Технология горячей, теплой и холодной регенерации. Применяемые машины и оборудования. Достоинства и недостатки.

Асфальтобетонные смеси, в зависимости от режимов температуры разогрева асфальтобетонного гранулята и требований к минимально допустимой температуре смеси при уплотнении, подразделяют на:

§ тёплые регенерированные асфальтобетонные смеси, приготовляемые с температурой разогрева асфальтобетонного гранулята от 120°С до 140°С и укладываемые с температурой смеси не ниже 50°С ;

§ горячие регенерированные асфальтобетонные смеси, приготовляемые с температурой разогрева асфальтобетонного гранулята от 140°С до 170°С и укладываемые с температурой смеси не ниже 90°С.

В зарубежной литературе регенерация асфальтобетонных покрытий определяется термином «рисайклинг». По месту осуществления регенерации различают два метода:
1) рисайклинг на заводе;
2) рисайклинг на дороге. ремикс

Технологический поток регенерации на заводе имеет следующий вид:

Поток материалов при рисайклинге на заводе

1) снятие старого покрытия холодным или горячим фрезерованием или разломом;
2) доставка автотранспортом старого материала на передвижной или стационарный асфальтобетонный завод;
3) приготовление новой асфальтобетонной смеси из материала старого покрытия с добавлением каменного материала и битума в соответствии с требованиями рецептуры;
4) доставка новой асфальтобетонной смеси автотранспортом на ремонтируемый участок;
5) распределение асфальтобетона асфальтоукладчиком;
6) уплотнение.

Технологический поток регенерации на дороге производится специальной машиной-ремиксером. За один рабочий ход материал старого покрытия нагревается, перерабатывается с добавлением или без добавления нового материала, распределяется и уплотняется (рис. 4.2).

Поток материалов при рисайклинге на рабочей площадке

Существует четыре группы машин для осуществления горячего рисайк-линга на дороге:
1) ремиксер для швов 300 используется для закрытия растрескавшихся швов на старом покрытии;
2) миниремиксер-1000 предназначен для восстановления участков дорог малой площади;
3) ремиксер-2500 снабжен системой «варио», позволяющей рыхлить старое покрытие и укладывать новое, и используется для ремонта полос дороги шириной до 2,5 м;
4) ремиксер-4500 предназначен для полного восстановления дорог шириной до 4,5 м за один рабочий проход.

Рис. 19. Машина, работающая по методу «ремикс»

1 – бункер; 2,15 – нагревательные блоки; 3 – скребковый наклонный питатель; 4 – бункер-дозатор; 5 – резервуар для сжиженного газа; 6 – дизельный двигатель; 7 – колесное шасси; 8 – трамбующий брус; 9 – задний распределительный шнек; 10 – мосты; 11 – нагревательный блок; 12 – отвал; 13 – средний шнек; 14 – рыхлитель грабельного типа; 16 - лопастной смеситель

При реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог, вызванном резким снижением несущей способности дорожной одежды, сопровождаемым её растрескиванием и глубокими колеями, до середины 80-х годов применяли различные методы разборки старой дорожной одежды с использованием вначале кирковщиков, а затем дорожных фрез. После послойной разборки покрытия и основания их строили заново. При этом уже в те годы всё большее применение стали находить в основаниях дорожных одежд укреплённые грунты и обработанные вяжущими каменные материалы: щебень и щебёночно-песчаные смеси. Появление в 80-е годы нового типа дорожных машин - ресайклеров (регенераторов) позволило отказаться от послойной разборки. Можно сказать, что ресайклер - это дальнейшее развитие и объединение дорожной фрезы и самоходного грунтосмесителя. Он осуществляет холодную (без нагрева) переработку (измельчение) требуемой толщины слоя покрытия или дорожной одежды (покрытия и части основания) путём фрезерования, смешения полученной массы с добавкой органического, неорганического или комплексного вяжущего и укладку полученной смеси в дорожную одежду в качестве основания на магистральных и региональных и в качестве покрытия на местных автомобильных дорогах. В Российской Федерации такие машины пока не выпускаются. Наиболее известны в РФ ресайклеры ведущих мировых производителей: Caterpillar (США), Terex-CMI (США), Roadtec (США), Wirtgen (Германия) и Bomag-JCB (Германия).

Основную долю выпускаемых ресайклеров занимают модели с шириной обработки 2400-3000 мм, значительно меньшая доля машин с шириной обработки 1500-2330, 3800 и 4200 мм.

Привод хода у всех машин гидравлический, что обеспечивает выбор требуемой скорости в работе.

Основной рабочий орган ресайклера - фрезерно-смесительный барабан, как правило, имеет механический привод и вращается попутно (по вращению колёс машины) и противоположно. Все ресайклеры фирмы «Wirtgen», кроме WR 4200, оснащены одним фрезерно-смесительным ротором. Ресайклер WR 4200 имеет три ротора: два передних шириной по 700 мм и один задний шириной 2800 мм, что позволяет за счёт выдвижения передних роторов в стороны изменять ширину обработки от 2800 мм до 4200 мм.

В качестве вяжущего для обработки сфрезерованного материала покрытия и основания используются:

· цемент с добавкой воды или цементно-водная суспензия;

· битумная эмульсия;

· битум во вспененном виде;

· комплекс добавок (цементная суспензия + вода + вспененный битум или битумная эмульсия).

