Смеси типа А применяют при особо интенсивном движении и тяжелых нагрузках, типа Б — для любых условий движения и нагрузок, типа В — для легкого движения, но на наиболее ответственных участках втапливают щебень из прочных изверженных пород в свежеуложенный слой асфальтобетона; тип Г и Д используют для легкого движения.

Для обеспечения однородности гранулометрического состава смеси щебень сортируют по фракциям: 20—40; 10—20; 5(3)—25,5; 5(3) — Ю и 10—15 мм. Каменные материалы, из которых приготавливают щебень, должны быть прочными.

Приготовление горячих асфальтобетонных смесей. Особенностью приготовления горячих смесей является строгое соблюдение температурного режима компонентов смеси при ее приготовлении до окончания уплотнения смеси в дорожном покрытии.

Типовая технология приготовления горячих смесей представлена на рис. 5.1. Со склада асфальтобетонного завода каменные материалы подаются одноковшовым погрузчиком в агрегат питания 8. Каждый расходный бункер этого агрегата имеет дозатор приближенного объемного дозирования щебня, песка. Непрерывно дозируемые материалы перемещаются при помощи ленточного транспортера в сушильный агрегат, где высушиваются и нагреваются до рабочей температуры 200—220°, которая устанавливается с учетом последующих потерь и постоянно контролируется приборами. Битум нагревается в установке. Нагретый материал подается на грохот сортировочного агрегата для более тщательного разделения по фракциям и поступает в отсеки горячего расходного бункера. Точно дозированные дозатором компоненты смеси (мит неральный порошок и горячий битум подаются в смеситель. После тщательного перемешивания готовая смесь выгружается в автомобиль-самосвал или в теплые накопительные бункера. Отходящие газы и пыль отсасываются пылеулавливающей установкой 6. Температура смеси, отправляемой на трассу, контролируется при выдаче каждого замеса в отправляемом автомобиле, а также постоянно на месте укладки техническим линейным персоналом.

В общем случае все смеси состоят из твердой (каменные материалы), вязко-жидкой (битум) и газообразной (воздух) фаз. В составе смесей, приготовленных холодным способом, может содержаться вода. Каждая фаза включает несколько компонентов, играющих определенную роль в структуре смеси. Компоненты твердой фазы образуют каркас смеси, поры которой заполняются вязко-жидкой и газообразной фазами.

Рис. 5.1. Технология приготовления горячих асфальтобетонных смесей

Современная технология и оборудование для приготовления смесей обеспечивают выпуск смесей в полном соответствии с составами, заданными лабораториями.

Приготовление холодных асфальтобетонных смесей. Различают смеси на основе жидкого битума класса СГ (густеющего СГ-70/130 для I марки смеси и СГ-70/130 или МГ-70/130 для II марки со средней скоростью) и битума класса МГ (медленно густеющего). Щебень из изверженных пород по дробимости должен быть марки не ниже 1000, из осадочных карбонатных пород — не ниже 800. Пригодны доменные шлаки не ниже 2-го класса прочности, устойчивые против распада. Покрытия из холодных смесей со шлаком формируются медленнее, чем из указанных выше. Требования к щебню пониженные: марки по дробимости соответственно 800 и 600. Доменные шлаки применяются не ниже 3-го класса прочности, также устойчивые против распада. Наибольший размер зерен в холодном асфальтобетоне — 15 мм, максимальное количество щебня — 50%. В зависимости от содержания щебня мелкозернистые смеси делят на щебенистые, если щебня 35—50%, и малощебенистые при 18—35%.

Минерального порошка дается на 2—5% больше, чем в горячем асфальтобетоне. Это ускоряет формирование покрытия. Хорошие результаты достигаются на активированных порошках, особенно в смесях первой марки.

В щебенистых и песчаных холодных смесях для создания шероховатых покрытий обязательно применяют щебень и искусственный дробленый песок из ‘прочных труднополирующихся изверженных и метаморфических пород. Если используют щебень из полирующихся пород, производят поверхностную обработку или втаплива- ние щебня.

Холодные смеси готовят в асфальтосмесительных установках или на заводах со специализированным оборудованием (за рубежом готовую смесь охлаждают до 35° и отправляют на склад). После остывания ее можно хранить в штабелях не выше 5 м, принимая меры против слеживания (перелопачивание экскаваторами, одноковшовыми погрузчиками, добавка хлористого кальция, использование крупных дробленых материалов). При хранении смесей летом в них при приготовлении добавляют 10-процентный раствор ссб в количестве 1—1,5%, при зимнем хранении — 2—2,5% хлористого кальция 20—30-процентной концентрации. Добавки вводят в конце приготовления смеси.

