Файл: Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник.pdf

Г л а в а 4

СКЛАДЫ И БАЗЫ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ, ЗАВОДЫ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ ДОРОЖНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

§18. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ, ИХ СВОЙСТВА

Встроительстве автомобильных дорог в качестве органических вяжущих материалов используют битумы, дегти, дегтебитумы и битумодегти, полимерные и дорожные эмульсии.

Би т у м ы . Наиболее распространенным вяжущим являются би­ тумы, вырабатываемые на нефтеперегонных заводах. Бывают при­ родные, которые получают из битуминозных пород. Встречаются ме­ сторождения битума в чистом виде. Нефть — горючее ископаемое, маслянистая жидкость от черного до светлого цвета. Бывает легкая

(плотность менее 0,9 г/см3) и тяжелая (более 0,9 г/см3). В СССР

в 1970 г. добыто 348,8 Млн. т нефти, а к концу девятой пятилетки до­ быча возрастет до 496 млн. т, т. е. на 142,2% по сравнению с 1970 г. По ресурсам нефти СССР занимает первое место в мире, а по. ее добыче второе.

Битумы представляют собой твердые или жидкие водонераство­ римые органические вяжущие, состоящие из смеси углеводородов и их сернистых, кислородных и азотных производных, растворимых в сероуглероде или четыреххлористом углероде. В битуме содер­ жатся отдельные группы химических соединений: масла, придаю­ щие ему подвижность и текучесть; смолы, обусловливающие плас­ тичность; асфальтены, придающие ему вяжущие свойства. От изме­ нения их соотношения меняются свойства битума и качество смазы­ вания (склеивания) отдельных частиц каменных материалов, грун­ та, минерального порошка.

По способу переработки нефтяные битумы, твердые, полутвердые и жидкие, разделяются на остаточные, окисленные, крекинговые и экстрактные.

Для оценки качества вязких битумов, кроме глубины проника­ ния, очень важным показателем служит его прилипание к каменным материалам.

Основные методы испытаний битумов регламентированы ГОСТ

11501—65 и ГОСТ 1Г512—65.

91

При переработке любой нефти получается тяжелый остаток, ко­ торый может быть использован как сырье для получения битума; свойства его зависят от химического состава нефти, технологическо­ го режима переработки остатка. Чем больше в нефти нафтеновых ароматических и других углеводородов, тем быстрее и в большем количестве при ее переработке образуются смолисто-асфальтеновые вещества — важнейшие составные части битума.

Ж и д к и е б и т у м ы в отличие от вязких могут быть получены не только в результате переработки нефти, но и разбавлением вяз­ ких битумов. Жидкие битумы бывают двух классов: среднегустеющие СГ и медленногустеющие МГ. Если из вязкого битума приго­ тавливают жидкий класса СГ, в качестве разжижителя берут керо­ син, фракции дизельного топлива. Если же требуется получить жидкий битум класса МГ, разжижителем может служить нефть,

органических веществ, главным образом твердых видов топлива при высокой температуре без доступа воздуха. Дегти по происхожде­ нию подразделяются на каменноугольные, буроугольные, торфяные, древесные и сланцевые, а по методу переработки исходного сырья — на коксовые и газовые. Коксовые дегти в зависимости от температуры коксования бывают высокотемпературные (коксова­ ние до 1200°) и низкотемпературные (полукоксование исходного сырья при 450—600°); газовые дегти получают при производстве светильного газа.

Высокотемпературные каменноугольные дегти подразделяют на сырые (каменноугольные смолы), отогнанные и составленные. Сы­ рые дегти получают при коксовании каменных углей, отогнанные при отгоне от сырого дегтя масел различных фракций. Каменно­ угольный пек является остатком после отгона от каменноугольного дегтя легких, средних и тяжелых фракций и частично антраценовых масел. Составленный каменноугольный деготь приготавливают сме­ шиванием пека и антраценового масла или пека и сырого дегтя.

П р и г о т о в л е н и е п о в е р х н о с т н о - а к т и в н ы х в е ­ щ е с т в (П А В). Недостаточная адгезионная способность (прилипа­ ние к каменным материалам), особенно битума из высокопарафи­ нистой нефти, склонность к старению и морозному разрушению заставляют прибегать к улучшению битума с помощью ПАВ или применять каменные материалы с повышенными свойствами, что не всегда экономично из-за дальности их транспортирования. ПАВ мо­ гут быть добавлены: в процессе производства битума на нефтепере­ гонных заводах, на битумных базах и в цехах АБЗ; при приготовле­ нии смеси на АБЗ, для устройства покрытий способом смешения в установке или на дороге; при изготовлении минерального порошка;

впроцессе активации песка и т. д.

ВСоюздорнии разработано новое полимерно-битумное вяжущее ПБВ, которое с успехом можно использовать при приготовлении ас­

92

фальтобетонных смесей и мастик для заполнения трещин в покры­ тиях, для устройства покрытий на мостах. Асфальтобетонные смеси на его основе по температурному режиму приготовления, укладки и уплотнения относят к теплым смесям. Физико-механические свойства асфальтобетона на основе ПБВ удовлетворяют требова­ ниям, предъявляемым к горячему асфальтобетону. Асфальтобетон­ ные покрытия с применением ПБВ допускается устраивать при по­ ниженных температурах до — 10° С. Особо рекомендуется ПБВ в районах с резко континентальным климатом. ПБВ приготавливают в отдельных цехах АБЗ, на битумной базе. Оборудование цеха не­ сложное и включает цистерны различной емкости, насосы для бен­ зина и битума, мешалку пропеллерного или лопастного типа. Ис­ ходным материалом для приготовления ПБВ являются битумы БНД-60/90, 90/130 (ГОСТ 11954—66), дивинил-стирольные термо­ электропласты ДСТ-30 с содержанием 28—32%' стирола, углеводо­ родные растворители, ксилол, неэтилированные бензины. Несмотря на положительный эффект, применять ПАБ следует осторожно, под строгим контролем лаборатории с опытной проверкой.

§ 19. СКЛАДЫ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ

Для приема органических вяжущих создают центральные скла­ ды, которые обслуживают одного или нескольких потребителей. Как правило, склады располагают вблизи железнодорожных стан­ ций, устраивая ветки и тупики. Такой склад должен быть за чертой города. Основным технологическим оборудованием склада являют­ ся крытые хранилища битума с нагревательными устройствами и насосами. На складе строят площадки-рампы с оборудованием для перекачки и разогрева битума в бункерных вагонах, цистернах-тер­ мосах, устанавливают паровые котлы, передвижные парообразова­ тели. Жидкие битумы и дегти транспортируют в железнодорожных цистернах с нижним сливным патрубком диаметром 160 мм и змее­ виками для разогрева паром, а также в автобитумовозах. Твердый пек прибывает в крытых вагонах и на платформах.

Хранилища бывают заглубленные (подземные), полуподземные и наземные: грунтовые со стенами из бетона, железобетона, кирпич­ ной кладки; стальные цилиндрические цельные и сборно-разборные. В качестве хранилищ можно использовать железнодорожные цис­ терны-термосы (по договору с управлением железной дороги), полуприцепные автобитумовозы. Конструкция автобитумовозов по­ зволяет транспортировать битум к месту работ, сохраняя темпера­ туру в цистерне без подогрева, подогревать до рабочей температуры, перекачивать битум (используя насос), забирать битум из храни­ лища. Для уменьшения тепловых потерь цистерна покрыта тепло­ изоляционным слоем стекловолокна; она оборудована термометром, поплавковым указателем уровня вяжущего, системой подогрева материала, битумным насосом и сливным шлангом. Насос обогре­ вается отработавшими газами двигателя. Выпускаются полуприцепные битумовозы следующих емкостей:

93

Рис. 4.1. Битумохранилище с паровым разогревом битума:

/ — пульт управления; 2 — мост; 3 — паровой разогреватель; 4 — перила; 5 — конечный вы­ ключатель; 6 — битумопроводы; 7 — мотор-редуктор; 8 — ведущее колесо механизма передви­ жения моста

Для доведения вяжущего до жидкотекучего состояния применя­ ют донные паровые змеевики (регистры); масляные калориферы с циркулирующим по ним горячим минеральным маслом; электроподогревательные элементы; инфракрасные лучи. Нагревательные устройства размещают в хранилище и в заглубленных в грунт отсе­ ках-приямках, откуда нагретое вяжущее забирают насосом, установ­ ленным на уровне земли или непосредственно в толще битума (глубиные насосы).

Используется агрегат Д-592, перемещающийся по рельсовым пу­ тям вдоль битумохранилища (рис. 4.1). Самоходная тележка имеет форму козлового крана, на котором смонтировано все оборудование агрегата. Погружаемый разогреватель состоит из пакета трубчатых регистров с поверхностью нагрева 50 м2, образующих колодец, внутри которого установлен короб с насосом. Конструкция короба препятствует попаданию неподогретого битума к насосу. Обтекая трубы погруженного нагревателя, битум поднимается до верха ко­ роба и, перетекая через его край, поступает к всасывающему филь­ тру насоса, нагнетательная труба которого соединена с отводящим битумопроводом. Обогрев битумопровода и насоса — паровой, в других конструкциях можно использовать электроподогрев. Кран с поднятым нагревателем обеспечивает разогрев битума в любом месте хранилища. В нерабочем состоянии нагреватель находится над зеркалом битума или на ремонтной площадке. Привод ходовых тележек агрегата осуществляется от двух электродвигателей. Про­ цесс нагрева и перекачивания битума может быть автоматизирован.

94