Обычно ресайклер оснащён только распределительными трубами (рампами) и насосами для ввода жидких материалов - воды и битумной эмульсии. Для ввода вспененного битума на распределительной трубе к соплам подводится горячий битум (с температурой до 180°С), небольшое количество воды и сжатый воздух. Поверхность плёнок вспененного битума очень велика, а вязкость битума резко снижается, что способствует смешению битума с измельчённым материалом дорожной одежды.

Для ввода цемента обычно используются автоцистерны с навесным оборудованием для дозирования и распределения цемента по поверхности перерабатываемой дорожной одежды.

Фирма «Wirtgen» на ресайклере WR 2500SK устанавливает встроенный распределитель цемента с бункером ёмкостью 4 м³. Фирма выпускает для комплектации ресайклеров мобильную (прицепную) смесительную установку WM 1000 для получения и передачи по шлангу в ресайклер цементно-водной суспензии. Это исключает пылеобразование на месте производства работ, повышает точность дозирования и качество смешения измельченного материала. Эта установка оснащена бункером для цемента ёмкостью 25 м³ и баком для воды ёмкостью 11 м³. Для обеспечения лучшего качества смешения материала измельчённой дорожной одежды с вяжущим на ресайклере WR 4200 вслед за фрезерно-смесительными барабанами устанавливается продольная двухвальная лопастная мешалка.

Обычно полученную в ресайклере смесь распределяют с использованием задней стенки кожуха фрезерно-смесительного барабана и в отдельных случаях производят дополнительную профилировку с использованием автогрейдера. Однако при обработке тонких слоев покрытия (40-60 мм) этого недостаточно для обеспечения постоянства толщины и ровности переработанного слоя покрытия.

Ресайклер WIRTGEN WR 2500 S

Холодная регенерации АБ смеси

Область применения технологии:

Применение технологии холодной регенерации, в зависимости от категории дороги, возможно для использования в виде нижнего несущего слоя конструкции дорожной одежды, вместо слоя асфальтобетона горячих марок; устройство верхнего слоя асфальтобетонного покрытия с поверхностной обработкой, при:

- ремонте асфальтобетонных покрытий и оснований;

- реконструкции автодорог;

- вторичном использовании асфальтобетонного гранулята в строительстве новых дорог, площадок, благоустройстве территорий.

Основные преимущества технологии:

- высокие физико-механические показатели регенерированного асфальтобетона, полностью соответствующие требованиям нормативов РФ;

- возможность снижения сметной стоимости более чем на 30%;

- простота применения технологии;

- 100% безопасность как для окружающей среды, так и рабочего персонала;

- увеличение сроков эксплуатации;

- сокращение сроков проведения работ более чем в два раза.

Основным элементом технологии является аддитив (стабилизатор) грунтов и органоминеральных смесей в виде раствора. Действие препарата направлено на проведение в грунте окислительно- восстановительной реакции, что в свою очередь приводит к образованию крупных конгломератов с прочными кристаллическими связями. Дополнительно достигается максимальный коэффициент уплотнения. В качестве дополнительного катализатора реакции используется цемент М400 в пропорциональном соотношении, в зависимости от типа грунта, дорожно- климатической зоны и требуемых физико - механический показателей.

Краткий технологический регламент производства работ с применением технологии холодной регенерации асфальтобетонов:

1. Приготовление водного раствора стабилизатора путём смешения необходимого количества воды и стабилизатора в ёмкости автоцистерны.

2. Распределение по конструктивному слою требуемого количества цемента.

3. Фрезерование конструктивного слоя ресайклером с одновременным введением в асфальтовую смесь водного раствора стабилизатора.

4. Профилирование регенерированной асфальтовой смеси с помощью автогрейдера.

5. Уплотнение регенерированной асфальтовой смеси катками.

6. Создание дополнительного слоя покрытия из плотного асфальтобетона или поверхностной обработкой щебнем с эмульсией.

Краткий технологический регламент производства тёплых регенерированных асфальтобетонных смесей с применением АБЗ периодического действия:

1. Асфальтобетонный гранулят (далее АГ) фракцией менее 50мм дозируется из бункеров холодных материалов и транспортируется в сушильный барабан АБЗ.

2. Под действием открытого пламени горелки сушильного барабана происходит разогрев АГ до температуры от 130°С (+/-10°С). При этом, каких-либо процессов налипания битума на стенки сушильного барабана АБЗ или выгорания битума не происходит.

3. Горячий АГ через течку горячих материалов выгружается из сушильного барабана в ковшовый элеватор и транспортируется в верхнюю точку выгрузки.

4. Горячий АГ, минуя виброгрохот, через бункер горячих материалов подаётся на бункер дозатор. Для предотвращения налипания материала на виброгрохоте, производят удаление сито 5мм или производят подачу материала через бункер bypass (если данная опция имеется на АБЗ).

5. Отдозированный материал выгружают в бункер смеситель АБЗ.

6. В бункер смеситель дозируют водный раствор стабилизатора "ANT" в количестве 5% от массы асфальтовой смеси (50л на 1т).

7. Производят принудительное смешение компонентов смеси в бункере-смесителе в течении 10-15 секунд.

8. Тёплую регенерированную асфальтобетонную смесь выгружают из бункера смесителя в бункер готовых материалов или автосамосвал.

9. В течении 3-х часов с момента приготовления производят укладку и уплотнение тёплой регенерированной смеси. Минимально допустимая температура смеси при укладке и уплотнении составляет 50°С.

Сравнительный анализ использования технологии регенерации:

Пример ремонта 1 км. автодороги IV категории S=6000 кв.м. с использованием ресайклера, относительно общепринятых технологий регенерации: