Домой Нюансы работы Холодный ресайклинг

Холодный ресайклинг

Технология регенерации асфальта с дисперсным битумом

Также известна технология регенерации асфальта с дисперсным битумом. Она не требует специального оборудования, также отпадает необходимость в получении битумной эмульсии. Основная задача – измельчить битум до предусмотренного технологией выполнения работ размера. И в этом случае на помощь придет . В ней используется принцип так называемого «мокрого» помола, реализующегося за счет разницы ширины зазора на входе и выходе. Поверхность ротора имеет дополнительные микрорельефы, которые создают повышенную турбулентность. Она попросту разрывает частички обрабатываемого продукта.

Практический опыт показывает, что холодные регенерированные смеси могут успешно использоваться также и для ямочного ремонта покрытий.

Сравнительный анализ методов реконструкции дорожного полотна

I.                       Перечень необходимых работ, проводимых при традиционных методах реконструкции:

  • Устройство объездной (дублирующей) дороги;
  • Разборка конструкции дорожного полотна бульдозерами, экскаваторами;
  • Вывоз материалов, полученных от разборки и их утилизация;
  • Создание продольного профиля;
  • Стабилизация (уплотнение) основания дороги катками с пропиткой битумными составами;
  • Устройство песчаного основания дороги;
  • Устройство щебеночного основания – 3 слоя (фракции) с уплотнением каждого слоя катками;
  • Подгрунтовка битумными составами;
  • Устройство асфальтобетонного покрытия (по расчету);
  • Устройство обочин путем подсыпки грунта с послойным уплотнением;
  • Устройство покрытия обочин из щебня с пропиткой битумными составами.

II.         Перечень необходимых работ, проводимых при использовании метода холодной регенерации:

  • сухое рыхление на расчетную глубину;
  • профилирование дорожного полотна автогрейдерами;
  • укладка высокопрочного гранитного щебня на поверхность дороги (при необходимости усиления основания);
  • разрыхление на расчетную глубину с впрыском битумной эмульсии;
  • повторное профилирование дорожного полотна автогрейдерами;
  • уплотнение;
  • устройство асфальтобетонного покрытия (по расчету);
  • расширение обочин при необходимости.

Исходя из этого анализа видно, что применение метода холодной регенерации позволяет исключить из технологического процесса ряд операций. Отпадает необходимость в устройстве объездной дороги, исключаются работы, связанные с разборкой дорожного полотна, вывозом и утилизацией полученных материалов. Не требуется устройство песчаных и щебеночных оснований, т.к. при проведении регенерации существующее основание не повреждается. Существенно снижается количество задействованной при проведении работ техники.

 *- стоимость работ зависит от конкретных условий, определяемых техническим заданием, и от стоимости материалов на месте проведения работ.

Экономия средств при применении метода холодной регенерации составляет » 25%.

dd84ca5c955f5f19af5cf928b21e3fc5.jpgb9b3c1495faffb72e46a5bae65284e66.jpg

ПРЕДИСЛОВИЕ

Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог предусматривают ремонт дорожных одежд нежесткого типа, требующих усиления, традиционным способом и способами термопрофилирования. Основным недостатком этих способов является образование во вновь уложенных или восстановленных слоях покрытия отраженных трещин и, в конечном итоге, сокращение срока службы отремонтированного покрытия по сравнению с расчетным сроком его службы.

С появлением дорожных фрезерных машин (холодных фрез) за рубежом стали широко применять способ «переукладки», заключающийся в удалении растрескавшихся и потерявших несущую способность асфальтобетонных слоев дорожной одежды и устройстве новых монолитных слоев. Этот способ позволяет получить дорожную одежду со сроком службы, аналогичным достигаемому при новом строительстве. Недостатком являются большой расход асфальтобетонной смеси и высокая стоимость работ.

