Сегрегация. Причины возникновения и методы устранения. Сегрегация асфальтобетонной смеси
Сегрегация. Причины возникновения и методы устранения.
Транскрипт
1 Сегрегация. Причины возникновения и методы устранения. Специалистами дорожной отрасли прилагаются значительные усилия по повышению эксплуатационных характеристик асфальтобетонных смесей благодаря правильному подбору гранулометрического состава, добавлению полимеров и других продуктов. Все эти мероприятия преследуют цель повышения сроков службы дорожного покрытия. Для обеспечения эксплуатационных характеристик произведённую асфальтобетонную смесь следует перемешать, транспортировать до места производства дорожностроительных работ и равномерно уложить, при этом, не нарушая требований к гранулометрическому составу смеси и её температуре. На каждом этапе данной технологической цепочки возникает вероятность появления сегрегации. В последнее время, по мере изучения проблем, приводящих к преждевременному разрушению асфальтобетонных покрытий и, как следствие, уменьшению гарантийных сроков службы дорожной одежды в целом, специалисты дорожной отрасли выделяют проблему фракционной и температурной сегрегации асфальтобетонных смесей. Каждый из вышеупомянутых видов сегрегации стоит рассмотреть в отдельности. 1. Фракционная сегрегация В процессе производства и укладки асфальтобетонной смеси: при её смешивании, загрузке грузовых автомобилей, транспортировке и выгрузке в асфальтоукладчик, смесь может подвергнуться фракционной сегрегации, что, в свою очередь, ведёт к возникновению «сегрегационных пятен» и, впоследствии, неизбежно приводит к преждевременному локальному разрушению асфальтобетонного покрытия. При возникновении сегрегации в смеси происходит концентрация крупнозернистых материалов в некоторых участках покрытий в то время, как другие участки включают концентрацию мелкозернистых материалов.
2 Сегрегация создает смеси, неоднородные по заданному гранулометрическому составу. Анализируя зарубежный опыт изучения фракционной сегрегации, необходимо отметить документ, подготовленный в 1997 году Объединённой группой по сегрегации (организованной AASHTO и NAPA), QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения». Относительно фракционной сегрегации, данный документ выделяет следующие 5 типов: Концевая сегрегация от грузовых автомобилей: На рисунке 1 показан участок автомобильной дороги с сегрегационными пятнами, часто называемыми крыльями, возникающими в продольном направлении и на каждой стороне укладываемой полосы. Эти крылья образуют пятна крупнозернистого заполнителя, отделенные от однородной смеси. Они, как правило, характеризуются более прерывистым гранулометрическим составом, чем это требуется по проекту, и разрушаются за очень короткий период времени, приводя к появлению выбоины на дороге. Менее серьезная концевая сегрегация от грузовых автомобилей может не проявляться, если автомобильная дорога не эксплуатировалось в течение нескольких месяцев. Концевая сегрегация от грузовых автомобилей обычно является следствием неправильной загрузки грузовых автомобилей, сегрегации в силосе, неправильной разгрузки грузовых автомобилей или эксплуатации бункера в порожнем состоянии между загрузками. Рисунок 1. Концевая сегрегация от грузовых автомобилей
3 Сегрегация по центральной линии: вторым наиболее распространенным типом сегрегации является сегрегация по центральной линии (см. рисунок 2). Данная сегрегация обычно имеет место в центре полосы, и, в первую очередь, она является следствием отделения крупнозернистого заполнителя при его разгрузке из конвейерной системы в зону шнека. После чего заполнитель скатывается под цепной привод шнека или редуктор и концентрируется в центре укладываемого дорожного покрытия. Рисунок 2. Сегрегация по центральной линии Сегрегация по шву/краям: На рисунке 3 показан следующий распространенный тип сегрегации, который имеет место снаружи или по внешним краям укладываемого дорожного покрытия. Обычно это является следствием того, что шнеки на асфальтоукладчике не работают с достаточной скоростью, позволяя крупнозернистому заполнителю скатываться к наружной стороне покрытия. Рисунок 3. Сегрегация по шву/краям Концевая сегрегация от грузовых автомобилей/односторонняя: Этот тип сегрегации показан на рисунке 4. Это особый случай концевой сегрегации от грузовых автомобилей, который, как правило, является следствием неправильной загрузки дозатора в горячем накопительном бункере.
4 Рисунок 4. Концевая сегрегация от грузовых автомобилей/односторонняя Беспорядочная сегрегация: Сегрегация беспорядочного типа показана на рисунке 5. Причина этого типа сегрегации наиболее трудна для определения. Обычно этот тип сегрегации происходит, когда имеет место неправильное смешивание на дозировочной установке или в барабанном смесителе, но может также иметь место в других местах процесса. Рисунок 5. Беспорядочная сегрегация Особо необходимо обратить внимание на важность правильного подбора состава асфальтобетонной смеси и учитывать следующие рекомендации по её проектированию согласно QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения»: «Правильное проектирование состава смеси очень важно в усилиях по исключению сегрегации. Смеси распределяются по категориям, как смеси с гранулометрическим составом, дающим плотную смесь (с равномерным гранулометрическим распределением заполнителя) или смеси с пропуском некоторых фракций (фракционный состав в гранулометрическом составе заполнителя, в котором немного материала или материал отсутствует). В случае смесей с гранулометрическим составом, дающим плотную смесь, можно компенсировать ошибки, совершаемые в работе установки или при операциях укладки, без значительного влияния на эксплуатационные характеристики смеси.
5 Для того, чтобы избежать сегрегации, смеси с пропуском некоторых фракций могут потребовать большего внимания для уточнения при укладке и обработке, чем смеси с гранулометрическим составом, дающим плотную смесь. Если смесь представляет собой смесь со значительным пропуском фракций с низким содержанием битума, то могут возникнуть трудности по предотвращению сегрегации, независимо от используемых методов. В случае смесей с пропуском фракций проблемы с сегрегацией могут быть минимизированы благодаря исключительному вниманию и/или использованию добавок смеси. Возможно, единственным, наиболее важным, критерием в определении подверженности состава смеси сегрегации, является содержание битума. Смеси с низким содержанием битума характеризуются гораздо большей тенденцией к сегрегации, чем смеси, характеризующиеся высоким содержанием битума, независимо от гранулометрического состава. Смеси с пропуском фракций могут быть успешно использованы. Однако, для этих смесей могут потребоваться волокна или полимеры, позволяющие использовать более высокое содержание битума, что делает пленку более толстой. Во многих смесях небольшое увеличение содержание битума (часто всего лишь 0,2 процента) значительно снижает сегрегацию. Увеличенная толщина пленки увлажняет контакт между частицами и снижает тенденцию смеси по разделению в точках перехода на всем протяжении процесса. Линия максимальной плотности может использоваться как указание к пониманию гранулометрического состава заполнителя. Линия максимальной плотности представляет собой гранулометрический состав, при котором частицы заполнителя устанавливаются вместе максимально возможным плотным способом. Для построения линии максимальной плотности используется график гранулометрического состава FHWA в степени 0,45, показанный на рисунке 6. Проведите прямую линию от максимального размера
6 заполнителя через нулевую точку. Максимальный размер заполнителя определяется как размер сита на один размер крупнее, чем номинальный максимальный размер; номинальный максимальный размер определяется как размер сита на один размер крупнее, чем первое сито, удерживающее более 10 процентов заполнителя. Рисунок 6. Линия максимальной плотности Опыт подсказывает, что смеси с гранулометрическим составом, который попадает прямо на линию максимальной плотности, не следует производить. Зачастую, в такой смеси не имеется достаточно места для жидкого битума, в результате чего получается смесь пластического типа. Если состав смеси находится рядом с линией максимальной плотности, появляется другая проблема. Отклонения в гранулометрическом составе в материалах отвала заставляют кривую отклоняться вперед-назад поперек линии максимальной плотности, приводя, тем самым, к смеси с прерывистым гранулометрическим составом. Рекомендуется, чтобы проектировщик смеси выбирал, приблизительно, от двух до четырех процентных точек выше кривой максимальной плотности, если требуется смесь с мелкозернистой структурой. Следует выбирать смесь гранулометрических составов в двух до четырех точках ниже кривой, если требуется смесь с крупнозернистой структурой. (См. рисунок 7).
