CZ201240A3

CZ201240A3 - Zpusob zpracování recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek a zarízení pro provádení tohoto zpusobu

Info

Publication number: CZ201240A3
Application number: CZ20120040A
Authority: CZ
Inventors: Charvát@Jirí
Original assignee: Panská lícha, s.r.o.
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-04-03
Also published as: CZ303723B6

Abstract

Zpusob zpracování recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek, urceného zejména pro vytvárení povrchu ploch a komunikací s nizsím dopravním zatízením, jehoz podstata spocívá v tom, ze vytezený recyklovaný materiál (10), který je upravený tak, aby jeho kusová zrnitost nebyla vetsí nez 45 az 50 mm, se postupne dopravuje do vibracní vany (32), v níz se pusobením vibracních mechanismu (4) postupne posunuje za soucasného nahrívání sálavým teplem na teplotu 150 .degree.C az 180 .degree.C k výsypce (34), z níz je odebírán a premistován pro následnou technologii zpracování. Zarízení pro zpracování tohoto recyklovaného materiálu (10) sestává ze základny (1), na níz je upevnen vibracní stul (3), který je na protilehlých koncích opatrený násypkou (6) a výsypkou (34) a který je shora zakryt víkem (7), na jehoz vnitrní stene (71) je upevnen panel (8) sálavého tepla.

Description

Způsob zpracování recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález spadá do oblasti využití stavebního odpadu, zejména recyklované asfaltové směsi, získané frézováním asfaltových vozovek a rozdrcených kusů asfaltové vozovky, nazývané jako R-materiál nebo RA (reclaimed asphalt) a týká se způsobů zpracováni recyklované asfaltové směsi a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Narůstající používáni recyklovaných materiálů (dále jen R-materiál) v silničním stavitelství má mnoho důvodů. Využití recyklovaného materiálusebou přináší pozitivní přínosy v podobě spotřeby přebytečného stavebního odpadu a jeho znovupoužiti při výstavbě a zároveň využití kvalitního materiálu s přidanou hodnotou v podobě již obsazeného asfaltového pojivá. Nezanedbatelným přínosem je ochrana životního prostředí a v neposlední řadě svoji roli /omezení celkových nákladů.

Recyklace vozovek se rozlišuje jednak dle místa prováděni, kde je možné zpracovaní na místě nebo zpracování v obalovacích soupravách. Další možné rozdělení recyklace vozovek je dle teploty procesu, kdy je možné zpracování - •materiálu za studená, za horka nebo za tepla. Recyklace na místě za studená může byt dále rozlišována dle hloubky recyklace a to jako hloubková recyklace za studená na miste nebo jako recyklace za studená na místě s tříděním a drcením. Recyklace vozovky může být dále rozlišována dle typu použitého pojivá, kdy může být k dosazeni požadovaných vlastností použita asfaltová emulze, asfaltová pěna, hydraulická pojivá (cement, vápno), směsná průmyslová pojivá nebo i bez pojivá.

Způsob a zařízení pro rekonstrukci asfaltového povrchu je popsán v patentovém spisu CZ 288; 528. Jedná se ’recyklaci stávající konstrukce na místě za tepla, kdy matenál krytu vozovky se zahřívá, rozrušuje, míchá, znovu pokládá do

-2požadované výšky a zhutňuje. Dalším velmi rozšířeným způsobem, recyklace je tzv. recyklace na místě za studená, který je například popsán v 'patentovém spisů 1154046(30/^ kdy nejprve dochází k drcení asfaltových vrstev vozovky, popřípadě i podkladních vrstev vozovky, následuje dávkováni nového pojivá, jako je asfaltová emulze, cement nebo směsné pojivo, a poté dochází k míchání směsi recyklovaného materiálu a pojivá a následnému rozprostření a zhutnění recyklované směsi. Nevýhodou výše zmíněných řešení je velká náročnost na strojní vybavení. Další možnosti využiti recyklované asfaltové směsi je popsáno ve spise US2011129296^ kdy je asfaltová směs nejprve odfrézována a poté speciálním zařízením je ihneďna miste znovu zahřívána a následně dochází k rozprostření a zhutnění recyklované směsi.

Pn těchto způsobech recyklace vozovky je nutné využít multifunkční mechanizované stroje nebo soustavu několika různých strojů a zařízení. Z ekonomických důvodů se recyklaci na místě provádí pouze pň rekonstrukci rozlehlejšího celku nebo vozovek s vyšším dopravním zatížením. Další nevýhodou je to, že z hlediska nutnosti použiti těžké mechanizace nebo soustavu několika mechanických strojů je nutné brát v potaz místní uspořádání komunikace V úzkém prostranství č, v místech možného poškození inženýrských sítí či přilehlých objektů není vhodné používat těžké stroje.

