Descriere bibliografică:
În prezent, în Rusia, defectele principale ale drumurilor sunt forța insuficientă a pavajului și suprafețele rutiere inegale. În ciuda numeroaselor eforturi ale organizațiilor de construcție și întreținere a drumurilor, starea rețelei rutiere din multe regiuni ale Rusiei continuă să se deterioreze. Opri procesul de distrugere a rețelei rutiere rusă și invers poate fi decât în mod necesar armare industria rutieră de înaltă performanță masini de constructii rutiere și mecanisme, construcții de tehnologie avansată, repararea și întreținerea corespunzătoare a drumurilor. De asemenea, datorită acestui fapt, este posibil să se mărească nivelul profesional general al lucrătorilor din industrie. Una dintre cele mai promițătoare repararea high-tech de pavaje este cald regenerarea defectelor de material de pavaj de beton reparații la fața locului asfalt.
Istoria folosind regenerare la cald a tehnologiei de beton asfaltic pentru repararea suprafețelor rutiere, care, în dezvoltarea sa a trecut de la regenerarea vechi amestecul de beton asfaltic la fabrica de a dezvolta sisteme de mașini specializate, regenerativă supradozare materiale sau înainte de termen a distrus pavaj de beton asfaltic pe producția lucrări de reparații la fața locului, are mai mult de un o duzină de ani. În acest moment există 4 metode principale de regenerare la cald: alinierea și refacerea formei de acoperire fără adăugarea unui nou amestec; cu adăugarea unui nou amestec, dar fără agitare; cu adăugarea unui nou amestec și cu agitare; adăugarea unui nou amestec și amestecarea acestuia cu vechi și instalarea simultană a unui nou strat de beton asfaltic. Primele două metode de pe autostrăzi nu sunt practic aplicate.
Metoda de egalizare și restabilire a formei de acoperire cu adăugarea unui amestec nou și amestecarea acestuia cu cea veche a primit cea mai mare răspândire a tuturor metodelor de regenerare fierbinte. Această metodă se numește termo profilare sau Remix, iar mașinile pentru implementarea sa se numesc remixatoare (Remixer) [1].
În principal parc mașină rusă pentru pavaj în conformitate cu metoda de amestec de regenerare bituminos la cald dezvoltat in reprezentat anii '70, '80 remixerii firma «Wirtgen» Remix-2500 si Remix-4500 Plus, termoprofilirovschikami intern ED-232, ED-234. În prezent, aparatul rutier de ramură, practic, nu se dezvolta, iar tehnologia disponibilă este utilizată în principal pentru repararea străzilor orașului cu pavaj beton asfaltic de bază în mod deliberat rigidă.
Din păcate, în prezent, interesat în tehnologia de regenerare a asfaltului material de pavaj de beton direct pe site-ul de locuri de muncă nu este la fel de mare ca ne-ar dori, deoarece potențialul acestei tehnologii nu este pe deplin dezvăluită, dar utilizarea scalei nu este în concordanță cu capacitățile sale. Și totuși, aplicarea acestei tehnologii are loc. Folosind una dintre metodele termoregeneratsii și anume termoprofilirovaniya a fost overhauled rutier P-258 "Baikal" Irkutsk - Ulan Ude - km 000 + Chita 1068-1080 + 000 km în regiunea Zabaikalskiy. Această metodă de regenerare fierbinte va fi discutată în acest articol.
Metoda din oricare dintre o operațiuni de regenerare la cald este principala încălzire acoperirea asfaltului vechi. Scopul este de a lin tratată termic strat de beton asfaltic la temperatura de procesare și nu se supraîncălzi liantul, care la temperaturi ridicate se degradează proprietățile sale prin evaporarea fracțiunilor ușoare și arsuri, în cazul în care încălzirea depășește punctul liant de aprindere egal 180-220 ° C. pentru vâscozitate și 45-110 ° C pentru bitum lichid. Temperatura de prelucrare a betonului asfaltic pe bitum vâscos variază de la 100 la 150 ° C, rareori până la 180-200 ° C.
Încălzirea acoperișului din beton asfaltic se realizează cu ajutorul arzătoarelor cu gaz de radiație infraroșie, combinate în blocuri sau panouri ale încălzitorului. Imediat după panourile de încorporare pline de arzătoare care sunt dispuse deasupra suprafeței de acoperire, la o înălțime mai mică de 5 cm, există o încălzire rapidă a stratului superior de beton asfaltic din care căldura este transferată în jos.
