Транспортировка, слив, хранение, разогрев и перекачка битуминозных материалов

При строительстве черных и асфальтобетонных покрытий, а также при улучшении грунта органическими вяжущими основными материалами являются битуминозные, вследствие чего вопросы комплексной механизации транспортировки, слива, хранения, разогрева и перекачки их имеют существенное значение.

Битуминозные материалы по физико-химическим свойствам, определяющим условия- и способы их применения в дорожном строительстве, разделяются на три группы (табл. 2.7). Кроме указанных в таблице применяют дегти, которые получают путем смешивания пека (каменноугольной смолы) и антраценового или креозотового масла.

Битуминозные материалы являются продуктами нефтеперегонной или кок-

сохимической промышленности, и на дорожное строительство их доставляют обычно железнодорожным транспортом. Транспортировка жидких битумов и дегтей производится в цистернах с термоизоляцией, оборудованных змеевиками для разогрева битума при сливе, или же в бункерных полувагонах. На крекинг-заводах наполнение вязким битумом цистерн и бункеров производится при температуре 200— 300° С. В цистернах с термоизоляцией битум в течение 8—14 дней в летнее время сохраняет температуру, достаточную для слива. В обычных условиях разогрев битума в хранилищах производят по схеме, показанной на рис. 2.37, б. Битум нагревают до температуры, при которой он свободно течет (для твердых битумов — до 110° С), при этом пар пропускают через при сливе вязких битумов приходится их подогревать до температуры текучести.

Рис. 2.37. Схема парового разогрева и слива битума:
а — разогрев железнодорожных цистерн при сливе битума в хранилище; б — местный разогрев битума в хранилище; 1 — железнодорожная цистерна со змеевиком; 2 — разогреватель; 3 — змеевик местного подогрева; 4 — битумохранилище

Нагревательные и перекачивающие устройства. Для разогрева битума при змеевики цистерн или между стенками бункера.

Рис. 2.38. Схема перекачки битума передвижным насосом из железнодорожной цистерны (а) и из битумохранилища (б):
1 — железнодорожная цистерна; 2 — битумохранилище; 3 — вентиль; 4 — в передвижной битумный насос

Разогрев остывшего битума в железнодорожных цистернах или бункерах-полувагонах производят с помощью парообразователей (рис. 2.37, а), которые выпускаются двух модификаций: на колесном ходу ДС-19 (Д-563) и на салазках ДС-20 (Д-564). Местный стерн в битумохранилище или раздаточные котлы, или же из битумохра-нилища к потребителю пользуются передвижными битумными насосами ДС-55-1 (Д-725), как это показано на рис. 2.38. Насос оборудован приводным двигателем и имеет рубашку, обогреваемую отходящими газами двигателя. Агрегат следует оборудовать трехходовым вентилем для обеспечения циркуляции (обратной подачи) битума, способствующей лучшему его размыву. Подача насоса обеспечивает производительность 500 л/мин.

В некоторых случаях целесообразно применять парообразователь и передвижной насос для одновременной работы по разогреву и перекачке битума.

Рис. 2.39. Способы укрепления временных битумохранилищ:
а — облицовка кирпичом на цементном растворе; б — облицовка грунтоцементным слоем; о — с деревянной стенкой из стоек, обшнтых тесом нли горбылем; г — с деревянной стенкой и половым настилом; д — со шпунтовыми стенками и водонепроницаемой изоляцией

Битумохранилища служат для приема, хранения и разогрева битумных материалов. При строительстве автомобильных дорог часто строят временные хранилища, не требующие больших капитальных затрат. Переносные битумохранилища сбор но-разборного типа не получили распространения в связи с отсутствием промышленного изготовления для них инвентарных деталей. Стационарные битумохранилища строят исключительно на постоянных асфальтобетонных заводах.

Температурный режим битумохранилищ устанавливают в зависимости от рода вяжущих материалов, потребной подачи и конструктивных особенностей. Обычно в хранилищах битум разогревают до 90—110 °С (для твердых битумов), что позволяет перекачивать его в котлы для выпаривания воды и нагрева до рабочей температуры (160— 180 °С). Для подогрева применяют пар и, реже, электричество.

