Асфальтобетонные заводы

Реферат

Асфальтобетонные заводы (АБЗ) являются основными производственными предприятиями дорожного хозяйства и предназначены для приготовления различных асфальтобетонных смесей для строительства, реконструкции и ремонта слоев асфальтобетонного покрытия.

АБЗ различают:

  • по типу размещения: на прирельсовые и притрассовые (при объектные);
  • по длительности работы на одном месте: на стационарные, инвентарные (перебазируемые) и передвижные (часто перебазируемые);
  • по количеству и суммарной производительности асфальтосмесительных установок.

Прирельсовые АБЗ сооружают непосредственно у железнодорожной ветки, по которой поступают все или большинство исходных материалов: щебень, песок, битум, минеральный порошок, ПАВ и топливо.

Притрассовые АБЗ сооружают непосредственно вблизи от строящейся автомобильной дороги с целью сокращения дальности и времени транспортирования готовой асфальтобетонной смеси. Все исходные материалы и топливо доставляют автомобильным транспортом с прирельсовых базисных складов или непосредственно с предприятий их производящих: с карьеров каменных материалов и песка, заводов по производству битума и минерального порошка.

Стационарные АБЗ сооружают, как правило, неразборными и рассчитывают на эксплуатацию на одном месте до 10 лет и более.

Инвентарные АБЗ сооружают разборными и рассчитывают на эксплуатацию на одном месте в течение 2–4 лет.

Передвижные АБЗ сооружают разборными и рассчитывают на эксплуатацию на одном месте до 1 года.

По принципу действия асфальтосмесительные установки подразделяются на: циклические (периодического действия) и непрерывные (непрерывного действия).

С бункером-накопителем под смесителем

Классические схемы асфальтосмесительных установок циклического действия

1. Бункеры-преддозаторы

2. Сборный конвейер

3. Конвейер сушильного барабана

4. Сушильный барабан

5. «Горячий» элеватор

6. Смесительная башня

7. Накопительный бункер

8. Элеватор минпорошка

9. Силос минпорошка

11. Пылеуловитель и силос пыли

12. Пылесос-вентилятор

13. Битумный бак-цистерна

14. Нагреватель масла

15. Кабина управления

С загрузкой автомобилей- самосвалов

из отдельного бункера-накопителя

Схема асфальтосмесительной установки непрерывного действия

1. Бункеры-дозатор

2. Сборный конвейер

3. Конвейер с контролем влажности

4. Сушильно-смесительный барабан

5. Дозатор и подача старого асфальтобетона

6. Смесительная зона

7. Бункер ожидания скипа

8. Пылесос-вентилятор

9. Накопительный бункер

10. Кабина управления

11. Силос минпорошка

12. Бункер старого асфальтобетона

13. Конвейер с контролем влажности

15. Пылеуловитель и силос пыли

16. Битумный бак-цистерна

17. Нагреватель масла

18. Конвейер сушильного барабана

Основными причинами и мотивами, определяющими тенденции развития асфальтосмесительных установок, являются:

  • желание снизить затраты на производство смесей;
  • требование заказчика на получение смесей высокого качества, т.е. не ниже требований действующих стандартов;
  • стремление к снижению энергоемкости производства смесей и металлоемкости установок;
  • стремление приблизить производство смесей к месту укладки, т.е. необходимость их перемещения и сокращения сроков монтажа и демонтажа;
  • стремление избежать влияния человеческого фактора на процесс производства смесей, т.е. повышение степени автоматизации работы установок;
  • стремление к повышению надежности (безотказности) и долговечности установок;
  • стремление к обеспечению защиты экологии, т.е. снижению пылевых и вредных газовых выбросов в атмосферу.

Основные тенденции развития асфальтосмесительных установок в последние 20 лет – следующие:

  • Расширение типоразмерного ряда асфальтосмесительных установок, выпускаемых ведущими производителями Европы и США, сопровождающееся заметным повышением производительности больших установок, продолжением выпуска установок малой производительности и увеличением количества типоразмеров.
  • Расширение уровня автоматизации технологических процессов приготовления смеси на основе увеличения мест оперативного контроля параметров промежуточных процессов и использование компьютеров для хранения информации, ускорения изменения рецептов смесей и настройки систем обеспечения качества (температуры, дозировок и др.).

Для выполнения всего комплекса технологических операций в состав АБЗ входит следующее технологическое оборудование:

  • асфальтосмесительные установки;
  • приемные устройства для каменных материалов, площадки для их хранения и машины для их подачи в бункеры асфальтосмесительных установок;
  • приемные устройства для битума, хранилища (емкости) для битума, битумонагревательное оборудование, битумные насосы;
  • приемные устройства и площадки для бочек с ПАВ или емкости для ПАВ, нагреватели для ПАВ и насосы для их подачи к смесителю;
  • приемные устройства и емкости для хранения минерального порошка и насосы (пневмосистемы) для подачи его к смесителю;
  • загрузочное устройство (скип или элеватор) готовой смеси, бункеры-накопители готовой смеси;
  • дробильно-сортировочное оборудование для получения требуемых фракций щебня и песка.

Помимо основного технологического оборудования в состав АБЗ могут входить:

  • оборудование для приготовления и хранения битумных эмульсий;
  • хранилища топлива (газа, дизтоплива или мазута);
  • постройки административно-бытового назначения;
  • объекты электроэнергетического обеспечения;
  • котельные;
  • компрессорные станции;
  • водопроводное хозяйство;
  • сети электро-, тепло- и водоснабжения;
  • лаборатория;
  • ремонтная мастерская;
  • материально-технический склад.