Последним достижением в области ремонта дорожных одежд нежесткого типа является технология глубокой холодной регенерации их, позволяющая эффективно повторно использовать материалы старой дорожной одежды. Проведение восстановительных работ без разогрева старого материала наносит минимальный ущерб окружающей среде и резко снижает энергозатраты. По экономичности эта технология не имеет себе равных. В России опыт применения технологии холодной регенерации пока незначителен.

Настоящие Методические рекомендации являются первым методическим документом, обобщающим зарубежный опыт и результаты исследований и опытных работ, проведенных РОСДОРНИИ.

При составлении Методических рекомендаций использованы следующие нормативные и методологические документы: «Холодная регенерация асфальтобетона», Руководство, серия № 21 (MS-21), Институт асфальта, 1983 (США); Справочное руководство по битумным эмульсиям, серия № 19 (MS-19), Институт асфальта, 1987 (США); Руководство по восстановлению дорог, фирма «Катерпиллер», 1990 (США); «Холодная регенерация асфальтобетонов» в кн. «Битумные эмульсии». Основные сведения по применению, Синдикат производителей эмульсий дорожного битума, 1991 (Франция); «Комплексная регенерация в дорожном строительстве», Руководство, Отдел дорожного строительства, Саксонское Государственное Министерство экономики и рабочей занятости, 1995 (ФРГ); «Глубокая холодная регенерация на месте», Технические рекомендации и спецификации по применению, Консалтинговая фирма А. А. Лаудон и партнеры, 1995 (Южная Африка).

В Методических рекомендациях изложены сведения по области применения новой технологии; оценке свойств асфальтобетонного гранулята, получаемого в результате измельчения старого покрытия методом холодного фрезерования; добавкам, применяемым для приготовления асфальтогранулобетонных смесей; подбору состава этих смесей; оценке свойств асфальтогранулобетона; методам его испытания; правилам производства работ и др.

Приведены также технические требования к асфальтогранулобетону.

Методические рекомендации разработаны в РОСДОРНИИ канд. техн. наук Г. С. Бахрахом при участии докт. техн. наук В. А. Кретова и инж. Г. С. Горлиной.

ГОРЯЧАЯ ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА АСФАЛЬТОБЕТОНА НА МЕСТЕ

Поверхностные слои (слои износа) выполняются из смеси битума и минеральных заполнителей, состоящих из высококачественного щебня и песка. Во многих регионах этих материалов не хватает, что повышает их стоимость. В течение десятилетий специалисты по дорожным покрытиям испытывали различные способы повторного использования заполнителей и битума, находящихся в поврежденном асфальтовом покрытии. Одним из методов является горячая вторичная переработка асфальтобетона на месте, и для этой технологии было создано различное оборудование. Процессы, использовавшиеся в ранних моделях такой дорожно-строительной техники, имели ряд недостатков, которые в большей степени устранены за счет внедрения ряда недавно разработанных инновационных технологических систем.Горячая вторичная переработка асфальта на месте – это процесс восстановления поврежденного асфальтового покрытия. Весь процесс выполняется непосредственно на месте оборудованием автопоезда и начинается с подачи тепла на поверхностный слой изношенного асфальта для его нагрева. Материал асфальтобетона размягчается и рыхлится, дробится на месте барабанными механизмами, перемешивается с добавлением или без добавления восстанавливающего компонента и подается в смеситель. Затем эта смесь размещается по дорожному полотну и уплотняется для завершения восстановительного процесса. Горячая вторичная переработка асфальтобетона на месте позволяет эффективно устранить классические симптомы повреждений дорожного покрытия:- прекращается образование трещин и производится заполнение образовавшегося пространства;- происходит перемешивание заполнителей и покрытие их поверхностей битумом;- заполняются выбоины, сглаживаются бугры;- восстанавливаются уклоны дорожного профиля;- возобновляется эластичность покрытия посредством химического «омоложения» состарившегося и ставшего хрупким покрытия;- улучшается безопасность движения на автострадах благодаря повышению устойчивости при торможении.

