Цупиков С.Г. (ред.) Справочник дорожного мастера

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 7.2.8. Дробильно-сортировочная установка для получения мытого

кубовидного щебня

Скорость отскока зерна

= K·V, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (7.2.8)

где К - коэффициент восстановления;

V - скорость зерна до удара, м/с.

Сущность обогащения состоит в том, что плотные, более прочные зерна

отскакивают дальше легких и попадают в соответствующие бункера.

Обогащенный песок получают путем удаления с помощью

обогатительного оборудования мелких зерен, отсева зерен крупнее 5 мм.

Основным методом разделения песка по крупности является гидравлическая

классификация. Обогащение песков (отмыв мелких зерен) осуществляют в

спиральных классификаторах и гидроциклонах, а фракционирование - в

вертикальных гидравлических классификаторах.

Каменные материалы, используемые для устройства покрытий с

применением органических вяжущих материалов, оценивают по:

- прочности на сжатие или марке щебня по дробимости в цилиндре;

- износу (в полочном барабане);

- морозостойкости;

- сцеплению с вяжущими материалами;

- содержанию глинистых частиц;

- содержанию зерен пластинчатой формы;

- зерновому составу.

На готовую продукцию отдел технического контроля (ОТК) составляет

паспорт лабораторных испытаний и оформляет документами аттестации

продукции по качеству.

7.3. Базы битумных материалов

Для приема, хранения и подготовки органических вяжущих к

использованию создают битумные базы.

Различают базы централизованного снабжения вяжущими крупных узлов

строящихся дорог и приобъектные, обслуживающие одну автомобильную

дорогу или ее отдельные участки.

По способу доставки вяжущего различают базы:

- прирельсовые с доставкой на базу вяжущего железнодорожным

транспортом;

- береговые (прибрежные, расположенные вблизи судоходных рек);

- притрассовые с доставкой на базу вяжущего автобитумовозами.

Как правило, дорожные хозяйства организуют прирельсовые или

притрассовые базы.

Жидкий битум от заводов по перегонке нефти доставляют на базы

централизованного снабжения в железнодорожных цистернах - термосах

емкостью 50, 60 и 80 т, вязкий - в бункерных полувагонах емкостью 40...60 т.

К притрассовым базам битум доставляют автобитумовозами

грузоподъемностью от 7 до 40 т. Техническая характеристика

автобитумовозов и автогудронаторов приведены в табл. 7.3.1. Всё виды

транспортных средств имеют теплоизоляцию или устройство для разогрева

битума (паром, электричеством и др.). При разгрузке бункер полувагона

опрокидывают лебедкой на широкий лоток, по которому скатывается ком

битума или стекает (в зависимости от степени нагрева).

Таблица 7.3.1

ТехническаяZ характеристикаZ автобитумовозовZ иZ автогудронаторов

Показатели

Автобитумово

з ДС-138Б-01

Автобитумово

з АЦБ-12-05

Автобитумово

з ДС-164

Автобитумово

з ППЦБ-12.3

Автобитумораздатч

ик ДС-182-01

Автогудронато

р ДС-39Б

Автогудронато

р ДС-142Б

Автогудронато

р КДМ-333

Базовое шасси

КамАЗ-

53213

КамАЗ-

5410

КамАЗ-

54112

КамАЗ-

5410

ЗИЛ-431412 ЗИЛ-

431412

КамАЗ-

53213

КрАЗ-

65053

Вместимость

цистерны

термоизолированн

ой, л

10000 12000 18000 12300 4000 4000 7500 11000

Снижение

температуры

битума, не более

С/ч

4 4 4 - 4 4 4 -

Подогрев

материалов в

цистерне:

стационарными

горелками на

дизельном топливе

со скоростью не

менее С/ч

10 10 10 - 10 10 10 10

Время наполнения

(опорожнение)

цистерны

битумным

насосом, мин

25 26 - 15...30 30 - - -

Максимальная

скорость, км/ч

85 80 85 80 90 80 90

Масса снаряжения,

кг

9610 13310 14500 4600 5780 5780 10350 14000

Ширина

распределения, м

- - - - - 4,8 4,8 5,5

Удельная норма

разлива, л/м

- - - - - 0,5...2,5 0,5...2,5 0,3...3,0

Из автобитумовозов битум сливают самотеком через патрубок по гибкому

шлангу или перекачивают насосом в битумохранилище. При сливе жидкий

битум нагревают до температуры 40...50С. Все битумохранилища

оборудуют системами подогрева битума до текучести, позволяющей

перекачивать битум шестеренными насосами. Одно из основных требований

хранения битума - исключить попадание в него атмосферной и грунтовой

воды.