Холодный асфальтобетон способен сохранять рыхлость при длительном хранении и уплотняться в холодном состоянии и тонком слое, обладает повышенной трещиноватостью в покрытии и нуждается в поверхностной обработке.

Дешевые холодные смеси получают при использовании эмульсий [5.3].

Как и при приготовлении других смесей, требуется точная дозировка компонентов. Эмульсию вводят в смеситель одновременно с минеральной частью.

Рис. 5.2. Технология приготовления литого асфальта

Теплые асфальтобетонные смеси начали применять в СССР с 1940 г. Их появление связано с необходимостью повысить трещи- ностойкость покрытий и продлить сезон работ. Теплые смеси, укладываемые при температуре 50—100°, сочетающие преимущества горячих и холодных асфальтобетонных смесей, позволяют удлинить строительный сезон, что особенно важно при выполнении ремонтных работ. При приготовлении теплых смесей выработка АБЗ увеличивается на 25—30%. Технология их приготовления аналогична горячим смесям.

Литые асфальтобетонные смеси по сравнению с горячим асфальтобетоном содержат больше асфальтовяжущего вещества (битума и минерального порошка), в результате чего они обладают большей подвижностью. С учетом климатических условий в литом асфальте применяют битумы марки БНД-60/90, БНД-40/60 (БН-Ш, БН-ШУ и БН-1УУ). Битума в нем на 1—1,5% больше, чем в асфальтобетоне. В зависимости от состава литые смеси бывают обыкновенные, полусинтетические и синтетические, а по крупности зерен — среднезернистые с наибольшим размером зерен 7—10. мм и песчаные с наибольшим размером зерен 2—3 мм.

За последние годы взгляд на литой асфальт изменился и его стали рекомендовать для тяжелого автомобильного движения. Смеси используют высокощебенистые из мелкозернистого материала с пористостью около 3% по объему, высоким расходом битума и ми- -нерального порошка. Зарубежный опыт показывает, что на дорогах с интенсивным движением автомобилей, имеющих шины с шипами, износ литого асфальта меньше, чем горячего мелкозернистого.

Под воздействием автомобилей литой асфальт не доуплотняется. Ровность его обеспечивается только при механизированной укладке. Стоимость литого асфальта велика, так как снижается производительность смесителей из-за увеличения времени перемешивания и наличия для доставки смеси на трассу специальных автомобилей- котлов с приспособлением для перемешивания и теплоизоляцией.

Технология приготовления смеси приведена на рис. 5.2. В схеме применено оборудование фирмы Ви-Бау (ФРГ). Компоненты смеси питателем подаются в бункер с затвором, откуда ленточным транспортером направляются в сушильный барабан. Нагретый материал по горячему элеватору поступает в теплый бункер и скиповым подъемником подается в смеситель с вертикально расположенным лопастным валом. Битум сюда поступает из обогреваемой цистерны. Смеситель обогревается горячим минеральным маслом. Готовая смесь выгружается в автомобиль, на котором установлен теплоизолированный котел, оборудованный для перемешивания смеси. Смесь может быть приготовлена на АБЗ. Лучшее качество литой смеси получают, если минеральный порошок подогревается в отдельном сушильном барабане с использованием стандартного оборудования АБЗ (рис. 5.3).

Приготовление черного щебня ибитумомине- ральных смесей. Битумоминеральные смеси приготавливают из гравийных и щебеночных материалов, обработанных дорожными битумами, дегтями или эмульсиями. Их используют при устройстве, реконструкции, усилении и ремонте покрытий. К щебеночным материалам отнесен рядовой щебень и смеси его фракций, включая высевки.

Различают холодные, теплые и горячие смеси. Холодные смеси, имеющие при укладке температуру 15—50°, приготавливают: смешиванием на дороге или в установках в основном без нагрева каменных материалов, если применена эмульсия; на дороге с жидкими битумами или дегтями пониженной вязкости без подогрева каменного материала, но с подогревом вяжущего до 60—80°; с жидкими битумами или дегтями повышенной вязкости в установке с нагревом материала и вяжущего до 80—100°. Холодные смеси до применения можно хранить на складах.