С учетом того, что асфальтобетонная смесь является комплексным многокомпонентным материалом, меняющим свойства при изменении состава, все технологические операции (переделы) оказывают значительное влияние на конечные свойства асфальтобетона в покрытии.

Особо важными параметрами технологических операций, оказывающих влияние на свойства конечного продукта – асфальтобетонной смеси, являются:

  • Точность предварительного дозирования минеральных материалов, т.к. уменьшение и увеличение дозировки даже одного компонента приводит в итоге к недостатку и переизбытку этого компонента в «горячих» бункерах; обеспечение этого параметра решается путём: повышения точности дозирования, а также введением в систему автоматического управления (АСУ) блока контроля уровня минеральных материалов в «горячих» бункерах.
  • Температура минеральных материалов на выходе из сушильного барабана, т.к. низкая и высокая температура минеральных материалов приводит к снижению качества смеси: при низкой температуре часть влаги остается на зёрнах минерального материала и ухудшает сцепление битума с поверхностью зёрен, а при высокой температуре зёрен минерального материала происходит окисление битума на поверхности этих зёрен, что меняет его свойства; обеспечение этого параметра решается введением в систему автоматического управления (АСУ) блока контроля температуры минеральных материалов и блоков регулирования мощности горелки сушильного барабана и суммарной производительности преддозаторов.
  • Температура и режим нагрева органического вяжущего – битума, т.к. высокая температура битума может привести к изменению его свойств, а низкая температура битума ухудшает процесс обволакивания зёрен минерального материала, а резкий режим нагрева битума (высокая температура теплоносителя) также приводит к изменению его свойств; обеспечение этих параметров решается введением в АСУ блоков контроля температуры битума и температуры теплоносителя, а также блока регулирования мощности горелки нагревателя теплоносителя (электронагревателя) битума.
  • Точность дозирования минеральных материалов, минерального порошка и битума, т.к. отклонение от заданного состава смеси является главной причиной получения некачественной смеси; обеспечение этих параметров решается путём использования весовых дозаторов минеральных материалов, минерального порошка и битума на тензодатчиках.
  • Точность соблюдения времени «сухого» и «мокрого» перемешивания компонентов асфальтобетонной смеси в смесителе; обеспечение этого параметра решается введением в АСУ блока задатчика времени перемешивания.
  • Размеры сечения накопительных бункеров в плане, увеличение которых вызывает сегрегацию смеси по крупности зёрен щебня, резко снижающую однородность и качество смеси; обеспечение этого параметра обеспечивается применением узких накопительных бункеров или применением выгрузки смеси по площади широких бункеров без образования в бункере широких конусов смеси, являющихся главной причиной сегрегации.
  • Максимальное время хранения асфальтобетонной смеси в накопительных бункерах, т.к. длительное хранение смеси в бункерах приводит к изменению свойств битума, а при снижении температуры смеси препятствует её выгрузке; обеспечение этого параметра обеспечивается загрузкой в накопительные бункеры только требуемого на данную смену работы количества асфальтобетонной смеси.
  • Температура нагрева минерального порошка, т.к. введение в смеситель минерального порошка без нагрева снижает температуру смеси или требует нагрева минеральных материалов до более высокой температуры; применение нагрева минерального порошка особо важно для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМАС), в которых содержание минерального порошка достигает 13–15%, и обеспечивается применением специальных агрегатов нагрева (теплообменников), в которых отсутствует контакт минерального порошка с горячими газами, т.е. нагрев производится через металлический экран (стенку).

Технология циклического приготовления асфальтобетонных смесей (классическая технология) включает:

  • хранение небольшого запаса минеральных материалов (песка и щебня) в бункерах-преддозаторах и предварительное дозирование влажных щебня и песка;
  • нагрев и сушку минеральных материалов в сушильном барабане;
  • сортировку (рассев) нагретых минеральных материалов по фракциям и складирование в «горячих» бункерах;
  • дозирование нагретых минеральных материалов по фракциям на весовой площадке и подача в смеситель;
  • нагрев минерального порошка в теплообменнике;
  • дозирование минерального порошка на весовой площадке (или в отдельном дозаторе) и подача в смеситель;
  • «сухое» (без вяжущего) перемешивание минеральных материалов в смесителе;
  • нагрев вяжущего (битума или ПБВ) в рабочей емкости;
  • дозирование вяжущего и подача в смеситель;
  • «мокрое» (с вяжущим) перемешивание компонентов в смесителе;
  • выгрузка готовой смеси в кузов транспортного средства или через подъемное устройство («горячий» элеватор или скиповый подъемник) в бункер-накопитель готовой смеси;
  • выгрузка готовой смеси из бункера-накопителя в транспортное средство.

Технология непрерывного приготовления асфальтобетонной смеси включает:

  • хранение небольшого запаса минеральных материалов в бункерах-дозаторах и дозирование щебня и песка с учетом их влажности;
  • дозирование минерального порошка;
  • подача минеральных материалов и минерального порошка в сушильный барабан, их перемешивание, нагрев и сушка;
  • нагрев вяжущего в рабочей емкости;
  • дозирование и подача вяжущего в зону «мокрого» перемешивания;
  • «мокрое» перемешивание компонентов в сушильном барабане-смесителе;
  • выгрузка готовой смеси через подъемное устройство в бункер-накопитель готовой смеси;
  • выгрузка готовой смеси из бункера-накопителя в транспортное средство.