Временные битумохранилища устраивают наземными, полуямными и ямными. Наиболее целесообразно применять полуямные хранилища в виде котлованов глубиной 0,5—2 м, но не ниже горизонта грунтовых вод. В целях увеличения объема хранилища его обносят насыпными земляными валами. Чтобы битум не обводнялся грунтовыми водами и не проникал в грунт, дно и стенки хранилища укрепляют—облицовывают кирпичом, глиняным или цементным раствором или деревянным настилом (рис. 2.39). В некоторых случаях боковые стенки делают деревянными, иногда оштукатуренными глиной или цементным раствором с земляной наружной засыпкой и водонепроницаемым глиняным экраном. При значительной глубине битумохранилища, высоком горизонте грунтовых вод необходимо устраивать двойную шпунтовую стенку с засыпкой глиной и применять дренаж.

Чтобы уменьшить обводнение битума, над хранилищем или зоной подогрева устраивают навес с легкой толевой кровлей, а вокруг делают водоотводные канавы. Дну хранилища придают уклон 0,02—0,03, который обеспечивает сток битума к зоне разогрева.

На рис. 2.40 схематично показано биту мох ранилище вместимостью 1000 т, расположенное вдоль железнодорожной ветки в виде двух одинаково оборудованных секций, что расширяет фронт разгрузки битума из цистерн и бункеров-полувагонов и обеспечивает возможность попеременной работы правой и левой секции в случаях, проводные вентили управления. Таким образом, насос находится под заливом битумом. От проникания битума в колодец предохраняет естественная земляная перемычка.

Рис. 2.40, Схематический план битумохранилища временного типа (двухсекционного) с местным паровым подогревом:
1 — битумные котлы; 2 — битумохранилище; 3 железнодорожная ветка; 4 — приямок; 5 змеевик; 6 — всасывающий битумопровод; 7 — колодец управления; 8 — битумный насос; 9 — парообразователь; 10 — паропровод для разогрева железнодорожных цистерн и бункеров-полувагонов; 11 — подающий битумопровод

Рис. 2.41. Схематический разрез битумохранилища временного типа с местным паровым подогревом:
1 — приямок; 2 — битумохранилище; 3 — приемник; 4 — змеевик; 5 — заборная труба с фильтром; 6 — подающий битумопровод; 7 — битумный котел; 3 — колодец управления; 9 — битумный насос; 10 сборник конденсата; 11 — всасывающий битумопровод; 12 — паропроводы

Несколько ниже приямка. расположен колодец управления, в котором установлены битумный насос, сборник конденсата, битумопроводные и паро-емник с насосом, состоит из наклонной трубы, внутри которой пропущена труба пароподогревателя, и вертикальной заборной трубы с фильтром, помещенной в центре змеевика.

Битум по мере разогрева из приемника откачивается насосом, а взамен через отверстия решетчатого сруба поступает битум из хранилища.

Чтобы избежать засорения фильтра и всасывающего битумопровода частицами грунта, увлекаемыми битумом при движении к месту разогрева, дно центральной части и приямок облицованы бетоном толщиной 8—10 см, а под змеевиками рассыпан слой щебня толщиной 8—10 см. Битум откачивается с уровня, находящегося на 50 см выше дна, пространство ниже этого уровня служит зоной осаждения частиц грунта из битума.

Эффективно комбинированное применение хранилища с битумными котлами. Битум благодаря местному подогреву паровыми змеевиками и расположению хранилища и котлов на разных уровнях самотеком поступает в котлы, что значительно удешевляет стоимость его разогрева и не требует насосов (рис. 2.42). У такого хранилища вместимостью до 600 т, расположенного на косогоре, стенки укрепляют камнем на цементном растворе. Дну придают уклон к котлам, которые поставлены несколько ниже. Битум подтекает к котлам самотеком по желобу благодаря местному разогреву паровыми змеевиками, установленными в хранилище перед подпорной стенкой. Желоб имеет задвижку, которой регулируется подача битума.

Битумоплавильные котлы применяют для обезвоживания и нагрева битуминозных материалов до рабочей температуры. Котлы поставляются комплектно вместе с асфальтосмесительными установками.

Наиболее распространены переносные битумоплавильные котлы Д-335 емкостью 6000 л. Агрегат из трех таких котлов обеспечивает производительность 2,5—3 т/ч.

Рис. 2.42. Битумохранилище временного типа с котлами и местным паровым подогревом с использованием рельефа местности:
1 — хранилище; 2 — подпорная стенка; 3 — задвижка; 4 — желоб; 5 — битумные котлы; 6 змеевик

Для битумохранилищ в комплекте с асфальтосмесительными установками промышленность поставляет нагревательно-перекачивающие агрегаты Д-592 с подачей битума от 3 до 6 т/ч с температурным перепадом нагрева битума до 90 °С.