Další možnosti využití R-materiálu, jakožto přebytečného materiálu, který vzniká při opravách a rekonstrukcích asfaltových vozovek a skládá z asfaltové směsi znovu získané frézováním vrstev asfaltových vozovek, drcením vybouraných asfaltových vozovek či z asfaltové směsi z neshodné nebo nadbytečné výroby, je využiti pro výrobu asfaltových směsí vyrobených za horka v obalovně kdy Ř. . materiál je částečně pňdáván do nové asfaltové směsi. Nevýhodou tohoto’způsobu využit, je to, že výroba nové asfaltové směsi je složitý a velmi nákladný proces a požadavky na R-materiál v asfaltové směsi již většinou podléhají normativním předpisům jako je např. ČSN EN 13108-8 (Asfaltové směsi - Specifikace pro materiály Cast 8: R-matenál), kdy tato evropská norma stanovuje požadavky na R-materiál z hlediska vlastnosti pojivá a kameniva a znečišťujících látek, které platí ve všech případech použití R-materiálu v asfaltové směsí. V současné době se R-materiál do

-3asfaltových směsí přidává pouze v částečném množství_za to 10 až 20%. V případě využití ve větším množství je nutné jednak předehřátí R-materiálu před samotnou výrobou asfaltové směsi, což má v konečném důsledku výrazný vliv na cenu z důvodu _Ί nutnosti další mechanizace a zvýšení spotřeby energie. Navíc při vyšším obsahu IV materiálu v asfaltové směsi je nutné detailní stanovení jeho vlastností nebo jeho složek napr. vlastnosti asfaltového pojivá, jako je penetrace či Změknutí, což v konečném důsledků má opět negativní vliv na cenu výsledného produktu na obalovně.

R-materiál je rovněž možné využít při opravě výtluků. Tento způsob využití je popsán ve spise CZ 2009-250^ Další z možností využití R-materiálu je tzv. oživení asfaltové směsi, kdy se do R-materiálu přidává asfalt nebo asfaltová emulze, a vzniká teplý směsný asfaltový prostředek. Jeden ze způsobů přípravy teplého smesneho asfaltového prostředku je popsán ve spise CZ 298950, kde je řešeno míšeni kameniva s asfaltovým pojivém za vzniku teplé asfaltové směsi. Nevýhodou tohoto způsobu zpracování je to, že teplé asfaltové směsi používající emulze, asfalt, či pěnoasfalt, jsou samo o sobě bez použití R-materiálu jednak nákladné a navíc velmi komplikované pro použití při výrobě, míšení, kladení a utužování. V Rmatenalu jsou navíc kapiláry v kamenivu již zaplněny asfaltovým pojivém a při nahřívání R-materiálu dochází k tomu, že jakákoliv emulze či asfalt špatně přilnou ke kamenivu, což má za následek nedokonalé promísení směsi, a poté může dojít ke vzniku mnoha poruch, např. vyjíždění kolejí, výtluků, trhlin nebo dokonce může dojít i celkovému rozpadu směsi.

Horký způsob využití R-materiálu má za následek celkově lepši vlastnosti než studený způsob využití, avšak při výrobě horkých asfaltových směsí se používají některé technologie, které sice tento R-materiál nahřívají, avšak 20% asfaltového pojivá spali, a v podstatě znehodnotí kamenivo z R-materiálu. Z asfaltu vznikne mazlavý popel, který má za následek špatnou přilnavost asfaltového pojivá ke kamenivu, což může v konečném důsledku může vést k nedokonalé soudržností asfaltové směsi.

Posledním způsobem využití R-materiálu je studený způsob s přímým užitím R-matenáluve vozovce, kdy na komunikacích s nižším dopravním zatížením je R-4-

a · .-materiál využíván jako ochranná vrstva či podkladní vrstva vozovek. Výhodou toho způsobů využití R-materiálu je to, že studený způsob je levnější, snadněji použitelný a vuci životnímu prostředí šetrnější než horké asfaltové směsi. V tomto případě je Rmateriál používán jako náhrada za nestmelené vrstvy z kameniva, např. štěrkodrť či Štěrkopísek. R-materiál je možné opatřit opatřit infiltračnim postřikem s případným posypem kamenivem a nátěrem, a pak muže sloužit i jako obrusná vrstva u vozovek s velmi malým dopravním zatížením. Nevýhodou tohoto způsobu využití R-materiálu je to, ze asfaltové pojivá je visko-elastický materiál. Pokud je R-materiál zpracováván pn běžných teplotách, asfaltové pojivo obsažené v R-materiálu má za následek částečné odpružení při hutnění této vrstvy, což způsobuje nedokonalé dohutnění konstrukční vrstvy vozovky. Tento jev v konečném důsledku vede ke snížení trvanlivosti konstrukce vozovky.

Úkolem předkládaného vynálezu je představit nový způsob využití Rmateriálu, který je levnější, snadněji použitelný a vůči životnímu prostředí šetrnější oproti stávajícím metodám a zároveň nedochází k degradaci asfaltového pojivá Zároveň je umožněno dosažení stejných materiálových charakteristik jako vykazují horké asfaltové směsi či recyklace za horka, pnčemž náklady na tento způsob využití R-matenalu jsou nízké bez nutnosti využití těžké mechanizace či soustavy strojů.

Podstata vynálezu

Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo vynálezem, kterým je způsob zpracovaní recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek, určeného zejména pro vytváření povrchů ploch a komunikaci s nižším dopravním zatížením, jehož podstata spočívá v tom, že vytěžený recyklovaný materiál, který je upravený tak aby jeho kusová zrnitost nebyla větší než 45 až 50 mm, se postupně dopravuje do vibrační vany, v raz se působením vibračních mechanismů postupně posunuje za současného nahřívání sálavým teplem na teplotu 150^ až 180 X k výsypce, z níž je odebírán a přemísťován pro následnou technologii zpracování.

-5Ve výhodném provedení je nahřívání recyklovaného materiálu prováděno pomocí panelu vybaveného plynovými hořáky.

Další podstatou vynálezu je zařízení pro zpracováni recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek, určeného zejména pro vytváření povrchů ploch a komunikací s mzsím dopravním zatížením, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze základny, na níž je upevněn vibrační stůl, který je na protilehlých koncích opatřený násypkou a výsypkou a který je shora zakryt víkem, na jehož vnitřní stěně je upevněn panel sálavého tepla.

Ve výhodném provedení je vibrační stůl tvořen nosným rámem, na němž je uložena vana, jejíž dno je od nosného rámu tepelně odizolováno izolační vrstvou a jedno z jejích čel je opatřeno výsypkou, pod níž je umístěn odváděči žlab, přičemž ve střední části nosného rámu je na jeho spodní straně upevněn alespoň jeden vibrační mechanizmus.

Je rovněrvýhodné, když vibrační stůl je k základně připevněn pomoci pružinových vedení a když panel sálavého tepla je vybavený plynovými hořáky.

Konecne je výhodné když poloha základny je vzhledem k horizontální rovině stavitelná pod úhlem (a), jehož velikost se pohybuje v rozmez! hodnot a s 45.

Vynálezem se dosahuje proti dosud známým řešením nového a vyššího ucinku v tom, že vhodným ohříváním na požadovanou teplotu 15(f^ až WC pomocí sálavého tepla nedochází k degradaci asfaltového pojivá obsaženého v Rv .-materiálu, přičemž zařízení je velmi jednoduché a pro využití R-materiálu není nutné investovat vysoké finanční prostředky. Výhodu oproti využití asfaltového recyklátu na obalovně nebo p_ň opravách výtluků je to, že je možné dosáhnout větší spotřeby prebytecneho stavebního odpadu a jeho znovupoužiti při výstavbě nové konstrukce vozovky. Zařízení je s výhodou použitelné na komunikacích určených pro nižší dopravní zatíženi, bez použiti těžké mechanizace či soustavy strojů. Vhodným nahratim R-materiálu je možné dosáhnout dokonalého dohutnění směsi. Toto má za následek zvýšení trvanlivosti konstrukce vozovky vykazující lepší materiálové charakteristiky, jako je pevnost, tuhost či stabilita podkladní vrstvy.

Předkládaným způsobem využitím R-materiálu je dosahováno snížení celkových nákladů na konstrukci vozovky, a to bez vlivu na kvalitu a trvanlivost její konstrukce.

/Popisůobrázků na’pňpQiefíýeh¹ výkresech

Konkrétní příklad provedení vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr.1 je podélný řez zařízením, obr.2 je příčný řez A-A zařízením z obr.1 a obr.3 je podélný řez alternativním provedením zařízení s nastavitelným sklonem základny.

Výkresy, které znázorňují představovaný vynález, a následně popsané příklady konkrétního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro zpracování R-materiálu 10 sestává ze základny 1, na níž je pomocí dvou dvojic pružinových vedení 2 upevněn vibrační stůl 3, který je tvořen nosným rámem 31, na němž je uložena vana 32. Ve střední části nosného rámu 31 jsou pak na jeho spodní straně upevněny dva vibrační mechanizmy 4. Dno 321 vany 32 je od nosného rámu 31 tepelně odizolováno izolační vrstvou 33 a jedno z jejích čel je opatřeno výsypkou 34, pod níž je umístěn odváděči žlab 5. Nad koncovou částí vany 32 protilehlou umístění výsypky 34 je upevněna násypka 6 R-materiálu W a zbývající vnitřní prostor vany 32 je shora zakryt víkem 7, na jehož vnitřní stěně 71 je upevněn panel 8 sálavého tepla, který je s výhodou vybavený plynovými hořáky 81.

