Способ приготовления асфальтобетонной смеси
Патент 973686
Авторы
Способ приготовления асфальтобетонной смеси
Иллюстрации
Реферат
И. В. Королев, Н. Б. Урьев, Т. А. Ларина, А. И. Королев и М. А. Талейсник (72) Авторы изобретения!
Московск, и ордена Трудового Красного Знамени автомобильнодорожный институт и Ордена Трудового Красного.Знамени институт физической химии АН ССС P (7l ) Заявители (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ
СМЕСИ
Изобретение относится к области до рожного строительства, в частности к приготовлению асфальтобетонных смесей.
Известен способ приготовления асфаль. тобетонной смеси, включающий приготовление минеральных материалов и их перемешивание с нагретым до рабочей температуры битумом при вибрационном воздействии (1) .
Наиболее близким к предлагаемому яв-,, ляется способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий подачу в смеситель нагретых минеральных материалов, их сухое перемешивание, введение в сухую смесь нагретого до рабочей температуры битума, перемешивание компонентов смеси и вибрационное воздействие на компоненты смеси (2) .
Недостаток указанных способов заключается в том, что они не позволяют существенно улучшить однородность и другие физико-механические показатели асфальтобетона из-за одновременного смешения крупного и мелкого минерального материалов, т. е. песка, щебня и минерального порошка с битумом, а также из- эа нерациональных режимов вибрационного воздействия на компоненты смеси прн ее перемешивании, что также приводит к повышенному расходу битума.
Цель изобретения - повышение физикомеханических свойств асфальтобетона и акономия битума.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему сухое перемешивание нагретых песка и щебня, введение нагретого до рабочей температуры битума, перемешивание компонентов смеси и вибрационное воздействие на ком» поненты смеси, в период сухого перемешивания осуществляют формование потока минерального порошка, производят вибрационное воздействие на порошок с перевс дом его в псевдокипяшее состояние и вводят в него битум, после чего производят подачу асфальтовяжущего в смесь песка и
Таблица 1
Амплитуда, мм
0,6
0,7 0,9 1,2
0,6
П рочнос ть при сжатии при +50 С
0,6
1,3 1,4 1,4
0,7
0,9
14 1,4 1,4
0,8
1,2
1,4 1,2 1,0
0,8
Водонасыщение, %
15 140 140 120 90 50
20 13,0 9,0 5,0 2,3 2,2
35 100 7,0 3,0 2,2 2,1
50 . 79 30, 23 18 18
8,0 3,0 2,3 2,5 3,0
3 9736 щебня и осуществляют перемешивание ком-, понентов смеси.
Перемешивание битума с минеральным порошком ведут при вибрационном воздействии с частотой 20- 50 Гц круговых или аллиптических колебаний в вертикальной плоскости и амплитудой 1-4мм.
Способ осуществляется следующим образом.
Нагретые песок и щебень поступают в tO лопастной смеситель принудительного действия, где они перемешиваются в сухом состоянии, а нагретый тонкодиспеосный минеральный порошок поступает в виьрационной смеситель, где при частоте 2050 Гц и амплитуде 1-4 мм круговых или эллиптических колебаний в вертикальной плоскости минеральный порошок переходит в псевдокипяшее состояние, через 2 -3 с в смеситель при продолжении вибрации © подается битум. При перемешивании битума с порошком образуется асфальтовяжушее, которое вводится в сухую смесь минеральных материалов. Продолжая перемешивание всех компонентов, получают ro > товую асфальтобетонную смесь.
Нагретый тонкодисперсный минеральный порошок, попадая в вибрационный смеситель, переходит в псевдокипящее состояние, когда частицы порошка находятся во взвешенном состоянии. Происходит ег деэагрегатирование, что создает оптимальные условия для обволакивания каждого минерального зерна битумом. В дальнейшем при введении в смеситель битума вибрация способствует снижению вязкости З
86 ф битума и в результате повышается однородность распределении минерального порошка в битуме, сокращаются дефекты на границе раздела фаэ битум - минеральный порошок. на долю которого приходится до 90% поверхности асфальтобетона. Повышается однородность структуры асфальтовяжущего, а следовательно, и микроструктуры асфальтобетона. Происходит покрытие минеральных зерен не битумом, а асфальтовяжущим, объем которого значительно больше объема чистого битума.
Для определения оптимальных парамет ров вибрации готовят партию смесей типа Г, следующего состава, %: песок природный 78, известняковый минеральный порошок 22, нефтяной, дорожный битум марки БНД 60/90 5,5.
Пример 1. Минеральный порошок нагревают до 150 С, помешают его в о вибрационный смеситель и перевЬдят в псевдокипяшее состояние. Через 2 с в смеситель вводят струей расплавенный битум и продолжают перемешивание 15 с. Частоту вибрации изменяют от 15 до 60 Гц при амплитуде гармонических колебаний
0,5 - 6,0 мм. Во втором смесителе без вибрации перемешивают горячий песок и щебень при 150оС 15с, затем из первого смесителя подают асфальтовяжушее и продолжают перемешивание,еше 30 с.
В табл. 1 приведены результаты испытания образцов, приготовленных при различных параметрах вибрации.
