идет из бункеров горячих инертных в весовой хоппер, а из преддозаторов – только предварительная подача материала. Погрешность дозирования преддозаторов может достигать 10% и более, что несущественно для данного типа АБЗ, так как есть весовой контроль. В то же время в непрерывных АБЗ холодные дозаторы являются именно дозирующим устройством и обеспечивают высокую точность дозирования с погрешностью ±0,1%. Это достигается благодаря современному микропроцессорному управлению, приводам с частотным управлением, тахометрам на приводных валах с обратной связью и весовому мосту, установленному в наклонном конвейере. Холодные инертные точно дозируются из бункеров и подаются на наклонный конвейер, оснащенный грохотом негабарита, отсеивающим негабаритный щебень. Поток материала после грохота попадает на весовой мост, который динамически взвешивает суммарный объем инертных и корректирует работу дозаторов через систему обратной связи с программой управления. Взвешенный материал попадает в сушильно-смесительный барабан, где он, как и в циклическом АБЗ, сушится потоком нагретого газа от пламени горелки. После сушки нагретый материал смешивается в этом же агрегате с минеральным порошком, собственной пылью, битумом и другими компонентами.

Полученная смесь выгружается из сушильно-смесительного барабана. Традиционно для хранения смеси применяют силосы круглого сечения со скребковым конвейером. Системы такого типа могут обеспечивать хранение 9 шт. х  300 т = 2700 т и более.

Также в составе непрерывного АБЗ есть битумное хранилище, силосы минерального порошка и собственной пыли. Есть рукавный фильтр с такими же тканевыми рукавами и системой эвакуации пыли или в силос, или назад в барабан, или в самосвал для вывоза.

Развитие конструкций АБЗ непрерывного типа можно разделить на три этапа – это барабанные смесители прямоточного типа, когда поток материала и горячего газа шел в одном направлении, что было не так эффективно, как в барабанах второго поколения – противоточных. Третьим этапом развития непрерывных АБЗ стала разработка барабанно-смесительных установок со встроенной горелкой и барабана Double Barrel («двойной барабан») компанией Astec Inc.

В прямоточных барабанах поток горячего газа идет параллельно инертным материалам. При таком нагреве газ может проходить через прорехи в завесе материала и не передавать тепло инертным. Температура выходящих газов высокая, что приводит к преждевременному износу тканевых фильтров. Материал попадает в зону горения пламени, из-за чего не полностью сгорает топливо и спекаются влажные инертные. Минеральный порошок и битум уносятся потоком газа в рукавный фильтр, и в результате фильтры загрязняются. Характерно низкое качество перемешивания смеси.

В противоточных барабанах материал подается с противоположной стороны барабана и движется навстречу горячему газу. Устранена проблема спекания и уноса инертных и битума. Время смешивания увеличено, и качество смесей повысилось. Также стало возможно добавление до 50% регенерированного асфальтового покрытия (РАП) с малым выбросом углеводородов, так как РАП подается после пламени горелки. Повысилась эффективность работы – расход топлива снизился, а производительность возросла. Модификацией этого типа является двухбарабанная система, когда один барабан сушит материал в противотоке, а нагретые инертные подаются во второй барабан, предназначенный только для смешивания.

Такие АБЗ обеспечивают еще большее время смешивания и лучшее качество смеси.

Противоточные сушильно-смесительные барабаны и сегодня самый распространенный тип агрегатов для сушки и смешивания в АБЗ непрерывного типа. Смешивание в этих АБЗ происходит под воздействием гравитации – барабан, вращаясь, поднимает смесь лопатками, которая падает в определенный момент. При падении происходит смешивание. Такой тип смешивания часто называют гравитационным.

Принципиально новая система сушки и смешивания разработана и запатентована гениальным инженером Доном Броком. Д. Брок создал свою компанию Astec Inc. и начал производство АБЗ с запатентованной системой Double Barrel. За короткий период Astec Inc. выросла до уровня абсолютного лидера среди производителей АБЗ. Гениальность конструкции Double Barrel в том, что удалось совместить преимущества непрерывной технологии и циклической – низкая себестоимость производства смеси и качественное принудительное перемешивание, как в циклическом АБЗ.

Смесь подается в барабан Double Barrel и в противотоке нагревается. В конце сушильного барабана нагретая смесь через окна выгружается в смесительный барабан, одетый поверх сушильного. На вращающемся сушильном барабане наварены смесительные лопатки, которые перемешивают ингредиенты, находящиеся в статике, как и в циклическом АБЗ. Время смешивания составляет 90 с и рассчитано на производство ЩМА без снижения производительности и с возможностью добавления РАП до 50%. Основные преимущества Double Barrel – это самое низкое потребление топлива в индустрии, качественно промешанные, гомогенные смеси, простота эксплуатации и низкие расходы, высокая производительность при производстве смесей всех типов.

Теперь рассмотрим принципиальные различия между циклическим и непрерывным АБЗ и целесообразность их применения в тех или иных условиях.

Основное отличие этих технологий в системе дозирования и смешивания. В непрерывном АБЗ нет башни и дозирование сразу идет из холодных дозаторов, смесь идет непрерывным потоком. В циклическом АБЗ идет разгрохотка материала на фракции и весовое, порционное дозирование компонентов, а смесь выпускается порциями.

Циклические АБЗ позволяют проще и быстрее менять рецептуру смеси, в теории каждый замес может иметь другую рецептуру. Такие АБЗ наиболее востребованы при производстве асфальта в городах и мегаполисах, когда асфальт производят для нескольких укладочных комплексов. В то же время циклические АБЗ менее мобильны из-за башни. Башня имеет большие размеры, и для их снижения уменьшают размеры бункеров горячих инертных. В результате мобильный циклический АБЗ работает в режиме грохочения – горячие инертные бункера часто или переполнены одной фракцией, или пусты, что приводит либо к нарушению рецептуры, либо простоям и сбросу избытка нагретых фракций, в основном более крупных. Владелец АБЗ теряет объем выпуска асфальта и деньги на бесполезный нагрев сброшенного щебня. При выпуске ЩМА производительность может упасть на 40% от паспортной из-за добавления цикла сухого перемешивания и увеличения времени цикла.

Преимущество  непрерывных АБЗ – в простоте конструкции. Они проще в транспортировке, возведении на новом месте и обслуживании. Такой АБЗ может быть запущен в работу в течение 3 дней и дать асфальт. Стоимость ниже, чем у циклического такой же производительности, а реальный выпуск асфальта в смену выше. Особенностью является то, что в реалиях России фракционный состав закупаемого щебня на карьерах может не соответствовать ГОСТу, а так как в этом типе АБЗ нет грохота, разделяющего на фракции инертный материал, иногда происходят нарушения в рецептуре смеси и состав инертных может меняться. Простым решением такой проблемы является установка отдельного грохота для предварительной подготовки инертных, благо на рынке предлагается огромное количество как стационарных, так и мобильных решений. Установка грохота позволяет контролировать состав инертных до их нагрева, а не когда деньги на нагревание уже потрачены. Тем более что даже с дополнительной комплектацией грохотом непрерывный АБЗ конкурентен по цене. При работе в городах и необходимости выпуска в течение одной смены асфальтобетонных смесей разных рецептур АБЗ комплектуют силосами длительного хранения, позволяющими хранить смесь до 4 суток. Например, один из производителей асфальта в США, имеющий в комплекте с АБЗ 6 силосов, менял рецептуру 50 раз в смену. Это делается просто – задается новая рецептура и по прошествии 40…60 с смесь подается в другой силос, где и накапливается новая смесь. При наличии опыта эксплуатации переход происходит просто и быстро. Точность дозирования инертных, минерального наполнителя, битума и других ингредиентов соответствует стандарту, что подтверждено опытом эксплуатации во всем мире и в России в том числе. Качество получаемых смесей, в том числе и ЩМА, на высоком уровне.

Каждая из технологий имеет свои особенности и преимущества. При выборе АБЗ еще раз взвесьте все «за» и «против» исходя из того, как вы планируете работать. Реалии современной России еще раз подтвердили, что при наличии мобильного АБЗ вы получаете возможность быстро реагировать на ситуацию и участвовать в подрядах не только в своем регионе.

Технология приготовления асфальтобетонной смеси и контроль. ГОСТ 9128-97

– Для приготовления а/б смеси необходимо предварительно разработать в  лабораторных условиях его состав (количества щебня, песка, минерального порошка и битума).
– Для обеспечения точного состава а/б смеси необходимо предварительная сортировка  этих материалов (сортировочные устройства устанавливаются до холодного вертикального элеватора).

– Количество материалов,   отпускаемых со складов завода в смеситель, должно соответствовать составу смеси, предложенного лабораторией.

– Для восстановления кровель применяется а/б смесь, используемая для всех типов дорог:
Тип А
Марки I,

где содержание щебня должно составлять 50-60% (гос. стандарт 9128-97)
– Для приготовления смеси в смеситель в первую очередь подается щебень, песок, минеральный порошок; после получения смеси подается соответствующее количество битума для последующего смешения.
– Температура щебня и песка в процессе смешивания должна составлять 165-185 С°
– Минеральный порошок подается в холодном виде.
– Температура битума должна составлять 140-160 С°
– После выпуска из смесителя температура смеси должна составлять 140-160 гр. С.
– Состав щебня должен быть таким, чтобы его зерна проходили:
через 20-мм сито – 90-100%,
через 15-мм сито – 75-100%.
– Допустимое отклонение в количестве материалов в процессе приготовления а/б смесей должно быть не более:
щебня – 3%,
песка – 3%,
битума – 1,5%,
мин. порошка – 1,5%.
– температура битума проверяется каждые 2 часа.

– Контроль за остальными компонентами смеси ведется непрерывно.
– Температура готовой смеси проверятся при каждой погрузке в самосвал.
– Качество а/б смеси проверяется  в каждую смену в лабораторных условиях.
– Время доставки а/б смеси не должно превышать 1, 5 часа при температуре воздуха свыше 10 С°.
– Работа механизмов  предварительной сортировки и устройств по взвешиванию компонентов проверяются каждые 2 недели, а при возникновении подозрений в неточности – немедленно.
– При визуальном осмотре а/б смесь должна выглядеть однородной, рыхлой, не должна прилипать к кузову автомобиля.
В случае возникновения сомнений она должна быть проверена в лабораторных условиях.
– Состав зерен а/б смеси проверяется раз в 3 смены, а содержание щебня – каждую смену, ускоренным методом.
– Прочность используемых в  а/б смесях (тип А) щебня не должна быть ниже 1000.
– В щебне (тип А) допустимо наличие  не более 15% плоских и игольчатых зерен.
– Содержание глинистых или пылевых частиц в щебне и песке не должно превышать 1%.
– Пористость минерального остова  не должна превышать 23%.
– А/б смесь должна соответствовать следующим требованиям:

 

Наименование показателей Климатические зоны
l ll, lll lV, V

Водонасыщенность в % по объему

Тип А

Б и Г

В и Д

Остаточная пористость по % объема

2. 0-3.5

1.5-3.0

1.0-2.5

2.0-3.5

 

2.0-5.0

1.5-4.0

1.0-4.5

2.0-5.0

 

3.0-7.0

2.5-6.0

2.5-6.0

3.0-7.0

Состав зерен а/б смесей типа А марки I должен составлять:

 

Тип смеси
Состав зерен в % меньше мм
20 15 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14 0.071
А 90-100 75-100 62-100 40-50 28-38 20-28 14-20 10-15 6-12 4-10

– Нагретый до рабочего состояния битум необходимо использовать в течение 5 часов.
– После готовности а/б смеси его необходимо загрузить в автомашины или в складское хранилище
– В зависимости от консистенции битума, используемые материалы в процессе приготовления а/б смеси должны иметь следующую температуру:

Вид смеси Марка битума Температура в С°
Битум Щебень и песок А/б смесь
горячий

БНД: 40/60 60/90 90/130 БН: 60/90, 90/130

130-150 165-185 140-160
Холодный

БНД: 130/200, 200/300, 130/200 БН: 200/300

110-130 145-165 120-140

АГ: 130/200 МГ: 130/200

80-100
90-100

115-135
125-145

90-110
100-120


– Для приготовления а/б смеси необходимо иметь необходимое количество щебня, песка, минерального порошка и битума.
– В ходе приготовления смеси необходимо произвести предварительное дозирование по объемам – в соответствии с зерновым составом, разработанным в лаборатории.
Влажный щебень и песок определенного зернового состава в установленных объемах  поступает в сушильно-нагревочную печь. После печи поступает на сита двойной сортировки, а оттуда – в соответствующие бункеры. 
Из этих бункеров щебень, песок и минеральный порошок в определенных дозах подаются в смеситель (битум подается отдельно).
– Цикл приготовления смеси считается завершенным, когда она поступает в машину по перевозке смеси  или в заводское складское хранилище.

Технологическая схема и описание производства асфальтобетона и битума (Контрольная работа)

Расчётно-графическая работа

на тему:

«Технологическая схема и описание производства асфальтобетона и битума»

ОДЕССА – 2010

1. Технологическая схема и описание производства асфальтобетона

Дороги с твердым покрытием имеют асфальтобетонную или цементобетонную поверхность, которая сочетает грузонесущие свойства с соответствующим показателям сопротивления скольжению и износу, непроницаемости и долговечности.

Асфальтобетоном называют материал, который получают после уплотнения асфальтобетонной смеси, приготовленной в смесителях в нагретом состоянии щебня или гравия, песка, минерального порошка и битума в рационально подобранных соотношениях. Если вместо битума применяют дёготь или полимер, то соответственно материал называют дёгтебетон или полимербетон.

Асфальтобетонные смеси являются основным видом битумоминеральных смесей. Существует большое количество смесей, которые различаются по крупности и количеству щебня, содержанию природного или дроблёного песка, количеству минерального порошка, вязкости битума. В результате получают смеси с различной структурой, которая и обеспечивает сопротивление покрытий эксплуатационным воздействиям. Смеси с большим содержанием щебня имеют скелет из каменных частиц, который воспринимает основную механическую нагрузку. Смеси, состоящие из минерального порошка, песка и битума, представляют собой асфальтовый раствор, их механические свойства определяются главным образом вязкостью битума. Чем меньше в смеси скелетообразующих частиц, тем выше должна быть вязкость битума.

95% автомобильных дорог строятся с асфальтобетонным покрытием, так как имеет ряд преимуществ над другими покрытиями. Главное отличие асфальтобетона от бетонов на минеральных вяжущих заключается в его термопластичности, т.е. размягчении и снижении прочности до 0,8–1,0 МПа в жаркие летние дни, когда температура покрытия поднимается до +50С, и повышении твёрдости и прочности до 10,0–15,0 МПа при отрицательной температуре в зимнее время года.

Гранулометрический состав асфальтобетонной смеси определяет содержание пор в минеральной части асфальтобетона, которое в свою очередь определяет количество битума в смеси и взаимосвязано с остаточной пористостью. Оптимальная остаточная пористость взаимосвязана с вязкостью связующего вещества и комплексом эксплуатационных факторов – транспортных, атмосферных, климатических. Например, при маловязком разжиженном битуме необходима высокая пористость асфальтобетона, обеспечивающая быстрое испарение лёгких фракций из битума и как следствие повышение сопротивления эксплуатационным факторам.

Комплекс эксплуатационных факторов влияет также на выбор марки битума. В холодном климате надо применять битум с меньшей вязкостью, чем жарком. Тяжелое движение транспортных средств диктует применение высоковязкого битума.

Асфальтобетон используется для устройства нижних и верхних слоев дорожных покрытий магистральных улиц, конструктивных слоев дорожной одежды, развязок, мостов, спусков эстакад общегородского назначения, ямочного ремонта, площадок под стоянку легковых и грузовых автомобилей, внутридворовых площадок и дорог, тротуаров и дорожек.

Структурообразование горячей асфальтобетонной смеси завершается сразу после укладки и остывания. Для формирования структур асфальтобетона из холодных смесей его необходимо выдерживать определенное время перед открытием движения автотранспорта. К основным свойствам асфальтобетона относят прочность, водостойкость, износостойкость, сдвигоустойчивость. Следует отметить, что названные свойства асфальтобетона в значительной мере зависят от температуры. Так, если при температуре 20°С горячий асфальтобетон имеет предел прочности при сжатии не менее 2,2 МПа, что вполне достаточно для восприятия напряжений, возникающих в эксплуатируемом покрытии, то с повышением температуры до 50 °С прочность снижается до 1,0 МПа. Естественно, при снижении температуры сопротивление сжатию возрастает, а при отрицательных температурах 15–25°С его прочность становится соизмеримой с прочностью цементного бетона. При нормальных температурах асфальтобетон хорошо сопротивляется ударным и истирающим воздействиям, например, его годовой износ не превышает 1,5 мм. Асфальтобетон обладает хорошей водостойкостью, а его коэффициент размягчения обычно не менее 0,9. Однако по сравнению с цементным бетоном асфальтобетон обладает меньшей сдвигоустойчивостью, особенно (при повышенных температурах вследствие высокой пластичности). Этот недостаток асфальтобетона приводит к появлению волн и наплывов в покрытии чаще на участке торможения. При отрицательных температурах вследствие весьма низкой пластичности асфальтобетон проявляет хрупкость, что приводит к появлению трещин и выколов в покрытии. Крупнозернистые асфальтобетоны используют в нижних слоях многослойных дорожных покрытий, средне- и мелкозернистые – для верхнего слоя покрытий. При интенсивном движении предпочтение отдают мелкозернистым асфальтобетонам. Песчаные асфальтобетоны используют для покрытий тротуаров, полов промышленных зданий, плоских кровель и гидроизоляции.

Асфальтобетонные смеси (горячие и холодные) изготавливают на стационарных или передвижных асфальтобетонных заводах (АБЗ). Стационарные строятся там, где имеется постоянная потребность в асфальтобетонных смесях – в городах, у крупных транспортных узлов. Передвижные АБЗ создают при строительстве или реконструкции магистральных автомобильных дорог.

Удалённость завода от места укладки горячей или тёплой смеси определяют продолжительностью её транспортирования, которая не должна превышать 1,5 часа. Целесообразный радиус обслуживания строящихся автомобильных дорог с одного АБЗ составляет 60…80 км. Расстояние транспортирования холодной асфальтобетонной смеси не имеет ограничения и определяется технико-экономическими расчётами.

Выбор площадки для АБЗ определяется из условий наименьшего расстояния транспортирования готовой смеси и исходных материалов, наличия железнодорожных и водных путей и других условий. Наилучшее место для размещения АБЗ выбирают на основе технико-экономических изысканий. Современный уровень развития техники позволяет полностью механизировать производство асфальтобетонных смесей на АБЗ.

Поступающие на завод минеральные материалы выгружают на специальные площадки, которые должны иметь твёрдое покрытие. Рекомендуется устраивать крытые склады или навесы для хранения 10…15 – дневного запаса щебня мельче 20 мм и песка. Каменный материал для производства минерального порошка после просушки во вращающемся барабане размалывают в шаровых или трубных мельницах. Хранят минеральный порошок в закрытых помещениях бункерного типа или в силосах. Для механизации складских операций обычно применяют автопогрузчики, ленточные конвейеры, транспортные эстакады и другие машины и механизмы.

Асфальтобетонную смесь приготавливают, как правило, одним из следующих способов:

  1. в асфальтосмесителях принудительного перемешивания периодического действия с предварительным просушиванием, нагревом и дозированием минеральных материалов. Ввиду наиболее широкого распространения этой технологии она названа традиционной;

  2. в асфальтосмесителях принудительного действия, в которых отдозированные холодные влажные минеральные материалы перемешивают с горячим битумом, а затем они поступают в сушильный барабан, где их нагревают до заданной температуры. Такая технология названа беспыльной;

  3. в асфальтосмесителях свободного перемешивания барабанного типа, в которых отдозированные минеральные материалы просушиваются, нагреваются и смешиваются с битумом. Такая технология называется турбулентной.

В нашей стране асфальтобетонные смеси изготавливают в основном по традиционной технологии в смесителях периодического действия.

Холодный влажный песок и щебень подаются со склада в бункера агрегата питания 10 с помощью погрузчиков. Из бункеров агрегата питания холодный и влажный песок и щебень непрерывно подаются с помощью питателей в определённых пропорциях на сборный ленточный конвейер, расположенный в нижней части агрегата питания. Со сборного конвейера материал поступает на наклонный ленточный конвейер, который загружает холодные и влажные песок и щебень в барабан сушильного агрегата 9. В барабане песок и щебень высушивают и нагревают до рабочей температуры. Нагрев материала осуществляется вследствие сжигания жидкого или газообразного топлива в топках сушильных агрегатов. Газы и пыль, образующиеся при сжигании топлива и просушивании материала, поступают в пылеулавливающее устройство, состоящее из блока циклонов 2, в котором пыль осаждается. Не осаждённая тонкая пыль улавливается мокрым пылеуловителем 1 и удаляется в виде шлама.

Нагретые до рабочей температуры песок и щебень поступают из сушильного барабана на элеватор, который подаёт их в сортировочное устройство смесительного агрегата 8. 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, а оттуда в смеситель 6.

