Все про будівництво та ремонт

Крім основного технологічного устаткування до складу АБЗ можуть входити:

• обладнання для приготування та зберігання бітумних емульсій;
• сховища палива (газу, дизпалива або мазуту);
• будівлі адміністративно-побутового призначення;
• об'єкти електроенергетичного забезпечення;
• котельні;
• компресорні станції;
• водопровідне господарство;
• мережі електро-, тепло-і водопостачання;
• лабораторія;
• ремонтна майстерня;
• матеріально-технічний склад.

АБЗ розрізняють:

• за типом розміщення: на прирейкові і притрасові (приоб'єктні);
• по тривалості роботи на одному місці: на стаціонарні, інвентарні (перебазіруемие) та пересувні (часто перебазіруемие);
• за кількістю та сумарної продуктивності асфальтозмішувальних установок.

Прирейкові АБЗ споруджують безпосередньо у залізничній гілки, по якій надходять всі або більшість вихідних матеріалів: щебінь, пісок, бітум, мінеральний порошок, ПАР і паливо.

Притрасові АБЗ споруджують безпосередньо поблизу від споруджуваної автомобільної дороги з метою скорочення дальності та часу транспортування готової асфальтобетонної суміші. Всі вихідні матеріали і паливо доставляють автомобільним транспортом з прирейкових базисних складів або безпосередньо з підприємств їх виробляють: з кар'єрів кам'яних матеріалів та піску, заводів з виробництва бітуму і мінерального порошку.

Стаціонарні АБЗ споруджують, як правило, нерозбірними і розраховують на експлуатацію на одному місці до 10 років і більше.

Інвентарні АБЗ споруджують розбірними і розраховують на експлуатацію на одному місці протягом 2-4 років.

Пересувні АБЗ споруджують розбірними і розраховують на експлуатацію на одному місці до 1 року.

Кількість змішувальних установок на АБЗ коливається в межах від 1 до 6. На стаціонарних АБЗ, як правило, від 2 до 6, а на інвентарних і пересувних від 1 до 2.

З урахуванням вищесказаного нижче розглядаються основні технологічні комплекси обладнання для приготування, зберігання та відвантаження асфальтобетонної суміші.

За принципом дії асфальтобетонні установки підрозділяються на циклічні (періодичної дії) і безперервні (безперервної дії).

Технологія циклічного приготування асфальтобетонних сумішей (класична технологія) включає:

• зберігання невеликого запасу мінеральних матеріалів (піску і щебеню) в бункерах-преддозаторах і попереднє дозування вологих щебеню і піску;
• нагрівання і сушіння мінеральних матеріалів у сушильній барабані;
• сортування (розсів) нагрітих мінеральних матеріалів за фракціями і складування в «гарячих» бункерах;
• дозування нагрітих мінеральних матеріалів за фракціями на ваговій майданчику і подача в змішувач;
• нагрів мінерального порошку в теплообміннику;
• дозування мінерального порошку на ваговій майданчику (або в окремому дозаторі) і подача в змішувач;
• «Сухе» (без в'яжучого) перемішування мінеральних матеріалів у змішувачі;
• нагрів в'яжучого (бітуму або ПБЗ) в робочій ємності;
• дозування в'яжучого та подача в змішувач;
• «Мокре» (з в'яжучим) перемішування компонентів в змішувачі;
• вивантаження готової суміші в кузов транспортного засобу або через підйомний пристрій («гарячий» елеватор або скіповий підйомник) в бункер-накопичувач готової суміші;
• вивантаження готової суміші з бункера-накопичувача в транспортний засіб.

З урахуванням того, що асфальтобетонна суміш є комплексним багатокомпонентним матеріалом, що змінює властивості при зміні складу, всі технологічні операції (переділи) роблять значний вплив на кінцеві властивості асфальтобетону у покритті.

Асфальтобетонний завод безперервної дії Retroflux (Ermont, Франція)

Особливо важливими параметрами технологічних операцій, що впливають на властивості кінцевого продукту – асфальтобетонної суміші, є:

• Точність попереднього дозування мінеральних матеріалів, т.к. зменшення та збільшення дозування навіть одного компонента призводить в результаті до нестачі і надлишку цього компонента в «гарячих» бункерах; забезпечення цього параметра вирішується шляхом: підвищення точності дозування, а також введенням в систему автоматичного управління (АСУ) блоку контролю рівня мінеральних матеріалів в «гарячих »бункерах.