7 Рисунок 7. Выбор смесей Эти изгибающиеся вверх и вниз кривые обычно дают хорошую, нейтрализующую ошибки смесь. Подробное обсуждение состава смеси выходит за рамки данной публикации. Редко смесь, которая располагается на линии максимальной плотности, содержит достаточно пустот в минеральном заполнителе (VMA), особенно, если состав характеризуется относительно высоким процентом подгрохотного материала No. 200 (0,075 мм). Гранулометрический состав, выбранный на линии, приблизительно параллельной линии максимальной плотности, позволяет получить однородную по гранулометрическому составу смесь, у которой почти отсутствует тенденция к сегрегации. Однако, линия максимальной плотности должна использоваться только как руководящая линия по однородному гранулометрическому составу. Другие критерии, такие как VMA, воздушные пустоты, стабильность, а также другие технические условия, тоже должны быть удовлетворены.
8 Рисунок 8. Тенденция S-образных кривых к сегрегации Некоторые смеси характеризуются гранулометрическими составами, образующими букву "S" поперёк линии максимальной плотности, как показано на рисунке 8. Эти смеси имеют тенденцию к проблемам с сегрегацией. Слегка изогнутая кривая, показанная на рисунке 9, обеспечивает хорошие эксплуатационные показатели. Но потенциальное преимущество, которое проектировщик пытается достигнуть с помощью прерывистого гранулометрического состава, требует особого внимания к обращению для предотвращения проблем с сегрегацией. При построении графика гранулометрического состава смеси, наносите на график максимально возможное количество размеров сит. На рисунке 10 иллюстрируется, как нанесение всего лишь нескольких точек может привести к вводящему в заблуждение графику. Если вычерчиваются всего лишь 4 размера сит, как показано на рисунке 10 тонкой сплошной линией, кривая может указывать на пригодную смесь. Но, если вычерчиваются 7 размеров сит, показанных на рисунке 10 прерывистой линией, то становится очевидным, что смесь фактически является с пропуском некоторых фракций. Следовательно, в ситовой анализ следует включать полный диапазон размеров».
9 Рисунок 9. Слегка изогнутые кривые могут способствовать правильному решению Рисунок 10. Одна и та же смесь на 4 точках против 7 точек Также в документе рассмотрены случаи возникновения сегрегации в процессе производства и укладки асфальтобетонных смесей, с описанием характерных мест её образования в технологическом процессе. Даны рекомендации по устранению факторов, влияющих на появление сегрегации. Отдельно расписан механизм работы перегружателей и их возможный вклад в борьбе с сегрегацией в процессе укладки асфальтобетонных смесей: «Трудности, связанные с традиционной разгрузкой асфальтобетонной смеси
10 из грузового автомобиля в асфальтоукладчик при обеспечении непрерывного движения асфальтоукладчика очевидны. На рисунке 11 показаны два транспортных средства для перегрузки асфальтобетонной смеси (перегружатели), которые созданы для устранения озвученных проблем. Перегружатели делают возможным остановку самосвала на соответствующем расстоянии перед асфальтоукладчиком с последующим выгрузкой всего асфальтобетона без движения. (См. рисунок 12). Перегружатели вмещают от 25 до 30 тонн смеси. Рисунок 11. Транспортные средства для переноса материала Перегружатели предназначены для исключения появления сегрегации, которая могла бы иметь место во время выгрузки, однако, не в состоянии исправить непригодные составы смеси. Рисунок 12. Транспортное средство для переноса материала, работающее на соседней полосе
11 Перегружатели могут быть эффективными в исключении концевой сегрегации грузовых автомобилей и беспорядочной сегрегации благодаря способности агрегата повторно перемешивать смесь шнеками. Получающаяся ровность дорожного покрытия свидетельствует об очень хорошем качестве». В окончании документа приведена диагностическая таблица по сегрегации, позволяющая диагностировать потенциальные причины сегрегации по мере их выявления. В качестве заключения по результатам рассмотрения QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения» можно сделать следующий вывод: сегрегация в горячих асфальтобетонных смесях это постоянная и системно встречаемая проблема. Однако, данную проблему можно и нужно контролировать и даже исключать благодаря соответствующим образом подобранному составу смеси и дополнительному технологическому оборудованию для ее укладки. 2. Температурная сегрегация В процессе изучения фракционной сегрегации, специалисты часто сталкивались с ситуацией, когда при отборе проб в местах явной сегрегации и дальнейших их испытаниях, результаты показывали не сильное отличие отобранных проб по гранулометрическому составу от состава проектной смеси. Как следствие, специалистами вёлся поиск новых, более совершенных способов определения сегрегации. В результате применения комплекса методов исследования, в т.ч. неразрушающих, была выявлена следующая закономерность: в местах сегрегации, где гранулометрический состав смеси был схож с составом однородных участков, плотность и содержание воздушных пустот превышали рекомендуемые исследованием значения.
12 Относительно истории выявления температурной сегрегации, как одной из причин преждевременного разрушения асфальтобетонных покрытий, а так же причин её вызывающих, говорится в Техническом документе Т-134 «Температурная сегрегация как причина разрушения асфальтового покрытия», авторами которого являются Дж. Дон Брак, Г.Джейкоб (J. Don Brock, Herb Jakob). Кратко рассмотрим этот документ: «С недавнего времени работники Astec lпdustгies начали использовать высокоточную инфракрасную камеру, чтобы оценить возможность ее применения с целью обнаружения сегрегации компонентов. При использовании камеры для наблюдения за смесью, выгружаемой из кузова самосвала, стало очевидным, что разница температур в кузове значительно больше, чем предполагалось ранее. Разница температур до 27 градусов по Цельсию имела место в смесях, которые при температуре в 143 градуса перевозились всего на км. Температура некоторых участков снизилась до 99 градусов Цельсия. Стив Рид, студент последнего курса Университета Вашингтона, первым обнаружил данный феномен летом 1996 года, когда проводил исследование проблемы сегрегации при укладке асфальтобетона в рамках своей дипломной работы. Дипломная работа под названием "Повреждения асфальтового покрытия вследствие разницы температур при укладке" была подготовлена под руководством его консультанта, доктора Джо Мэгони и по согласованию с Департаментом транспорта штата Вашингтон. Департамент транспорта поручил Риду изучить явление, которое было известно под названием повреждения при перевозке, точечной сегрегации, сегрегации в конце порции и, в последнее время, циклической сегрегации. Целью данного исследования было определение причины и потенциального решения проблемы циклической сегрегации асфальтовых покрытий штата Вашингтон. В своей работе Рид утверждает: "Когда данное явление влияет на работы по восстановлению покрытия, ожидаемый срок службы верхнего слоя может быть уменьшен примерно вполовину от срока в лет, который обычно
13 ожидает Департамент транспорта штата Вашингтон. Не было никакой возможности предугадать, какие проекты пострадают от циклической сегрегации, и проблема признавалась особенно сложной из-за того, что она могла не проявлять себя в ходе строительства, но обнаружиться в течение двух лет после его окончания". В главе 4 своей работы Рид пишет: "В то время как подход к данному исследованию был направлен на то, что считалось проблемой с сегрегированной смесью, по мере накопления данных стало очевидно, что наблюдаемое явление не было фракционной сегрегацией. Проблема, которая была названа "циклической сегрегацией", оказалась связанной с разницей температур внутри массы асфальтобетона в самосвалах, которая возникала при перевозке смеси от завода до места укладки. Данное явление было соответственно названо "повреждение вследствие разницы температур". Подобный термин кажется уместным, поскольку механизм, который вызывает эту проблему, связан с разницей температур в асфальтобетонной смеси перед укладкой. Другие проблемы (например, вынос части минерального заполнителя, низкое уплотнение, расслоение, и т. д.) являются просто симптомами повреждения, которое уже произошло в смеси в ходе строительства. Процесс возникновения повреждения вследствие разницы температур начинается, когда асфальтобетонная смесь выгружается в бункер укладчика из кузова самосвала. Если в асфальтобетонной смеси имеется разница температур, очень холодный материал по краям партии вытесняется к краям бункера укладчика. Когда самосвал разгружен, и смесь в бункере израсходована, этот холодный материал осыпается вниз, чтобы оказаться поверх материала на конвейерах. Когда прибывает следующий самосвал и разгружается в укладчик, эта холодная смесь передается обратно в шнековую камеру и разравнивается. Плита укладчика не может уплотнить более холодную смесь и на полотне появляются явные участки с сегрегацией (повреждения вследствие разницы температур). Поскольку данный процесс может повторяться для каждой укладываемой порции асфальта, циклическая
