Технологии производства теплых асфальтобетонных смесей

Докладчик: Крупин Николай ВадимовичЗаместитель генерального директораПредставительства Astec, Inc. в России

Технология Shuttle Buggy

1. Срок службы покрытия напрямую зависит от двух факторов: ровность покрытия и однородная плотность покрытия. Эти два фактора достигаются при использовании перегружателя Shuttle Buggy

2. Высокая ровноcть покрытия достигается за счет исключения контакта самосвала с укладчиком и обеспечения непрерывного процесса укладки.

3. Однородная плотность достигается за счет перемешивания асфальтобетонной смеси при помощи запатентованного трехшагового шнека и устранения таким образом расслоения (сегрегации) смеси по температуре и фракционному составу.

4. Учеными доказано, что применение перегружателя Shuttle Buggy увеличивает срок службы покрытия в 2 раза!

Технология холодного рисайклинга

1. Технология холодного рисайклинга позволяет производить ремонт и капитальный ремонт дорожной одежды со значительной экономией. В среднем она достигает 2.000.000 рублей на километр.

2. Практика показывает, что в среднем по сравнению с традиционными методами ремонта (фрезерование и укладка) мы получаем 85% прочности при 55% стоимости.

3. При этом мы получаем промежуточный слой, который не дает отраженным трещинам выходить на верхний слой дорожной одежды.

4. Остальные преимущества технологии:• Сохранение природных ресурсов• Уменьшение выбросов в атмосферу• Улучшение структуры дорожной

одежды• Экономия времени и средств• Нет необходимости закрывать

движение

Технология NovaChip

1. Специалисты мировых дорожных агентств подсчитали, что обустройство тонкослойных защитных покрытий обходится в разы дешевле, чем ремонт незащищенной дорожной одежды.

2. Roadtec создал уникальную машину, способную укладывать тонкие слои типа Novachip слоем от 7,5 мм.

3. Одновременно с укладкой проливается битумное вяжущее, способствующее отличному сцеплению верхнего защитного слоя с дорожной одеждой.

4. Конструкция укладчика с запатентованной гравитационной подачей материала обеспечивает высочайшую ровность укладки.

Технология Double Barrel

1. Улучшения однородности смеси за счет концепции последовательного смешивания и принудительного смешивания

2. Нет окисления смеси за счет смешивания без доступа кислорода, а следовательно дольше рабочий срок службы битума

3. Высокая экологичность за счет подачи паров углеводорода из зоны смешивания в зону пламени горелки

4. Снижения расхода топлива на 25-30% за счет нагрева инертных до меньших температур

5. Возможность добавления РАП до 50% без ущерба для экологии

6. Нет потерь производительности при выпуске ЩМА за счет предусмотренной зоны сухого смешивания

Что такое теплая смесь по американской классификации…

Теплые асфальтобетоны (ТАБ) – это общий термин, охватывающий множество технологий, позволяющих производить, транспортировать, укладывать и уплотнять асфальтобетонные смеси при более низких, чем обычные, температурах.

Из брошюры «Теплые асфальтобетоны» Федерального агенства по автомобильным дорогам США

Объемы производства теплой смеси в США

(при объеме выпуска горячих и теплых смесей

в 350-400 млн тонн)

2009 год – 19,2 млн тонн

2010 год – 47,6 млн тонн

2011 год – 95,0 млн тонн (предвар. неофиц.)

Химические добавки• Химические добавки используются для улучшения адгезии и

уплотняемости• Производители – Astec, ….

Органические добавки• Органические добавки или воск используются для снижения вязкости• Производители – Astec, ….

Вспенивание с добавками• Используется вода в зеолитовом носителе для снижения

вязкости• Производители – Astec, ….

Механическое вспенивание• Используется вода (пузырьки пара) для снижения вязкости• Производители – Astec, ….

Преимущества теплых асфальтобетонных смесей1.Смесь производится при температуре 115- 135оС, тем самым мы предотвращаем испарение легких фракций нефти и загрязнение воздуха. Нет дыма и запаха. Снижение выбросов CO2 и VOC.

2.Лучшие условия работы бригад. Лучшие отношения с соседями.

3.Если легкие фракции не уходят из битума, он не окисляется, а следовательно увеличивается срок его службы в покрытии.

4.Теплая смесь получается при помощи вспененного битума, который образовывает более толстую пленку вокруг каменных материалов, увеличивая адгезию.

5.Производство теплых смесей экономит как минимум 10-15% топлива, благодаря снижению температуры нагрева инертных.

6.Более медленное остывание теплой смеси позволяет увеличить плечо перевозки и производить укладку в холодное время, а следовательно расширить дорожный сезон.

7.Лучшая адгезия за счет более толстой битумной пленки.

8.Рост использования асфальтобетонной крошки.

9.Лучшее уплотнение, а следовательно более долгий срок службы.

10.Смесь более удобоукладываемая, что облегчает работу. Особенно с ЩМА!!!

ОТЛИЧИЕ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОГО ВСПЕНИВАНИЯ

1.Используется существующая рецептура смеси - не нужно разрабатывать новую!

2.Удорожание смеси практически нет. Стоимость одного литра воды на тонну минимально!

