Навигация:
Главная → Все категории → Экономия битума

Экономия битума в дорожном строительстве


Экономия битума в дорожном строительстве

Дорожное строительство является одним из крупнейших потребителей строительных материалов. Для строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог и улиц в стране в год производится около 100 млн. т. асфальтобетонных смесей, приготавливаемых с применением нефтяных битумов. Практически 90% битумов, получаемых дорожно-строительными и эксплуатационными организациями, используется для производства асфальтобетона и аналогичных материалов (битумо-минеральных и битумопесчаных смесей, литого асфальта и др.). Асфальтобетонные покрытия получили наибольшее распространение среди других покрытий в силу целого ряда положительных строительно-технических и транспортно-эксплуатационных свойств. К строительно-техническим свойствам относятся: возможность строительства, ремонта и реконструкции покрытий независимо от времени года; высокая скорость укладки и возможность устройства тонких слоев; легкая восстанавливаемость при минимальных задержках движения; широкое использование местных материалов и повторное использование старого асфальтобетона из покрытий. К транспортно-эксплуатационным свойствам асфальтобетонных покрытий относятся высокая ровность, шероховатость, малая вибрация автомобиля и минимум шума при движении, хорошая видимость маркировки.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что заменить в настоящее время асфальтобетон другими материалами для строительства покрытий невозможно по ряду технологических и организационных причин. Поэтому главное внимание должно быть направлено на экономное расходование битума при строительстве и ремонте автомобильных дорог, которое может быть осуществлено по следующим направлениям.

1. Повышение качества и долговечности нефтяных битумов. Экономия может быть достигнута благодаря применению битумов повышенного качества (марки БНД вместо марок БН). Битумы марок БНД в отличие от марок БН характеризуются большей деформативностью при отрицательных температурах и значительно лучшей адгезией к поверхности минеральных материалов. По данным Союздорнии, срок службы покрытий на битумах марок БНД увеличивается в 1,5-3 раза по сравнению с покрытиями на битумах марок БН.

Значительно улучшить качество битума можно путем введения в него или непосредственно в асфальтосмеситель по, — верхностно-активных веществ. Они также облегчают и ускоряют технологический процесс приготовления асфальтобетонных смесей, их укладку и уплотнение.

Применение ряда анионактивных ПАВ (кубовые остатки синтетических жирных кислот, второй жировой гудрон, госсиполовая смола) неионогенных (камид) и катионактивных (БП-3, АНГЬ2) позволяет экономить битум в асфальтобетонных смесях ка 8-10% от массы битума и сокращать время приготовления смеси на 10-15%.

2. Выбор минеральных материалов с малой битумоемкостью, применение битумов с минимально допустимой вязкостью, минерального остова ас фальтобетона с минимальной остаточной пористостью.

Тщательные расчеты состава минеральной части асфальтобетона по минимуму пустот и оптимального содержания битума по битумоемкости минеральных компонентов позволяют уменьшить расход битума на 10-12%.

3. Полный отказ от производства асфальтобетонных смесей в асфальтосмесителях свободного перемешивания, переход на асфальтосмесители принудительного перемешивания и оптимизация дозирования компонентов и ПАВ.

Дальнейшая интенсификация производства асфальтобетонных смесей путем создания новых технологий и новых асфальтосмесителей, в том числе турбулентного действия и вибрационных, позволяющих экономить битум до 15%.

4. Увеличение производства асфальтобетонов с пониженным количеством битума (асфальтобетоны из активированных минеральных материалов, высокопористый и дренирующий асфальтобетон, битумоминеральные смеси с уменьшенным содержанием вяжущего и др.).

5. Использование для производства органических вяжущих типа битумов отходов и побочных продуктов нефтепереработки и нефтехимии (кислые гудроны, щелочные отходы, смолы пиролиза и нефтяных фракций, нефтеполимерные и темные инденкумароновые смолы, побочные продукты производства синтетического каучука и др.), лесохимической промышленности (гидролизный лигнин, талловйй пек и др.).

6. Использование битумосодержащих пород. На территории СССР имеются залежи битумосодержащих пород различных типов (известняков, доломитов, песков, песчаников, асфальтитов, кирок), переработка которых на специально построенных

Для этой дели заводах могла бы дать сотни тысяч тонн битума. Для этого необходимо организовать добычу этого сырья и построить заводы по промышленному извлечению битума из пород. В Минавтодоре Казахской ССР битумосодержащие породы (виры) применяют непосредственно (без извлечения битума) для приготовления асфальтобетонных смесей в специально созданных для этой цели асфальтосмесителях.

7. Переработка тяжелых нефтей. Производство битума из тяжелых нефтей организовано в РСФСР, Казахстане и Узбекистане. В результате совместных работ, проведенных Союздорнии, Башнии НП и ЦПКТБ Минавтодора Казахской ССР, было установлено, что из тяжелых нефтей могут быть получены дорожные битумы, отвечающие нормативным требованиям.

8. Использование продуктов коксохимического производства: каменноугольных дегтей и смол, смолы углеводородной, антраценовой, углеводородформальдегидной, — кислой смолки, кубовых остатков ректификации сырого бензола, кубовых остатков ректификации стирола и др. Необходимо отметить, что в настоящее время мировые запасы каменного *угля значительно превосходят запасы нефти. Следовательно, уголь, как сырье для получения дорожных вяжущих, более перспективен, чем нефть. Однако дегти и каменноугольные смолы обладают низкой теплостойкостью, имеют меньший температурный интервал работоспособности, более хрупки, чем нефтяные битумы. Поэтому при устройстве покрытий с использованием каменноугольных вяжущих необходимо повышать их качество добавками полимеров.