• Температура мінеральних матеріалів на виході з сушильного барабана, тому що низька і висока температура мінеральних матеріалів призводить до зниження якості суміші: при низькій температурі частина вологи залишається на зернах мінерального матеріалу і погіршує зчеплення бітуму з поверхнею зерен, а при високій температурі зерен мінерального матеріалу відбувається окислення бітуму на поверхні цих зерен, що змінює його властивості; забезпечення цього параметра вирішується введенням в систему автоматичного управління (АСУ) блоку контролю температури мінеральних матеріалів і блоків регулювання потужності пальника сушильного барабана і сумарною продуктивності преддозаторов.
• Температура і режим нагріву органічного в'яжучого – бітуму, тому що висока температура бітуму може привести до зміни його властивостей, а низька температура бітуму погіршує процес обволікання зерен мінерального матеріалу, а різкий режим нагріву бітуму (висока температура теплоносія) також призводить до зміни його властивостей, забезпечення цих параметрів вирішується введенням в АСУ блоків контролю температури бітуму і температури теплоносія, а також блоку регулювання потужності пальника нагрівача теплоносія (електронагрівача) бітуму.
• Точність дозування мінеральних матеріалів, мінпорошка і бітуму, оскільки відхилення від заданого складу суміші є головною причиною отримання неякісної суміші; забезпечення цих параметрів вирішується шляхом використання вагових дозаторів мінеральних матеріалів, мінпорошка і бітуму на тензодатчиках.
• Точність дотримання часу «сухого» і «мокрого» перемішування компонентів асфальтобетонної суміші в змішувачі; забезпечення цього параметра вирішується введенням в АСУ блоку задатчика часу перемішування.
• Розміри перетину накопичувальних бункерів в плані, збільшення яких викликає сегрегацію суміші по крупности зерен щебеню, різко знижує однорідність і якість суміші; забезпечення цього параметра забезпечується застосуванням вузьких накопичувальних бункерів або застосуванням вивантаження суміші за площею широких бункерів без освіти в бункері широких конусів суміші, що є головною причиною сегрегації.
• Максимальний час зберігання асфальтобетонної суміші в накопичувальних бункерах, т.к. тривале зберігання суміші в бункерах призводить до зміни властивостей бітуму, а при зниженні температури суміші перешкоджає її розвантаженні; забезпечення цього параметра забезпечується завантаженням в накопичувальні бункери тільки необхідного на дану зміну роботи кількості асфальтобетонної суміші.
• Температура нагріву мінерального порошку, тому що введення в змішувач мінпорошка без нагрівання знижує температуру суміші або вимагає нагріву мінеральних матеріалів до більш високої температури; застосування нагріву мінпорошка особливо важливо для щебенево-мастикових асфальтобетонних сумішей (ЩМАС), в яких вміст мінпорошка досягає 13-15%, і забезпечується застосуванням спеціальних агрегатів нагріву (теплообмінників), в яких відсутній контакт мінпорошка з гарячими газами, тобто нагрів проводиться через металевий екран (стінку).

Технологія безперервного приготування асфальтобетонної суміші включає:

• зберігання невеликого запасу мінеральних матеріалів в бункерах-дозаторах та дозування щебеню і піску з урахуванням їх вологості;
• дозування мінерального порошку;
• подача мінеральних матеріалів та мінерального порошку в сушильний барабан, їх перемішування, нагрівання і сушіння;
• нагрів в'яжучого в робочій ємності;
• дозування і подача в'яжучого в зону «мокрого» перемішування;
• «Мокре» перемішування компонентів в сушильній барабані-змішувачі;
• вивантаження готової суміші через підйомний пристрій в бункер-накопичувач готової суміші;
• вивантаження готової суміші з бункера-накопичувача в транспортний засіб.

