PL89124B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania asfaltowej mieszaniny nawierzchni drogowych oraz urza¬ dzenie do wytwarzania asfaltowej mieszaniny do budowy nawierzchni drogowych.

Dotychczas nawierzchnie asfaltowe wytwarzano suszac kruszywo w suszarce bebnowej, a nastepnie poda¬ wano wysuszone kruszywo do zespolu przesiewajacego, gdzie dokonywano rozdzialu wysuszonego kruszywa na frakcje przechowywane w zbiornikach, skad byly podawane w odpowiednich proporcjach i mieszane z wyzna¬ czona iloscia mieszaniny bitumicznej w zespole mieszajacym mieszarki lopatkowej. Suszarki bebnowe stosowane do suszenia kruszywa ogrzewa sie na ogól palnikami sprezarkowymi. Wydzielanie pylu przez takie suszarki stanowi powazny problem ze wzgledu na wzrastajace zaostrzenia przepisów regulujacych normatywnie dopusz¬ czalne zanieczyszczenia powietrza.

Dotychczas wytwarzano mieszaniny asfaltowe w urzadzeniach mieszajacych typu bebnowego, skad prze-, kazywano kruszywo do zespolu mieszajacego, poddajac je dzialaniu mieszaniny bitumicznej w postaci emulsji i ogrzewajac mieszanine przy równoczesnym mieszaniu kruszywa i mieszaniny bitumicznej strumieniem goracego gazu skierowanego przeciwnie do kierunku przeplywu kruszywa i mieszaniny bitumicznej.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urzadzenia do wytwarzania mieszaniny asfaltowej do budowy nawierzchni, przy wyeliminowaniu zapylenia powietrza z komina wylotowego suszarko-mieszarki ogrzewanej palnikami.

Cel ten zostal osiagniety przez mieszanie chlodnego kruszywa zawierajacego 10% czesci wagowych wody a •korzystnie 3 do 5% z plynnym asfaltem w ilosci 0,5 do 10% czesci wagowych calej mieszaniny. Kruszywo z plynnym asfaltem laczy sie w temperaturze okolo 180°C przed lub jednoczesnie z wprowadzeniem kruszywa do goracego strumienia gazowego przeplywajacego z szybkoscia 183-450 m/min. Gaz ten przeplywa równolegle do przemieszczajacej sie ruchem obrotowym mieszaniny asfaltowej, przy czym mieszanie odbywa sie na mokro w obrotowym bebnie skad kaskadowo wyplywa na droge w strumieniu goracego gazu.

Urzadzenie wedlug wynalazku posiada zsyp zasilajacy wyposazony w dysze do wtryskiwania cieklego asfaltu do zespolu ogrzewajacego umieszczonego w miejscu wsadowym obrotowego bebna. Beben ten jest wyposazony w rure cylindryczna, a takze znajduje sie tam wentylator wyciagowy przystosowany do regulacji parametrów technicznych mieszaniny asfaltowej.2 89 124 Sposób wedlug wynalazku ma nastepujace zalety. Sposób wedlug wynalazku polega na powlekaniu zimnych, mokrych czastek kruszywa asfaltem w stanie cieklym. Czastki kruszywa powleka sie mieszanina asfaltu w stanie cieklym, dzieki czemu zmniejsza sie do minimum zanieczyszczenie powietrza przez suszarke bebnowa.

Dzieki zastosowaniu powlekania cieklym asfaltem wystepuje w znacznie mniejszym stopniu szkodliwe starzenie i utwardzanie asfaltu.

W urzadzeniu wedlug wynalazku mozna automatycznie regulowac stosunek ilosci kruszywa do ilosci asfal¬ tu, wprowadzanych do strefy mieszania i suszenia oraz regulowac temperature kruszywa powleczonego asfaltem.