По положению резервуара относительно поверхности земли

битумохранилища бывают наземные, полуямные и ямные (рис. 7.3.1).

Рис. 7.3.1. Битумохранилище пояуямного типа:

1 - железнодорожный бункер; 2 - лоток для стока битума; 3 -битум в

битумохранилище, 4 - приямок; 5 - битумный насос; 6 - нагреватель приямка,

7 - битумопровод; 8 - регистры

Выбор способа строительства битумохранилища определяется главным

образом уровнем залегания грунтовых вод. Дно и стены хранилища при

высоком уровне вод делают водонепроницаемыми или понижают уровень

грунтовых вод.

Битум в хранилище можно нагревать паром, электронагревателями,

инфракрасными лучами, горячим минеральным маслом.

Наиболее удобны битумохранилища с заводским оборудованием для

нагрева (рис. 7.3.2). Нагревательно-перекачивающий агрегат типа

портального крана монтируют на стальном мосту и перемещают вдоль него

по рельсам. К мосту на стальных канатах подвешивают нагреватель

(калорифер). Нагреватель имеет набор труб, соединенных между собой, по

которым пропускается пар. Битумный насос расположен среди труб в

металлической коробке, обеспечивающей подтекание разогретого битума к

насосу только из верхнего слоя.

Битум в приямке или металлической коробке нагревают до 90° С.

Производительность нагревательно-перекачивающего агрегата составляет

3...6 т в час.

Рис. 7.3.2. Битумохранилище с заводским оборудованием:

1 - механизм передвижения; 2 - тележка; 3 - пульт управления; 4 -

гидропривод механизма передвижения; 5 - лебёдка для подъёма и опускания

нагревателя; 6 - электродвигатель; 7 - битумопровод; 8 - пакет трубчатых

регистров калорифера; 9 - короб; 10 - уровень битума в хранилище; 11 -

битумный котёл; 12 - битумный насос

Битум из битумохранилища перекачивают к установке для обезвоживания

и нагрева по трубам диаметром не менее 76 мм. Трубы укладывают на

поверхности земли, на инвентарные металлические стойки высотой до 3,0 м.

В местах проезда - на высоте 4,5...5,0 м. Битумопровод, насосы, краны

должны иметь теплоизоляцию.

7.3.1. Обезвоживание и нагрев битума

Нефтеперегонные заводы поставляют битум с содержанием влаги более

допустимых 2,5 %. Часть битума поступает с обводнением 10...15 %. Для

обезвоживания и нагрева его до рабочей температуры 150...170С применяют

различные установки. Битумонагревательное оборудование цикличного

действия представляет собой один или несколько котлов с жаровыми

трубами и состоит из следующих основных узлов (рис. 7.3.3).

Рис. 7.3.3. Битумоплавильный агрегат циклического действия:

1 - топка в сборе; 2 - котел; 3 - жаровые трубы; 4 - насос.

По этой схеме выполнено оборудование циклического действия (установка

ДС-6).

Более сложную конструкцию имеет оборудование непрерывного действия

ДС-17 (рис. 7.3.4).

Рис. 7.3.4. Битумоплавильный агрегат непрерывного действия:

1 - котёл; 2 - насос; 3 - теплообменник; 4 - пароотделитель; 5 - лоток

испарительной камеры; 6 - жаровые трубы; 7 - топка

Битум из хранилища закачивают в котел 1, где он обезвоживается и

нагревается до рабочей температуры жаровыми трубами 6 за счет сжигания в

топке 7 жидкого или твердого топлива. Из котла 1 битум насосом 2

направляется в теплообменник 3, в котором производится интенсивное

перемешивание горячего битума с холодным. Далее битум через

пароотделитель 4 цикличного типа стекает на лоток испарительной камеры 5,

где также выделяется пар. С лотка 5 битум стекает в основной отсек котла 1.