Значительное сокращение выбросов

Значительное сокращение окисления битума

Повышение % РАП в смеси

Технология подготовки РАП

1. Увеличение процента добавления РАП в горячие и теплые асфальтобетонные смеси за счет приготовления узких фракций

2. Четкий контроль гранулометрического состава каменных материалов в конечной горячей смеси

3. Четкий контроль процента содержания битумного вяжущего в конечной горячей смеси

4. Горячий рисайклинг на заводе (HIPR) дает самое лучшее качество смеси и самый долгий срок службы покрытия. При правильном подходе смесь с РАП дает результат не хуже, а иногда и лучше, чем смесь на первичных материалах.

5. Возможность добавления РАП без потерь качества до 20% на верхние слои и до 50% на нижние слои.

В настоящее время широкое распространение получил метод приготовления теплых асфальтобетонных смесей на вспененном битуме, разработанный компанией Astec Inc.

Эта технология производства теплых асфальтобетонных смесей с использованием воды , временно изменяет физические свойства асфальтобетонной смеси, только в момент её производства и транспортировки к месту укладки.

Состав для производства теплых смесей не отличается от состава обычных смесей. Расчет зернового состава остается таким же как и для горячих асфальтобетонных смесей , которые производится при более высоких температурах без введения воды.

Принцип технологии заключается в том , что в специальном коллекторе в результате смешивания воды с битумом образуется пена. Впрыск воды выполняется через специализированные форсунки, что создает микроскопические пузырьки пара, это увеличивает объем битумной пленки и уменьшает его вязкость.

Вспенивающий коллектор для циклического завода

Вспенивающий коллектор для непрерывного завода

Типы установок вспенивания

Вода

БИТУМ

Клапан-соленоид управления водяными инжекторами

Горячее масло

Визуальный указатель потока водяной линии

Водяные инжекторы Всего 6 штук

Воздушная линия активации форсунок

Описание процесса – Теплый асфальт

Описание процесса – Горячий асфальт

Очень маленькие пузырьки – главный результат механического вспенивания битума

NCAT – Национальный Центр Асфальтовой Технологии США

Спонсоры-администрации 6 штатов

Частные спонсоры

10 тестовых участков

Теплый асфальтобетон

50% а/б крошки

Цикл испытаний 2010-1012

Теплые АБ

Колейность

Ср

ед

няя г

луб

ина к

ол

еи

(м

м)

Обычный Пористый С крошкой Вспененный Вспененный С хим. С серой С серой С Кратоном С Тринид. с крошкой добавками СБС битумом

Обычный Пористый С крошкой Вспененный Вспененный С хим. С серой С серой С Кратоном С Тринид. с крошкой добавками СБС битумом

Коли

чест

во ц

икло

в (в

млн

.) до

раз

руш

ения

Усталостное разрушение Теплые

АБТеплые АБ

Более 800 единиц … Миллионы тонн…

• CША• Швеция• Новая Зеландия• Корея• Южная Африка• Франция• Колумбия

• Куба• Австралия• Канада• Россия• Казахстан• Азербайджан

Опыт в мире (2006-2012)

Опыт в Российской Федерации (2012)

Отчет аккредитованной лабораторииБрянская область, г.Карачев, АБЗ "VIANOVA - 200 - 1"

оснащенная системой теплых асфальтов Green Pac Astec Inc.Испытания Щебеночно- мастичной смеси ЩМА-15 с использованием установки вспененного

битума с процентным содержанием воды (Н2О) = 2 % от массы битума.Показатели ЩМА-15 БЕЗ вспененного битума t = 175 - 172 с

Р = 2,41 гр./см 2 W = 2,86 % Rсж50с = 0,874 Rсж20с = 4,178стекание - 0,061

Показатели ЩМА-15 с использованием вспененного битума ЩМА -15 t = 160 -

163 СЩМА -15 t = 151-

154 С ЩМА -15 t = 138 - 144 Сплотность смеси

Р = 2,41 гр./см 2 Р = 2,42 гр./см 2 Р = 2,42 гр./см 2водонасыщение смеси

W = 2,64 % W = 2,48 % W = 2,51 %Предел прочности при сжатии, МПА

Rсж50с = 0,885 Rсж50с = 0,941 Rсж50с = 0,928     

Rсж20с = 4,261 Rсж20с = 4,362 Rсж20с = 4,301   

стекание 0,028 стекание 0,024 стекание 0,026

• ЩМА-15 на вспененном битуме была произведена, уложена и испытана при средних температурах производства 160,150 и 140C.

– Смесь на вспененном битуме была сопоставлена с аналогичной смесью на обычном, не вспененном битуме, произведенной при температуре 175C.

• “Вся выпущенная смесь была подвижна от выпуска на АБЗ (заводе) до выхода ее из под плиты укладчика.”

• “Видимых различий от обычной ЩМА-15 и ЩМА-15 на вспененном битуме не обноруженно кроме одного :

– смесь на вспененном битуме стала подвижнее "(живее)”• “Результаты испытаний показывают, что при выпуске ЩМА-15 на вспененном битуме температуру

смеси на выходе из смесителя можно понизить с принятых t = 175 - 165с до t = 140 - 150 с, что дает нам более высокие результаты по физико-механическим свойствам, лучшую удобоукладываемость смеси.”

• При перевозке горячей смеси от АБЗ до участка укладки - потери температуры смеси составляли t = 10 - 20 с с применением вспененного битума потери температуры смеси составили t = 7 - 14 с”

Опыт в Российской Федерации (2013)

Спасибо за Ваше внимание!!!