Теплые смеси из гравийных (щебеночных) материалов готовят с битумом БНД-200/300, жидким битумом, дегтем повышенной вязкости в установках, нагревая минеральный материал и вяжущее до 70—120°. Теплые смеси укладывают сразу же после приготовления. Горячие смеси готовят с вязким битумом или вязким дегтем в установке при нагреве материалов до 120—170°.

Черный щебень обычно имеет крупность до 15 мм; черные щебеночные (гравийные) смеси содержат не более 50% зерен крупнее 15 мм. Их перемешивают в лопастных смесителях принудительного действия. Для приготовления черных холодных смесей и черного щебня без подогрева каменных материалов можно использовать растворо- и бетоносмесители. В ряде случаев при приготовлении черного щебня и битумоминеральных смесей для дозирования каменного материала достаточно агрегата грубого дозирования. Просушенные и нагретые материалы из сушильного барабана направляются прямо в смеситель.

Битумоминеральные смеси (щебеночные и гравийные) выгодно приготовлять в смесителях принудительного перемешивания’ непрерывного действия.

Рис. 5.3. Использование оборудования АБЗ для приготовления литого асфальта:
1 — силос склада минерального порошка; 2 — сушильный барабан для нагрева минерального порошка; 3 — котел для приготовления тринидадского асфальта; 4—битумные цистерны с электроподогревом; ’5 — накопительный бункер; 6 — смесительный агрегат; 7 — сушильный барабан; 8 — бункер (дозатор-питатель предварительного дозирования); 9 — одноковшовый погрузчик; 10 — силос крупных зерен продукта обеспыливания; 11 — агрегат обеспыливания

Для уменьшения слеживаемости при хранении и транспортировании холодные битумоминеральные смеси и черный щебень после выхода из смесителя охлаждают в рыхлом состоянии до 30—35° струей воздуха от вентиляторов в процессе их перемещения по транспортеру на склад; это можно делать принудительным охлаждением струей воздуха в барабанах или пульверизацией, воды, перевалкой на складе одноковшовыми погрузчиками, малыми экскаваторами. Уменьшения слеживаемости при хранении и транспортировке достигают также дозированными добавками непосредственно в смеситель с предварительным перемешиванием 10—20 с. В качестве добавок (2,5—3,5% от массы смеси) чаще всего используют известь пушонку, водные растворы соапстока, с хлорным железом (до 10%) или без него, контакт Петрова и др. Хранить материалы в штабелях высотой до 2 м допускается не дольше 6—12 месяцев, а дегтеминеральной смеси не более 4 месяцев.

Соапсток — отход мыловарения, в нем содержится 20—25% сырых жирных кислот, белки, поваренная соль (4—5%) и вода; контакт Петрова технический (керосиновый или газойлевый) образуется в результате очистки светлых нефтепродуктов — жидкость коричневого или почти черного цвета, содержит значительное количество сульфокислот, хорошо смешивается с водой; ссб — сульфитно-спиртовая барда, является отходом целлюлозного и гидролизного производства.

Беспыльное приготовление битумоминераль- ных смесей. Для того чтобы не создавалась пыль, минеральные составляющие сначала смешивают с водным раствором присадок, а затем с битумом, получая промежуточный продукт. После активирования, проходящего без выделения пыли, этот продукт превращают в готовую смесь в сушильном барабане — активаторе. Промежуточный продукт можно в холодном влажном состоянии транспортировать и длительное время хранить, поэтому процесс можно прервать и произвести активацию независимо от предыдущих операций. При этом дроцессе пыль не отделяется от каменных материалов и расход, на пылеулавливание сокращается. По> этой технологии (рис. 5.4) каменный материал из бункеров подается дозатором на сборный транспортер. Автоматические компенсаторы, установленные на бункере, регулируют скорость транспортера-дозатора в зависимости от требуемой подачи сухих каменных фракций в единицу времени. Таким образом, минеральные компоненты поступают на транспортер независимо от содержания в них влаги в соответствии с составом готовой смеси.. С транспортера компоненты проходят через грохот, очищаясь от комьев и инородных включений, и поступают на транспортер, который подает минеральную смесь в промежуточный бункер. Отсюда она поступает в дозатор, который взвешивает ее порциями и подает в вихревой смеситель. Сюда же поступает битум из цистерны, присадка и минеральный порошок. Битум подается в смеситель в горячем состоянии, и капли битума быстро твердеют при контакте с холодными минеральными частицами, не успев разлиться по их поверхности.

Рис. 5.4. Беспыльное приготовление битумоминеральных смесей Ви-Бау (ФРГ):
1 —питатель-дозатор песка и щебня; 2 — сборный транспортер; 3 — грохот для отделения негабарита; 4 — ленточный транспортер; 5 — бункер промежуточный для песка и щебня; 6 — бак для добавки с дозатором; 7 —дозатор щебня и песка; в —дозатор добавки; 9 — дозатор битума; 10 — система регулирования подачи добавок; 11 — лопастной смеситель; 12 — питатель; 13 — дымосос-вентилятор; 14 — барабан-активатор; 15 — скиповый подъемник; 16 — накопительные бункера; 17 — склад

В смесителе приготовляется холодный жидкотекучий промежуточный продукт, состав которого независимо от содержания воды соответствует составу готовой смеси. (Здесь процесс можно прервать и передать смесь на склад.) Из смесителя промежуточный продукт без выделения пыли поступает в барабан-активатор, где битум расплавляется, обволакивая минеральные зерна. Вода испаряется, и смесь нагревается до заданной температуры. Продукты сгорания топлива, содержащие пыль, отсасываются вентилятором в дымовую трубу. Для нагрева барабана-активатора используют нефтяную горелку, подающую в активатор заданное количество смеси воздуха и топлива. Благодаря этому полностью сгорает топливо в активаторе. Готовая смесь из активатора поступает при помощи скипового подъемника в бункер.

Новый способ приготовления битумоминеральных смесей характерен также тем, что процесс можно прервать, а смесь хранить в виде полуфабриката длительное время. Новая технология имеет и недостатки, так как в качестве поверхностно-активных добавок применяют соли металлов, дозируемые в виде водных растворов. Такие растворы токсичны и химически агрессивны. Дозировочные Устройства должны быть устойчивыми против коррозии. В технологии отсутствует сортировка и дозировка нагретых и высушенных каменных материалов, что предъявляет жесткие требования в отношении исходного зернового состава.

Рис. 5.5. Технология приготовления грунта, укрепленного вяжущим, в притрассовом карьере
1 — транспортер; 2— дозаторы; 3— смеситель; 4 — накопительный бункер; 5 — трехходовой кран; 6 — компрессор; В — вода; ВЖ— вяжущее жидкое; Ц — цемент; ДЖ — добавки жидкие

Базы по приготовлению укрепленного в я ж у- щего грунта в притрассовых карьерах. Качество обработки грунтов в установках намного выше, чем смешивание фрезами, самоходными грунтосмесителями, автогрейдерами на дороге. Основным мобильным легко перебазируемым оборудованием служит карьерный смеситель Д-709 производительностью 100 т/ч. Он состоит из четырех агрегатов: транспортера для подачи грунта из карьера, смесителя, накопительного бункера и транспортера выдачи готовой смеси (рис. 5.5). Кроме этого, в него входит комплектующее оборудование: емкости-склады для порошкообразных вяжущих материалов, для жидких вяжущих и воды, передвижная электростанция мощностью 200 кВт.

По основным показателям карьерный грунтосмеситель находится. на уровне лучших зарубежных образцов. Для размельчения глинистых и суглинистых грунтов придается агрегат Д-70, который позволяет расширить диапазон используемых грунтов, главным образом несвязных. Выработка агрегата — до 100 т/ч. В его составе колосниковый грохот, грунтоизмельчитель и ленточный транспортер. В составе грохота бункер с двухскатной колосниковой решеткой (с уклоном наружу), совершающей возвратно-поступательное движение. Грохот монтируют на бункере агрегата питания установки Д-709. Грунтосмеситель выполнен по типу валковой дробилки. Валки имеют гофрированную поверхность и вращаются навстречу друг другу с разными скоростями. Один валок — подвижной, оборудован предохранительными пружинами, позволяющими ему отходить для пропуска недробимых материалов. Установка управляется с пульта дистанционно. Передислокация всего оборудования занимает не более одной-двух смен. Дозировка би-тума и добавок осуществляется по схемам, изображенным на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Схема дозировки:
а — битума; б — химических добавок; 1 — насос; 2 — регулировочный кран; 3 — фильтр; 4- нефтемер; 5 – трехходовые краны; 6 – фланцевый кран; 7 – распределительная труба; 8-входные трубопроводы