Использование продуктов коксохимического производства при строительстве и ремонте автомобильных дорог в стране уже в настоящее время дает ежегодно экономию битума в количестве 200-300 тыс. т.

9... Использование горючих сланцев. Работы, проведенные Гипродорнии совместно с институтом горючих ископаемых, показали возможность путем терморастворения и термопластификации горючих сланцев производства органических вяжущих из них.

10. Использование комплексных органических вяжущих (дегтебитумных, битумодегтевых, пекобитумных и битумополимерных). Жидкие продукты переработки нефти и угля могут быть использованы в качестве дисперсионной среды, а различные органические тонкодисперсные наполнители (пек, фу-сы, асфальтиты, лигнин и др.) или полимеры — как зародыши дисперсной фазы.

11. Повторное использование старого асфальтобетона. В последние годы оно получило широкое распространение за рубежом и в СССР. Созданы й выпускаются специальные машины для регенерации старого асфальтобетона непосредственно на дороге. В СССР эффективно работают стационарные установки по переработке старого асфальтобетона и выпуску регенерированной асфальтобетонной смеси.

Широкое использование старого асфальтобетона позволит дополнительно выпустить в стране 5-6 млн. т асфальтобетонной смеси, что даст экономию битума 300-400 тыс. т в год.

12. Новые конструкции дорожных одежд. В настоящее время разрабатываются и внедряются новые покрытия автомобильных дорог с меньшим содержанием битума, чем традиционно применяемые плотные асфальтобетоны. К ним относятся: покрытия из дренирующего асфальтобетона; из пористого асфальтобетона, пропитанного цементным раствором; покрытия из черного щебня, пропитанного листовыми битумными шла-мами; поверхностные обработки битумными шламами.

С целью экономии битума необходимо строить нижний слой покрытия нз бетона на каменноугольных или комплексных вяжущих и полностью заменить битум в основаниях на другие альтернативные вяжущие материалы.

За рубежом и в СССР проведены исследования, связанные с введением в битум и асфальтобетон серы, что позволяет значительно снизить расход битума. Перспективным является развитие процессов специальной переработки углей-способом термического растворения с целью получения вяжущих для дорожного строительства.

Взаимосвязь толщины битумной пленки на минеральных зернах с вязкостью вяжущего, видом и размером минеральных зерен позволила обосновать закономерности распределения вяжущего в асфальтобетоне, изучить условия формирования и строение битумных пленок в нем. Распределение вяжущего в асфальтобетоне связано с размером и типом поверхности минеральных зерен, поэтому были выведены зависимости, связывающие природу минеральных зерен с их размером и удельной поверхностью, получены формулы для расчетов. По этим формулам рассчитаны толщины битумных пленок на минеральных зернах, входящих в состав асфальтобетона и определена их битумоемкость.

Битумоемкость минеральных материалов принята отправной точкой в проектировании асфальтобетона с минимальным расходом битума. Зная битумоемкость исходных материалов, выбирая оптимальное соотношение в смеси, можно прогнозировать расход битума в асфальтобетоне.

Приведена сущность расчета состава асфальтобетона по битумоемкости минеральных компонентов и показано, что данный расчет в наибольшей степени позволяет учесть структурно-минералогические признаки минеральных материалов и подобрать состав асфальтобетона с минимальным количеством вяжущего.

Рассмотрение технологии производства асфальтобетона как стадийного процесса позволило в теоретическом и практическом плане предопределить пути снижения расхода битума за счет интенсификации приготовления, укладки и уплотнения смеси.

Анализ действующих сил между минеральными зернами позволил определить пути дезагрегации частиц, обволакивание их битумной пленкой расчетной толщины и получение асфальтобетона с заданными свойствами. Эти пути выражаются в оптимизации порядка дозирования материалов и ПАВ при традиционной технологии и внедрении в производство двуступенчатой технологии, когда в первую очередь в асфальтосмесителе приготавливают асфальтовяжущее, затем в него вводят песок п щебень. Новая технология снижает расход битума на 10- 15% и уменьшает энергетические затраты на 8-12%.

С точки зрения экономии битума значительный экономический эффект достигается продлением срока службы покрытия и его регенерации. Этому вопросу в книге уделено значительное внимание. Рассмотрены обратимые и необратимые процессы, происходящие в асфальтобетонном покрытии при эксплуатации. Приведены данные об интенсифицирующем влиянии движущихся транспортных средств на старение асфальтобетона, анализ повреждений асфальтобетонных покрытий и дорожной конструкции в целом, систематизация дефектов и способов восстановления покрытий.

Особое внимание уделено составам и свойствам асфальтобетонов на комплексных органических вяжущих и показана перспектива их применения. Показано, что асфальтобетоны на комплексных органических вяжущих обладают различными свойствами, в некоторых случаях они уступают асфальтобетону, а в некоторых превосходят. Приведены сведения о продуктах нефтехимической, коксохимической промышленности, составы и свойства асфальтобетона с их использованием.

Похожие статьи:
Переработка старого асфальтобетона в стационарных установках

Навигация:
Главная → Все категории → Экономия битума

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум