4.2. Для асфальтобетонных смесей применяют щебень из искусственных каменных материален «дорсил», получаемый по технологии ГНИИстекла [18] и обладающий физико-механическими свойствами, отвечающими следующим требованиям:
износ (потеря в массе при истирании) в полочном барабане в %, не более 25;
дробимость при сжатии (потеря в массе при раздавливании) в цилиндре в %, не более 20;
количество циклов при испытании на морозостойкость не менее 150.
4.3. Щебень «дорсил» изготавливается следующих фракций: 3-8 (10) и 5-15 мм. Форма зерен щебня - кубическая, содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не должно превышать 25 % по массе.
4.4. Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД (БН) 40/60 и БНД (БН) 60/90, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22245-76 [19].
При выборе битумов предпочтение следует отдавать более вязким битумам с узкими пределами колебаний по показателю глубины проникания (табл. 10).
4.5. Для приготовления асфальтобетонных смесей используются поверхностно-активные вещества (ПАВ), удовлетворяющие требованиям ВСН 59-68 [20]. При выборе ПАВ предпочтение следует отдавать катионоактивным, типа высших алифатических аминов.
Таблица 10
Показатели физико-химических свойств вязких дорожных нефтяных битумов (извлечение из ГОСТ 22245-76 и ТУ-400-24-108-76)
Наименование показателей |
НОРМЫ |
|||
|
по ГОСТу |
по ТУ |
рекомендуемые для г. Москвы |
|
|
БНД 60/90 |
БНД 40/60 |
|
|
Глубина проникания иглы: |
|
|
|
|
при +25 ??С |
60-90 |
40-60 |
40-55 |
55-65 |
при 0 ??С, не менее |
20 |
13 |
- |
14 |
Температура размягчения по КиШ, С, не менее |
47 |
51 |
55 |
52 |
Растяжимость, см: |
|
|
|
|
при +25 ??С, не менее |
50 |
40 |
40 |
50 |
при 0 ??С, не менее |
3,5 |
- |
- |
- |
Температура хрупкости, 0 С, не выше |
-15 |
-10 |
-10 |
-15 |
Температура вспышки, С, не ниже |
220 |
220 |
240 |
240 |
Сцепление с мрамором или песком |
выдерживает по контрольному образцу № 2 |
|||
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более |
6 |
6 |
5 |
5 |
Индекс пенетрации |
+1:-1 |
+1:-1 |
+1:-1 |
+1:-1 |
Содержание водорастворимых соединений, %, не более |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
5. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СМЕСЕЙ
Приготовление асфальтобетонных смесей
5.1. Приготовление асфальтобетонных смесей производится на стационарных асфальтобетонных заводах (АБЗ), включающих комплекты автоматизированного технологического оборудования, с высоким уровнем унификации узлов и агрегатов и системы складирования и подачи к смесительному агрегату минеральных материалов и вяжущих.
В состав современных комплектов оборудования для приготовления асфальтобетонных смесей входят: агрегат питания, сушильный агрегат, система пылеулавливания, смесительный агрегат с сортировочно-дозировочным устройством, система складирования, транспортирования и приготовления битума, транспортирования и дозирования минерального порошка и ПАВ [21-23].
5.2. Технологический процесс приготовления асфальтобетонных смесей включает следующие операции:
нагрев и обезвоживание битума;
приготовление поверхностно-активных веществ;
предварительное дозирование и подачу щебня и песка в сушильный барабан;
нагрев и высушивание минеральных материалов;
рассортировку минеральных материалов по фракциям;
дозирование исходных материалов;
перемешивание минеральных материалов с ПАВ и битумом;
выгрузку готовой смеси.
Принципиальная схема технологического процесса приготовления асфальтобетонных смесей представлена на рис. 2.
Рис. 2 Принципиальная схема технологического процесса приготовления асфальтобетонных смесей
При использовании пыли уноса очистных сооружений смесительных установок в процессе приготовления асфальтобетонных смесей рекомендуется следующая примерная схема оборудования для ее утилизации. В состав оборудования входит пневмотранспортная установка и дозирующее устройство (рис. 3).
Рис. 3 Примерная схема оборудования для утилизации пыли:
1 - бункер расходный; 2 - шнек; 3 - трубопровод; 4 - лопастной питатель; 5 - водомаслоотделитель; 6 - дозатор; 7 - расходный бункер дозатора
5.3. Битум поступает железнодорожным и автомобильным транспортом и выгружается раздельно по маркам в различные отсеки битумохранилища, откуда после нагрева до температуры 70-80 °С битумонасосом по битумопроводам перекачивается в битумоплавильные установки (котлы), в которых происходит его обезвоживание и нагрев до рабочих температур.
При использовании битума марок БНД 40/60, БНД 60/90 рабочая температура устанавливается в пределах 140-160 °С, а при применении ПАВ - 120-130 °С; 140-150 °С для смесей, изготовляемых на щебне из искусственных каменных материалов; 180-190 °С - для литых смесей типа I, 170-180 °С - для литых смесей типа II и 150-170 °С - для литых смесей типа I и II, предназначенных для устройства покрытий тротуаров.
5.4. Для предотвращения вспенивания битума в процессе выпаривания воды следует применять механические мешалки, интенсивную циркуляцию битума с помощью насоса, или противопенные химические препараты МКТ-1 (4-6 капель), или полисилоксановый каучук СКТН-1 (2-3 капли) на 10 т битума.
5.5. При необходимости введения ПАВ на минеральные материалы разогретая до 40-80 °С добавка из отдельного хранилища или отсека битумохранилища перекачивается по обогреваемым трубопроводам к специальным дозаторам, установленным на смесительных установках. Введение ПАВ в смеситель производится перед поступлением битума.
5.6. Для ввода горячего битума и ПАВ в смеситель используются весовые и объемные дозаторы.
5.7. Щебень и песок до поступления в сушильный барабан предварительно дозируют; окончательно весовое дозирование осуществляют после сортировки в грохотах.
Для предварительного дозирования песка и щебня используют агрегаты питания, управляемые дистанционно с пульта оператора. Загрузку бункеров питания со склада или с разгрузочной площадки производят с помощью ленточного транспортера, мостового крана, а также погрузчиками, бульдозерами.
Точность работы дозаторов агрегатов питания ±5 %. При работе с очень влажными материалами вводят поправку на их влажность.
5.8. Режим просушивания и нагрева минеральных материалов в сушильных барабанах должен обеспечивать равномерный нагрев материалов до заданной температуры и полное удаление из него влаги.
Процесс сушки и нагрева регулируется назначением температуры в сушильном барабане и времени нахождения материала в барабане, последнее достигается за счет изменения угла наклона подъемно-транспортных лопастей и их конструкции, а также скорости вращения барабана.
Рабочая температура щебня и песка на выходе из сушильного барабана составляет:
160-200 °С - при изготовлении асфальтобетонных смесей;
150-180 °С - то же, при применении ПАВ;
190-220 °С - при изготовлении литого асфальта для тротуаров;
230-260 °С - то же, литого асфальта;
140-170 °С - при изготовлении асфальтобетонных смесей на щебне из искусственных каменных материалов.
5.9. Для обеспечения контроля температурного режима нагрева материалов сушильные агрегаты оборудуются контрольно-измерительной аппаратурой (термопарами), устанавливаемой в ссыпном лотке сушильного барабана.
5.10. Просушенный и нагретый щебень и песок ковшом элеватором подается на грохот для фракционирования и сортировки в разъемные отсеки бункера горячих материалов. Используется цилиндрический грохот, который, как правило, состоит из 3-х секций с отверстиями сит 6,17 и 45 мм. В результате рассева получают две фракции щебня - 5-15 мм и 15-32 (40) мм - и одну фракцию песка.
Материал, частицы которого по размеру превышают максимальный размер фракции по стандарту, отводится из грохота по лотку в специальный бункер, из которого затем вывозится автомобилями.
Примечание. Производительность сортировочных устройств должна, как правило, превышать максимальную производительность смесителя, чтобы обеспечить его бесперебойную работу при любых рецептурах смеси.
5.11. В целях обеспечения стабильного температурного режима при приготовлении асфальтобетонных смесей, нормальной работы при кратковременных остановках агрегата питания, сушильного барабана и грохота объем расходного бункера горячих материалов должен обеспечивать запас материалов на 1-1,5 часа работы.
При ограниченном объеме расходного бункера горячих материалов требуется более точное предварительное дозирование песка и щебня в агрегатах питания с учетом рецептуры изготавливаемых смесей.
5.12. Необходимость сортировки по фракциям песка и щебня наряду с предварительным дозированием указанных материалов в агрегатах питания вызывается следующим:
дозирование в агрегатах питания имеет точность значительно ниже, чем это требуется для получения качественных асфальтобетонных смесей;
в составе песка и щебня находятся частицы, размеры которых превышают допустимые при приготовлении асфальтобетонных смесей;
количество песчаных фракций (до 5 мм ) превышает требуемое из-за наличия его в более крупных фракциях щебеночного материала;
изменение количества мелких фракций в процессе транспортирования, а также при просушке и нагреве в сушильном барабане, главным образом, происходит в результате работы системы пылеочистки.
5.13. Минеральный порошок (активированный или неактивированный) со склада или с помольной установки или непосредственно из автомобиля-цементовоза по отдельной линии элеватором или пневмотранспортом подается в специальный отсек горячего бункера. Из бункера минеральный порошок, предварительно отдозированный, подается в мешалку.
Пыль уноса из очистных сооружений после двухстадийной сухой очистки поступает в отдельный отсек горячего бункера или в специальную емкость. Дозирование пыли-уноса перед подачей в мешалку может осуществляться раздельно или вместе с минеральным порошком.
5.14. Подготовленные материалы-компоненты асфальтобетонной смеси - поступают на дозирование в соответствии с заданной рецептурой. Точность дозирования составляющих материалов регламентируется в зависимости от вида смеси по табл. 11.
Таблица 11
Точность дозирования материалов
Вид смеси |
Погрешность дозирования, % массовая доля |
|||||
|
щебень |
песок |
минеральный порошок |
ПАВ |
битум |
|
|
|
|
|
при введении |
|
|
|
|
|
|
в минеральный материал |
в битум |
|
Асфальтобетонная, тип А и на щебне из искусственных каменных материалов |
2 (1,5) |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
Асфальтобетонная и литая всех типов |
3 |
3 |
3 |
3 |
1 |
1,5 |
Примечание 1. Для уменьшения погрешности при дозировании, связанной с пересыпанием материалов, секции бункеров оборудуются затворами, а циферблатные головки весов - специальными контактами предварительной отсечки материалов.
2. В скобках указана точность дозирования щебня из искусственных каменных материалов.
5.15. Перемешивание исходных материалов производится в лопастных мешалках периодического действия. Особое внимание должно быть уделено предварительному перемешиванию минеральных материалов без битума (сухое перемешивание). Только по истечении времени сухого перемешивания в мешалку подается битум. При применении ПАВ, последние подаются в мешалку за 10-15 с до дозирования битума. Нормы продолжительности перемешивания смесей указаны в табл. 12.
Таблица 12
Продолжительность перемешивания асфальтобетонных смесей
Вид асфальтобетонной смеси |
Тип гранулометрии, фактура поверхности |
Продолжительность перемешивания, c |
Общее время перемешивания, с |
|||
|
|
сухое |
с битумом |
|
||
|
|
|
без ПАВ |
с ПАВ |
без ПАВ |
с ПАВ |
Мелкозернистая |
А |
30 |
45 |
20 |
75 |
50 |
|
Б |
30 |
50 |
25 |
80 |
55 |
|
В |
35 |
50 |
30 |
85 |
65 |
Песчаная |
Д |
50 |
60 |
35 |
110 |
85 |
Литая: |
|
|
|
|
|
|
подача битума под давлением 20 атм и использование минерального порошка: |
|
|
|
|
|
|
горячего (100-120 С) |
I |
10 |
40 |
- |
50 |
- |
холодного (20-30 С) |
|
20 |
40 |
- |
60 |
- |
горячего |
II |
10 |
30 |
- |
40 |
- |
холодного |
|
20 |
30 |
- |
50 |
- |
подача битума самотеком: |
|
|
|
|
|
|
горячего |
II |
40 |
60 |
- |
100 |
- |
холодного |
|
60 |
80 |
- |
140 |
- |
Литая для покрытия тротуаров: |
|
|
|
|
|
|
с подачей битума самотеком и использование минерального порошка |
|
|
|
|
|
|
горячего |
I |
40 |
60 |
- |
100 |
- |
холодного |
II |
60 |
60 |
- |
120 |
- |
Мелкозернистая с применением щебня «дорсил» |
|
|
|
|
|
|
|
мозаичная |
35 |
50 |
- |
85 |
- |
|
ковровая |
30 |
45 |
- |
75 |
- |
Крупно- и среднезернистая для плотного асфальтового бетона |
|
|
|
|
|
|
|
I |
30 |
300 |
- |
60 |
- |
|
II |
20 |
40 |
- |
60 |
- |
Крупнозернистая |
пористая |
20 |
35 |
- |
55 |
- |