У технології безперервної дії, де відсутні: сортування гарячих мінеральних матеріалів, дозування гарячих мінеральних матеріалів і нагрівання мінерального порошку, особливо важливими параметрами технологічних операцій є:

• Точність дозування холодних мінеральних матеріалів, що визначає склад асфальтобетонної суміші; забезпечення цього параметра вирішується шляхом: підвищення точності роботи дозаторів безперервної дії за рахунок використання тензометричних систем і введення в АСУ блоку контролю вологості мінеральних матеріалів (особливо піску) і блоків регулювання роботи дозаторів з урахуванням вологості матеріалів .

• Точність дозування бітуму і мінерального порошку, також визначають склад асфальтобетонної суміші; забезпечення цих параметрів вирішується шляхом використання високоточних дозаторів і введенням в АСУ регульованою постійного зв'язку роботи цих дозаторів з дозаторами мінеральних матеріалів.
• Точність дотримання часу «сухого» і «мокрого» перемішування компонентів асфальтобетонної суміші; забезпечується шляхом регулювання місця введення у змішувач мінпорошка і бітуму.

Вплив і способи забезпечення параметрів бункерів-накопичувачів суміші ті ж, що і при циклічної технології приготування суміші.

Дуже важливим параметром обох технологій є забезпечення сталості фракційного складу і чистоти мінеральних матеріалів в штабелях АБЗ. Це забезпечується розміщенням штабелів мінеральних матеріалів на майданчиках з асфальтобетонним і бетонним покриттям, а також пристроєм між штабелями суцільних бар'єрів, що перешкоджають змішуванню фракцій.

Особливо важливими технологічними параметрами приготування асфальтобетонної суміші є:

• точність дозування всіх складових – відхилення по вазі не більше 0,5%;
• С; режим сушіння і температура нагріву щебеню і піску – відхилення по температурі не більше 5 ° С;
• С; режим і температура нагріву в'яжучого – відхилення по температурі не більше 5 ° С;
• час «сухого» і «мокрого» перемішування – відхилення за часом не більше 5 сек;
• характер подачі готової суміші в накопичувальний бункер і вивантаження (закінчення) з бункера – з недопущенням сегрегації мінеральних матеріалів по крупності;
• час зберігання готової суміші в накопичувальному бункері і рівномірність теплоізоляції – з недопущенням температурної сегрегації суміші.

Основними причинами і мотивами, визначальними тенденції розвитку асфальтозмішувальних установок, є:

• бажання знизити витрати на виробництво сумішей;
• вимога замовника на отримання сумішей високої якості, тобто не нижче вимог діючих стандартів;
• прагнення до зниження енергоємності виробництва сумішей і металоємності установок;
• прагнення наблизити виробництво сумішей до місця укладання, тобто необхідність їх переміщення та скорочення термінів монтажу і демонтажу;
• прагнення уникнути впливу людського фактора на процес виробництва сумішей, тобто підвищення ступеня автоматизації роботи установок;
• прагнення до підвищення надійності (безвідмовності) і довговічності установок;
• прагнення до забезпечення захисту екології, тобто зниження пилових і шкідливих газових викидів в атмосферу.

Основні тенденції розвитку асфальтозмішувальних установок в останні 20 років – наступні:

• Розширення типорозмірного ряду асфальтозмішувальних установок, що випускаються провідними виробниками Європи і США, що супроводжується помітним підвищенням продуктивності великих установок, продовженням випуску установок малої продуктивності і збільшенням кількості типорозмірів.

• Розширення рівня автоматизації технологічних процесів приготування суміші на основі збільшення місць оперативного контролю параметрів проміжних процесів і використання комп'ютерів для зберігання інформації, прискорення зміни рецептів сумішей та налаштування систем забезпечення якості (температури, дозувань та ін.)

Швидке поширення здобутків окремих фірм в забезпеченні:

• точности дозирования составляющих на базе тензометрического взвешивания компонентов;
• использования универсальных горелок сушильных барабанов, работающих на газе, дизтопливе, мазуте и пылевидном угле;
• использования тканевых рукавных фильтров, обеспечивающих высокую степень очистки отходящих газов и возврат пыли в смесь для замены части (до 50%) минерального порошка;
• использования теплоизоляции сушильных барабанов.