14 природа данного явления становится очевидной". Хотя Рид не пользовался инфракрасной камерой, но он точно определил проблему и её причину. Видеосъёмка и снимки отдельных участков автодорог инфракрасной камерой, а также компьютерная программа, с помощью которой можно строить профиль выявили, что имели место значительные разницы температур». В рассматриваемом документе описан процесс исследования температурной сегрегации с помощью инфракрасных камер на различных объектах строительства в США. Центр NCAT исследовал сегрегацию на 19 объектах, расположенных в штате Джорджия и имеющих дефекты в виде пористой структуры, низкой плотности, участки подверженные расслоению, растрескиванию и повреждениям от влаги. Далее приведём некоторые полученные выводы: «Как видно из результатов, на плотность и содержание воздушных пустот в значительной мере влияет пониженная температура в остывших асфальтобетонных смесях». «Независимо от источников сегрегации, она всегда особо проявлялась в конце партии материала. Если бы было возможным решить этот вопрос, проблема сегрегации потеряла бы свою первостепенность». «Во многих случаях сегрегацию трудно заметить при укладке. При обнаружении сегрегации, ее не всегда просто устранить». «Участки с сегрегацией обычно на 8-15% более закрупненны по ситу No8, чем без сегрегации. Воздушных полостей, обычно, на 3-5% больше и содержание битума ниже на 1 2%». Описывая ход исследования, авторы документа приходят к выводу, что основное разрушающее влияние на асфальтобетонное покрытие температурной сегрегации заключается в следующем механизме. Наличие мест покрытия с пониженной температурой при укладке приведет к
15 неравномерной плотности устроенного конструктива, что вызовет возникновение воздушных пустот и неровности поверхности. Во-вторых, высокое содержание воздушных пустот в этих областях позволит воде проникать внутрь асфальтобетона, вследствие чего вода зимой будет замерзать и разрушать полотно. Важно отметить, что описанное явление будет оказывать такое же действие, как фракционная сегрегации. Однако, в данном случае вместо разделения частиц источником является температурная сегрегация. При исследовании этих явлений и понимании причин становится очевидно, что при укладке асфальтобетона подрядчик не может контролировать многие из причин неравномерного остывания смеси без применения соответствующих машин (перегружателей асфальтобетонной смеси). Подводя итоги, авторы документа делают следующее заключение. С использованием инфракрасной камеры стало ясно, что разница температур в асфальтобетонной смеси, выгружаемой из самосвала, значительно больше, чем считалось ранее. Хотя и скрытое, это явление оставалось серьёзной проблемой в течение многих лет. При изучении инфракрасных снимков, становится ясно, что достаточно распространённые, беспорядочные изменения плотности вызваны скоплением в покрытии остывшего материала. Также очевиден тот факт, что наличие областей остывшего материала влечёт за собой повреждение дорожного покрытия и образованию дефектов. По мере того, как асфальтобетонные смеси становятся жёстче как, например, смеси Superpave и ЩМА, необходимо проводить повторное перемешивание смеси перед укладкой. Если горячая асфальтобетонная смесь может производиться однородной по температуре на АБЗ, то с момента погрузки смеси в самосвал, тепловые потери становятся неизбежны. Результаты исследований показывают, что перемешивания внутри укладчика недостаточно для полного устранения данного явления. Однако, для производства ровного покрытия с расчетным сроком службы, необходимо применение перегружателей асфальтобетонной
16 смеси для повторного её перемешивания непосредственно перед укладкой. С помощью повторного перемешивания перед укладкой, покрытие получается более ровным, оно обладает высоким сроком службы без преждевременного разрушения в некоторых частях дороги. Дорожное полотно получается более рентабельным и долговечным, снижается количество трещин, обеспечивая комфортную езду для всех». 3. Отечественный опыт изучения сегрегации. В нашей стране вопросами сегрегации асфальтобетона тоже уделяется большое значение. Еще в 2002 году при укладке верхнего слоя покрытия на автомобильной дороге «Скандинавия» А-181 на км 47 км 51 был проведен комплекс работ, связанный с оценкой влияния фракционной и температурной сегрегации на качество и долговечность покрытия. Впервые на данном объекте было проведено исследование температуры устроенного слоя с применением специальных видеокамер. Рисунок 13. Фиксирование температуры асфальтобетонного покрытия при помощи специальной видеокамеры
17 Работы по изучению сегрегации асфальтобетона продолжались. Так в 2013 году на автомобильной дороге А-141 Брянск-Смоленск до границы с Республикой Беларусь (через Рудню, на Витебск). Обход г. Брянска км км , км км в Брянской области был проведен аналогичный комплекс работ уже с применением современных приборов и оборудования (тепловизоры, инфракрасные пирометры). Рисунок 14. Фиксирование температуры асфальтобетона в кузове самосвала при помощи тепловизоров Был проведен анализ применения в составе отряда машин перегружателя асфальтобетонной смеси. Основным выводом данной работы является то, что устранение температурной неоднородности достигается при применении в отряде машин перегружателей асфальтобетонной смеси.
18 Рисунок 15. Измерения температуры асфальтобетонной смеси тепловизиром на поверхности в различных точках уложенного слоя покрытия после применения в составе машин перегружателя асфальтобетонной смеси Рисунок 16. Измерения температуры асфальтобетонной смеси тепловизиром на поверхности в различных точках уложенного слоя покрытия после применения в составе машин перегружателя асфальтобетонной смеси Технология применения перегружателей асфальтобетонной смеси прекрасно показала свою эффективность за рубежом, а также на территории Российской Федерации и рекомендована к применению на автомобильных дорогах федерального значения техническими экспертами ФДА Росавтодор и ГК «Автодор». Первым и одним из главных достоинств этой технологии является то, что перед укладкой в асфальтобетонной смеси устраняется разделение
19 отдельных ее частей по температуре и гранулометрическому составу, и смесь, подаваемая в асфальтоукладчик, становится однородной. За счет использования перегружателей увеличивается ровность и однородность дорожного покрытия, оно приобретает одинаковую плотность по всей площади и, как следствие, возрастает его долговечность, увеличивается гарантированный межремонтный период, сокращаются объемы работ по техническому обслуживанию дороги. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате действия множества факторов, при укладке асфальтобетонных слоёв дорожной одежды может возникать температурная и фракционная сегрегация. Независимо от вида, сегрегация неизбежно проявляется в дефектах дорожного покрытия и, как следствие, в снижении эксплуатационных характеристик и срока службы всей дорожной конструкции. В качестве одной из мер по предупреждению появления сегрегации в асфальтобетонных смесях является тщательный подбор их состава на этапе проектирования. На сегодняшний день, наиболее эффективным средством устранения сегрегации в асфальтобетонных смесях в процессе их укладки является применение перегружателей. На территории Российской Федерации так же, как и в других странах, проводились научно-исследовательские работы по изучению сегрегации в асфальтобетонных смесях. Разработаны и внедряются методы по её предупреждению и устранению.
20 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения» 2. Технический документ Т-134 «Температурная сегрегация как причина разрушения асфальтового покрытия» 3. Технический документ Т-117 «Сегрегация. Причины и средства устранения»
docplayer.ru
Сегрегация Асфальтобетонной Смеси | Fitweb
бесконтактная загрузка в асфальтоукладчик
перемешивание асфальтобетонной смеси
инновации в дорожном строительстве
рекомендации росавтодор
дорожно-строительное оборудование
асфальтобетонное покрытие
дорожный ремонт
дорожно-строительная техника
сегрегация асфальтобетонной смеси
асфальтоперегружатель
укладка асфальтобетонной смеси
перегружатель асфальта
срок службы дорожного покрытия
дорожный каток
асфальт крупнозернистый
дорожные работы руза
руза асфальтирование
асфальтоукладчик руза
дорожный асфальтоукладчик
аренда асфальтоукладчика
асфальтлукладчик
асфальт мелкозернистый
асфальтирование
асфальтоукладчик в аренду
дорожные работы
асфальтобетон
спецтехника асфальтоукладчик
дорожное строительство
автоматика на катки
качественное уплотнение
контроль уплотнения
температура асфальта
most powerful bird the world
fitweb.me
Что значит Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси? Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси
Конституционное право России → Юридический словарь → Слова на букву «С» юридического словаря → Что означает термин Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси в юридическом словаре?
Сегрегация (расслоение): изменение гранулометрического состава минеральных материалов и изменение содержания вяжущего в первоначально однородной асфальтобетонной смеси из-за отдельных перемещений частиц крупного и мелкого заполнителя в процессе работы со смесью
Источник: " ОДМ 218.3.016-2011. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по определению фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей"
(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 28.12.2011 № 1013-р)
Фракционная сегрегация - неоднородность зернового состава асфальтобетонной смеси в различных точках ее объема
Источник: РАСПОРЯЖЕНИЕ Росавтодора от 28.07.2009 № 271-р
"ОБ ИЗДАНИИ И ПРИМЕНЕНИИ ОДМ 218.5.002-2009 "МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СЛОЕВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕРЕГРУЖАТЕЛЕЙ СМЕСИ"
Самые просматриваемые слова
Стратегическое предприятие (организация)
Аварийная ситуация на воздушном судне
Легитимность документа
Автомобильные дороги общего пользования
Выпуск продукции в обращение
Сети инженерно-технического обеспечения
Дорожное хозяйство
Информационные машины и оборудование
Мобилизационное задание
Суммарная поэтажная площадь
Извещение о вводе налоговой декларации (расчета) в электронном виде
Запрос межведомственный
Промышленный объект
Криптосредство
Адресная справка
Производственный инвентарь
Спуск руководящий ж/д пути
Военнослужащие
Производственная деятельность
Постижерные работы
Ссылки на определение понятия «Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси»:
HTML-код ссылки на слово для сайтов и блогов | Значение слова Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси |
BB-код ссылки на слово для форумов | [url=http://constitutum.ru/dictionary/22615/]Определение понятия «Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси»[/url] |
Прямая ссылка на слово для социальных сетей и электронной почты | http://constitutum.ru/dictionary/22615/ |
Уважаемые пользователи сайта. На данной странице вы найдете определение понятия «Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси». Полученная информация поможет вам понять, что такое Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси. Если по вашему мнению определение термина «Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси» ошибочно или не обладает достаточной полнотой, то рекомендуем вам предложить свою редакцию этого слова.
Для вашего удобства мы оптимизируем эту страницу не только по правильному запросу «Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси», но и по ошибочному запросу «ctuhtufwbz ahfrwbjyyfz fcafkmnj,tnjyyjq cvtcb». Такие ошибки иногда происходят, когда пользователи забывают сменить раскладку клавиатуры при вводе слова в строку поиска.
Описание страницы: На данной странице представлено определение понятия «Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси»
Ключевые слова страницы: Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси, это, определение, понятие, термин, дефиниция, что значит, что означает, слово, значение
www.constitutum.ru
Способ и устройство снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике
Изобретение относится к строительству асфальтобетонных покрытий и предназначено для снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей на стадии их перемещения от бункера-питателя до распределительного шнека оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике, повышения качества (однородности) и долговечности асфальтобетонного покрытия.
Известен асфальтоукладчик, включающий в себя ходовую часть, приемный бункер, скребковый питатель, распределительный шнек и раму, на которой расположены трамбующий брус и виброплита [Варганов С.А. Машины для укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей. С.А. Варганов, П.И. Марков, Б.М. Шереметьев. М.: Высшая школа, 1979. - 207 с.].
Технология схемы укладки устройства асфальтобетонного слоя представлена следующим образом: асфальтобетонная смесь выгружается из кузова автосамосвала в приемный бункер, на дне которого расположен скребковый питатель, транспортирующий ее к шнекам, распределяющим смесь по ширине укладываемой полосы, и затем производится предварительное ее уплотнение трамбующим брусом и виброплитой.
Недостатками данного способа являются:
1) в процессе загрузки асфальтобетонной смеси в кузов автосамосвала из бункера-накопителя асфальтобетонного завода, транспортирования и выгрузки в приемный бункер асфальтоукладчика из кузова автосамосвала происходит фракционная сегрегация асфальтобетонной смеси в результате перемещения минеральных частиц более крупного размера к краям нижнего уровня кузова и приемного бункера;
2) во время транспортирования в кузове автосамосвала происходит более интенсивное остывание верхнего слоя смеси и в местах соприкосновения с днищем и бортами самосвала по сравнению с частью смеси, расположенной в середине кузова, что вызывает объемную температурную неоднородность асфальтобетонной смеси укладываемой на дорожное основание, и ухудшение ее технологических свойств (удобоукладываемость и удобоуплотняемость). В результате в уложенном слое образуются локальные участки, имеющие различный гранулометрический состав, температуру и уплотняемость. Сопротивляемость деформированию участков из остывшей смеси значительно выше, и рабочие органы уплотняющих машин не могут обеспечить требуемой плотности, как на других участках. В результате получается асфальтобетонное покрытие с разной плотностью и прочностью [Радовский Б.С. Сегрегация асфальтобетонных смесей и методы борьбы с ней в США. Дорожная техника, технология. Каталог-справочник. СПб: И.А. Партнер, 2007. - С. 26-40].
Известен способ обработки асфальтобетонной смеси, в котором смесь подвергают воздействию на вибрационном лотке [а.с. SU №916634, МПК Е01С 19/10, опубл. 30.03.1982, Бюл. №12]. В результате улучшаются показатели прочности и водонасыщения асфальтобетонного слоя. Автор предлагает производить обработку непосредственно после приготовления смеси на асфальтобетонном заводе, что является существенным недостатком, поскольку она в процессе загрузки в кузов автосамосвала из бункера-накопителя асфальтобетонного завода, транспортирования и выгрузки в бункер асфальтоукладчика из кузова автосамосвала теряет однородность и приобретает фракционную и температурную сегрегацию.
Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является технология снижения сегрегации самоходными перегружателями, включающими в себя ходовую часть, приемный бункер, шнеки для перемешивания асфальтобетонной смеси и конвейер для подачи смеси в бункер асфальтоукладчика [полезная модель №145169, МПК Е01С 19/48, опубл. 10.09.2014, Бюл. №25]. Машины данного типа снижают фракционную и температурную сегрегацию. Однако введение в технологический процесс строительства дополнительной машины увеличивает стоимость производства работ и их энергоемкость.
Задачей изобретения является повышение однородности асфальтобетонной смеси новым способом и устройством, расположенным на асфальтоукладчике, что позволяет улучшить ее показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости, повысить качество укладываемого покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен технологический способ, включающий в себя первичную механическую обработку смеси шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, и вторичную обработку смеси на вибролотке, установленном после шнеков, с последующим поступлением к распределительным шнекам. В результате смесь активно перемешивается двумя способами, позволяющими значительно снизить температурную и фракционную сегрегацию.
В процессе виброобработки между частицами смеси постоянно происходит образование и разрушение структурных связей. В результате вибрационных воздействий крупные конгломераты распадаются на отдельные зерна с перераспределением битума по их поверхности. В результате асфальтобетонная смесь приобретает высокие технологические свойства (удобоукладываемость и удобоуплотняемость).
Заявляемый способ заключается в последовательной механической обработке смеси шнеками в приемном бункере асфальтоукладчика и дополнительной вибрационной обработке смеси на вибролотке, установленном после шнеков.