Modul de încălzire a stratului este controlat prin modificarea presiunii din sistemul de gaze, schimbarea poziției panourilor deasupra suprafeței acoperirii sau viteza de mișcare a încălzitorului.
Pe baza limitărilor duratei maxime bitum punct de inflamabilitate suprafață continuă de beton asfaltic de încălzire nu trebuie să depășească 2,5-3 minute la o temperatură a aerului de 20 ° C După aceasta, este necesară reducerea temperaturii de încălzire sau o întrerupere în alimentarea cu căldură și apoi încălzit pentru a continua până când temperatura suprafeței capacului încălzit nu atinge valorile necesare. Temperatura acoperirii pe dispozitivul de tăiere melcului - 160-180 0 C, dar care nu depășește 180 0 C, pentru prima Asfalt 130-150 0 C, pentru a doua Bitum 150-180 0 C, înainte de a Termomixer 120-140 0 C.
Transferul de căldură în strat continuă neuniform. La început, suprafața se încălzește mai repede decât straturile inferioare. În timpul slăbirii, straturile superioare se răcesc, dar straturile inferioare, datorită conductivității termice a căldurii acumulate, continuă să crească temperatura. Aceasta asigură, cu agitare, o temperatură medie stabilă de 80-100 ° C.
Lungimea fiecărui panou sau a unității de ardere este determinată în funcție de viteza de mișcare a încălzitorului și de durata maximă admisă de încălzire continuă a asfaltului. Cu o viteză de încălzire de 2 m / min și un timp de încălzire de 2,5 minute, lungimea panoului arzătorului este de 5 m. Cu o viteză mai mare, lungimea panoului crește.
Figura 1 prezintă dinamica încălzirii stratului de acoperire, în funcție de grosimea sa, precum și modul în care temperatura din fiecare mașină din unitate variază la un anumit moment. De exemplu, la 2 minute mai târziu, temperatura pe suprafața acoperirii sub asfalt ar fi de aproximativ 80 0 C în minutul 9, când acoperirea este suficient încălzită și este posibil să se înceapă procesul de regenerare va conduce haldei și sub suprafața de temperatură va fi de aproximativ 160 0 C la 180 0 C și t . d.
Fig. 1. Dinamica încălzirii stratului de acoperire, în funcție de grosimea acestuia
Adâncimea de slăbire, care este încălzită la temperatura de lucru, este luată cel puțin la grosimea stratului de regenerare, care depinde de mărimea granulelor de moloz sau de nisip din betonul asfaltic, dar nu mai puțin de:
- 20 mm pentru amestecurile de nisip;
- 25 mm pentru amestecurile de pietre zdrobite cu granule de până la 15 mm;
- 35 mm pentru amestecurile de piatră zdrobită cu granule de până la 20 mm.
De obicei, adâncimea de încălzire este luată de la 30 la 60 mm, în funcție de grosimea stratului superior de asfalt și de adâncimea maximă de slăbire care poate fi asigurată de termomixer [2].
Metoda termoprofilirovaniya utilizată în cazul în care acoperirea existentă are multe defecte, cum ar fi fisurarea, rutului, cracare ochiuri, precum și atunci când este necesară întărirea acoperirii vechi. Pentru aceasta la materialul măcinat și slăbit strat vechi adăuga nou amestec de beton asfaltic în cantitate de 25-50 kg / m2 pentru reparații fără amplificare și până la 150 kg / m2 pentru reparații cu câștig.
Metoda permite ajustarea compoziției granulelor de asfalt vechi, eliminând efectele îmbătrânirii bitumului, mărind rugozitatea acoperirii și asigurând o bună legătură între stratul regenerat și stratul vechi.
Indicele generalizat de neuniformitate reflectă amplitudinea inegalității acoperirii atât în direcțiile longitudinale, cât și transversale. Se determină prin formula:
unde Sb este indicele de inegalitate pe direcția longitudinală, numeric egal cu deviațiile patrate medii ale amplitudinii neregularităților de lungime de zece metri; Sn - un indice de neuniformitate în direcția transversală, numeric egal cu distanța sub rake-ul de trei metri.
Conform datelor de sinteză proiectarea neregularitățile componentelor Sp la site-ul revizia drumului P-258 „Baikal“ este de aproximativ 3,1 cm. Stratul de curent reprezentat amestec poros asfalt fin granulat, prin urmare, un amestec ar trebui să fie, de asemenea, amenzi poroase.
Cantitatea minimă necesară a unui nou amestec în acest caz poate fi determinată de formula:
unde D este cantitatea minimă necesară a amestecului, kg / m 2; 23 - cantitatea noului amestec, într-un strat de 1 cm grosime, kg / m 2; 1,7 - factor de deviere normalizat la nivel de fiabilitate de 95%.
Știind că Sp = 3,1 cm, găsim cantitatea minimă necesară a noului amestec:
D = 23 × 1,7 × (3,1-1,2) = 74,29 kg / m 2
Acceptăm consumul unui nou amestec poros de beton asfaltic cu granulație fină de 75 kg / m 2.
Dacă se detectează o porozitate crescută sau o saturație a apei în probele re-formate, atunci când se evaluează starea vechiului strat, trebuie analizată compoziția betonului asfaltic. Poate că motivul pentru aceasta este lipsa unor fracțiuni ale părții minerale din asfalt, dar cel mai adesea acest lucru se datorează lipsei de bitum. În acest caz, compoziția amestecului care urmează să fie adăugată este selectată cu un exces de bitum.
Aproximativ, cantitatea de bitum ΔB în%, care trebuie adăugată la noul amestec peste nivelul optim, poate fi calculată prin formula empirică:
Dacă, pe baza valorii indexului generalizat de nerovințe Sp, se determină cantitatea minimă necesară dintr-un nou amestec D, valoarea lui H se determină din următoarea expresie:
unde hρσr este adâncimea medie a slăbirii,
Se calculează cantitatea aproximativă de bitum, care trebuie adăugată noului amestec deasupra celui optim.
Încercarea mostrelor remodelate a arătat că saturația apei betonului asfalt vechi Wc = 8,5%. Conform proiectului, este necesară reducerea saturației apei la 5%.
H = 100x75 / (75 + 23x5) = 39,47%
Cantitatea adăugată de bitum din noul amestec deasupra optimului va fi:
ΔBn = 0,18 × (8,5-5) × (100-39,47) / 39,47 = 0,97 ≈ 1%
Decizia finală privind cantitatea de amestec nou adăugat și viscozitatea bitumului se ia pe baza testelor de laborator.
Apoi, ia în considerare procesul de așezare a amestecului recuperat folosind tehnologia Remix.
Inițial, un strat existent este încălzit cu ajutorul asfalt, după care remixer loosens încălzit de acoperire cu ajutorul tamburului de frezare la lățimea și adâncimea dorită. Materialul slăbit intră într-o instalație de amestecare continuă. În același timp, se adaugă noul amestec din buncăr printr-o bandă transportoare intră în pâlnia de dozare. Pâlnia de dozare asigură o alimentare uniformă și continuă a amestecului care trebuie adăugat la instalația de amestecare. Din buncărul de dozare, o nouă combinație a transportorului cu bandă este alimentată de sus în instalația de amestecare. Într-un mixer este amestecarea completă a materialului expandat și noul amestec prin intermediul a doi arbori rotativi. După aceea amestecată amestec iese șurubul amestecător și distribuit la lățimea dorită, iar netezite pre-sigilate fascicul „Vario“ compus din Tamper și șape vibratoare. Schema de stivuire a amestecului regenerat folosind tehnologia Remix este prezentată în figura 2.
Fig. 2. Schema de curgere a noului amestec de beton asfaltic adăugat prin metoda profilării termice
Procesul tehnologic al metodei de profilare termică include următoarele operații de bază:
- lucrări pregătitoare, care includ îngrădirea locului de producție, pregătirea mașinilor și a echipamentelor, marcarea amplasamentului, încărcarea unui nou amestec în buncărul de recepție etc.
- încălzirea preliminară și finală a stratului de acoperire existent;
- slăbirea sau măcinarea stratului vechi și alimentarea granulatului de asfalt obținut în mixer;
- alimentarea unui amestec nou în mixer și amestecarea acestuia cu granule de asfalt;
- distribuția și pre-consolidarea amestecului de beton asfaltic;
- compactarea finală a stratului de acoperire de către role.
O schemă aproximativă a aranjamentului mașinilor în acest proces este prezentată în figura 3.
Fig. 3. Aranjarea mașinilor în fluxul de proces
Echipament pentru aceste operații este format din trei panouri arzatoare infrarosu pentru preîncălzirea montat pe un șasiu și Termomixer separat, care este compus din mai multe blocuri (panouri) de arzătoare cu gaz de încălzire, rezervoare pentru gaz comprimat care primesc buncăr pentru noul amestec ryhlitel- tăietor, un alimentator cu șurub pentru alimentarea cu material nou la mixer, mixer (mixer) forțat de acțiune și șurub razravnivatel planificare blade, pentru Tamper precompaction etc. Remixatoarele moderne, dacă este necesar, pot efectua tot felul de regenerări la cald pe drum. Localizarea acestor elemente de lucru este prezentată în figura 4.