Схема двухбарабанного
сушильно-смесительного агрегата
(Astec, США)

Все это обеспечивает высокий уровень унификации установок, выпускаемых различными фирмами.

Расширение типов асфальтосмесительных установок, т.е. выпуск стационарных, транспортабельных и мобильных (быстро перебазируемых и вводимых в работу), а также освоение рядом фирм выпуска асфальтосмесительных установок как циклических, так и непрерывных (непрерывного действия), что ведет к отказу от рассева и хранения нагретых минеральных материалов, а также от повторного их дозирования. Процессы нагрева (и сушки) и смешения производятся в сушильно-смесительном барабане, что сокращает стоимость установки, повышает ее мобильность, но требует повышения точности дозирования минеральных материалов и учета их влажности. Установки с сушильно-смесительным барабаном более компактны, имеют меньший состав агрегатов, менее металло- и энергоемки. Экономия энергозатрат достигает 20–30%.

Расширение типоразмерного ряда и вместимости бункеров-накопителей готовой смеси, что позволяет создать запас асфальтобетонной смеси до начала ее укладки и не выключать асфальтосмеситель при неравномерном подходе автомобилей-самосвалов. При этом принимаются меры против сегрегации готовой смеси в бункере-накопителе за счет смещения выгрузочного лотка (конуса), уменьшения сечения бункера-накопителя и применения нескольких выгрузочных отверстий.

Расширение типоразмерного ряда разнообразного дополнительного оборудования для:

• хранения и подачи вяжущего в виде горизонтальных и вертикальных цистерн различной емкости;

• хранения и подачи минерального порошка и пыли в виде вертикальных силосов различной емкости;
• нагріву в'яжучого до робочих температур та обігріву вузлів установок з використанням теплообмінників і нагрівачів рідкого теплоносія; при цьому рідкий теплоносій використовується для обігріву бітумних ємностей, днища і корпусу мішалок, накопичувальних бункерів, бітумного насоса і дозатора, бітумопроводу і ємностей бітумовоз (автомобільних та залізничних) для доставки в'яжучого; різноманітність установок нагрівання рідкого теплоносія і використання дорогих спеціальних термічно стійких рідин (синтетичних і мінеральних з присадками), які можна нагрівати до високих температур протягом тривалого часу без зміни їх фізико-механічних властивостей і виділення на внутрішній поверхні трубопроводів відкладень, свідчить про велику увагу до цих питань;
• получения в условиях АБЗ мелкозернистого кубовидного щебня мелких фракций (0–5, 5–10, 10–15 мм), мойки получаемых каменных материалов и широкого применения мытых отсевов дробления высокопрочных горных пород взамен (частично или полностью) природного песка.

Совершенствование конструкций асфальтосмесительных установок с обеспечением возможности введения в смесь добавок старого асфальтобетона в виде фрезажа или продуктов дробления его кусков. В мире опробовано несколько таких решений с введением холодного фрезажа (не более 20% от веса замеса), нагревом фрезажа совместно с каменными материалами или в отдельном сушильном барабане.

Ведущими производителями асфальтосмесительных установок, известными в РФ, являются:

• Benninghoven, Германия;
• Ammann Asphalt, EC (Швейцарія, Німеччина, Італія, Франція);
• Parker Plant Limited, Англия;
• Bernardi Impianti SPA, Италия;
• Marini (Fayat Group), Италия;
• Ermont (Fayat Group), Франция;
• Astec, США;
• SIM, Италия.

Кроме этих фирм свою продукцию на рынке асфальтосмесительных установок представляют:

• Lintec, Германия;
• Teltomat-Gunter Papenburg, Германия;
• Gencor International Ltd, Англия;
• ACP Holdings PLC, Англия;
• Kalottikone Oy, Финляндия;
• KVM, Дания.

В России и странах СНГ основной поставщик асфальтосмесительных установок – ОАО «Кредмаш» (Украина). В Российской Федерации установки выпускают ОАО «Саста», ОАО «Центросвар», ОАО «УралНИТИ».