Использование нового технологического способа позволяет более интенсивно разрушить коагуляционные связи между зернами и обеспечить их равномерное распределение в объеме обрабатываемой смеси.
Устройство для реализации технологического способа повышения однородности асфальтобетонной смеси на асфальтоукладчике относится к дорожному строительству, а именно к устройствам для строительства асфальтобетонных покрытий, и предназначено для повышения качества (однородности) асфальтобетонных смесей и долговечности асфальтобетонного покрытия на стадии их укладки с использованием оборудования, расположенного на асфальтоукладчике.
Известно устройство непрерывного вибродомешивания средне-щебенистой асфальтобетонной смеси на месте строительства, включающее ходовую часть с силовой установкой, приемный бункер с питателем, вибробункер и распределитель готовой смеси [патент №2254988, МПК Е01С 19/22, В28В 11/00, опубл. 27.06.2005, Бюл. №18]. Авторы установили, что в результате виброобработки в течение 25-30 сек. улучшаются показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости асфальтобетонной смеси, что позволяет снизить энергозатраты на их уплотнение. Однако продолжительное перемешивание в вибробункере снижает его производительность, увеличивается продолжительность процесса доставки смеси до распределительного шнека и стоимость производства работ.
Наиболее близким к заявляемому устройству является асфальтоукладчик, содержащий ходовую часть, приемный бункер, питатель с четырьмя шнеками, расположенными параллельно оси движения машины, шнек для распределения асфальтобетонной смеси по ширине укладки и раму рабочих органов [патент US №6375386 B1, 404/17; 404/101; 404/108, МПК Е01С 11/00, В28В 11/00, опубл. 28.07.2000]. В установленных шнеках между витками могут быть установлены дополнительные лопасти, которые одновременно транспортируют и перемешивают смеси.
Недостатками данного устройства является частичное устранение температурной и фракционной сегрегации за счет разрушения больших кусков остывшей смеси до фракционных размеров зерен. Материал, находящийся между витками одного шнека, практически не смешивается со смесью, находящей в других шнеках, поэтому дальнейшее разрушение агрегатов смеси и их перемешивание не значительно и смесь остается мало однородной. Также в данном устройстве не производится активная обработка смеси, позволяющая улучшить ее технологические показатели перед уплотнением.
Задачей изобретения является создание универсального устройства, выполняющего одновременно функции питателя и смесителя, содержащего шнеки, расположенные в одной плоскости, параллельно оси машины, и вибрационный лоток, режимы работы и конструкции которых обеспечивают повышение однородности асфальтобетонной смеси и производят предварительную вибрационную обработку смеси перед ее распределением по ширине укладываемого слоя, улучшающую показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости смеси, повышают качество строительства покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство (питатель-смеситель асфальтоукладчика), содержащее несколько шнеков в бункере, при этом по краям винтовой поверхности шнеков установлены лопасти - побудители перемешивания, увеличивающие диаметр шнека на высоту побудителя h=(2-3)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax - максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через шага шнека, а сами шнеки установлены таким образом, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседнего шнека в направлении, противоположном движению асфальтоукладчика шнеки наклонены вверх под углом β, а на выходе из зоны транспортирования и перемешивания смеси установлен вибрационный лоток, наклоненный вниз по ходу движения укладчика под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя смеси в зависимости от требуемой производительности укладчика и типа смеси.
Для эффективного перемешивания между шнеками полный диаметр шнека Dш, мм, определяется по формуле
Dш=Dосн+2h,
где Dосн - основной диаметр шнека, мм, определяемый в зависимости от требуемой производительности асфальтоукладчика;
h - высота побудителя, мм.
Межосевое расстояние между шнеками Lо равно основному диаметру шнека Lо=Dосн.
Длина шнека Lш должна быть не менее Lш≥4Dш, длина вибрационного лотка Lвл=(0,6-0,7)L, где L - общая длина питателя.
Днище бункера под шнеками выполнено рельефным, повторяющим траекторию движения побудителей для устранения «мертвых зон» между шнеками, при этом чтобы избежать заклинивания частиц минерального заполнителя, зазор между шнеком и днищем составляет m=(0,3-0,4)dmax.
Угол подъема шнеков β определяется углом наклона вибролотка α, длиной шнека и вибролотка по формуле
.
При вращении шнека его побудители заходят в зону действия соседнего шнека и забирают из нее асфальтобетонную смесь, в результате осуществляется не только разрушение образовавшихся конгломератов, но также их перемешивание, что позволяет устранить зерновую сегрегацию. Перемешав смесь, шнеки подают ее на вибролоток для дальнейшего увеличения однородности гранулометрического состава и температуры.
В процессе виброобработки между частицами смеси постоянно происходит образование и разрушение связей. За счет этого крупные агрегаты распадаются на отдельные зерна. Низкочастотное вибрирование смеси без пригруза создает эффект «кипящего» слоя [Давыдов В.Н. Изготовление изделий из асфальтобетонных смесей: Учебное пособие. - М.: Издательство АСВ, 2003. - 208 с.], в котором перемешивание происходит наиболее эффективно. В результате виброобработки асфальтобетонной смеси она приобретает высокие показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости.
Вибролоток совершает колебания с частотой в диапазоне 17-26 Гц, с амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой смеси, таблица 1 [Давыдов В.Н. Дополнительное виброперемешивание асфальтобетонных смесей перед их уплотнением - путь к снижению вяжущего и повышения качества асфальтового бетона в изделиях и покрытиях / Омский научный вестник, 2004, Вып. №1, с. 89-92] и наклонен вниз по ходу движения асфальтоукладчика под углом α=5-14° для обеспечения необходимой производительности подачи асфальтобетонной смеси.
Возможность достижения цели обеспечивается тем, что в предлагаемом способе (фиг. 1) изменена традиционная схема подачи асфальтобетонной смеси с целью повышения ее однородности.
После выгрузки смеси в бункер производится разрушение крупных агрегатов остывшей смеси и их перемешивание витками и побудителями шнеков, одновременно ее транспортирование и перемешивание между шнеками-побудителями, установленными на витках, что обеспечивает снижение фракционной и температурной сегрегации.
Далее со шнеков смесь попадает на вибрационный лоток, который совершает колебания с частотой и амплитудой в зависимости от типа укладываемой смеси (таблица 1) и наклонен вниз по ходу движения асфальтоукладчика под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя смеси (в зависимости от производительности укладчика). Толщина слоя смеси на лотке регулируется заслонкой, установленной после шнека.
Под вибрационным воздействием асфальтобетонная смесь дополнительно подвергается интенсивному перемешиванию с разрушением агрегатов и перераспределением битума в объеме смеси, которая становится более однородной и пластичной. После виброобработки смесь поступает к распределительному шнеку.
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 2 схематично изображено устройство (питатель-смеситель асфальтоукладчика), общий вид, на фиг. 3 - схема расположения шнеков в приемном бункере (вид А), на фиг. 4 - схема расположения шнеков в приемном бункере (разрез Б), на фиг. 5 - схема направления вращения шнеков и их основные размеры, на фиг. 6 - схема вибролотка.
Устройство смонтировано на асфальтоукладчике 1 (фиг. 2), включающем в себя бункер, основную раму с ходовым оборудованием и силовой установкой, раму рабочих органов с распределительным шнеком и выглаживающей плитой.
Питатель-смеситель асфальтоукладчика (фиг. 2) состоит из корпуса приемного бункера 2, внутри которого размещены опоры 3 и 4 шнеков 5, привод их вращения 6, регулировочной заслонки 7, защитного козырька 8, вибролотка 9 (фиг. 6), установленного на гасителях колебаний 10 (например, пневмокамеры), вибровозбудителей 11, рамы поворотной 12 установленной на шарнире 13, и механизма регулирования угла наклона вибролотка 14 (например, гидроцилиндр). Над шнеками установлены ограничители 15 (фиг. 2, 3 и 4). Шнек включает в себя основную винтовую линию 16 и установленные на ней побудители-перемешиватели 17 (фиг. 4). На фиг. 1 изображены кузов автосамосвала 18 и распределительный шнек 19.