Минеральный порошок поступает из агрегата минерального порошка 7, в состав которого входит оборудование для хранения и транспортирования этого материала. С помощью дозатора, установленного на агрегат минерального порошка, обеспечивается заданное содержание порошка в смеси. Из дозатора порошок подаётся в смеситель шнеком.

Битум, разогретый в хранилище до жидкотекучего состояния, с помощью нагревательно-перекачивающего агрегата подаётся в нагреватель 4 битума, в котором обезвоживается и нагревается до рабочей температуры. Битум из нагревателя битумопроводом поступает к смесительному агрегату, дозируется и вводится в смеситель.

Все компоненты, поданные в смеситель, перемешиваются. Затем готовая продукция выгружается в автомобили-самосвалы или направляется с помощью подъёмников в бункеры для готовой смеси 5.

Управление асфальтосмесительными установками осуществляется из кабины 3.

К асфальтосмесительным установкам такого типа относятся ДС-158 производительностью 50т/ч, ДС-842 производительностью 200т/ч.

Асфальтосмесители, работающие по такой технологической схеме, служат надёжно и дают высокое качество продукции.

Коэффициент водостойкости показывает, на сколько уменьшится прочность асфальтобетона после водонасыщения. Он характеризует сопротивление асфальтобетона разрушающему воздействию воды, то есть выкрошиванию и образованию выбоин в покрытии.

Определяем по формуле:

где: – предел прочности водонасыщенного образца;

– предел прочности при сжатии при температуре 20ºС.

как и из чего делают асфальтобетон

Производство асфальта осуществляется на асфальтобетонных заводах (АБЗ) путем доведения до определенных температур и смешивания (а также некоторых других процедур) определенных компонентов. Базовый состав асфальтобетона имеет минеральные материалы, а также вяжущее на основе битума и специальные добавки. Современные виды асфальта в большинстве случаев имеют в составе различные модификаторы, которые позволяют усилить определенные характеристики материала.

«Производство асфальта должно проводиться со строгим соблюдением технологического процесса, чтобы обеспечить достаточные физико-механические характеристики. Также немаловажно, чтобы АБЗ находился вблизи объекта строительства – это позволит по максимуму сохранить свойства смеси, а также обеспечить минимальные логистические затраты»

В зависимости от состава и технологии, по которой осуществляется производство асфальта, могут быть получены различные разновидности асфальтобетона, имеющие разное назначение. Одни асфальтобетонные смеси применяются для покрытий с низкой загруженностью, а другие подходят для устройства автомобильных дорог высоких категорий с высокой транспортной нагрузкой.

Цена укладки асфальта напрямую зависит от разновидности материала.

Из чего производят асфальтобетонные смеси

Как упоминалось, асфальтовые смеси могут состоять из набора минеральных материалов (щебень, гравий или песок), вяжущего вещества (битум или его модификации), а также специальных добавок (мин. порошок и прочее). При этом стоит обратить внимание, что набор компонентов и их характеристики могут различаться в зависимости от типа изготавливаемой асфальтовой смеси.

Компоненты асфальтобетонных смесей:

  • Основной компонент (один из вариантов):
    • Щебень;
    • Гравий;
    • Песок.
  • Наполнитель (комбинация или один из вариантов):
    • Песок;
    • Минеральный порошок;
    • Резиновая крошка;
    • Другой материал.
  • Вяжущее вещество (один из вариантов):
    • Битум;
    • Модифицированный битум.
  • Различные модификаторы свойств.

Обратите внимание – минеральный порошок, резиновая крошка и некоторые другие материалы могут выполнять сразу 2 функции: заполнение пустот и усиление характеристик состава.

Тип асфальтобетонной смеси по основному компоненту Краткое описание
Асфальтобетон на основе щебня из горных пород Является наиболее качественным вариантом. Производство асфальта щебеночно-мастичного типа также подразумевает использование модифицированного битума (полимерное битумное вяжущее), определенных наполнителей и специальных модификаторов.
Гравийный асфальтобетон Уступает в характеристиках щебеночному асфальту, однако тоже имеет достаточно высокую прочность. Это позволяет использовать его для автомобильных дорог со средней загруженностью, а также для пешеходных территорий.
Асфальтобетон на песчаной основе Не обладает такими высокими характеристиками, как щебеночные и гравийные смеси, однако подходит для пешеходных зон и некоторых малонагруженных дорог. Имеет наиболее низкую стоимость.

Также производство асфальта позволяет создавать горячие и холодные асфальтовые смеси – обе разновидности имеют различные свойства, характеристики и назначение.

Как устроено производство асфальта

Производство асфальта делится на несколько основных этапов:

  • 1. Подготовка компонентов;
  • 2. Смешивание материалов;
  • 3. Разогрев и поддержание определенной температуры смеси.

Данная технология производства распространяется как на горячие, так и на холодные асфальтобетонные смеси. Разница будет лишь в составе и некоторых нюансах процесса.

Подготовка компонентов включает просеивание и просушку:

  • Минеральные материалы, доставляемые на асфальтобетонные заводы, часто имеют относительно высокую влажность, из-за чего требуется их просушка при температуре около 150-160°С. Если этого не сделать, то характеристики прочности асфальтобетона будут понижены.
  • Просеивание (часто с предварительным дроблением) необходимо для сортировки каменных материалов по фракциям. Вследствие этого можно изготовить как мелкозернистый, так и крупнозернистый асфальтобетон.

Смешивание материалов подразумевает объединение минеральной основы и вяжущего вещества. Также на этом этапе в состав добавляются различные присадки-модификаторы.

Разогрев производится параллельно со смешиванием. Производство асфальта подразумевает постоянное перемешивание смеси и поддержание диапазона около 160-170°С.

Применение спецоборудования позволяет поддерживать необходимую температуру около 4-х суток с момента производства, что требуется, если горячая асфальтобетонная смесь будет доставлена на объект строительства не моментально. Для холодных смесей поддержание температуры не требуется, как и разогрева при укладке.

Выводы

Производство асфальта осуществляется на асфальтобетонных заводах путем смешивания и разогрева подготовленных компонентов. От состава смеси зависит разновидность, плотность и качественные характеристики асфальтобетона. Также путем сортировки исходных компонентов можно получить асфальт различной зернистости.

В целом, производство асфальта делится на несколько основных этапов:

  • 1. Доставка исходных материалов на АБЗ;
  • 2. Подготовка и сортировка материалов;
  • 3. Перемешивание, разогрев и поддержание определенного температурного диапазона;
  • 4. Доставка асфальтобетонной смеси к месту проведения работ.

В составе присутствуют минеральные составляющие (горный щебень, гравий или песок), минеральный или другой наполнитель, битум или битумное вяжущее, добавки и модификаторы. Характеристики материалов в составе асфальтобетона так же влияет на свойства готовой смеси. Например, щебень из горных пород способен обеспечить более высокую прочность, чем гравий или песок.

Иркутский асфальтобетонный завод запустят 15 апреля

Начать работу раньше срока позволяет погода.

Асфальтобетонный завод МУП «Иркутскавтодора» начнет свою работу 15 апреля, сообщил вице-мэр Руслан Болотов во время рабочей поездки на предприятие. Ежегодно производство асфальтобетонной смеси начиналось в конце апреля, однако в этом году погода позволяет начать ремонт дорог города раньше запланированного срока.

«Одна из основных задач, которую сегодня ставят наши жители и врио губернатора Иркутской области Игорь Кобзев, – исполнение обязательств по реализации приоритетных национальных проектов, в том числе и проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги». Чтобы выполнить все обязательства, мы ощутимо сдвигаем точку запуска завода. Товарная продукция пойдет уже с 15 апреля. Большое внимание будем уделять не только объемам производимой продукции, но и ее качеству», – подчеркнул Руслан Болотов.

Асфальтобетон АБЗ используется муниципальным предприятием «Иркутскавтодор» при ремонте дорог картами, а также подрядными организациями в рамках реализации национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги».

Как сообщил директор МУП «Иркутскавтодор» Михаил Чайковский, на асфальтобетонном заводе за сезон произведут более 80 тысяч тонн асфальтобетонной смеси. В том числе 10 тысяч тонн щебеночно-мастичного асфальтобетона – этот новый тип асфальта, разработанный специально для местных условий. Он отметил, что на заводе сформирован постоянный запас битума и других материалов, которые позволяют бесперебойно работать производству. В сутки АБЗ может выпускать до 2 тысяч тонн асфальтобетонной смеси.

Напомним, что по поручению вице-мэра Иркутска Руслана Болотова в период режима самоизоляции все городские службы перешли на усиленный режим работы. Сейчас на ямочный ремонт ежедневно выходит четыре спецавтомобиля. После запуска асфальтобетонного завода начнется ремонт асфальта большими картами.
Всего в 2020 году в рамках национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» в Иркутске отремонтируют 23 километра дорог.

Справка:
Как ранее сообщал «ИркСиб», в 2017 году на завод закупили плавильную установку для твердого битума, в 2019планировалос запустить мельничный комплекс по производству минерального порошка — неотъемлемого компонента асфальтобетона. Ранее его закупали в Слюдянке. В прошлом же году завод модернизировали, на нем стало возможно выпускать щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА).

ИА «ИркСиб».

О технологии изготовления минеральных порошков при производстве асфальтобетона

При производстве асфальтобетона для дорожного строительства очень важную роль играет дисперсная составляющая – минеральный порошок, представляющий собой продукт тонкого измельчения до удельной поверхности 2500 – 5000 см2/г известняков, доломитов, доломитизированных известняков и других карбонатных пород, металлургических шлаков, а также порошкообразных отходов промышленности.

Минеральный порошок в асфальтобетоне заполняет пустоты песчано-щебеночного каркаса и повышает плотность минерального остова, а также превращает нефтяной битум в прочное асфальтовое вяжущее вещество.

Для успешного выполнения этих функций минеральный порошок должен обладать следующими свойствами:
– при смешивании с битумом не должен комковаться и образовывать агрегаты;
– сцепление битума с поверхностью зерен минерального порошка должно быть настолько прочным, чтобы вода не отслаивала битум в течение всего нормативного срока службы асфальтобетона в покрытии;
– физико-химическое взаимодействие между поверхностью зерен минерального порошка и битумом должно быть достаточно сильным для ориентации молекул в тонком слое битума, однако при этом порошок не должен ускорять процесс старения битума;
– содержание минерального порошка в смеси должно быть предельно минимальным, необходимым для достижения асфальтобетоном нормативной плотности и прочности.

Мельницы в производстве асфальтобетона

Основным способом улучшения свойств материала является их физико-химическая активация, при котором процесс измельчения минеральных порошков сопровождается обработкой битума с поверхностно-активными веществами (ПАВ) в соотношении 1:1–1:3.

В результате активации и помола минеральных порошков они приобретают целый комплекс полезных свойств:
– гидрофильная поверхность порошка становится гидрофобной, что облегчает его транспортирование и хранение;
– активированные порошки не комкуются, предоставляя возможность снижения тонкости помола при их производстве;
– наличие на поверхности порошка прочной пленки битума существенно улучшает условия последующего взаимодействия с битумом при получении асфальтобетона;
– высокое качество минеральных порошков обеспечивает возможность приготовления асфальтобетонов с повышенной плотностью, прочностью, водо- и морозостойкостью, а в некоторых случаях – с повышенной сдвигоустойчивостью и трещиностойкостью. Такие асфальтобетоны имеют наибольшее количество замкнутых пор, что обусловливает более низкое водонасыщение при заданной остаточной пористости и водопроницаемости покрытия;
– холодные асфальтобетонные смеси на активированном минеральном порошке не слеживаются при хранении; покрытия из таких смесей формируются быстрее, испытывая давление при движении автомобилей;
– расход битума для приготовления асфальтобетонных смесей на 10 – 20% меньше, чем смесей на неактивированном порошке;
– приготовление, укладку и уплотнение асфальтобетонных смесей на активированном минеральном порошке осуществляют при сниженной по сравнению с обычным минеральным порошком, на 20oС температуре;
– при укладке и уплотнении асфальтобетона улучшается обрабатываемость смеси.

В связи с вышеизложенным, многие дорожно-строительные организации перешли на широкое применение активированного минерального порошка.

Технологии изготовления активированных минеральных порошков

В СССР производство активированных минеральных порошков велось в шаровых барабанных мельницах путем дозирования заранее приготовленного активатора на высушенный щебень в шнек перед мельницей. Мельницы для измельчения минерального порошка (например, производства Самарского завода «Строммашина») производительностью 8–10 т/ч имеет установленную мощность 450 кВт, массу до 200 т и габаритные размеры 36х16х11 м. Существуют также варианты, предусматривающие совмещение операций сушки и помола с активацией в одном агрегате – вентилируемой сепараторной мельнице молоткового или аэробильного типа.

Заказать мельницы для измельчения минерального порошка, уточнить цены на технологические комплексы, получить грамотную консультацию или задать интересующие вас вопросы вы можете по телефонам +7 (846) 3-741-741 или посредством обратной связи на сайте.

Комментирование этой статьи закрыто.

Процесс производства асфальта

Вы когда-нибудь задумывались, как делают асфальт? Посмотрите это видео о процессе производства асфальта, снятое на нашем заводе по производству асфальта Sun Prairie.

Процесс производства асфальта компании Wolf Paving

Для производства нашего асфальта мы используем заполнители различных размеров и два разных вида песка: искусственный песок и природный песок. Используемый песок будет зависеть от производимой смеси.

Заполнители загружаются в питающие бункеры, и компьютер контролирует количество заполнителей, которые входят в асфальтобетонную смесь.Бесконечное количество смесей может быть произведено на основе спецификаций работы. Затем заполнители выходят на конвейер и поступают в сушилку для смешивания.

Переработанные материалы играют ключевую роль в экологически чистых решениях. Компания Wolf Paving перерабатывает 100 % асфальта, снятого с строительных площадок, а также бетон и битумную черепицу. Когда дело доходит до асфальта, переработанный материал лучше не только для окружающей среды, но и для продукта. Переработанная асфальтовая смесь прочнее, долговечнее и обладает большей устойчивостью к колееобразованию, чем первичная асфальтобетонная смесь.Компания Wolf Paving также использует технологию теплых смесей для производства асфальта при более низкой температуре с целью экономии топлива и защиты окружающей среды.

После того, как заполнители были высушены и смешаны, добавляются два переработанных продукта и впрыскивается нефть. Переработанные продукты попадают в воротник, который находится примерно на две трети пути вниз от высушенного заполнителя. Добавление переработанных продуктов после сушки заполнителей предотвращает сжигание остаточного масла.

На последних 10 футах производственной системы все смешивается, нагревается и сушится.Здесь также добавляется необходимое количество масла для соответствия спецификациям работы. Конечный продукт направляется по пластинчатому конвейеру в четыре бункера. Одновременно может храниться до 1000 тонн асфальта. Когда асфальт находится в силосах, он готов к раздаче.

После производства следующим шагом будет установка. Посетите этот блог, чтобы узнать о полном 7-этапном процессе установки асфальтового покрытия.

Если вы хотите узнать больше о производстве асфальта, его дистрибуции, вторичной переработке асфальта или укладке асфальта, свяжитесь с нами.

Чтобы получить дополнительную информацию о Wolf Paving или запросить бесплатное предложение для вашего следующего проекта по укладке тротуарной плитки, свяжитесь с одним из наших двух офисов. Если вы живете или работаете в районе Милуоки, позвоните нам по телефону 262-965-2121. В районе Мэдисона позвоните нам по телефону 608-249-7931.

Объяснение процесса производства асфальта

Каждый день вы видите асфальт на дорогах, по которым вы едете, дорожках, по которым вы ходите, и автомагистралях, по которым вы передвигаетесь. Но задумывались ли вы когда-нибудь о процессе производства асфальта?


Откуда берется асфальт?

В то время как асфальт все еще можно найти в его естественном состоянии, сегодняшний асфальт обычно перерабатывается из нефти.Нефтяные скважины подают нефть на нефтеперерабатывающие заводы, где она разделяется на различные фракции, одна из которых – самая тяжелая часть нефти – асфальт.

Асфальт

затем можно модифицировать различными способами, в том числе «разрезать» (добавление режущего агента), чтобы сделать его достаточно податливым для использования, или эмульгировать или измельчать для получения нужной консистенции. Асфальт для дорожного покрытия проходит процесс смешивания либо на барабанном смесительном заводе, который является крупнопроизводительным и непрерывно работающим предприятием, либо на заводе периодического действия, который представляет собой завод с меньшей производительностью, который смешивает партиями.

Получение правильной асфальтобетонной смеси

Существует несколько различных способов смешивания асфальта, наиболее популярными из которых являются горячий и холодный. Горячий асфальт изготавливается путем нагрева заполнителей для снижения вязкости вяжущих веществ и придания ему большей текучести, а затем его сушки для удаления оставшейся влаги. Он смешивается горячим при температуре 200-350 градусов по Фаренгейту. Она называется горячей смесью не только потому, что ее смешивают в горячем виде, она также должна оставаться горячей для мощения и уплотнения при ремонте или укладке.Эта потребность в том, чтобы асфальт оставался теплым во время укладки и уплотнения, является одной из причин, по которой летом так много укладки.

Готовый асфальт оценивается по качеству с точки зрения консистенции или вязкости, а также по чистоте. Это важно для надлежащего контроля, транспортировки и использования асфальта в проектах мощения.

Холодный асфальт

изготовлен из четвертьдюймовой крошки и запатентованного масла. Этот особый состав сохраняет асфальт мягким и помогает ему отталкивать воду.Как следует из названия, холодный асфальт не обязательно должен быть теплым, чтобы его можно было использовать для ремонта асфальта. Присадки в масле сохраняют мягкость смеси в течение всего года, что позволяет заделывать выбоины в различных погодных условиях. Даже в холодную или влажную погоду холодный асфальт остается мягким и отталкивает воду, что делает его идеальным для ремонта выбоин зимой и ранней весной. Он будет вытеснять воду из выбоины, прилипать к поверхности под ней и оставаться гибким, позволяя заделывать выбоину в течение всего года.

Производство асфальта и окружающая среда

Окружающая среда тщательно учитывается на протяжении всего процесса производства асфальта. Выбросы нефтеперерабатывающих заводов и производителей асфальта строго контролируются с помощью оборудования, которое улавливает пыль и твердые частицы и повторно использует их в процессе нагрева. Это предохраняет их от выброса в окружающую среду, а также повышает эффективность процесса нагрева. Переработка асфальта также положительно влияет на окружающую среду: ежегодно не менее 90 миллионов тонн старого асфальтового покрытия измельчается и перерабатывается в новый асфальт. Компания Wolf Paving перерабатывает 100 % асфальта, снятого с строительных площадок, кроме того, мы принимаем перерабатываемые материалы от других подрядчиков.

Пока летающие автомобили не станут нормой, асфальтовые дороги никуда не денутся, но даже тогда нам понадобятся парковки. Таким образом, процесс производства асфальта постоянно совершенствуется, включая более эффективное использование сырья, методы поддержания существующего асфальта и методы переработки.

Заинтригован? Свяжитесь с Wolf Paving, чтобы узнать больше об асфальтировании или заасфальтировать парковку, дорогу или подъездную дорожку.

Благодаря 75-летнему опыту работы с асфальтом, от автомагистралей до подъездных дорог, мы являемся вашим местным поставщиком для всех ваших потребностей в асфальтировании.

Wolf Paving предлагает профессиональные услуги по укладке тротуарной плитки от Милуоки до Мэдисона и повсюду между ними, включая все районы вокруг: Сан-Прери, Окономовок и Вокеша.

Никогда не рано и не поздно запросить бесплатную смету укладки. Позвоните в компанию Wolf Paving сегодня. Для района Милуоки позвоните нам по телефону 262-965-2121. В районе Мэдисона позвоните нам по телефону 608-249-7931.


Как делают асфальт | Блог о битумных дорогах

Асфальтовые покрытия широко используются для дорог, парковок, промышленных поверхностей, поверхностей для отдыха и пешеходных дорожек.Асфальтовые покрытия изготавливаются путем смешивания камней и песка по определенному рецепту с последующим добавлением асфальтового цемента в качестве черного липкого клея, скрепляющего дорожное покрытие.

 

Сочетание камней и песка очень важно для структуры и прочности дорожного покрытия. Рецепт должен обеспечивать плотное уплотнение дорожного покрытия и достаточную прочность, чтобы выдерживать большие транспортные нагрузки.

 

Асфальтовый цемент представляет собой темную тяжелую смесь углеводородов, также называемую битумом, которая извлекается как побочный продукт производства бензина (перегонки сырой нефти).Асфальтовый цемент – прочный материал, устойчивый к агрессивным химическим веществам и экстремальным погодным условиям. Различные сорта асфальтового вяжущего используются для повышения характеристик асфальтовых покрытий, поэтому обязательно спросите у Bituminous Roadways о возможных вариантах

.

 

Асфальтовый цемент твердый (или очень-очень вязкий) при комнатной температуре, но при нагревании асфальт превращается в жидкость. Следовательно, камни, песок и битумный цемент необходимо нагреть примерно до 300°F, прежде чем смешать вместе в большом смесителе с вращающимся барабаном. Смесь для асфальтобетонного покрытия быстро доставляется к месту строительства и укладывается с необходимой толщиной и наклоном с помощью асфальтоукладчика до того, как она успеет остыть. Наконец, когда покрытие остывает, несколько уплотняющих катков используются для уплотнения асфальтового покрытия.

 

Асфальтовые покрытия

идеально подходят для мощения дорог, автостоянок, взлетно-посадочных полос аэропортов, пешеходных дорожек, теннисных кортов или любых других небольших или крупных объектов, где требуется гладкая ровная поверхность.

 

Каковы преимущества асфальтовых покрытий?

 

Сейф .Асфальтовые покрытия идеально подходят для вождения, поскольку они обеспечивают безопасное, гладкое и тихое покрытие для транспортных средств, движущихся на более высоких скоростях. Асфальт также может уменьшить разбрызгивание и брызги от шин во время осадков, уменьшая количество столкновений на шоссе.

 

Недорогой . По сравнению с другими типами твердых покрытий, асфальт намного более экономичен. Он служит дольше и требует меньше обслуживания. Более ровные дороги также снижают износ транспортных средств. Таким образом, они экономят деньги владельцев транспортных средств на обслуживании.

 

Экологичный . Асфальт является продуктом вторичной переработки. В Соединенных Штатах асфальтовая промышленность ежегодно перерабатывает почти 100 миллионов тонн асфальтового покрытия для повторного использования в других областях. Это экономит налогоплательщикам почти 2 миллиарда долларов в год на дорожных расходах.

 

Прочность . Асфальтовые покрытия могут быть рассчитаны на низкую, среднюю или высокую интенсивность движения. При регулярном уходе асфальт может прослужить 15-20 лет.

 

Гибкость .Асфальт можно использовать для самых разных целей. Помимо дорог, парковок и троп, он также используется для кровельного материала, пандусов, велосипедных дорожек и даже мостов.

 

Компания Bituminous Roadways, Inc. может помочь вам с вашим следующим проектом

Когда вы принимаете решение о запуске вашего проекта, компания «Bituminous Roadways» может помочь вам на каждом этапе пути, от разработки макета до отделки и детализации асфальтового покрытия. Благодаря более чем 700-летнему опыту работы в полевых условиях у нас есть подготовка и навыки, необходимые для выполнения любых работ, больших и малых.

 

Если вам требуется укладка асфальта, ремонт или замена покрытия, обращайтесь по номеру Bituminous Roadways . Мы предоставляем широкий спектр услуг и продуктов для владельцев промышленных и коммерческих предприятий в районе метро Twin Cities. Позвоните нам сегодня по телефону 651-686-7001 для бесплатной оценки и консультации.

 

Глава 6 – 98042 – Переработка – Экологичность – Тротуары

Глава 6. Горячая переработка асфальтобетонных смесей – барабанная установка (методы строительства и оборудование)

Введение
Материал

Recycled Asphalt Pavement (RAP), полученный фрезерованием дорожного покрытия или разрывом и дроблением, может быть объединен с новым заполнителем и асфальтовым вяжущим или рециклинговым агентом для производства горячей асфальтобетонной смеси (HMA). Процесс переработки горячей смеси с его сравнительно низкой стоимостью и потенциалом получения качественной смеси оказался жизнеспособной альтернативой реабилитации. Как и в случае обычного горячего асфальтобетонного смешения (HMA), рециркуляция горячего асфальта может производиться как на периодических (центральных), так и на заводах по производству барабанных смесей. Однако переработка горячей смеси на барабанном смесительном заводе имеет некоторые преимущества по сравнению с переработкой на заводе периодического действия, который обсуждался в главе 5. Эти преимущества: (1)

  1. Мобильность: барабанные смесительные установки более портативны и требуют более короткого времени наладки установки по сравнению с установками периодического действия.
  2. Универсальность: в барабанном смесительном заводе можно использовать относительно более высокий процент РАП по сравнению с заводом периодического действия.
  3. Производство: Производительность растений относительно не зависит от процентного содержания РАП (до определенного предела).
  4. Смешивание: более однородная смесь получается на барабанном смесительном заводе, поскольку РАП нагревается и смешивается с первичным заполнителем и асфальтовым вяжущим в течение более длительного периода времени по сравнению со смесью на заводе периодического действия.
Процессы переработки на барабанных установках

Материал регенерированного асфальтового покрытия (RAP) нельзя перерабатывать на обычных заводах по производству барабанных смесей, так как при контакте RAP с пламенем горелки образуется чрезмерное количество «голубого дыма».Состояние дополнительно усугубляется отложением мелких заполнителей и битумного вяжущего на металлических пролетах и ​​торцевых пластинах. (2) Было высказано предположение (3) , что большая часть проблем с дымом вызвана легкими маслами в мягком асфальтовом вяжущем, используемом для омоложения состарившегося асфальта в РАП. Хотя проблема дыма может быть решена с помощью различных процессов, таких как снижение производительности установки HMA, увеличение содержания воды в RAP, снижение температуры нагнетания рециркулируемой смеси, введение дополнительного воздуха для горения и уменьшение процентного содержания RAP, было обнаружено, что более эффективным Способ решить проблему состоял в том, чтобы модифицировать установку для барабанного смешивания. (4)

Метод входа по центру

Несмотря на то, что в этом процессе существуют вариации, в основном метод центральной подачи является наиболее широко используемым методом рециркуляции горячей смеси на барабанном смесительном заводе. В этом методе, показанном на рис. 6-1, (5) РАП вводят в барабан ниже по потоку от пламени горелки для смешивания с перегретыми новыми заполнителями. Горячие первичные заполнители нагревают материал РАП за счет теплопроводности. РАП защищен от прямого контакта с пламенем горелки плотной завесой из заполнителя, добавленной до места добавления РАП.Очень важно иметь завесу из первозданного заполнителя. В противном случае перегрев РАП может привести к «синему дыму», и может оказаться невозможным использовать расчетное количество РАС. Иногда используются специальная конструкция пролетов, стальные кольцевые перемычки или круглые стальные огнезащитные экраны, чтобы заставить РАП смешиваться с первичными заполнителями перед обработкой высоким содержанием газа. Эти методы устраняют проблему «синего дыма».

Рисунок 6-1. Схема барабанного смесителя с центральным входом.

На рис. 6-2 показан барабанный смесительный завод с центральным входом.Необработанный заполнитель хранится в горячей зоне барабана и перегревается примерно до 260°C (500°F). Отбрасыватели или перемычки включены в середину барабана, чтобы увеличить общее время пребывания в первой половине барабана. Перегретый заполнитель используется для нагрева материалов РАП. Температура заполнителя падает по мере нагрева материала РАП и испарения его влаги. Рециркулируемая смесь доводится до температуры нагнетания в последней части барабана. Барабанные смесители с параллельным потоком эффективно использовались для переработки в 70-х и 80-х годах.Однако предприятиям было трудно соблюдать растущее число ограничительных стандартов выбросов. В некоторых случаях проблема была вызвана производством пара, перегоняющего светлую нефть из первичных битумных вяжущих и РАП. (7) Важными факторами, влияющими на проблему выбросов, являются высокая влажность заполнителей, большее количество мелких частиц в материале РАП и относительно длительное время воздействия на битумное вяжущее паров в газовом потоке. (3) Для решения проблемы выбросов было построено несколько модифицированных версий барабанной смесительной установки.В целом, в этих способах было устранено воздействие на битумное вяжущее пара в потоке отработавших газов, и это устранило выброс легких фракций в рукавный фильтр, за исключением незначительных количеств легкого масла, выбрасываемого из переработанного материала, когда используется высокий процент RAP. Различные типы заводов по производству барабанных смесей описаны ниже.

Рисунок 6-2. Барабанная смесительная установка с центральным входом.

В прямоточном барабанном смесителе с изолированной зоной смешивания смесительное устройство приварено к корпусу осушителя таким образом, что оно вращается вместе с осушителем (рис. 6-3).Поток газа удаляется из сушилки перед тем, как смесь заполнителя и РАП поступает в зону смешивания. Некоторые конструкции отводят воздух из зоны смешивания обратно в зону сгорания сушилки. Для этого оборудования требуется первичный коллектор для улавливания более крупных частиц пыли. Собранные частицы обычно возвращаются в зону смешивания сушилки с помощью шнекового конвейера.

Рис. 6-3. РАП в прямоточном барабане с изолированной зоной смешения.

В барабанном смесителе с параллельным потоком и противоточной сушильной трубой РАП РАП вводится в более холодную часть сушилки и движется против газового потока для смешивания с первичными заполнителями в зоне, где смесь заполнителя и РАП поступает в зону смешивания сушилки (рис. 6-4).В этом типе барабана уровни углеводородов значительно снижены по сравнению с газовым потоком, потому что новый жидкий битум защищен от прямого воздействия газового потока, а заполнитель перегревается для некоторой кондуктивной передачи тепла к RAP, в то время как конвективный теплообмен RAP происходит в более прохладной части сушилки.

Рис. 6-4. РАП в барабанном смесителе с противоточной сушильной трубой.

В сушильном барабане с параллельным потоком другого типа РАП вводится в отдельное смесительное устройство непрерывного действия (рис. 6-5).РАП нагревается кондуктивно в смесительном устройстве. В этом типе барабана на процентное содержание RAP влияет физическое пространство, доступное для кондуктивной теплопередачи в смесительном устройстве. Перегретые первичные заполнители должны нагреть РАП, а для выхода влаги из РАП требуется время и пространство. Чтобы избежать появления углеводородов в паре, пар и пар направляются обратно в зону сгорания агрегатной сушилки, которая эффективно сжигает любые углеводороды, оставшиеся в этом отдельном газовом потоке.Однако первичный агрегат перегревается в конфигурации с параллельным потоком, а температура выхлопных газов не ниже температуры агрегата. Следовательно, процент RAP, который может быть достигнут с помощью этого подхода, может быть ограничен оборудованием для контроля загрязнения воздуха на объекте.

Рис. 6-5. Параллельная сушилка с добавлением РАП в смеситель непрерывного действия.

Чрезмерно высокой температуры газа можно избежать, изменив конфигурацию осушителя на осушитель с противотоком (заполнитель движется против потока газа (рис. 6-6).К сушилке заполнителя можно добавить теплообменную камеру для нагрева РАП с первичными заполнителями в зоне сгорания сушилки (рис. 6-7). Возможны более высокие проценты РАП, потому что РАП имеет более длительное время пребывания с перегретым первичным заполнителем, а также потому, что РАП кондуктивно нагревается с заполнителем вблизи самой горячей части кожуха сушилки.

Рис. 6-6. Противоточная сушилка с добавлением РАП в смеситель непрерывного действия.

Рис. 6-7. РАП добавлен в противоточную сушилку.