Отбор пробы

7.1. На основе запроектированной конструкции дорожной одежды и осмотра кернов, отобранных на стадии сбора исходных данных, намечают участки, на которых зерновой состав пакета асфальтобетонных слоев, подлежащих регенерации, находится в пределах одного типа смеси по ГОСТ 9128 (А, Б, В или Д).

7.2. Из намеченных участков отбирают пробы АГ путем фрезерования покрытия.

Если выбранная конструкция дорожной одежды предусматривает удаление верхней части асфальтобетонных слоев (см. рис. , а), которая отличается по типу смеси от нижележащей, пробу отбирают в два приема. Сначала удаляют фрезерованием верхнюю часть покрытия, а затем отбирают пробу АГ из слоя, подлежащего регенерации.

Масса пробы с одного участка должна быть не менее 30 кг.

В чем преимущества

  1. Снижение себестоимости производства асфальтовой смеси более чем на 50%.
  2. Использование асфальтового гранулята в объеме от 70% до 99,9% от общей массы регенерированной асфальтобетонной  смеси.
  3. Не требуется добавлять новый битум.
  4. Возможность улучшения гранулометрического состава регенерированных асфальтовых смесей путем добавления щебня, отсева дробления, минерального порошка (в случае необходимости).
  5. Снижение температуры укладки до 60-80оС.
  6. Экологическая безопасность технологии, а также решение экологических задач по вторичному применению промышленных отходов.
  7. Возможность использования широкого перечня оборудования и механизмов для регенерации старого асфальтобетонного покрытия.
  8. Простота применения технологии на всех этапах.

Технологическая схема

Асфальтовый гранулят
Дозирование от 70% до 99,9%
Щебень, отсев дробления
Добавление от 0 до 30%
(в случае необходимости)
Разогрев асфальтового гранулята до температуры от 130С до 160С
Регенератор асфальта ANT
Дозирование от 0,05% до 0,15%
Рекомендуемая норма 0,1%
Битум 0% — 2%
(в случае необходимости)
Смешение компонентов
Готовая регенерированная асфальтовая смесь

b0d4adede8cfb4d14d0e5751828679ed.jpgНорма расхода регенератора «ANT» составляет от 0,05 до 0,15% от массы асфальтогранулята. Точная дозировка устанавливается в ходе предварительных лабораторных испытаний. Рекомендуемая норма расхода – 1л регенератора «ANT» на 1т асфальтового гранулята (0,1%).

Улучшение

В результате фрезерования асфальтобетона происходит частичное разрушение щебня, в результате чего гранулометрический состав минеральной части изменяется. К примеру, мелкозернистый асфальт после фрезерования приобретает гранулометрию песчаного.

По ГОСТ при применении регенерированной смеси взамен нового асфальта (при необходимости улучшения грансостава) производят добавление необходимого количества минеральных материалов (щебень, отсев, минеральный порошок) к крошке из асфальтобетона в процессе ее регенерации. Требуемое количество определяют при предварительных работах в лаборатории.

Согласно требований ГОСТ производится удаление битума из асфальтового гранулята, затем определяют его процентное содержание и фракционную составляющую каменных пород. Далее рассчитывается нужное количество минеральной составляющей, чаще всего щебня, после чего изготавливают различные составы смесей. В случае добавления новых мин. материалов в количестве более 10%, требуется добавление нового битума в количестве от 0,5% до 2% от массы регенерированных асфальтовых смесей.

Холодная регенерация асфальтобетона базовые технологии

В общем случае технологии регенерации можно разделить на горячие и холодные. К преимуществам первых стоит отнести возможность получения материала, применение которого аналогично обычным горячим смесям. Тем не менее, недостатков все же больше: необходимость наличия специального оборудования, затраты энергии на сушку и нагрев составляющих, загрязнение окружающей среды, ограниченная дальность перевозки смеси, вредные условия труда для рабочих, старение и полимеризация битума при длительном воздействии высоких температур, необходимость добавления специальных веществ для пластификации битума в составе старого асфальтобетона и т.д.

Если смотреть в направлении охраны окружающей среды и экономии энергетических ресурсов, то технологии холодной регенерации такого материала, как асфальт, являются более предпочтительными. Холодная регенерация реализуется за счет использования битума, цемента, битумной эмульсии или же совместного их применения. Вопрос получения вяжущего необходимо решать отдельно.

Технологии ресайклинга хотя и имеют ряд неоспоримых преимуществ (исключение транспортных затрат на перевозку старого асфальтобетона, полное его использование, возможность исправления профиля по поверхности), характеризуются и определенными недостатками. В первую очередь, это необходимость использования специальных машин (ресайклеров и суспензаторов). Также в некоторых случаях нужна специальная битумная эмульсия для лучшего обволакивания частиц старого асфальта. Ее получают в . Основным составляющим такого оборудования является коллоидная мельница. Именно она обеспечивает измельчение частичек битума и их равномерное распределение в водной фазе, благодаря чему производятся высококачественные эмульсии, которые не расслаиваются на протяжении длительного времени.

Выбор типа АГБ

7.3. В зависимости от имеющегося оборудования и заложенного в проект расчетного модуля упругости намечают для исследования один или несколько типов АГБ-смеси.

Битум, входящий в состав добавок для смесей типов Э, В, Б и К, устраняет излишнюю жесткость состарившегося пленочного битума, окружающего гранулы; экранирует обнажившиеся в результате фрезерования поверхности зерен минерального материала; обеспечивает сцепление зерен заполнителя, добавляемого для увеличения содержания щебня (п. 4.6) или корректировки гранулометрического состава АГБ-смеси (п. ), между собой и с АГ; заполняет частично межгранулярные пустоты, уменьшая водонасыщение АГБ; снижает межгранулярное трение, способствуя лучшей упаковке гранул при уплотнении АГБ-смеси; способствует залечиванию микродефектов, возникающих в процессе эксплуатации регенерированного слоя.

Цемент, входящий в состав смесей типов М и К, образует в присутствии воды цементный камень, который частично заполняет межгранулярные пустоты; армирует битумную пленку, окружающую гранулы; кристаллически связывается с не обработанными битумом зернами, содержащимися в АГ и заполнителе.

7.4. Наиболее технологичны смеси типа Э. Их чаще всего применяют для регенерации слоев, преимущественно состоящих из АГ. К недостаткам следует отнести возможность колееобразования при тяжелом движении.

7.5. Смеси типа К более сложны в изготовлении, но АГБ из таких смесей более устойчив к колееобразованию. Применение указанных смесей позволяет снизить толщину регенерированного слоя.

Слой из смесей типа К быстрее формируется, что особенно важно при неблагоприятных погодных условиях. . 7.6

Смеси типа М чаще всего применяют, когда при регенерации захватывается часть слоя основания из не обработанного битумом материала (более 30 % от толщины регенерируемого слоя).

7.6. Смеси типа М чаще всего применяют, когда при регенерации захватывается часть слоя основания из не обработанного битумом материала (более 30 % от толщины регенерируемого слоя).

АГБ из такой смеси отличается высокими расчетными характеристиками, однако в регенерированном слое возможно появление усадочных и температурных трещин.

Различные варианты производства регенерированных асфальтовых смесей

Вариант №1. На асфальтобетонных заводах

32c73162fb3f260ee01aec21fb3a1370.jpg

Для регенерации асфальтобетона могут применяться АБЗ всех типов и моделей, независимо от страны производителя и года производства. Вы можете использовать как АБЗ марки ДС 70-х или 80-х годов выпуска, так и современные заводы иностранного производства. Модернизация завода занимает не более 2-х дней и в дальнейшем никак не сказывается на производство обычного асфальта по ГОСТ.

В обязательном порядке калибруется пламя сушильного барабана таким образом, чтобы температура разогрева асфальтогранулята составляла от 130оС до 160оС, что предотвратит выгорание битума (свыше 180оС) или возгорания крошки (свыше 230оС). На первом этапе калибровку пламени осуществляют с добавлением щебня  фр.5-20мм. Температура щебня на выходе из сушильного барабана не должна превышать 110оС. Далее пламя регулируется при  присоединении асфальтогранулята.

В зависимости от типа асфальтосмесительной установки производят комплекс мероприятий, направленных на свободное прохождение горячей крошки через узлы АБЗ. Дополнительно устанавливают дозатор для регенератора «ANT».

Детально с правилами модернизации и запуска АБЗ периодического и непрерывного типа вы можете ознакомиться в Приложениях Б и В СТО 22480851.003-2016 «Горячая регенерация асфальтобетонов с использованием комплексного органического препарата «ANT» для автодорожного строительства».

Вариант №2. С помощью рециклеров асфальта

Для переработки асфальтовой крошки могут применяться рециклеры всех типов и моделей, вне зависимости от страны производителя, задача которых – разогреть и смешать. На первом этапе крошка разогревается до температуры 130 – 160оС. Далее дозируют регенератор «ANT» и смешивают компоненты. Также возможно добавление минеральных материалов и битума для улучшения показателей.

Некоторые партнеры нашей компании осуществляют регенерацию асфальта при помощи обычных бытовых бетоносмесителей. Разогрев асфальтогранулята производят открытым пламенем кровельных горелок. Температуру разогрева контролируют пирометром. Данный метод позволяет регенерировать до 1,5 тонн асфальта в час с использованием одного бетоносмесителя.

Сравнительный анализ производства 1т асфальтобетона

Горячая регенерация «ANT» Стандартная технология
Асфальтогранулят, 1т — 500 руб.

Органический регенератор асфальтобетонов «ANT», 1л — 470 руб.

Мин. материалы, 940кг — 940 руб.

Мин. порошок, 60кг — 120 руб.

Битум, 60кг -840 руб.

Итого: 970 руб. Итого: 1900 руб.

Битум

4.2. Для приготовления смесей с использованием органического вяжущего применяют вязкие и жидкие нефтяные дорожные битумы, отвечающие требованиям соответственно ГОСТ 22245 и ГОСТ 11955.

4.3. Марку битума выбирают в зависимости от типа смеси и дорожно-климатической зоны в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Марка битума для дорожно-климатической зоны
I II, III IV, V
Б БНД 200/300 БНД 200/300 БНД 130/200
СГ, МГ, СГ, МГ, СГ, МГ,
МГО 130/200 МГО 130/200 МГО 70/130 и 130/200
В БНД 130/200 БНД 90/130 БНД 60/90
БНД 130/200 БНД 90/130
Э, К БНД 90/130 БНД 60/90 БНД 60/90
БНД 130/200 БНД 90/130 БНД 90/130

Асфальтогранулобетон

3472e2aa94e9706437fcdfd98b4cd2f0.jpg

Асфальтогранулобетон
(АГБ)
— дорожно-строительный материал, образуемый в процессе
холодной регенерации (ресайклинга) асфальтированных дорожных покрытий,
путём разработки (фрезерования) асфальтобетонного слоя и смешения
полученного асфальтобетонного гранулята (асфальтовой крошки) с
минеральным заполнителем, вяжущим компонентом и другими добавками.

Используется для создания нижнего или
верхнего подстилающего
слоя дорожной конструкции под последующую обработку или асфальтирование.

Применяется с целью восстановления
изношенных асфальтобетонных
покрытий при проведении текущего и капитального ремонта (реконструкции)
автомобильных дорог, что является альтернативой традиционной практике
восстановления дорожной конструкции путём устройства усиливающих слоев.