Принцип работы устройства заключается в следующем. В процессе выгрузки асфальтобетонной смеси из кузова автосамосвала в бункер асфальтоукладчика (фиг. 1) включается привод шнеков. Вращающиеся в противоположенном направлении (относительно друг друга) витки шнеков (фиг. 5) перемещают и разрушают крупные куски смеси, образовавшиеся в процессе транспортирования и остывания, побудители, установленные на витках, входя в зону действия соседнего шнека, производят перемешивание смеси, устраняя фракционную и температурную сегрегацию. Таким образом, конструкция и расположение шнеков обеспечивает перемешивание всего объема смеси, находящейся в бункере. Одновременно с перемешиванием смесь перемещается к вибролотку (фиг. 1). Попав на вибролоток, материал подвергается вибрационному воздействию в течении 10-15 сек (в зависимости от типа смеси) с частотой колебаний и амплитудой, значения которых приведены в таблице 1. Зерна смеси, обладая различными размерами и массой, получив импульсы вибрации, приобретают различные силы инерции, за счет которых двигаются с различными ускорениями и перемещениями, что приводит к разрушению структурных связей между частицами смеси. В результате виброперемешивания смесь приобретает фракционную и температурную однородность. Вместе с этим в смеси происходит перераспределение битума и минерального заполнителя, улучшается уплотняемость и качество асфальтобетонной смеси.
Непрерывность потока асфальтобетонной смеси к распределительному шнеку обеспечивается равенством скоростей перемещения смеси шнеками и в вибролотке.
Использование новых элементов питателя-смесителя асфальтоукладчика представлено последовательно установленными транспортирующими шнеками с побудителями, увеличивающими диаметр шнека и входящими в зону действия соседних шнеков, и вибрационного лотка, наклоненного к горизонтальной поверхности укладываемого слоя под углом α=5-14°, который совершает колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм. Установлено, что виброобработка позволяет повысить прочность асфальтобетона на 30-60% при температуре 20°С и в 1,7-2 раза при температуре 50°С [Маслов А.Г. Научные основы и разработка поличастотных вибрационных машин для обработки и уплотнения асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Автореф. дис. … доктора техн. наук. 05.05.04 / А.Г. Маслов: Харьковский гос. политехнический ун-т. Кременчугский филиал. - Кременчуг, 1994 г. - 51 с.].
Предлагаемое устройство позволяет значительно уменьшить сегрегацию асфальтобетонной смеси оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике, повысить прочность и долговечность асфальтобетонных покрытий.
edrid.ru
сегрегация (расслоение) - это... Что такое сегрегация (расслоение)?
сегрегация (расслоение)3.1 сегрегация (расслоение): Изменение гранулометрического состава минеральных материалов и изменение содержания вяжущего в первоначально однородной асфальтобетонной смеси из-за отдельных перемещений частиц крупного и мелкого заполнителя в процессе работы со смесью.
3.20 сегрегация (расслоение): Местное изменение гранулометрического состава минеральных материалов смеси литой и содержания вяжущего в первоначально однородной смеси, из-за отдельных перемещений частиц крупной и мелкой фракций минеральной части, в процессе хранения смеси или ее транспортирования.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- сегрегация
- Седалищный бугор
Смотреть что такое "сегрегация (расслоение)" в других словарях:
Сегрегация фракционная асфальтобетонной смеси — Сегрегация (расслоение): изменение гранулометрического состава минеральных материалов и изменение содержания вяжущего в первоначально однородной асфальтобетонной смеси из за отдельных перемещений частиц крупного и мелкого заполнителя в процессе… … Официальная терминология
сегрегация — 3.22 сегрегация : Явление изменения состава, структуры, свойств и расслоение асфальтобетонных смесей при транспортировании и в процессе выполнения технологических операций, снижающее однородность асфальтобетона. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ОДМ 218.3.016-2011: Методические рекомендации по определению фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей — Терминология ОДМ 218.3.016 2011: Методические рекомендации по определению фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей: 3.2 качество смешения: Однородность состава асфальтобетонной смеси сразу после перемешивания. Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 54401-2011: Дороги автомобильные общего пользования. Асфальтобетон дорожный литой горячий. Технические требования — Терминология ГОСТ Р 54401 2011: Дороги автомобильные общего пользования. Асфальтобетон дорожный литой горячий. Технические требования оригинал документа: 3.1 асфальтобетон дорожный литой горячий: Застывшая в процессе охлаждения и сформировавшаяся … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
КАПИТАЛИЗМ — (нем. Kapitalismus, от лат. capitalis главный) общественный строй, основанный на частнокапиталистич. собственности на средства произ ва и на эксплуатации наемного труда капиталистами, последняя общественно экономич. формация, основанная на… … Советская историческая энциклопедия
ПОЛИМЕРЫ — (от греч. polymeris состоящий из многих частей) вещества, состоящие из макромолекул, т. е. молекулярных полимерных цепей. В химии полимеры наз. также высокомолекулярными соединениями. Существуют как природные (см. Полимеры, биологические), так и… … Физическая энциклопедия
СТО НОСТРОЙ 2.25.36-2011: Автомобильные дороги. Устройство асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Часть 1. Общие положения — Терминология СТО НОСТРОЙ 2.25.36 2011: Автомобильные дороги. Устройство асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Часть 1. Общие положения: 3.1 асфальтобетон : Уплотненная асфальтобетонная смесь. Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
разделение — Деление, дробление, раздвоение, разграничение, разложение, разобщение, разъединение; расщепление, расчленение, расторжение, разбор, сортировка, рассортировка, дифференциация, классификация, периодизация, специализация. Прот. деление... Словарь… … Словарь синонимов
Каста — У этого термина существуют и другие значения, см. Каста (значения). Основная статья: Варны В этой статье не хватает ссылок на источники информации … Википедия
Дискриминация буракуминов — 1990 год. Демонстрация движений по защите прав бураку Дискриминация буракуминов одной из групп населения Японии официально не признаётся в современной Японии, что, однако, не мешает сущест … Википедия
normative_reference_dictionary.academic.ru
Способ и устройство снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике
Изобретение относится к строительству асфальтобетонных покрытий и предназначено для снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике. Способ включает первичную механическую обработку смеси шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, и вторичную обработку смеси на вибролотке, установленном после шнеков. В результате активного перемешивания смеси значительно снижается температурная и фракционная сегрегация. Способ реализуется устройством, состоящим из приемного бункера асфальтоукладчика, в котором осуществляется перемешивание смеси шнеками, на винтовой ленте шнека имеются побудители, увеличивающие диаметр шнека на h=(2-3)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax - максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через каждые шага шнека, а сами шнеки установлены так, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседних шнеков. В конце шнеков установлена заслонка, регулирующая подаваемый объем смеси на вибрационный лоток, наклоненный под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя, при этом лоток совершает вертикальные колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой асфальтобетонной смеси. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Изобретение относится к строительству асфальтобетонных покрытий и предназначено для снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей на стадии их перемещения от бункера-питателя до распределительного шнека оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике, повышения качества (однородности) и долговечности асфальтобетонного покрытия.
Известен асфальтоукладчик, включающий в себя ходовую часть, приемный бункер, скребковый питатель, распределительный шнек и раму, на которой расположены трамбующий брус и виброплита [Варганов С.А. Машины для укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей. С.А. Варганов, П.И. Марков, Б.М. Шереметьев. М.: Высшая школа, 1979. - 207 с.].
Технология схемы укладки устройства асфальтобетонного слоя представлена следующим образом: асфальтобетонная смесь выгружается из кузова автосамосвала в приемный бункер, на дне которого расположен скребковый питатель, транспортирующий ее к шнекам, распределяющим смесь по ширине укладываемой полосы, и затем производится предварительное ее уплотнение трамбующим брусом и виброплитой.
Недостатками данного способа являются:
1) в процессе загрузки асфальтобетонной смеси в кузов автосамосвала из бункера-накопителя асфальтобетонного завода, транспортирования и выгрузки в приемный бункер асфальтоукладчика из кузова автосамосвала происходит фракционная сегрегация асфальтобетонной смеси в результате перемещения минеральных частиц более крупного размера к краям нижнего уровня кузова и приемного бункера;
2) во время транспортирования в кузове автосамосвала происходит более интенсивное остывание верхнего слоя смеси и в местах соприкосновения с днищем и бортами самосвала по сравнению с частью смеси, расположенной в середине кузова, что вызывает объемную температурную неоднородность асфальтобетонной смеси укладываемой на дорожное основание, и ухудшение ее технологических свойств (удобоукладываемость и удобоуплотняемость). В результате в уложенном слое образуются локальные участки, имеющие различный гранулометрический состав, температуру и уплотняемость. Сопротивляемость деформированию участков из остывшей смеси значительно выше, и рабочие органы уплотняющих машин не могут обеспечить требуемой плотности, как на других участках. В результате получается асфальтобетонное покрытие с разной плотностью и прочностью [Радовский Б.С. Сегрегация асфальтобетонных смесей и методы борьбы с ней в США. Дорожная техника, технология. Каталог-справочник. СПб: И.А. Партнер, 2007. - С. 26-40].
Известен способ обработки асфальтобетонной смеси, в котором смесь подвергают воздействию на вибрационном лотке [а.с. SU №916634, МПК Е01С 19/10, опубл. 30.03.1982, Бюл. №12]. В результате улучшаются показатели прочности и водонасыщения асфальтобетонного слоя. Автор предлагает производить обработку непосредственно после приготовления смеси на асфальтобетонном заводе, что является существенным недостатком, поскольку она в процессе загрузки в кузов автосамосвала из бункера-накопителя асфальтобетонного завода, транспортирования и выгрузки в бункер асфальтоукладчика из кузова автосамосвала теряет однородность и приобретает фракционную и температурную сегрегацию.
Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является технология снижения сегрегации самоходными перегружателями, включающими в себя ходовую часть, приемный бункер, шнеки для перемешивания асфальтобетонной смеси и конвейер для подачи смеси в бункер асфальтоукладчика [полезная модель №145169, МПК Е01С 19/48, опубл. 10.09.2014, Бюл. №25]. Машины данного типа снижают фракционную и температурную сегрегацию. Однако введение в технологический процесс строительства дополнительной машины увеличивает стоимость производства работ и их энергоемкость.
Задачей изобретения является повышение однородности асфальтобетонной смеси новым способом и устройством, расположенным на асфальтоукладчике, что позволяет улучшить ее показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости, повысить качество укладываемого покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен технологический способ, включающий в себя первичную механическую обработку смеси шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, и вторичную обработку смеси на вибролотке, установленном после шнеков, с последующим поступлением к распределительным шнекам. В результате смесь активно перемешивается двумя способами, позволяющими значительно снизить температурную и фракционную сегрегацию.
В процессе виброобработки между частицами смеси постоянно происходит образование и разрушение структурных связей. В результате вибрационных воздействий крупные конгломераты распадаются на отдельные зерна с перераспределением битума по их поверхности. В результате асфальтобетонная смесь приобретает высокие технологические свойства (удобоукладываемость и удобоуплотняемость).
Заявляемый способ заключается в последовательной механической обработке смеси шнеками в приемном бункере асфальтоукладчика и дополнительной вибрационной обработке смеси на вибролотке, установленном после шнеков.
Использование нового технологического способа позволяет более интенсивно разрушить коагуляционные связи между зернами и обеспечить их равномерное распределение в объеме обрабатываемой смеси.
Устройство для реализации технологического способа повышения однородности асфальтобетонной смеси на асфальтоукладчике относится к дорожному строительству, а именно к устройствам для строительства асфальтобетонных покрытий, и предназначено для повышения качества (однородности) асфальтобетонных смесей и долговечности асфальтобетонного покрытия на стадии их укладки с использованием оборудования, расположенного на асфальтоукладчике.
Известно устройство непрерывного вибродомешивания средне-щебенистой асфальтобетонной смеси на месте строительства, включающее ходовую часть с силовой установкой, приемный бункер с питателем, вибробункер и распределитель готовой смеси [патент №2254988, МПК Е01С 19/22, В28В 11/00, опубл. 27.06.2005, Бюл. №18]. Авторы установили, что в результате виброобработки в течение 25-30 сек. улучшаются показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости асфальтобетонной смеси, что позволяет снизить энергозатраты на их уплотнение. Однако продолжительное перемешивание в вибробункере снижает его производительность, увеличивается продолжительность процесса доставки смеси до распределительного шнека и стоимость производства работ.
Наиболее близким к заявляемому устройству является асфальтоукладчик, содержащий ходовую часть, приемный бункер, питатель с четырьмя шнеками, расположенными параллельно оси движения машины, шнек для распределения асфальтобетонной смеси по ширине укладки и раму рабочих органов [патент US №6375386 B1, 404/17; 404/101; 404/108, МПК Е01С 11/00, В28В 11/00, опубл. 28.07.2000]. В установленных шнеках между витками могут быть установлены дополнительные лопасти, которые одновременно транспортируют и перемешивают смеси.
Недостатками данного устройства является частичное устранение температурной и фракционной сегрегации за счет разрушения больших кусков остывшей смеси до фракционных размеров зерен. Материал, находящийся между витками одного шнека, практически не смешивается со смесью, находящей в других шнеках, поэтому дальнейшее разрушение агрегатов смеси и их перемешивание не значительно и смесь остается мало однородной. Также в данном устройстве не производится активная обработка смеси, позволяющая улучшить ее технологические показатели перед уплотнением.
Задачей изобретения является создание универсального устройства, выполняющего одновременно функции питателя и смесителя, содержащего шнеки, расположенные в одной плоскости, параллельно оси машины, и вибрационный лоток, режимы работы и конструкции которых обеспечивают повышение однородности асфальтобетонной смеси и производят предварительную вибрационную обработку смеси перед ее распределением по ширине укладываемого слоя, улучшающую показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости смеси, повышают качество строительства покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство (питатель-смеситель асфальтоукладчика), содержащее несколько шнеков в бункере, при этом по краям винтовой поверхности шнеков установлены лопасти - побудители перемешивания, увеличивающие диаметр шнека на высоту побудителя h=(2-3)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax - максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через шага шнека, а сами шнеки установлены таким образом, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседнего шнека в направлении, противоположном движению асфальтоукладчика шнеки наклонены вверх под углом β, а на выходе из зоны транспортирования и перемешивания смеси установлен вибрационный лоток, наклоненный вниз по ходу движения укладчика под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя смеси в зависимости от требуемой производительности укладчика и типа смеси.
Для эффективного перемешивания между шнеками полный диаметр шнека Dш, мм, определяется по формуле
Dш=Dосн+2h,
где Dосн - основной диаметр шнека, мм, определяемый в зависимости от требуемой производительности асфальтоукладчика;
h - высота побудителя, мм.
Межосевое расстояние между шнеками Lо равно основному диаметру шнека Lо=Dосн.
Длина шнека Lш должна быть не менее Lш≥4Dш, длина вибрационного лотка Lвл=(0,6-0,7)L, где L - общая длина питателя.
Днище бункера под шнеками выполнено рельефным, повторяющим траекторию движения побудителей для устранения «мертвых зон» между шнеками, при этом чтобы избежать заклинивания частиц минерального заполнителя, зазор между шнеком и днищем составляет m=(0,3-0,4)dmax.
Угол подъема шнеков β определяется углом наклона вибролотка α, длиной шнека и вибролотка по формуле
.
При вращении шнека его побудители заходят в зону действия соседнего шнека и забирают из нее асфальтобетонную смесь, в результате осуществляется не только разрушение образовавшихся конгломератов, но также их перемешивание, что позволяет устранить зерновую сегрегацию. Перемешав смесь, шнеки подают ее на вибролоток для дальнейшего увеличения однородности гранулометрического состава и температуры.
В процессе виброобработки между частицами смеси постоянно происходит образование и разрушение связей. За счет этого крупные агрегаты распадаются на отдельные зерна. Низкочастотное вибрирование смеси без пригруза создает эффект «кипящего» слоя [Давыдов В.Н. Изготовление изделий из асфальтобетонных смесей: Учебное пособие. - М.: Издательство АСВ, 2003. - 208 с.], в котором перемешивание происходит наиболее эффективно. В результате виброобработки асфальтобетонной смеси она приобретает высокие показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости.
Вибролоток совершает колебания с частотой в диапазоне 17-26 Гц, с амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой смеси, таблица 1 [Давыдов В.Н. Дополнительное виброперемешивание асфальтобетонных смесей перед их уплотнением - путь к снижению вяжущего и повышения качества асфальтового бетона в изделиях и покрытиях / Омский научный вестник, 2004, Вып. №1, с. 89-92] и наклонен вниз по ходу движения асфальтоукладчика под углом α=5-14° для обеспечения необходимой производительности подачи асфальтобетонной смеси.
Возможность достижения цели обеспечивается тем, что в предлагаемом способе (фиг. 1) изменена традиционная схема подачи асфальтобетонной смеси с целью повышения ее однородности.
После выгрузки смеси в бункер производится разрушение крупных агрегатов остывшей смеси и их перемешивание витками и побудителями шнеков, одновременно ее транспортирование и перемешивание между шнеками-побудителями, установленными на витках, что обеспечивает снижение фракционной и температурной сегрегации.
Далее со шнеков смесь попадает на вибрационный лоток, который совершает колебания с частотой и амплитудой в зависимости от типа укладываемой смеси (таблица 1) и наклонен вниз по ходу движения асфальтоукладчика под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя смеси (в зависимости от производительности укладчика). Толщина слоя смеси на лотке регулируется заслонкой, установленной после шнека.
Под вибрационным воздействием асфальтобетонная смесь дополнительно подвергается интенсивному перемешиванию с разрушением агрегатов и перераспределением битума в объеме смеси, которая становится более однородной и пластичной. После виброобработки смесь поступает к распределительному шнеку.
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 2 схематично изображено устройство (питатель-смеситель асфальтоукладчика), общий вид, на фиг. 3 - схема расположения шнеков в приемном бункере (вид А), на фиг. 4 - схема расположения шнеков в приемном бункере (разрез Б), на фиг. 5 - схема направления вращения шнеков и их основные размеры, на фиг. 6 - схема вибролотка.
Устройство смонтировано на асфальтоукладчике 1 (фиг. 2), включающем в себя бункер, основную раму с ходовым оборудованием и силовой установкой, раму рабочих органов с распределительным шнеком и выглаживающей плитой.
Питатель-смеситель асфальтоукладчика (фиг. 2) состоит из корпуса приемного бункера 2, внутри которого размещены опоры 3 и 4 шнеков 5, привод их вращения 6, регулировочной заслонки 7, защитного козырька 8, вибролотка 9 (фиг. 6), установленного на гасителях колебаний 10 (например, пневмокамеры), вибровозбудителей 11, рамы поворотной 12 установленной на шарнире 13, и механизма регулирования угла наклона вибролотка 14 (например, гидроцилиндр). Над шнеками установлены ограничители 15 (фиг. 2, 3 и 4). Шнек включает в себя основную винтовую линию 16 и установленные на ней побудители-перемешиватели 17 (фиг. 4). На фиг. 1 изображены кузов автосамосвала 18 и распределительный шнек 19.
Принцип работы устройства заключается в следующем. В процессе выгрузки асфальтобетонной смеси из кузова автосамосвала в бункер асфальтоукладчика (фиг. 1) включается привод шнеков. Вращающиеся в противоположенном направлении (относительно друг друга) витки шнеков (фиг. 5) перемещают и разрушают крупные куски смеси, образовавшиеся в процессе транспортирования и остывания, побудители, установленные на витках, входя в зону действия соседнего шнека, производят перемешивание смеси, устраняя фракционную и температурную сегрегацию. Таким образом, конструкция и расположение шнеков обеспечивает перемешивание всего объема смеси, находящейся в бункере. Одновременно с перемешиванием смесь перемещается к вибролотку (фиг. 1). Попав на вибролоток, материал подвергается вибрационному воздействию в течении 10-15 сек (в зависимости от типа смеси) с частотой колебаний и амплитудой, значения которых приведены в таблице 1. Зерна смеси, обладая различными размерами и массой, получив импульсы вибрации, приобретают различные силы инерции, за счет которых двигаются с различными ускорениями и перемещениями, что приводит к разрушению структурных связей между частицами смеси. В результате виброперемешивания смесь приобретает фракционную и температурную однородность. Вместе с этим в смеси происходит перераспределение битума и минерального заполнителя, улучшается уплотняемость и качество асфальтобетонной смеси.
Непрерывность потока асфальтобетонной смеси к распределительному шнеку обеспечивается равенством скоростей перемещения смеси шнеками и в вибролотке.
Использование новых элементов питателя-смесителя асфальтоукладчика представлено последовательно установленными транспортирующими шнеками с побудителями, увеличивающими диаметр шнека и входящими в зону действия соседних шнеков, и вибрационного лотка, наклоненного к горизонтальной поверхности укладываемого слоя под углом α=5-14°, который совершает колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм. Установлено, что виброобработка позволяет повысить прочность асфальтобетона на 30-60% при температуре 20°С и в 1,7-2 раза при температуре 50°С [Маслов А.Г. Научные основы и разработка поличастотных вибрационных машин для обработки и уплотнения асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Автореф. дис. … доктора техн. наук. 05.05.04 / А.Г. Маслов: Харьковский гос. политехнический ун-т. Кременчугский филиал. - Кременчуг, 1994 г. - 51 с.].
Предлагаемое устройство позволяет значительно уменьшить сегрегацию асфальтобетонной смеси оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике, повысить прочность и долговечность асфальтобетонных покрытий.
1. Способ повышения однородности асфальтобетонной смеси, включающий в себя механическую обработку смеси шнеками, отличающийся тем, что первичная механическая обработка производится шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, вторичная - на вибрационном лотке, с последующим поступлением к распределительным шнекам асфальтоукладчика.
2. Устройство для реализации предлагаемого способа, включающее в себя ходовую часть, приемный бункер, конвейер-питатель, распределительный шнек и раму рабочих органов, отличающееся тем, что в бункере асфальтоукладчика установлены шнеки, вращающиеся в противоположенном направлении (относительно друг друга), параллельно оси движения укладчика, количество которых определяется в зависимости от производительности машины, на витках шнека имеются побудители, увеличивающие диаметр шнека на высоту побудителя h=(2-3)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax - максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через каждые 1/4 шага шнека, а сами шнеки установлены так, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседних шнеков, при этом полный диаметр шнека Dш, мм, определяется по формуле
Dш=Dосн+2h,
где Dосн - основной диаметр шнека, мм, определяемый в зависимости от требуемой производительности асфальтоукладчика; h - высота побудителя перемешиваний, мм, межосевое расстояние шнеков Lo равно основному диаметру шнека Lo=Dосн, длина шнека должна быть не менее Lш=4Dш, длина вибрационного лотка Lвл=(0,6-0,7)L, где L - общая длина питателя, зазор между шнеком и днищем составляет m=(0,3-0,4)dmax, в конце шнеков установлена заслонка, регулирующая подаваемый объем смеси на вибрационный лоток, наклоненный вниз в направлении рамы рабочих органов под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя (в зависимости от требуемой производительности укладчика и типа смеси), по которому асфальтобетонная смесь подается к распределительному шнеку, при этом лоток совершает колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой асфальтобетонной смеси.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вибролоток расположен горизонтально и на нем установлен вибровозбудитель колебаний направленного действия, при этом колебания направлены в сторону, противоположную движению асфальтоукладчика, под углом 70-65° к поверхности укладываемого слоя, обеспечивающий одновременно обработку смеси и ее перемещение к распределительному шнеку.
www.findpatent.ru