Рис. 3.3. Принципиальная схема установки непрерывного действия
3.3. Технология приготовления битумных эмульсий
3.3.1. Эмульсионный завод состоит из двух основных элементов: насосов, перекачивающих материалы, и коллоидной мельницы. Завод включает в себя три системы:
- систему водного раствора эмульгатора, состоящую из центробежного насоса и трубопровода, идущего к коллоидной мельнице, изготовленных из нержавеющей стали с датчиками давления, температуры и расхода продукта в линии. Поток водного раствора эмульгатора регулируется электроуправляемым дроссельным клапаном с отключением по температуре эмульсии;
- битумную систему, обеспечивающую перекачку битума и его разогрев, состоит из: шестеренчатого насоса постоянной производительности; стального трубопровода, идущего непосредственно в коллоидную мельницу с датчиком температуры и трёхходовым краном, обеспечивающим рециркуляцию битума при подогреве его в баке и трубопроводах;
- латексную систему, состоящую из насоса с расширяющейся полостью;
- трубопровод, изготовленный из нержавеющей стали, с расходомером и водомерным стеклом, идущим к коллоидной мельнице. Насос регулируется на заданный поток латекса.
3.3.2. Трубопроводы водного раствора эмульгатора, битума и латекса имеют обратные клапаны для предотвращения обратного потока в случае отказа насоса или закупорки эмульсионного трубопровода. На выходе мельницы установлены датчики давления, температуры и трехходовой кран для выбора одного из двух выходов в зависимости от условий работы: первый - для рециркуляции водного раствора эмульгатора, позволяющий оператору промыть мельницу до и после изготовления эмульсии, и второй выход - для отбора готовой эмульсии. Эмульсионная термопара регулирует поток водного раствора эмульгатора с помощью регулятора температуры эмульсии на пульте управления.
3.3.3. Процесс приготовления битумной эмульсии на установках периодического действия осуществляется непрерывным способом и предусматривает следующие стадии:
- прием и подготовку битума;
- приготовление водного раствора эмульгатора;
- смешение битума и водной смеси в коллоидной мельнице.
3.3.4. Прием битума, нагретого до температуры 136 - 148 °С, осуществляется в емкость, оборудованную подогревом.
3.3.5. Для приготовления водного раствора эмульгатора на установке периодического действия в емкость согласно рецептуре из расходных баков закачивается вода, после чего в нее подается эмульгатор, соляная кислота, 49 %-ный раствор хлористого кальция (стабилизатор), и содержимое перемешивается. После проверки водородного показателя (рН - 1,8-3,0) раствор перекачивается в дозирующие емкости, где при необходимости разбавляется водой до требуемой концентрации и подогревается до расчетной температуры 35-45 °С. В установке непрерывного действия смешивание исходных компонентов водного раствора эмульгатора происходит в трубопроводе.
3.3.6. В коллоидной мельнице осуществляется приготовление эмульсии: сначала подают раствор эмульгатора, потом водную смесь и битум. Битум и водный раствор, проходя через коллоидную мельницу, образуют битумную эмульсию, которая далее по трубопроводу направляется в емкости для хранения. По окончании процесса система промывается водным раствором, который также направляется в емкость для хранения. Температура готовой эмульсии, выходящей из мельницы, равна 85-94 °С.
3.3.7. Подогрев битумопроводов, нагрев воды для технологических нужд осуществляются горячим маслом.
3.3.8. Соотношение компонентов битум - водный раствор эмульгатора в соответствии с рецептом обеспечивается дозирующими насосами либо за счет контроля температур этих компонентов и температуры битумной эмульсии на выходе, которая может быть также рассчитана по формуле
 ,
где Т - расчетная температура битумной эмульсии на выходе, °С;
М1 - содержание битума в эмульсии, %;
М2 - содержание водного раствора в эмульсии, %;
Т1 - температура битума, °С;
Т2 - температура водного раствора эмульгатора, °С;
S - относительная теплоемкость битума.
Чаще всего на эмульсионных заводах предусматривается регулирование соотношения вышеназванных компонентов с помощью дозирующих насосов.
3.4. Контроль качества битумных эмульсий
3.4.1. Карта технологического контроля процесса выпуска битумной эмульсии приведена в приложении 3.
3.4.2. Приемку эмульсии осуществляют партиями. Партией считают количество эмульсии одного состава, выпускаемое на одной установке, но не более 50 тн.
3.4.3. Отбор проб битумной эмульсии должен производиться в соответствии с ГОСТ Р 52128-2003. Целесообразно использование специального пробоотборника, представляющего собой трубу с краном, врезанную в боковую стенку емкости для хранения битумной эмульсии. Конец трубы, погруженный в эмульсию, должен отстоять от стенки не менее, чем на 1/3 диаметра емкости.
3.4.4. Для проверки качества битумной эмульсии проводят приемосдаточные и периодические испытания. Приемосдаточные испытания включают определение содержания остаточного вяжущего, определение класса эмульсии (смешиваемости с минеральными материалами различного состава), однородности, величины водородного показателя рН. Периодический контроль осуществляется не реже одного раза в месяц и при каждом изменении исходных материалов и включает определение условной вязкости, устойчивости при хранении, сцепления с минеральными материалами, свойств остаточного вяжущего.
3.4.5. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторные испытания, для чего отбирают удвоенное число образцов. Если результаты повторной проверки не будут соответствовать нормативным требованиям, то партия приемке не подлежит.
3.4.6. Изменение показателя рН на величину, большую указанной в п.2.5. настоящих Рекомендаций, свидетельствует о неблагоприятных процессах, происходящих в эмульсии. В этом случае данная эмульсия должна быть немедленно использована.
3.4.7. На каждую партию отгружаемой битумной эмульсии должен быть выдан документ о качестве, в котором указывают:
- наименование изготовления;
- номер и дату выдачи документа;
- наименование и адрес потребителя;
- массу эмульсии;
- вид и класс эмульсии;
- содержание остаточного вяжущего (концентрацию);
- однородность;
- условную вязкость;
- устойчивость при хранении;
- сцепление с минеральными материалами;
- свойства остаточного вяжущего;
- обозначение ГОСТ или ТУ.
3.4.7. При отгрузке битумной эмульсии потребителю каждое транспортное средство сопровождают паспортом-накладной, в которой указывают:
- наименование предприятия-изготовителя;
- дату изготовления;
- вид и класс эмульсии;
- содержание остаточного вяжущего (концентрацию).
3.4.8. Методы определения свойств катионных битумных эмульсий - по ГОСТ Р 52128-2003.
3.4.9. Определение водородного показателя рН необходимо выполнять с помощью милливольтметров (рН-метров) рН-150 М, рН-340, иономера ЭВ-74 или других аналогичных приборов в соответствии с приложенной к ним инструкции по эксплуатации.
3.5. Хранение и транспортирование битумных эмульсий
3.5.1. Битумные эмульсии хранят в цилиндрических емкостях, горизонтально или вертикально расположенных. Вертикальные резервуары предпочтительнее горизонтальных хранилищ, поскольку меньшее количество эмульсии подвергается воздействию воздуха. Все емкости должны быть заземлены.
3.5.2. Емкости для хранения битумной эмульсии должны быть чистыми, без остатков битума и любых других материалов.
3.5.3. Недопустимо смешивание в одной емкости битумных эмульсий различных классов или приготовленных с использованием разных эмульгаторов.
3.5.4. С целью предотвращения загрязнения битумной эмульсии и испарения воды люки на крыше емкости для хранения должны плотно закрываться и иметь воздушные клапаны.
3.5.5. Емкости для хранения битумной эмульсии необходимо обеспечить системой перемешивания в виде циркуляционного насоса или лопастной пропеллерной мешалки.
3.5.6. Вертикальные резервуары целесообразно оборудовать люками для очистки, расположенными на высоте 0,6 м от дна. Снаружи емкость оборудуется лестницей.