-7Při předkládaném způsobu zpracování recyklovaného materiálu dle vynálezu je vstupní R-materiál 10 upraven tak, aby jeho kusová zrnitost nebyla větší než 45 až 50 mm. Takto upravený zrnitý asfaltový R-materiál 10 se násypkou 6 dopraví do vibrační vany 32, kde dochází jednak k jeho postupnému posunu pomocí působení vibračních mechanizmů 4 a současně je postupující R-materiál 10 nahříván pomocí panelu 8 sálavého tepla na teplotu 15(^ až 180 °C. R-materiál 10 se postupně posouvá po vibrující ploše vany 32 až k ýýsypce 34, pod níž je umístěn odváděči žlab L kterým je přemísťován nahřátý R-materiál 10 pro následnou technologii zpracování.

Jak je uvedeno na obr. 3, pro lepší posun R-materiálu je možné nastavit sklon základny 1. Zrnitý R-materiál 10 přiváděný do vibrační vany 32 se pak posunuje po její nakloněné vibrující ploše, jejíž sklon je nastavitelný pod úhlem a, pohybujícím se vzhledem k horizontální rovině v rozmezí hodnot a < 45°

Popsaný způsob uspořádání není jediným možným provedením tohoto zařízeni, když například pro posun R-materiálu 10 ve vibrační vaně 32 může být dosazen pomoci jednoho nebo více jak dvou vibračních mechanismů 4 nebo způsob upevnění vibračního stolu 3 k základně 1 může být uskutečněn více než dvěma dvojicemi pružinových vedení 2. K nahřívání asfaltového R-materiálu 10 lze použít více panelů 8 sálavého tepla, přičemž zdroj sálavého tepla může být proveden i jiným vyhřívacím médiem než je plyn anebo přenos tepla může být uskutečněn konvenci ci mikrovlným ohřevem. K ohřevu asfaltového R-materiálu 10 může být rovněž využito postupného nebo cyklického zahřívání materiálu.

Průmyslová využitelnost

Způsob zpracováni recyklované asfaltové smési a zařízeni k provádění tohoto způsobů podle vynálezu je s výhodou použitelný pro zhotovení konstrukčních vrstev vozovky použitelných pro komunikace určené pro nižší dopravní zatíženi. Vynález je průmyslově využitelný při použití dvou až tří cm uzavírací vrstvy z nové obalované směsi určené pro povrchy ploch mezi občanskou výstavbou, parkovišť, cyklistických stezek, lesních a polních cest apod.

Claims

PATENT OVÉ NÁROKY

1. Způsob zpracování recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek, určeného zejména pro vytváření povrchů ploch a komunikací s nižším dopravním zatížením, vyznačující se tím, že vytěžený recyklovaný materiál, který je upravený tak, aby jeho kusová zrnitost nebyla větší než 45 až 50 mm, se postupně dopravuje do vibrační vany, v níž se působením vibračních mechanismů postupně posunuje za současného nahřívání sálavým teplem na teplotu 15(^0 až 180 °Ck výsypce, z níž je odebírán a přemísťován pro následnou technologií zpracování.
2. Způsob zpracování recyklovaného materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že nahřívání recyklovaného materiálu je prováděno pomocí panelu vybaveného plynovými hořáky.
3. Zařízeni pro zpracování recyklovaného materiálu z asfaltových vozovek, určeného zejmena pro vytváření povrchů ploch a komunikací s nižším dopravním zatížením, vyznačující se tím, že sestává ze základny (1), na níž je upevněn vibrační stůl (3), který je na protilehlých koncích opatřený násypkou (6) a výsypkou (34) a který je shora zakryt víkem (7), na jehož vnitřní stěně (71) je upevněn panel (8) sálavého tepla.
4. Zařízeni podle nároku 3, vyznačující se tím, že vibrační stůl (3) je tvořen nosným rámem (31), na němž je uložena vana (32), jejíž dno (321) je od nosného rámu (31) tepelně odizolováno izolační vrstvou (34) a jedno z jejích čel je opatřeno výsypkou (34), pod níž je umístěn odváděči žlab (5), přičemž ve střední části nosného rámu (31) je na jeho spodní straně upevněn alespoň jeden vibrační mechanizmus (4).
5. Zařízeni podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že vibrační stůl (3) je k základně připevněn pomocí pružinových vedení (2).

í í s ΐ ; » i i

1 » ** 11 ; ; í í i ««>111«
6. Zařízení podle některého z nároků’ 3 až 5, vyznačující se tím, že panel (8) sálavého tepla je vybavený plynovými hořáky (81).
7. Zařízení podle některého z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že poloha základny (1) vzhledem k horizontální rovině je stavitelná pod úhlem (a), jehož velikost se pohybuje v rozmezí hodnot a < 45°.