Fig. 4. Diagrama amplasării principalelor elemente de lucru ale mixerului
Lucrul începe după curățarea stratului de praf și murdărie. De regulă, încălzirea este efectuată cu o mișcare lentă a blocului arzător în două sau trei etape. Mai întâi produc un asfalt de încălzire autopropulsat pentru preîncălzirea la o temperatură de suprafață 90-100 ° C, apoi în una sau două etape de încălzire finală la temperatura dorită a acoperirii menționate mai înainte.
După încălzirea stratului superior de acoperire este măcinat și granulat rezultat este alimentat în amestecător, care este introdus noul amestec fierbinte, care este amestecat cu granulatul, așezat și compactat.
Important, pavajul vechi la căldură de încălzire se acumulează în straturile inferioare, ca o consecință, amestecul de regenerat este plasat pe baza deja încălzită, care îmbunătățește procesul de fuzionare a straturilor superioare și inferioare într-un singur monolit. Ca rezultat, se obține o acoperire nouă, mai durabilă într-o singură trecere, șanțurile, fisurile și neregularitățile sunt eliminate. strat de beton asfaltic Cu toate acestea, de obicei, recuperat este prevăzut un strat suplimentar de protecție sau un strat subțire de beton nou asfalt. Pe baza acestei necesități, metoda a fost dezvoltată în continuare și a devenit cunoscută sub numele de Remix +.
Remix + este una dintre tehnicile de regenerare fierbinte cu adăugarea unui nou amestec și agitare, care constă în aceea că la stratul recuperat imediat beton asfaltic pus de aceeași mașină strat suplimentar de întărire sau stratul protector al noului amestec. Pentru aceasta, mixerul este echipat cu un șurub suplimentar de distribuție situat în spatele primului șurub [4].
Procesul de acoperire folosind tehnologia Remix + este similar cu tehnologia Remix. Ca și în cazul precedent, stratul de acoperire existent este încălzit de încălzitoarele de asfalt, după care stratul vechi este slăbit. Materialul slăbit intră în mixer unde este bine amestecat. Folosind primul șurub de distribuție, acesta este întins la lățimea necesară și netezit de prima placă de netezire. După aceasta, un nou amestec vine de la buncărul de primire de-a lungul transportorului cu bandă, este împărțit prin al doilea șurub de distribuție peste amestecul amestecat. Apoi, stratul superior este în același timp netezit și cele două straturi sunt precompacte cu o bară vario. Schema unui dispozitiv cu două straturi care utilizează tehnologia Remix + este prezentată în Figura 5.
Sigiliul finală a primului și al doilea strat se realizează simultan, prima lumină compactor vibrator este oprit sau greutatea rolei vibrator gladkovaltsevym 6-8 m, iar apoi continuați cu rola vibratoare și vibrator inclus greutatea Compactor cu pneuri 12 tone. Rotunjirea sigiliu gladkovaltsevym greutatea rolei 14 tone. Numărul estimat de treceri - 4-6 pe traseu.
Fig. 5. Schema fluxului noului amestec de beton asfaltic adăugat de Remix +
Pe baza tehnologiei de reparare descrisă mai sus, se poate concluziona că tehnologia termoregenerării este o alternativă economială a resurselor la metodele tradiționale de reparare prin metode de suprapunere și repoziționare.
Costul valorii de mai sus termoprofilirovaniya metoda de stabilire a stratului de asfalt, datorită utilizării propan-butan pentru încălzirea acoperirii și kit-ul mai mare termoprofiliruyuschego costurilor de amortizare și de întreținere. Dar costurile totale sunt compensate prin reutilizarea betonului asfalt vechi. Calculele arată că termoprofilirovaniya metoda este folosită pentru a recupera stratul superior de acoperire asfalt devine competitivă adăugarea unui nou amestec bituminos într-un volum de maximum 50 kg / m2 strat și adâncimea reparata slăbirea acoperire de cel puțin 3 cm.
Astfel, termoprofilirovaniya metodă este o alternativă viabilă la populara metoda de reîmpachetarea, care cuprinde îndepărtarea de frezat uzat trotuar topsheet asfalt și de ambalare, în locul unui nou strat de beton asfaltic, dar decizia de a utiliza metoda termoprofilirovaniya trebuie să fie justificată punct de vedere economic.