В противоточном барабанном смесителе смешанная сушилка и смесительный барабан непрерывного действия объединены в один блок (рис. 6-8). В барабанном смесителе этого типа первичный заполнитель нагревается конвективно, РАП нагревается кондуктивно, а первичное битумное вяжущее, переработанная мелочь из первичного и вторичного коллекторов и другие добавки добавляются в секцию смешивания, которая прикреплена и вращается вместе с оболочка.

Рис. 6-8. РАП в противоточном барабанном смесителе.

В комбинированной противоточной сушилке и смесителе непрерывного действия (рис. 6-9) противоточная сушилка-агрегат объединена со смесительным устройством непрерывного действия.Заполнитель проходит через внутреннюю часть противоточной сушилки, а затем выгружается с помощью неподвижной внешней смесительной оболочки, где смесительные лопасти перемещают первичный заполнитель «в гору» через смесительный слой между вращающейся сушильной оболочкой и неподвижной роторной смесительной оболочкой. На этом этапе вводится РАП вместе с первичным битумным вяжущим, переработанной мелочью и добавками для производства ТМА. Эта концепция была использована в барабане с двойным стволом, который будет обсуждаться позже.

Рис. 6-9. РАП добавляется в унифицированную сушилку/смеситель.

С конца 80-х годов были разработаны две новые конструкции барабана для более эффективной передачи тепла материалу РАП во время смешивания. Это конструкция с двойным стволом и тройным барабаном.

Двухбарабанная смесительная установка с противотоком, показанная на рис. 6-10, (3) , имеет больше места для смешивания, чем обычный барабанный смеситель. В качестве вала устройства для нанесения покрытий используется корпус барабана. Установка для нанесения покрытий диаметром от 3 до 3,3 м (от 10 до 11 футов) имеет чрезвычайно большую изолированную зону смешивания.Первичный заполнитель высушивается во внутреннем барабане и перегревается до 315–343 °C (600–650 °F) (при использовании 50% РАП). Затем он падает через стенку барабана и встречается с РПД в кольцевом пространстве. В этой внешней оболочке происходит приблизительно 1,5 минуты перемешивания. Поскольку внешняя оболочка не вращается, имеется легкий доступ для добавления в процесс различных других компонентов вторичной переработки по мере их необходимости и доступности. Тепло внутреннего ствола передается через вращающуюся оболочку на смешение в межтрубном пространстве. Внешняя оболочка двойного ствола все время остается при температуре около 49°C (120°F), что обеспечивает очень эффективную работу установки. В этом методе первичный материал и переработанный материал не подвергаются воздействию горячих газов или пара в процессе сушки, и, таким образом, легкие нефтепродукты не удаляются из смеси. Во внешней части двойной бочки за счет удаляемой из РАП влаги образуется пар или инертная атмосфера, что приводит к значительно меньшему окислению или кратковременному старению переработанной смеси ТМА в смесительной камере.Еще одним преимуществом, полученным от этого типа установки, является гораздо более длительный срок службы мешков в рукавном фильтре из-за относительно более низкой температуры выхлопных газов. Когда пыль выгружается из рукавного фильтра через поворотный воздушный шлюз на установке с двойным барабаном, для передачи смеси обратно во внешнюю оболочку используется винтовой конвейер. Отверстия, через которые первичные заполнители направляются во внешнюю оболочку, также отвечают за вывод дыма из внутренней смесительной секции во внешнее пространство. Загрязняющие вещества попадают прямо в пламя, где они сжигаются. Это приводит к уменьшению выбросов и синему дыму. Конструкция осушителя с противотоком также обеспечивает более высокую производительность при гораздо меньшем расходе топлива.

Рис. 6-10. Двухбарабанный смеситель.

В конструкции с тремя барабанами также используется внешняя оболочка, однако камера сгорания закрывается цилиндром из нержавеющей стали (рис. 6-11). Считается, что этот цилиндр (без каких-либо выступов или ступеней обычного барабана) эффективно передает тепло материалу РАП за счет теплопроводности и излучения.Необработанный заполнитель вводится с противоположного конца пламени горелки. Материал РАП вводят в кольцевое пространство, образованное внешней оболочкой. Перегретые первичные заполнители попадают в кольцевое пространство и смешиваются с материалом РАП. (8)

Рис. 6-11. Схема трехбарабанного смесителя.

Количество использованного рэпа

Факторами, контролирующими предел производительности на барабанном смесительном заводе, являются содержание влаги и температура окружающей среды РАП и нового заполнителя, желаемая производительность, а также температура и допустимое содержание влаги в конечной переработанной смеси ТМА. (5) Максимальное количество РАП, которое может быть использовано для переработки на заводе по производству барабанных смесей, составляет около 70 процентов, хотя практический предел составляет около 50 процентов. Использование 50-процентного РАП потребует чрезвычайно высокой температуры газа, и в этом случае будет доступно относительно меньшее количество первичных заполнителей для защиты РАП от пламени. Это может привести к проблеме «голубого дыма» на некоторых заводах по производству барабанных смесей. Большинство заводов по производству барабанных смесей перерабатывают от 30 до 50 процентов РАП.

На рисунках с 6-12 по 6-14 показаны графики, построенные по результатам исследования допустимых процентных значений RAP для различных штатов. (10) На Рисунке 6-12 показан максимально допустимый процент RAP для установки барабанной смеси в базовом слое. Самый распространенный процент — 50 — разрешен в 32 процентах штатов, тогда как в 22 процентах штатов нет ограничений на количество используемого RAP. На Рисунке 6-13 показано максимально допустимое процентное содержание РАП для установки барабанного смешения в составе вяжущего. Пределы варьируются от нуля до неограниченного процента RAP. В большом количестве штатов (30 процентов) разрешен 50-процентный RAP. Около 20 процентов штатов имеют открытые или неограниченные положения для использования RAP.Максимально допустимое процентное содержание РАП для установки барабанного смешения на поверхности показано на рис. 6-14. Около 18 процентов штатов не разрешают никаких RAP, а около 16 процентов не имеют ограничений на количество RAP.

Рис. 6-12. Максимально разрешенный процент RAP для установки барабанной смеси в базовом слое.

Рис. 6-13. Максимально допустимый процент РВП, разрешенный для установки барабанного смешения в связующем слое.

Рис. 6-14. Максимальный процент РВП, разрешенный для завода по производству барабанной смеси в поверхностном слое.

Системы подачи

Обычная система подачи холодного сырья может использоваться для подачи измельченного РАП на барабанный смесительный завод. Однако, чтобы облегчить разгрузку и избежать проблем со штабелированием, бункер должен иметь относительно небольшую вместимость, иметь крутые стенки и длинное и широкое дно. Материал переработанного асфальта не следует подавать в бункер поштучно, так как это может привести к уплотнению переработанного асфальта, в результате чего возникнут проблемы с закупориванием, прилипанием и выгрузкой. Наоборот, материал должен как можно больше стекать. (4) Также нельзя вибрировать бункер, так как это может привести к уплотнению РАП. Успешно используются как ленточные, так и пластинчатые кормушки. В теплые дни РАП нельзя оставлять в бункере более чем на два часа на случай остановки завода. Лучше держать контейнер наполовину полным и кормить часто. Питатели должны быть достаточно широкими и иметь достаточную мощность, чтобы при необходимости их можно было использовать в режиме старт-стоп. (4) Питатели вибрационного типа не рекомендуются во избежание проблем уплотнения и прилипания. (9)

Благодаря компьютеризированному управлению теперь можно добиться автоматического управления процессами смешивания. Конструкцией смеси можно эффективно управлять, контролируя скорость ленты, поток жидкого асфальта и смешивание.

Резюме

При правильном проектировании и изготовлении горячерециклированная смесь может использоваться для устранения дефектов дорожного покрытия и превращения старых, некачественных покрытий в пригодные для эксплуатации покрытия. Горячая переработка смеси предлагает много преимуществ по сравнению с обычным строительством HMA.Это устраняет проблемы с утилизацией и может выполняться повторно с использованием одних и тех же материалов. Помимо этих обычных преимуществ, рециркуляция барабанной смеси, в частности, предлагает множество преимуществ, включая портативность и универсальность. Переработка барабанной смеси требует незначительной модификации существующих установок, и, поскольку в настоящее время легко доступны комплекты для модернизации, этот процесс быстро становится одним из самых популярных процессов переработки. Наиболее широко используется метод с барабанным смесительным заводом с центральным входом. РАП вводят в барабан после факела горелки для смешивания с перегретыми новыми заполнителями.Предусмотрены специальные приспособления, такие как лопасти или кольца, для принудительного смешивания РАП с первичным заполнителем перед тем, как он будет подвергнут воздействию высокой температуры газа, что позволит избежать образования дыма. Были разработаны различные модификации для решения проблем с выбросами при смешивании, вызванными высоким содержанием заполнителей и относительно длительным временем воздействия на асфальтовое вяжущее высокой температуры. Смесительные установки с двойным и тройным барабаном также использовались для предотвращения воздействия горячих газов или пара в процессе сушки на первичные материалы и материалы вторичного асфальта.Факторами, контролирующими предел производительности на барабанном смесительном заводе, являются влажность и температура окружающей среды РАП и нового заполнителя. В доступной литературе рекомендуется практический предел 30:70 (30 процентов РАП и 70 процентов нового заполнителя).

Ссылки
  1. Pavement Management Systems Limited. Исследование переработки горячей смеси асфальтовых покрытий , Ассоциация дорог и транспорта Канады (RTAC), Оттава, Онтарио, январь 1983 г.
  2. Горячая переработка асфальта , Серия руководств Института асфальта №20 (МС-20), второе издание, 1986 г.
  3. Джей Ди Брок. Легкие нефтепродукты в асфальте , Технический документ T-116, без даты.
  4. Руководство по переработке дорожного покрытия для местных органов власти — Справочное руководство , отчет № FHWA-TS-87-230, FHA, Министерство транспорта США, Вашингтон, округ Колумбия, 1987 г.
  5. Проверенные рекомендации по переработке горячей смеси , Ассоциация по переработке и регенерации асфальта, Аннаполис, Мэриленд, 1986.
  6. Джей Ди Брок. Барабанная сушилка-смеситель , Astec Industries, Чаттануга, Теннесси, без даты.
  7. Джей Ди Брок. Измельчение и переработка , Технический документ T-127, без даты.
  8. Информация получена от Джима Родригеса, CMI Corporation, OK.
  9. Национальная ассоциация асфальтобетонного покрытия. Горячая переработка на заводах по производству горячих смесей, информационная серия № 71, Ривердейл, Мэриленд, (перепечатка), 1985.