3.5.7. Наполнять емкость и отбирать из неё эмульсии следует снизу.
3.5.8. Оптимальная температура хранения эмульсии классов ЭБК-1, ЭБК-2 - 20-60 °С, класса ЭБК-3 - 10-60 °С, эмульсий с содержанием остаточного вяжущего свыше 64 % - 50-85 °С. Недопустимо охлаждение эмульсии до температуры ниже 0 °С. Для обеспечения оптимальной температуры хранения емкости могут быть утеплены и оборудованы масляным, водяным или электрическим подогревом. Необходимо учитывать, что температура хранения должна быть близка к рекомендуемой температуре использования битумной эмульсии.
3.5.9. Гарантийный срок хранения битумных эмульсий должен составлять не менее 1 месяца со дня изготовления.
3.5.10. В конце строительного сезона по мере освобождения хранилища должны быть тщательно очищены от остатков битума.
3.5.11. Перед выкачиванием из резервуара эмульсию тщательно перемешивают до однородного состояния. При заполнении емкостей для транспортировки эмульсию следует пропускать через сетчатый фильтр с отверстиями размером 3 мм.
3.5.12. При перемешивании и перекачивании битумных эмульсий целесообразно использовать поршневые или центробежные насосы. Шестеренчатые насосы отрицательно сказываются на свойствах эмульсии, поэтому их использование, особенно для перемешивания, нежелательно.
3.5.13. Для транспортирования битумных эмульсий используют автогудронаторы, битумовозы, железнодорожные цистерны, бочки емкостью от 100 до 500 л.
3.5.14. В случае невозможности закачки емкостей для транспортирования битумной эмульсии снизу ее осуществляют сверху. При этом шланг должен быть опущен до дна.
3.5.15. Емкость для транспортирования должна заполняться доверху с целью исключения взбалтывания и преждевременного разрушения эмульсии. Выполнение этого положения особенно важно при осуществлении перевозок на дальние расстояния.
3.5.16. Для повышения стабильности эмульсии при хранении на ее поверхность в резервуар может быть добавлен керосин из расчета 0,5 л/м2.
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ДОРОЖНЫХ РАБОТ
4.1. Использование смесей, приготовленных в установке
4.1.1. Приготовление эмульсионно-минеральных смесей и эмульсионно-грунтовых смесей производится в установках, предназначенных для приготовления смесей холодным способом с принудительным перемешиванием, оборудованных устройствами для дозировки всех компонентов смеси, например с помощью грунтосмесительных установок непрерывного действия принудительного перемешивания типа ДС - 50А или ДС - 50Б, а также СБ-5, СБ-93, или непрерывного (типа СБ-37, СБ-75, СБ-78) действия принудительного перемешивания.
4.1.2. Наибольшего эффекта как в смысле экономии средств, так и в смысле минимально необходимых ресурсов для выполнения работ легко можно достичь благодаря применению заводских холодных эмульсионно-минеральных смесей (ХЭМС), предназначенных для сооружения нижних и верхних слоев дорожного покрытия.
4.1.3. Эмульсионно-минеральные смеси (далее - смеси) и укрепленные грунты должны приготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 30491-97 и разрабатываемого подрядной организацией технологического регламента.
4.1.4. Смеси и укрепленные грунты в зависимости от наибольшего размера зерен применяемого материала подразделяются на крупнозернистые (с размером зерен до 40 мм), мелкозернистые (с размером до 20 мм) и песчаные (до 5 мм).
4.1.5. В зависимости от области применения смеси разделяются на пористые (используемые в основании) и плотные (используемые в покрытии).
4.1.6. Требования к гранулометрическому составу смесей и прочности используемого щебня приведены в табл.
Таблица 4.1
Требования к зерновому составу смесей и прочности щебня (гравия)
Конструктивный слой
|
Максимальная крупность зерен щебня (гравия), мм
|
Содержание, % по массе
|
Марка по дробимости (прочность), не менее
|
щебня, не более
|
зерен мельче 0,63 мм, не менее
|
зерен мельче 0,071 мм, не менее
|
|
Покрытие
|
20
|
65
|
24
|
8
|
800
|
20
|
50
|
38
|
10
|
400
|
15
|
35
|
50
|
12
|
300
|
10
|
35
|
50
|
12
|
200
|
Основание
|
40
|
70
|
12
|
Не нормируется
|
800
|
40
|
55
|
20
|
Тоже
|
400
|
20
|
35
|
30
|
4
|
300
|
15
|
35
|
30
|
4
|
200
|
4.1.7. Зерновой состав минеральной части песчаных смесей и укрепленных грунтов должен содержать зерна размером менее 5 мм не менее 95 % по массе, в том числе менее 0,63 мм - от 30 до 70 %, менее 0,071 мм от 10 до 22 %.
4.1.8. Свойства используемых минеральных материалов и битумной эмульсии должны соответствовать требованиям п.п. 4.6 и 4.7 ГОСТ 30491-97 и требованиям раздела 2 настоящих Рекомендаций.
4.1.9. Для приготовления эмульсионно-минеральных смесей и грунтов должны использоваться битумные эмульсии классов ЭБК-2, ЭБК-3.
4.1.10. Ориентировочное содержание битумной эмульсии в смесях составляет 5-14 % от веса минерального материала.
Подбор состава эмульсии и определение ее оптимального количества в смеси должен выполняться с учетом следующих факторов:
Обволакивание. Необходимо иметь обволакивание (покрытость) смеси равное 100 %.
Работоспособность. Необходимо, чтобы смесь была подвижной и обеспечивала нужную прочность устраиваемых слоев после распада эмульсии. Если смесь слишком жесткая или влажная, она должна быть забракована.
Местные условия. Подбираемый состав эмульсии зависит от используемого смесительного оборудования (характера процесса перемешивания) и природно-климатических факторов (ожидаемой скорости твердения смеси).
4.1.11. Обволакивание и работоспособность определяются ее способностью равномерно распределяться по всему объему смеси.
4.1.12. Факторы, влияющие на распределение эмульсии в смеси, и способы его улучшения приведены в табл.3.1.
4.1.13. Свойства, методы контроля и правила приемки эмульсионно-минеральных смесей должны соответствовать п.п.4.3., 4.4., разделам 5 и 6 ГОСТ 30491-97.
4.1.14. Области применения эмульсионно-минеральных смесей и укрепленных грунтов приведены в приложении 4.
4.1.15. Приготовленная на стационарной установке смесь подается на склад или транспортируется на место укладки.
4.1.16. В случае невозможности немедленного использования приготовленной эмульсионно-минеральной смеси целесообразно использовать для приготовления эмульсии битумы марок БНД 130/200, БНД 200/300.
4.1.17. Укладка смеси производится в один или два слоя общей толщиной до 25 см.
4.1.18. При толщине слоя до 10 см укладку смеси целесообразно производить в один слой.
4.1.19. При укладке эмульсионно-минеральных смесей подгрунтовка оснований, как правило, не производится.
4.1.20. Укладка смесей может выполняться с помощью автогрейдера или асфальтоукладчика. Работы по укладке следует выполнять при отсутствии дождя и при среднесуточной температуре воздуха не ниже плюс 5 °С.
4.1.21. Для уплотнения эмульсионно-минеральных смесей целесообразно использовать катки на пневматических шинах с давлением 0,5-0,7 МПа. Ориентировочное число проходов катков по одному следу составляет 15-20. Точное количество проходов устанавливается пробной укаткой. Последние 2-3 прохода делают катками с металлическими вальцами для выравнивания поверхности покрытия.
4.1.22. Уплотнение эмульсионно-минеральных смесей должно производиться по схеме от кромки - к середине покрытия.
4.1.23. После уплотнения уложенной смеси допускается пропуск построечного или транзитного транспорта.
4.1.24. Вышележащие слои дорожного покрытия необходимо устраивать не ранее, чем через 10-15 сут.
|