Схема агрегата для подогрева старого асфальтобетона «фрезажа»
(Benninghoven, Германия)

Фирма Benninghoven GmbH & Co. KG существует более 75 лет. Фирма Benninghoven выпускает 5 типов асфальтосмесительных циклических установок: высокомобильные 60–100 т/ч (3 модели), мобильные 100–200 т/ч (4 модели), транспортабельные компактные 100–200 т/ч (4 модели), транспортабельные 120–320 т/ч (5 моделей) и стационарные 120–400 т/ч (6 моделей); горелки сушильных барабанов, работающие на газе, жидком топливе и угольной пыли; компьютерные системы АСУ, битумные цистерны горизонтального и вертикального типов с электроподогревом или подогревом посредством жидкого теплоносителя; установки для ПБВ и другое оборудование для АБЗ, агрегаты подготовки и введения в смесь старого асфальтобетона, а также оборудование для производства, транспортировки (кохеры) и укладки литого асфальта.

Фирма Bernardi Impianti SPA выпускает 4 типа асфальтосмесительных установок: циклические мобильные 60 т/ч, транспортабельные 55–135 т/ч (4 модели), стационарные 55–315 т/ч (8 моделей) и непрерывного действия стационарные 63–202 т/ч (6 моделей).

Фирма Marini (Fayat Group) выпускает 6 типов асфальтосмесительных установок: циклические – мобильные 60 т/ч, транспортабельные 60–200 т/ч (8 моделей), стационарные 35–380 т/ч (11 моделей), непрерывного действия – мобильные 120–160 т/ч (2 модели), транспортабельные 105–405 т/ч (6 моделей) и стационарные 105–485 т/ч (7 моделей).

Фирма SIM , занимающая 6–8% мирового рынка асфальтосмесительных установок и продающая продукцию в более чем 60 стран, выпускает 3 типа асфальтосмесительных установок циклического действия: супермобильные 85 т/ч (два полуприцепа), полумобильные 80–300 т/ч (башенного типа без фундаментов на колесном шасси) и стационарные 80–300 т/ч, а также асфальтовые заводы непрерывного действия 70–350 т/ч; установки для производства модифицированного битума, системы реновации для вторичного использования асфальтовой крошки.

Фирма Ermont (Fayat Group) выпускает асфальтосмесительные установки циклического действия: мобильные на двух шасси производительностью 160 т/ч, транспортабельные и стационарные блочного и контейнерного типа производительностью 160–240 т/ч и непрерывного действия: с параллельной или противоточной конструкцией барабанов в мобильном, транспортабельном или стационарном исполнении с производительностью от 80 до 550 т/ч.

Передвижные асфальтобетонные
заводы «HOT-MIX»
(Kalottikone Oy, Финляндия)

Фирма Astec выпускает 5 типов асфальтосмесительных установок. Во-первых, это установки непрерывного действия на базе коаксиального сушильно-смесительного барабана (один барабан внутри другого – т.н. технология Double Barrel), в числе которых 5 вариантов мобильных (110–410 т/ч), 5 перемещаемых (110–410 т/ч) и 6 стационарных (110–500 т/ч). Во-вторых, это установки циклического действия: стационарные (5 моделей производительностью 280–580 т/ч) и перемещаемые (9 моделей, производительность от 50 до 250 т/ч ).

Фирма Ammann выпускает 2 типа асфальтосмесительных установок циклического действия: Global (транспортабельные и стационарные) – 80–200 т/ч (4 модели) и Universal (транспортабельные) 160–240 т/ч и 240–320 т/ч.

Фирма Parker Plant Ltd выпускает 3 типа асфальтосмесительных установок циклического действия: мобильные 18–240 т/ч (5 моделей), транспортабельные 125–240 т/ч (3 модели) и стационарные 125–320 т/ч (5 моделей).

Фирма Kalottikone Oy выпускает 3 типа асфальтосмесительных установок циклического действия: мобильные 120 и 220 т/ч, транспортабельные 120 т/ч и стационарные 120, 180 и 270 т/ч.

ОАО «Кредмаш» выпускает 3 модели циклических стационарных асфальтосмесительных установок производительностью 56, 110 и 160 т/ч.

ОАО «Саста» выпускает 3 модели циклических стационарных асфальтосмесительных установок производительностью 100, 160 и 200 т/ч.