Горячая асфальтобетонная смесь Часто задаваемые вопросы | Федеральное управление автомобильных дорог

Основные термины
Факты о WMA
Основные термины

Что такое горячая асфальтобетонная смесь (HMA)? /> HMA — это традиционный процесс укладки асфальтовых покрытий.HMA производится на центральном смесительном заводе (обычно называемом заводом по производству горячих смесей) и состоит из высококачественного заполнителя и битумного вяжущего. Их нагревают и смешивают в горячем состоянии, чтобы полностью покрыть заполнитель битумным вяжущим. Заполнители и асфальтовый вяжущий материал нагреваются выше 300 ° F во время смешивания и поддерживаются горячими во время транспортировки грузовиком, укладки (где он распределяется по проезжей части асфальтоукладчиком) и уплотнения (где он уплотняется рядом асфальтовых катков). машин) асфальтобетонной смеси.После уплотнения смесь охлаждается, образуя асфальтовое покрытие.

Что такое теплая асфальтобетонная смесь (WMA)?
В традиционном процессе смешивания, транспортировки, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей используется HMA. WMA — это общий термин для технологий, которые снижают температуру, необходимую для производства и уплотнения асфальтобетонных смесей для строительства дорожных покрытий. С WMA температура обычно начинается на 30 ° 70 ° F ниже во время смешивания и остается ниже во время транспортировки, укладки и уплотнения. После уплотнения смесь охлаждается, образуя асфальтовое покрытие.

Из каких материалов состоит асфальтобетонная смесь?
Смеси для асфальтового покрытия в основном состоят из заполнителей и асфальтового вяжущего (обычно называемого асфальтовым вяжущим). Заполнители представляют собой гранулированный материал, используемый в асфальтобетонных смесях, и обеспечивают большую часть характеристик несущей способности смеси. Это твердые инертные минеральные материалы, такие как щебень, гравий, песок.Заполнители составляют 90-95 процентов массы дорожной смеси. Асфальтовое вяжущее представляет собой липкое вещество от темно-коричневого до черного цвета, производимое нефтеперерабатывающими заводами в процессе переработки нефти. Асфальтовое вяжущее составляет примерно 4-8 процентов смеси для дорожного покрытия по весу.

Что скрепляет смесь асфальтового покрытия? /> Асфальтовое вяжущее представляет собой липкое вещество от темно-коричневого до черного, производимое нефтеперерабатывающими заводами в процессе переработки нефти. Асфальтовые вяжущие являются термопластичными материалами, то есть они жидкие при нагревании и затвердевают при охлаждении. При комнатной температуре они представляют собой полутвердый липкий материал. Асфальтовое вяжущее — это «клей», который скрепляет заполнители, образуя дорожное покрытие. Как правило, асфальтовое вяжущее составляет менее 8 процентов от общей массы дорожной смеси.

Как заполнители и вяжущее объединяются в асфальтобетонную смесь?
Для смешивания нужного количества битумного вяжущего и заполнителя при нужной температуре можно использовать два типа смесительных установок. Периодические установки сначала нагревают и сушат заполнитель. Затем используется отдельный миксер для смешивания заполнителя и битумного вяжущего по одной порции асфальтовой смеси за раз. Барабанные установки нагревают и сушат заполнители, а затем смешивают заполнители с битумным вяжущим в непрерывном процессе с использованием того же оборудования.

Чем WMA отличается от традиционной HMA?
Высокие производственные температуры традиционно необходимы для того, чтобы асфальтовое вяжущее стало жидким и менее липким во время смешивания, чтобы полностью покрыть заполнитель, а также иметь хорошую удобоукладываемость при транспортировке, укладке и уплотнении.В технологиях WMA используется вода, водосодержащие минералы, химикаты, воск и органические добавки или комбинация технологий. Технологии добавляются либо в смесь, либо в битумное вяжущее для получения смесей при более низких температурах. Эти технологии позволяют асфальтовому вяжущему оставаться жидким при более низких температурах во время смешивания, чтобы полностью покрыть заполнители. Именно использование этих технологий позволяет строить асфальтовые покрытия при более низких температурах.

Факты о WMA

Влияет ли WMA на рабочих, занятых укладкой дорожного покрытия?
Видимые выбросы и запахи уменьшаются как на заводе, так и на площадке укладки. Меньше выбросов и запахов высвобождается при более низких производственных температурах. Это создает рабочую площадку, которая является более прохладной и более приятной для рабочих во время укладки и уплотнения. Рабочие обычно предпочитают более прохладную рабочую среду и меньше запахов, особенно в жаркие летние дни.

Влияет ли WMA на заводы по производству асфальтобетонных смесей?
Поскольку на заводе также используются более низкие температуры, выбросы и запахи сокращаются. В зависимости от температуры производства сообщалось о снижении выбросов двуокиси углерода и других выбросов во время производства на 15-70 процентов.

Влияет ли использование WMA на затраты?
Преимущество производства WMA заключается в снижении энергопотребления, необходимого для нагрева традиционных HMA до температур, превышающих 300°F на заводе-изготовителе. Поскольку температура установки ниже, требуется меньше топлива. Сообщаемое снижение расхода топлива обычно колеблется в пределах 20–35 процентов, а для некоторых технологий сообщается о снижении до 50 процентов.

Можно ли использовать WMA для ремонта дорог?
Поскольку время охлаждения WMA увеличивается, возможны укладка и ремонт при более низких температурах.

Можно ли использовать переработанный асфальт в процессе WMA?
Переработанное асфальтовое покрытие (RAP) можно использовать с WMA. Те же рекомендации по использованию RAP для HMA применимы и к WMA.

Значительно ли ниже температура при использовании WMA?
WMA производится при температурах, которые на 30–120 °F ниже, чем типичные температуры HMA от 300–350 °F. Для нагрева смеси до более высоких температур HMA требуется меньше топлива.

Можно ли использовать технологии WMA при традиционных температурах HMA?
Некоторые технологии WMA изначально разрабатывались как вспомогательные средства для уплотнения битумной смеси. Эти технологии использовались в качестве вспомогательных средств уплотнения при традиционных температурах смешивания. Улучшение уплотнения само по себе улучшит характеристики и увеличит срок службы асфальтовых покрытий.

Где в США используется WMA?
По состоянию на 2009 год проекты WMA были построены более чем в 40 штатах, и по крайней мере 14 государственных автодорожных агентств приняли спецификации для размещения WMA.Кроме того, в США активно продаются 22 технологии WMA с различными названиями.

Требует ли использование WMA изменения конструкции установки и смеси?
Необходимость модификации конструкции установки и смеси зависит от типа используемой добавки. Большинство из них требуют относительно простых модификаций конструкции установки и смеси для внедрения технологий снижения температуры либо в смесь, либо в поток битумного вяжущего. Некоторые технологии добавляются в битумное вяжущее поставщиком и не требуют дополнительного оборудования на заводе. Другие технологии требуют более существенных модификаций. Технологии, включающие методы пенообразования на водной основе или добавки к смесям, требуют установки на заводе дополнительного оборудования для измерения и подачи добавки.

Какие типы добавок используются в WMA?
Для технологий WMA может потребоваться вода, добавки на водной основе, водосодержащие минеральные добавки, химические добавки, воски и органические добавки или комбинация технологий.В то время как многие технологии были разработаны специально для использования WMA, в других просто используется комбинация существующих технологий, таких как жидкие антиполоски, парафины, поверхностно-активные вещества (мыла) и эмульгаторы (мыло асфальт-вода-мыло), которые использовались в асфальтовом покрытии. промышленности на десятилетия.

Прорезиненный асфальт: как это делается

Что такое прорезиненный асфальт?

Прорезиненный асфальт не нов, он только начинает появляться в США. Его получают путем измельчения цельных автомобильных покрышек.Elastiko наносится на резиновую крошку для улучшения характеристик обработки и удобоукладываемости смеси. Кроме того, прорезиненный асфальт ежегодно потребляет около 220 000 000 фунтов или около 12 миллионов шин. (Ожидается, что это число будет расти) Все больше и больше штатов начинают видеть преимущества каучука в асфальте и в последнее время перенимают старую технологию и осваивают процесс. Со всеми проведенными испытаниями и годами модификации процессов преимущества начинают проявляться сами собой.

Асфальтовые заводы получают много преимуществ, когда используют резиновую крошку Elastiko Engineered Crumb Rubber (ECR) вместо полимера в качестве средства модификации. Полимерно-модифицированный асфальт имеет тенденцию быть липким и трудным для обработки через систему завода. В результате производительность может быть намного меньше, чем при использовании ECR для модификации вашей смеси. Кроме того, при использовании прорезиненной асфальтобетонной смеси, как правило, не образуются отложения на конвейерах, силосах или другом заводском оборудовании.

Преимущества резинового асфальта

ECR снижает стоимость отбойника двух сортов: на 2-4 доллара за тонну смеси

ECR ускоряет работу вашей установки по сравнению со смесями, модифицированными полимерами: более низкая вязкость смеси позволяет увеличить производительность установки на 10–15 %

ECR производит меньше отходов: смесей покидают грузовик почти без остатка в кузове, что снижает количество отходов при очистке грузовика

ECR продлевает сезон укладки: ECR-смеси позволяют выполнять укладку и уплотнение при более низких температурах

ECR обеспечивает более эффективное уплотнение: смеси ECR обычно требуют на 10-20 % меньше проходов катком для достижения соответствующего уплотнения

Покрытия ECR хорошо подходят для тонкослойных покрытий: По сравнению со стандартной немодифицированной горячей асфальтобетонной смесью покрытия ECR могут достигать большей долговечности при более тонком слое.

Людям, которые управляют дорогами, особенно финансируемыми государством, приходится делать больше с меньшими затратами, учитывая их бюджетные ограничения. Вот тут-то и приходит на помощь информация о прорезиненном асфальте. Всем известно, что асфальт, модифицированный ЭЦР, дешевле в производстве, чем модифицированные полимером смеси. Эти сниженные расходы передаются дорожным менеджерам за счет более низких ставок, что позволяет еще больше распределить ограниченные ресурсы. Кроме того, владельцы дорог получают не только лучшие дороги, но и лучшие дороги по более выгодной цене.Владельцы дорог осознают: более низкие ставки и лучшие дороги.

Вот как работает процесс прорезиненного асфальта:  Резиновая крошка, полученная химическим путем, называемая Elastiko ECR, подается на ваш завод во время производства смеси точно так же, как мелкий заполнитель. Нагретое связующее вступает в реакцию с ЭКР во время смешивания, хранения и транспортировки. Доставленная смесь укладывается и работает как дорожное покрытие, модифицированное полимером, но за небольшую часть стоимости.