Экономическое преимущество при
использовании
асфальтогранулобетонной смеси проявляется в снижении затрат на
проведение дорожно-ремонтных работ за счёт эффективного применения
старого дорожного материала.

Производство асфальтогранулобетона

Производство асфальтогранулобетона походит в несколько этапов:

  • Первый этап: измельчение старого асфальтобетонного покрытия
    путём холодного фрезерования (может проходить с захватом несвязного
    нижнего слоя).
  • Второй этап: введение в образовавшийся асфальтобетонный
    гранулят нового скелетного материала (щебень, песок, минеральный
    порошок), вяжущего и других добавок.
  • Третий этап: смешивание всех компонентов смеси во
    фрезерно-смесительном барабане или полустационарной смесительной
    установке.

Как правило, все этапы образования
асфальтогранулобетона
проходят на месте проведения работ. В некоторых случаях процедура
смешения асфальтобетонного гранулята с дополнительными компонентами
может осуществляется с отрывом от строительного участка, что в свою
очередь, влечёт к разрыву технологического процесса и увеличению общего
количества операций, повышая при этом стоимость проводимых работ.

Классификация асфальтогранулобетонов

По типу вяжущего компонента:

  • без добавления вяжущего компонента;
  • с добавлением анионной (ЭБА — эмульсия битумная
    анионная) или катионной (ЭБК — эмульсия битумная катионная)
    битумной эмульсии;
  • с добавлением вспененного битума;
  • с добавлением разогретого битума (БНД различных марок);
  • с добавлением минерального вяжущего (портландцемент,
    известь);
  • с добавлением комплексного вяжущего (битумная эмульсия и
    портландцемент).

Битум и материалы на его основе
используются для усиления
связей между отдельными зёрнами асфальтового гранулята и добавляемого
скелетного материала (щебня), а также заполнения межзернового
пространства с целью уменьшения водонасыщения асфальтогранулобетона.

Цемент, образующий при смешивании с
водой цементный камень,
используется для заполнения межгранулярных пустот АГБ-смеси и усиления
межзерновых связей.

Наиболее практичными, являются те
асфальтогранулобетонные
смеси, для укрепления которых используется катионная битумная эмульсия
или вспененный битумом в сочетании с портландцементом.

По массовой доле щебня или гравия входящего в состав
исходного асфальтобетона:

  • щебёночный асфальтогранулобетон — содержание
    щебня от 35 %. Применяется при реконструкции и асфальтировании
    автомобильных дорог I–II категории;
  • песчаный асфальтогранулобетон — содержание щебня
    менее 35 %. Применяется при реконструкции и асфальтировании
    автомобильных дорог III–IV категории.

Практическое применение
асфальтогранулобетона

В зависимости от толщины слоя и типа
вяжущего компонента,
восстановленное с применением асфальтогранулобетона дорожное основание,
может выступать в качестве верхнего или нижнего слоя дорожной одежды.
Минимальная толщина асфальтогранулобетонного слоя должна быть 6 см,
максимальная же ограничивается возможностью уплотнения. В зависимости
от степени нагрузки на дорожное основание и величины транспортного
потока, поверх АГБ-слоя производится укладка одного или двух слоев
асфальтобетона толщиной от 4 до 11 см.

Асфальтирование поверх
асфальтогранулобетонного слоя на основе
цемента,
выполняется по прошествии 2–3 суток после его укладки.

Асфальтирование поверх
асфальтогранулобетонного слоя на основе битумной
эмульсии, выполняется по прошествии 3–4 недель после его
укладки.

Укладка асфальтогранулобетона
осуществляется при температуре
окружающего воздуха не менее +10 °С.

Укладка
асфальтогранулобетона:
346f63343c1aa3f0e1f43674a45f30aa.jpg bc63f32d9f016c19db7e75a4495c0712.jpg

 

Оставьте ответ

Введите свой комментарий
Введите имя