Смешение гравийных и щебеночных материалов с битуминозными на полотне дороги

Дорожное покрытие из гравийных или щебеночных материалов, построенное способом смешения с битуминозными на самом полотне дороги или в карьере, при высоком качестве выполнения работ конкурирует по равнопрочности с капитальным асфальтобетонным покрытием, позволяет широко использовать местные материалы на самой дороге или в карьере без вывозки их на дорожно-строительные базы для переработки; значительно упрощает транспортировку, хранение и доставку жидкого битума по сравнению с марочным битумом, применяемым для асфальтобетона; не требует полной укатки покрытия, так как окончательное уплотнение достигается самоукаткой автотранспортом при эксплуатации; позволяет организовать механизированные работы поточно-скоростным методом, что значительно ускоряет строительство покрытия.

Работы по смешению можно производить грейдерами и автогрейдерами следующим образом: гравий или щебень соответствующих фракций вывозят и выставляют на проезжей части дороги в виде одного или двух валиков треугольного или трапецеидального сечения в зависимости от толщины смешиваемого слоя. Два валика обычно выставляют в том случае, когда каждую половину проезжей части строят самостоятельно. Такой способ применяют, когда нельзя закрыть движение на дороге. По выставленному валику автогудронатор разливает жидкий битум, нагретый до температуры 50— 60° С, на ширину валика (обычно 2 м). Полная норма битуминозных материалов выдается за два—три разлива с последующим перемешиванием, что обеспечивает лучшее объединение каменных материалов с битуминозными.

Сразу после разлива перемешивают каменные материалы с битуминозными тяжелыми грейдерами или автогрейдерами. Высококачественное перемешивание достигается после 40—50 проходов по одному месту. После дождей и в сырую погоду число проходов увеличивается для просушки каменного материала. Хорошо перемешанную смесь разравнивают и придают покрытию поперечный профиль. В некоторых случаях перед уплотнением поверхность утюжат прицепными деревянными окованными утюгами. Готовое покрытие укатывают самоходными пневмоколесными катками.

Работы со свободным перемешиванием материалов на месте ножевыми машинами довольно трудоемки, поэтому для смешения гравийных и щебеночных материалов с битуминозными пользуются карьерными установками ДС-50А, а укладку материала осуществляют универсальным распределителем-укладчиком ДС-54 или асфальтоукладчиками ДС-126, ДС-94 и ДС-48.

Глубокая пропитка покрытий

Глубокую пропитку гравийных и щебеночных покрытий битуминозными материалами на толщину 4—8 см производят в зависимости от принятой конструкции дорожной одежды. Работы по подготовке основания, вывозке и укладке каменных материалов выполняют в той же последовательности, что и при постройке гравийных и щебеночных дорог.

После подготовки основания производят первый разлив (подгрунтовку) битуминозными материалами с помощью автогудронатора. При глубокой пропитке применяют горячие марочные битумы, деготь, холодные разжиженные битумы и дорожные эмульсии. Затем щебень или гравий распределяют укладчиками на нужную толщину и слегка укатывают гладкими катками массой 6—8 т, после чего производят основной разлив битуминозных материалов, при котором пропитывают нужный слой. Количество битуминозных материалов назначают в зависимости от гранулометрического состава и пористости смеси в пределах 6—9% по массе. При использовании эмульсий их расходуют в среднем на 5% больше, чем битумных и дегтевых материалов; затем производят поверхностную обработку.

Поверхностная обработка покрытий

Такую обработку производят в целях создания на существующих или вновь построенных черных и асфальтобетонных покрытиях защитного коврика толщиной до 2,5 см.

При поверхностной обработке покрытие очищают от грязи и пыли подме-тально-уборочными машинами и дорожными щетками. Битуминозные материалы разливают автогудронаторами необходимой вместимости. Битум приготовляют на притрассовых дорожно-строительных базах в битумных котлах. Битуминозные материалы разливают в соответствии с заданной нормой расхода на необходимую ширину.

Сразу после разлива рассыпают каменную мелочь (высевки) с помощью прицепного или навесного распределителя к самосвалу. Высевки распределяют по ширине полосы разлитого битума при движении автосамосвала задним ходом, вследствие чего колеса автомобиля движутся по россыпи. В конце участка прицепной распределитель отцепляют, и таким образом один распределитель обслуживает несколько автосамосвалов. Промышленность выпускает высокопроизводительный самоходный распределитель каменной мелочи ДС-49А (Д-708А). Каменный материал выставляют на обочинах дороги или привозят с заготовительных баз. В распределитель материал загружают одноковшовыми или многоковшовыми погрузчиками.