Asphalt Plus LLC — компания по производству специализированных химикатов и оборудования со штаб-квартирой недалеко от Чикаго, штат Иллинойс.Мы производим инженерную резиновую крошку Elastiko для применения в прорезиненном асфальте. За последние два десятилетия обширные лабораторные и полевые исследования позволили производителям асфальта создать новый вариант модификации вяжущего. Сухой способ модификации асфальта каучуком также позволяет производить модифицированные каучуком смеси, которые по своим характеристикам аналогичны смесям, модифицированным полимерами, без использования конечного смешивания. Специальная резина Asphalt Plus выдержала широкий спектр суровых климатических и дорожных условий.

В результате этих ситуаций компания Asphalt Plus показала безупречные результаты, уложив почти 6 миллионов тонн сухой асфальтобетонной смеси. Мы помогли автомобильной промышленности, Министерству обороны, энергетики и внутренних дел экономически эффективно сократить как эксплуатационные расходы, так и воздействие на окружающую среду в самых разных сферах деятельности.

Наше руководство и персонал имеют множество технических степеней, включая доктора наук, степень магистра делового администрирования, степень магистра, степень бакалавра и дипломированного специалиста, а также сотни лет профессионального опыта. Мы прилагаем все усилия, чтобы привнести эти навыки и наш коллективный опыт в каждую отрасль, в которой мы работаем, и наш послужной список роста и успеха говорит сам за себя.

Ниже представлено видео успешного проекта по укладке прорезиненного асфальта с использованием инженерной резиновой крошки Elastiko ® от Asphalt Plus.

Асфальтобетон – обзор

6.

6.2 Нестабильность

Асфальтобетонные покрытия по своей природе неоднородны и демонстрируют нестабильность (несовместимость), что может иметь серьезные последствия для механических свойств дорожной асфальтобетонной смеси (Masad et al., 2009). Градиенты свойств наиболее выражены по толщине слоев асфальтобетона. Основными источниками неоднородности (и нестабильности) являются (i) старение и (ii) изменение профиля температуры (Dave et al., 2010). Таким образом, термин долговременная стабильность относится к долговечности асфальта не только в его первоначальном виде, но и в виде цементов для асфальтобетонных покрытий. После нанесения асфальта в качестве дорожного покрытия он подвергается воздействию экстремальных условий окружающей среды: (i) высоких температур, особенно в южных регионах США, (ii) отрицательных температурах, особенно в северных штатах США. , (iii) атмосферное излучение и (iv) механическое напряжение.Поэтому необходимо принимать во внимание потенциальные реологические проблемы, а также химические проблемы.

Асфальтены и полярные ароматические соединения играют фундаментальную роль в определении механических и реологических свойств асфальтов (индекс пенетрации (PI) и кинематическая вязкость в зависимости от времени старения и температуры). Другие важные свойства асфальта, такие как коэффициент температурной чувствительности и характеризующий фактор, зависели от количества асфальтенов и полярных ароматических соединений.Процедура разделения асфальта основана на растворимости в нормальном гептане с последующей адсорбционной хроматографией растворимой части (Speight, 1992a; Mohammed and Morshed, 2008; Speight, 2014).

Термин старение используется для описания явления упрочнения. Упрочнение в первую очередь связано с потерей летучих компонентов при старении асфальта в процессе эксплуатации. Этот фактор вызывает увеличение вязкости асфальта и увеличение стабильности. Кроме того, долговечность асфальта является главным экономическим фактором при усадке асфальта.Системы асфальтовых дорог представляют собой наиболее очевидную и, возможно, наиболее важную область, в которой наблюдаются характеристики асфальта. Затвердевание, происходящее в асфальте в условиях эксплуатации, долгое время считалось наилучшей мерой его экономической ценности.

Состав асфальта в значительной степени зависит от сырья, из которого он был получен, и обычно основывается на качественном определении четырех основных фракций, присутствующих во всех асфальтах (Speight, 1992a, 2014). Каждая фракция существенно отличается по цвету, плотности и содержанию ароматического углерода.Таким образом, асфальт, отвечающий заданным техническим требованиям, представляет собой совокупность этих величин.

Асфальтеновые составляющие выделяют как фракцию, нерастворимую в низкомолекулярных парафиновых растворителях, таких как n -пентан или n -гептан, но растворимую в ароматических растворителях – мальтены определяются как компоненты, растворимые в парафиновых растворителях (Рисунок 6.2) (ASTM D893, ASTM D2007, ASTM D3279, ASTM D4124; Speight, 1992a,b, 1994, 2014, 2015a). Карбены нерастворимы в ароматических растворителях, но растворимы в четыреххлористом углероде или трихлорэтилене. Карбоиды нерастворимы во всех растворителях, растворяющих асфальтены и карбены.

Что касается окисления и начала нестабильности, более полярные частицы в асфальте (т. е. компоненты смолы и асфальтена) будут окисляться первыми во время продувки воздухом. После предельного включения кислорода в структуре асфальтенов могут происходить значительные изменения, особенно в плане включения полярного кислорода, который может влиять на молекулярную массу. Таким образом, изменение характера асфальта может быть связано не столько с окислительной деструкцией, сколько с включением кислородных функций, которые нарушают естественный порядок внутримолекулярного структурирования.Существует вероятность того, что включение кислородных функций увеличивает способность асфальта связываться с заполнителем. Неконтролируемое введение кислородных функций может привести к получению некачественного асфальта, в котором уже могло произойти фазовое расслоение окисленного асфальтена, или, если оно произойдет в продукте, результатом может стать разрушение покрытия из-за ослабления взаимодействия асфальт-заполнитель.

Хотя это и не определяется как свойство стабильности асфальта (поскольку оно измеряет уменьшение проникновения и пластичности и увеличение вязкости), при воздействии тепла и воздуха на тонкий слой образуется тонкая пленка, которая способствует образованию кислородсодержащих продуктов полимеризации .Это, в свою очередь, уменьшит проникновение асфальта (увеличит его твердость), уменьшит его пластичность (сделает его более хрупким или менее эластичным) и повысит его вязкость. Такое воздействие тепла и кислорода гораздо меньше повлияет на стабильный асфальт. Существует прямая зависимость между результатами этого теста и изменением исходных свойств асфальта при обращении, хранении и использовании.

Поскольку асфальт с некоторым основанием рассматривается как коллоидная система, природа этой системы будет определять реологические свойства асфальта, определяемые его проникающей способностью, температурой размягчения, пластичностью и вязкостью при данных температурах.На этом этапе стоит рассмотреть подход, применяемый к нестабильности/несовместимости тяжелого остаточного топлива, и его потенциальное применение к асфальту (Speight, 1992a,b, 2014). Эта концепция основывает нестабильность/несовместимость на химическом составе, а также на внутренней коллоидной структуре (Por, 1992) путем определения индекса коллоидной нестабильности, который представляет собой отношение суммы компонентов асфальтенов и насыщенных масел к сумме смол. и ароматические растворители:

CII=(Асфальтены+Насыщенные)/(Ароматические соединения+Смолы)

Равновесие хорошо пептизированной асфальтеновой системы, такой как асфальт, может быть легко нарушено (i) применением тепла во время работы в дни чрезвычайно высоких температур и/или трения автомобильных шин; (ii) окисление из-за постоянного воздействия воздуха; (iii) УФ-облучение при длительном воздействии солнечного света; и (iv) добавление парафинового разбавителя.В каждом случае изменяется химический состав и затрагивается ароматичность, что приводит к нарушению равновесия коллоидной системы (Moschopedis, Speight, 1973, 1975, 1977, 1978; Speight, 1992a,b, 2014).

В результате асфальтеновые частицы лишаются своих окутывающих слоев, которые ранее непрерывно сливались с последующими слоями. Мицеллярная система становится несплошной, а асфальтеновые ядра склонны к агломерации. Такой процесс приводит к нестабильности асфальта, что может привести к фазовому отделению асфальтенов от асфальта, вызывая тем самым потерю взаимодействия асфальт-вяжущее.Результатом является разрушение дорожного покрытия.

Еще одной оценкой реологических свойств является PI. Логарифм проникновения находится в линейной зависимости от температуры:

logpen=AT+K

В этом уравнении A представляет собой наклон температурной чувствительности по отношению к логарифму проникновения. Путем экстраполяции к температуре точки размягчения получается пенетрация приблизительно 800. Наклон A можно получить путем измерения пенетрации при двух различных температурах или по соотношению пенетрации и температуры точки размягчения.

ИП можно получить следующим образом:

dlogpen/dt=(20−PI)/(10+PI)×0,02A=dlogpen/dtPI=10×(2−50A)/(1+50A)

A PI выше +2 будет указывать на гелеобразную структуру с эластичными свойствами и тиксотропную природу, в то время как PI ниже -2 будет указывать на структуру золя с ньютоновскими свойствами, тогда как асфальт, демонстрирующий удовлетворительные реологические свойства, должен иметь PI между +1 и − 1. После начальной деформации при определенной упругости должны преобладать ньютоновские свойства с пропорциональностью между скоростью деформации и приложенным напряжением.Кривые над этими областями указывают на гелеобразный асфальт, а кривые под этими областями указывают на золь-структурированный асфальт.

Присутствие асфальта, осажденного пропаном, в асфальтовой смеси улучшает свойства устойчивости таких смесей благодаря как реологической, так и химической природе асфальта, осажденного пропаном. Улучшенные свойства стабильности таких смесей можно увидеть по уменьшению различий в вязкости, пенетрации и пластичности после воздействия повышенных температур и кислорода (как, например,г., в TFOT).

Положительный эффект асфальта, осажденного пропаном, зависит от ограничений в их пропорциях, например, до 35% (об./об.) асфальта, осажденного пропаном, в смесях с вакуумным остатком может быть верхним пределом, в зависимости от от природы вакуумных остатков, а также от природы и пропорций других компонентов, например, экстрактов смазочных масел, которые иногда используются в таких смесях (Ishai et al. , 1988).

Имеются указания на то, что долгосрочная стабильность асфальта связана с основными реологическими и физико-химическими характеристиками исходных, а также состаренных образцов асфальта различного состава.Также считается (Ishai et al., 1988), что понимание связи этих характеристик со свойствами асфальта (асфальтобетона для дорожного покрытия) позволяет прогнозировать показатели долговечности асфальта в полевых условиях, а также прогнозировать другие соответствующие свойства (Mohammed and Eweed, 2012). Стабильность в этом случае определяется показателями старения: соотношением вязкости и температуры размягчения, а также процентом остаточного проникновения до и после воздействия TFOT (Por, 1992).

Наконец, последствия загрязнения частицами остатка во время дистилляции или остатка висбрекинга (также называемого смола висбрекинга ) (Speight, 2014, 2015b) могут иметь серьезные последствия для эксплуатационных характеристик асфальта. Если для производства асфальта используется загрязненный частицами остаток или смола висбрекинга, в результате получается асфальт низкого качества (более подходящий для использования в качестве асфальта для парковок), цена которого будет намного ниже, чем у дороги хорошего качества (без частиц).