Переработка старого асфальтобетона в стационарных установках

В нашей стране и за рубежом накоплен значительный опыт по переработке старого асфальтобетона в стационарных установках на АБЗ.

На реконструируемом участке автомобильной дороги старое асфальтобетонное покрытие удаляют фрезерованием или разломом. Фрезерование может быть горячим и холодным.

Машины для холодного фрезерования включают три функциональных агрегата: базовую машину, фрезу и ленточный конвейер для подачи материалов в кузов автомобиля. У горячих фрез впереди фрезерного барабана расположен разогревательный блок инфракрасного излучения.

После удаления фрезерованного материала поверхность слоя становится ровной, что способствует высокой ровности нового слоя, однородности его по толщине и плотности. Наличие бороздок на поверхности оставшегося покрытия улучшает сцепление между укладываемым и старым слоем. При холодном фрезеровании полностью сохраняются свойства битума, что позволяет повторно использовать асфальтобетон старых покрытий после регенерации на специальных установках.

Разлом покрытия осуществляют землеройно-фрезерными машинами, переоборудованными бульдозерами, пневмомолотом, навесным оборудованием к экскаваторам. В тресте «Мосасфальтстрой» широко применяют землеройно-фрезерную машину ЗФМ-2300.

Старый асфальтобетон, предварительно измельченный фрезерованием или в кусках, поступает на АБЗ, где хранится в штабелях высотой до 2 м. Пели материал сфрезерован холодным способом, то при хранении он не слеживается; в сфрезерованный горячим способом асфальтобетон для предотвращения слеживания при высоких температурах воздуха добавляется песок или минеральный порошок.

В Москве была разработана установка по переработке старого асфальтобетона и построено промышленное предприятие производительностью 30-35 тыс. тонн в год. Технологическое оборудование установки и режим ее работы выполнены из условия получения горячей асфальтобетонной смеси до 30 т/ч при размере кусков старого асфальтобетона не более 300x100 мм и до 50 т/ч при размере кусков до 150x150 мм. Состав исходных материалов для получения регенерированной 4 асфальтобетонной смеси был принят следующий: кусковой старый асфальтобетон 90-100%; добавка щебня или песка 0-10%.

Необходимость добавки песка и щебня вызвана тем, что при разогреве асфальтобетона в процессе регенерации в асфальтобетонной смеси появляется избыток битума. Смесь имеет характерный масляный блеск. Э.С. Файиберг объясняет это явление тем, что в процессе термической обработки асфальтобетона вначале разогревается битум, а затем минеральный материал, а это приводит к стеканию битума с поверхности минерального материала и появлению лишнего объемного битума.

Такое явление связано с перестройкой структуры битума, распределенного в минеральной части смеси. Повторный нагрев асфальтобетона приводит к разрушению сформировавшейся структуры битума, а это, в свою очередь,- к снижению его вязкости. При нагреве возможны процессы деструкции битума, приводящие к образованию низкомолекулярных компонентов, снижающих его вязкость. Повторное перемешивание разогретого асфальтобетона также способствует лучшему распределению битума на минеральных зернах и формированию тонких пленок.

Эти соображения могут быть проиллюстрированы экспериментальными данными Л.В. Билай. Образцы из асфальтобетона выдерживали в камере искусственного климата в течение различных сроков и испытывали по стандартной методике. Прочность образцов при сжатии после выдерживания в этой камере через 150 ч падает. То же происходит при испытании на сдвиг. Деформативность асфальтобетона, оцениваемая относительным удлинением при изгибе через 150 ч выдерживания в камере искусственного климата, возрастает. После 300 ч прочность при изгибе постепенно увеличивается, а деформативность понижается.

Таким образом, действие погодно-климатических факторов приводит вначале к снижению прочности на 15-20% и повышению деформативности на 10-15%, т. е. процесс старения происходит в два этапа (по Л.В. Билай). В первоначальный период наблюдается снижение прочностных характеристик и увеличение деформатквной способности, в процессе дальнейшего старения прочность асфальтобетона повышается, а деформативная способность понижается.

С целью сохранения физико-механических свойств битума при нагреве в рассматриваемой установке термообработка материала разделена на два этапа: расплавление кусков асфальтобетона и последующий разогрев расплавленной смеси до технологической температуры. Сжигание топлива осуществляется в выносных топках с короткофакельными горелками, исключающими проникание пламени в полость вращающихся барабанов. Для снижения температуры продуктов сгорания в топке их разбавляют воздухом или отходящими газами. Все это исключило высокотемпературный режим при регенерации асфальтобетона.