0,7 0,9 1,4 1,4
5 9736
На основании полученных данных можно сделать следующие выводы. При амплитуде вибрации меньше 1 мм, происходит быстрое затух ние колебаний в объеме смеси, в реэу:ттате чего лишь небольшая часть смеси подвергается действию вибрации. Свойства асфальтобетона практически повышаются незначительно.
Увеличение амплитуды больше 4 мм практически не влияет на свойства асфаль-gO тобетона в интервале оптимальных значений амплитуды. Увеличение амплитуды свыше 4 мм резко ухудшает условия работы вибрационнсй установки.
Минимальная частота вибрации, при ко. S торой достигается качественное перемешивание в диапазоне амплитуд 1,0 - 4,0 мм, 20 Гц. Увеличение частоты вибрации более 50 Гц при амплитуде колебаний 6 мм вызывает ухудшение качества смеси.
Для определения оптимального интервала времени перемешивания готовят асфальТаблица 2
Объемная масса, г/см
2, 13 2,24 2,25 2,26 2,26 2,28
Иодонасышение, %
30 26 23 23 18
7,0
Набухание, %
Прочность на сжатие при +50 С
+20 С
0,8
0 2 0,19 0,1 0,18 0,12
0,7
1,5
13 135 174 14 14
2,3 2,5 2,7 2,7 2,8 в водонасышенном сос тоянии
2,2 1 2,24 2,6 2,6
1,3
2,6 мешивание продолжают 15 с. Во втором смесителе перемешивают без вибрации песок в течение 15 с и затем в смеситель подают вяжущее. Перемешивание продолжают 30 с.
Полученные данные свидетельствуют о том,.что время перемешивания песка с асфальтовяжущим должно быть не меньше
20 с. Увеличение времени перемешивания сверх 30 с: нецелесообразно, так как не приводит к улучшению качества смеси. Оптимальные диапазоны времени перемешивания песчаной асфальтобетонной смеси с асфальтовяжущим 20-30 с.
Пример 3. Минеральный порошок нагревают до 150 С и переводят в псево докипяшее состояние при частоте вибрации
50 Гц и амплитуде 2 мм в вибрационном
SS смесителе. Затем туда же впрыскивают под давлением распыленный битум. Пере86 6 тобетонную смесь при различном времени перемешивания.
Пример 2. Минеральный порошок нагревают до 150 С, помешают в вибрационный смеситель, где при частоте вибрации 50 Гц и амплитуде гармонических колебаний 2 мм переводят его и псевдкипящее состояние и перемешивают. Через
2 с в смеситель струей подают битум, перемешивание продолжают 15 с. Во втором смесителе беэ вибрации перемешивают песок и щебень при 15С С в течение 15 с, а затем из первого смесителя подают всфальтовяжущее. Перемешивание продолжают 25 с.
В табл. 2 приведены результаты испытания образцов асфальтобетона.
Результаты испытания образцов асфальтобетона приведены в табл. 2, Полученные данные показывают, что введение в смеситель битума под давлением в распыленном состоянии способствует повышению плотности асфальтобетонной смеси и водсстойкости асфальтобетона.
Одновременно проводится приготовление образцов по известному способу, полученные значения ппиведены в табл. 3.
Табл и ца 3
973686 ология
Предлагаемая
Параметры вибрации частота, Гц амплитуда, мм
300 300 20
02 02 4
Количество битума в смеси, % от веса минеральной части
70 55 55
2, 16 2,08 2,25
70 150 23
0,8 1,95 О, 18
5,5 э
Объемная масса, г/см
Водонасышение, %
Набухание, %
2,23
3,0
0,24
Прочность при сжатии, МПа, при +50 С при +20 С
D при +20 С s водонасышеином состоянии
0,9 0,6 1,4
2,1 1,12 27
1,3
2,6
1,9 1,0 2,6
2,4
60 . 60 40
Время перемешивания, с
Составитель А. Прямков
Редактор О. Колесникова Техред A. Ач Корректор Л. Бокшан
Заказ 8628/33 Тираж 559 П одписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раун.ская наб„д, 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Приготовление асфальтобетонной смеси по предложенному способу обеспечивает повышение прочности на 30-40%, снижа-! ет водонасышение примерно в 3 раза, что позволит ловысить долговечность асфальтобетона на 30-40%, снизить расход битума на 30% и сократить продолжительность приготовления смеси на 40%.
Формула изобретения
1. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий сухое перемешивание нагретых песка и щебня, введение нагретого до рабочей темпепатуры битума, перемешивание компонентов смеси и вибрационное воздействие на компонентысмеси, отличаюшийся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств асфальтобетона и экономии битума, в период сухого перемешивания осуществляют формование потока минерального порошка, производят вибрациониое воздействие на порошок с переводом его в псевдокипяшее состояние и вводит в него битум, после чего производят подачу асфальтовяжушего в смесь песка и щебня и осуществляют перемешивание компонентов смеси.
2.Способпоп. 1, отличаюш и и с я тем, что перемешивание битума с минеральным порошком ведут при вибрационном воздействии с частотой 2050 Гц круговых или эллиптических колебаний в вертикальной плоскости и амплитудой 1-4 мм.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 478091, кл. Е 01 С 7/18, 1974.
2. Лысихина А. И. Дорожные покрытия и основания с применением битумов и дегтей. М., Автотрансиздат, 1962, с., 228 и 236.