Нагрев битума горячим минеральным маслом - наиболее прогрессивный и

экономичный способ. Масло нагревают в специальных агрегатах и подают по

трубам в битумные котлы.

Обезвоженный и нагретый битум хранят в цистернах с паровым,

электрическим и масляным обогревом, ёмкостью от 10 до 30 м

(табл. 7.3.2)

Таблица 7.3.2

Цистерны для хранения битума или расходные емкости

Показатели ДС-65.7 ДС-118-4.02 ДС-83 Д-649.01 ДС-92

Вместимость

цистерны , м

10 30 30 30 30

Тип нагревателя Жаровые

трубы

Электрический Паровой Электрический Трубчатый,

электрический типа

НШМ M45

Установленная

мощность, кВт

20 кг/ч (расход

топлива)

7,5 + 84 7,5 84 45

Масса, кг 5400 5970 13900 5050 6466

Автоматизация технологического процесса может быть частичной, комплексной или

полной. На приобъектных битумных базах нередко применяется частичная

автоматизация. Комплексную и полную автоматизацию чаще всего внедряют, когда

битумная база входит как цех асфальтобетонного завода. В этом случае применяют

дистанционное управление. Оператор на пульте управления формирует команды на

включение, отключение или изменение технологического режима.

7.3.2. Приготовление битумных эмульсий

Битумные дорожные эмульсии подразделяются на анионные и катионные.

В свою очередь каждый вид делится на 3 класса:

- анионные: ЭБА-1, ЭБА-2, ЭБА-3;

- катионные: ЭВК-1, ЭБК-2, ЭБК-3.

По структуре эмульсии делят на прямые и обратные. В прямых эмульсиях

битум равномерно распределен в виде мельчайших капель, окруженных

слоем эмульгатора. В обратных - вода равномерно распределена в битуме в

виде мельчайших капель, стабилизированных слоем эмульгатора.

Анионные эмульсии в качестве эмульгатора содержат мыла

высокомолекулярных соединений органических кислот: асидолы,

мылонафты, сульфатное мыло и др. Количество эмульгатора от 1 до 4,5 % от

массы битума.

Катионные - органические азотосодержащие соединения: амины, соли

аммония от 1 до 4 % вводят в воду или битум, а соляную кислоту вводят

только в воду.

Для приготовления эмульсий организуют заводы и базы. Приготовление

эмульсий сводится к диспергированию жидкостей и стабилизации

дисперсной системы.

Для диспергированию жидкости применяют: гомогенизаторы;

лопастные и шнеколопастные смесители; акустические диспергаторы.

В гомогенизаторе готовят прямые эмульсии. Битум, нагретый до 150С, и

водный раствор эмульгатора, нагретый до 90С, перекачивают через узкие

зазоры (размером 0,01 мм) ротора и статора, в которых битум размельчается

и на его капельках адсорбируется эмульгатор. Лучшими считают

многоступенчатые гомогенизаторы.

В смесителях готовят прямые высококонцентрированные и обратные

эмульсии. Концентрированный раствор эмульгаторов заливают в резервуар,

где вращается вал с лопастями с частотой 40...80 об. в мин. Битум подают

постепенно по мере образования эмульсии. В смесителях получают эмульсии

высокой концентрации 90...95 %, поэтому перед употреблением их

разбавляют водой. Производительность установки до 5 т/час.

Приготовление эмульсии с помощью акустического диспергатора

относится к гидродинамическому способу, по которому смесь воды,

эмульгатора и битума пропускают с большой скоростью через сопло,

имеющее впереди вибратор - нож. Акустический способ прост и качество

эмульсии хорошее.

При подвижном характере работ предпочтение следует отдавать

полустационарным эмульсионным установкам (рис. 7.3.5).

Рис. 7.3.5. Установка для приготовления обратных эмульсий:

1 - котёл для битума; 2 - мешалка; 3 - ёмкость для воды (керосиновый

контакт); 4 - ёмкость для раствора едкого натра; 5 - ёмкость для эмульсии

Наряду с положительными сторонами эмульсии имеют плохое прилипание

к каменным материалам. Усилить прилипание можно добавлением извести -

пушонки или цемента в количестве 5...10 % от эмульгатора. Такую эмульсию

называют активированной.

Эмульсию хранят в закрытых помещениях, предохраняя от промерзания;

летом - в емкостях, закрытых от попадания влаги. Перед загрузкой эмульсии

в автогудронаторы ее пропускают через сетчатый фильтр с отверстиями

размеров 3 мм. Гарантийный срок действия эмульсии 2 месяца.

Схема приготовления прямой высококонцентрированной битумной

эмульсии показана на рис. 7.3.6.

Рис. 7.3.6. Технология приготовления прямой высококонцентрированной

эмульсии:

1 -обезвоженный и нагретый до 150-170С битум; 2 - котёл для варки мыла, 3

- ёмкость для едкого натра; 4 - ёмкость для воды; 5 - ёмкость для раствора

эмульгатора; 6 - мешалка; 7 - склад соли

Технологический процесс начинается с обезвоживания и нагрева битума

до температуры 150С. Эмульгаторы, как и битум, требуют предварительной

подготовки. Некоторые эмульгаторы легко растворяются в воде и не требуют

специальной обработки. Из этих эмульгаторов смешиванием с водой

получают раствор, который перед применением нагревают до рабочей

температуры 70...80С. Некоторые эмульгаторы, чтобы растворить их в воде,

необходимо предварительно омылить водным раствором щелочей (едкий

калий, едкий натр). Омыление (варку) осуществляют в специальном котле в

течение 3...4 ч. Приготовленное мыло разбавляют водой в пропорции 1:9,

полученный раствор перед применением также нагревают до 70-80С.

Приготовленное мыло поступает в дозатор и оттуда в мешалку. В смесителе

приготавливают водный раствор эмульгатора, куда поступает умягченная

вода из установки.

Водный раствор эмульгатора насосом перекачивают в резервуар для

подогрева его до рабочей температуры. Затем он поступает в диспергатор.

Готовую эмульсию направляют в резервуар для хранения. Качество эмульсии

контролируют в лаборатории.

7.3.3. Технология получения битума из гудрона на окислительных установках

В дорожных организациях получение битума из гудрона осуществляют

бескомпрессорным способом (рис. 7.3.7).

Рис. 7.3.7. Технологическая схема приготовления битума бескомпрессорным

способом:

1 - ёмкость с гудроном; 2, 4, 6, 8 - насосы; 3 - теплообменник; 5 -

подогреватель;7 - секционный реактор; 9 - сепаратор; 10 - ёмкость для

битума

Гудрон из емкости 1 насосом - дозатором 2 подают в теплообменник 3, из

которого насосом 4 перекачивают в подогреватель 5. Далее насосом 6 гудрон

поступает в секционный реактор 7, в котором установлены диспергаторы со

скоростью вращения 480...960 об. в мин. Они засасывают и распыляют

воздух в окисляемом продукте. Для ускорения процесса окисления

применяют следующие катализаторы: хлорид цинка, меди, железа,

алюминия, пятиокиси фосфора, серной кислоты, сульфидов и др. Из реактора

7 окисленный гудрон насосом 8 подают в сепаратор 9 и далее в емкость для

битума 10.

7.4. Заводы для приготовления асфальтобетонных смесей

Асфальтобетонные заводы (АБЗ) - специализированные предприятия,

предназначенные для приготовления горячих, холодных и литых смесей.

Кроме того, на АБЗ организуют выпуск черного щебня, переработку старого

асфальтобетона.

Асфальтобетонные заводы по мобильности, типу выпускаемой смеси,

способу приготовления и др. могут быть классифицированы, как показано на

рис. 7.4.1.

Рис. 7.4.1. Классификация асфальтобетонных заводов

Важнейшим при проектировании АБЗ является выбор места расположения

завода. От правильности решения этой задачи зависит: стоимость

выпускаемой смеси, использование оборудования, срок строительства дороги

и др.

При выборе расположения АБЗ учитывают:

- потребность смеси;

- сроки строительства дороги;

- рельеф местности;

- расположение баз и источников снабжения материалами,

железнодорожных станций, подъездных путей;

- расположение производственных и жилых объектов;