Sposób i urzadzenie do wytwarzania asfaltobetonowych nawierzchni wymaga mniejszych kosztów inwestycyj¬ nych i eksploatacyjnych dzieki zastosowaniu zmniejszonej liczby urzadzen obrabiajacych i mieszajacych. W urza¬ dzeniu do wytwarzania mieszaniny asfaltobetonowej ogrzane powietrze przeplywa przez beben mieszajacy równolegle do kierunku przeplywu suszonego materialu, co umozliwia znaczne zmniejszenie wydzielania pylu i wytwarzanie mieszaniny asfaltu o jednakowej temperaturze, co umozliwia uzyskanie bardziej równomiernego upakowania przy ukladaniu mieszaniny.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia urzadzenie w schematycznym widoku, fig. 2- beben mieszajacy i suszacy, w przekroju pionowym uwidocz¬ niony na fig. 4, fig. 3 - wykres zakresu wielkosci penetracji zmierzonych dla próbek pobranych w róznych punktach procesu produkcyjnego, fig. 4 — suszarke bebnowa w widoku z boku oraz fragment suszarki z innego boku w widoku, fig. 5 — porównanie ilosci materialu przesianego przez sito Nr 200, który wprowadzono lacznie z kruszywem do strefy mieszania i suszenia z materialem zatrzymywanym w wyladowanej mieszaninie asfaltu i kruszywa.

Jak przedstawia fig. 1, kruszywo jest wrzucane do zbiorników lOa, lOb oraz lOc, stanowiacych przedzialy zespolu zbiornika podajacego substancje do zespolu odwazajacego 12, który dostarcza dokladne ilosci zimnego kruszywa do przenosnika tasmowego 14 przebiegajacego pomiedzy zespolem wazacym i rynna zsypowa 16 mieszarki bebnowej.

Dokladne ilosci wagowe podawanych substancji, odpowiadajace ilosciom zadanym podaje sie za posred¬ nictwem regulatorów przeplywu, które automatycznie reguluja zespól kontroli podawania, bez koniecznosci bezposredniego wykorzystywania dzialania belki wagi oraz bez zaklócania czulosci mechanizmu wagi na zmiany obciazenia. Przy zastosowaniu takiego systemu kontroli wszelkie zmiany obciazenia wynikajace ze zmiany ma¬ terialu lub jego gestosci sa bezzwlocznie korygowane poprzez zespól automatycznej regulacji ilosci podawanej substancji.

Stosowanego kruszywa nie trzeba poddawac wstepnej obróbce, to znaczy nie trzeba go wstepnie osuszac, ani ogrzewac. Kruszywo powinno zawierac okolo 1—10%, a najkorzystniej 3—5% wagowych wody, w oparciu o calkowita wage mieszaniny. Jesli zawartosc wody w kruszywie jest nie wystarczajaca, co wykrywa sie przy zastosowaniu odpowiednio umieszczonego hygrometru, lub pomiarów próbek pobieranych w sposób bezladny, mozna dodac potrzebne ilosci wody. Jesli potrzeba, mozna pompowac wode pompa 20 do spryskiwacza 22 ze zbiornika 18. Przed wprowadzeniem kruszywa do mieszarki bebnowej na powierzchnie kruszywa podaje sie ciekly asfalt, który jest pompowany przez pompe 24 ze zbiornika 26 poprzez przewód 28 do spryskiwacza 30, który spryskuje kruszywo asfaltem na calej szerokosci kruszywa na tasmie przenosnikal4. Jako asfalt w postaci cieklej mozna zastosowac nieobrabiany asfalt nawierzchniowy ogrzany do temperatury umozliwiajacej jego pompowanie, to znaczy na ogól od 95°C do 175°C lub asfalt w postaci emulsji. Mieszarka bebnowa zawiera nachylony walcowy beben 32 osadzony na rolkach umozliwiajacych jego obracanie wokól osi, zas rolki sa z kolei osadzone obrotowo w ramie 34. Mieszarka bebnowa jest napedzana przez odpowiedni silnik. Pokrywy koncowe 36 i 38 zakrywaja wlot i wylot z bebna, przy czym pokrywy te sa przymocowane do ramy 34. Do otworu w koncu wejsciowym bebna mieszajacego wchodzi rynna zsypowa 16, przez która kieruje sie kruszywo powleczone asfaltem. Jak przedstawiono na fig. 1, pokrywa 36 konca wlotowego ma od 1 do 2 m dlugosci, a na jej koncu znajduje sie umieszczony osiowo palnik 40 gazowy lub olejowy, zas wnetrze oslony jest wylozone materialem ogniotrwalym. Palnik 40 jest odsuniety do tylu od rynny zsypowej 16 na dostateczna odleglosc, aby zapobiec bezposredniemu kontaktowi plomienia z wsypywanym kruszywem powleczonym asfaltem. Paliwo, zarówno gazowe, jak i ciekle podaje sie ze zbiornika 42 poprzez przewód 44 do palnika. Dmuchawa 46 podaje powietrze do palnika. Zamiast umieszczac rynne zsypowa przed palnikiem, jak przedstawia fig. 1, palnik wyposaza sie w rurowe przedluzenie 41 lub oslone, siegajaca na pewna odleglosc do wnetrza mieszarki bebnowej, co przedsta¬ wiaja fig. 2 i 4. W tym przypadku mieszanine asfaltu i kruszywa wprowadza sie przez rynne zsypowa 16 umiesz¬ czona bezposrednio ponad palnikiem. Rynna jest rozdwojona w celu umozliwienia spadania mieszaniny do wnetrza bebna mieszarki po obu stronach oslony.

Na koncu wylotowym mieszarki bebnowej znajduje sie wylot gazów spalinowych oraz rynna wyjsciowa materialu 48. Dmuchawa wylotowa 50, polaczona z kominem 52 utrzymuje przeplyw gazu przez beben o89 124 3 predkosci w granicach od 200 do 500 metrów na minute. Kierunek przeplywu gazu przez beben mieszajacy sa równolegle. We wnetrzu bebna mieszarki 32 znajduja sie zebra 32a, które mieszaja kruszywo i asfalt w czasie przechodzenia mieszaniny przez suszarke oraz powoduja spadanie mieszaniny w strumieniu goracego powietrza.

Na fig. 2 przedstawiono spadanie mieszanej substancji w bebnie oraz równolegly przeplyw ogrzanych gazów i mieszaniny kruszywa i asfaltu. Drobne czastki 33 kruszywa, które stwarzaja zagrozenie zanieczyszczenia po¬ wietrza sa poczatkowo powlekane asfaltem i porywane przez strumien gazu przeplywaja przez cala dlugosc bebna mieszarki, natrafiaja na kolejne kurtyny spadajacych czasteczek i przylegaja do wiekszych czastek kru¬ szywa. Dzieki chwytaniu drobnych czastek kruszywa na poczatku procesu, do atmosfery wydostaje sie niewiele czastek. Na fig. 5 przedstawiono graficznie porównanie gazów o róznej zawartosci drobnych czastek przesianych przez sito 200 mm, które wprowadzono do mieszarki bebnowej i które zachowaly sie w wyladowywanej miesza¬ ninie.

Proste linie wskazuja, ze material wprowadzony do bebna wyszedl razem z mieszanina kruszywa i asfaltu i nie zostal wydalony z atmosfery. Kruszywo powleczone asfaltem jest wyladowywane z mieszarki bebnowej przez rynne zsypowa 48 na przenosnik tasmowy 54, który przenosi ogrzana mieszanine do zbiornika 56, gdzie laduje sie ja na samochody 58 w celu przewiezienia na miejsce stosowania.

Zastosowano calkowicie automatyczny uklad regulacji palnika. Czujnik temperatury umieszcza sie albo tak, zeby mierzyl temperature wydzielanej mieszaniny, albo temperature gazów spalinowych, przy czym czujniki takie laczy sie z ukladem regulujacym palnik 40. Stosuje sie równiez oddzielne zespoly regulujace podawanie zimnego kruszywa, asfaltu i wody. Regulatory podawania surowców powinny byc ze soba sprzezone. Regulacja podawania polega na regulacji mieszaniny kruszywa oraz odmierzania go do bebna mieszajacego tak, ze utrzy¬ muje sie zasadniczo stala gradacje i objetosc materialu wprowadzanego do bebna. Asfalt pompuje sie przy pomocy pompy, która jest polaczona z ukladem kontrolujacym podawanie w taki sposób, ze utrzymuje sie stala wymagana ilosc mieszaniny asfaltu, pompowanej do bebna mieszajacego, w ustalonym stosunku do ilosci kru¬ szywa podawanego do bebna. Na ogól do bebna poaaje sie od 0,5% do 10% asfaltu wzgledem wagi i podawanego kruszywa. Mieszanine kruszywa i asfaltu wyladowuje sie z bebna mieszajacego w temperaturze okolo 95°C do okolo 150°C, a nawet wyzej, najkorzystniej od 100°C do 105°C.

Jedna z glównych zalet sposobu i urzadzenia wedlug wynalazku polega na zasadniczo calkowitym wy¬ eliminowaniu zanieczyszczenia powietrza, spowodowanego przez wydzielanie pylów z mieszarki bebnowej, bez koniecznosci instalowania i stosowania wyposazenia pomocniczego. Zastosowanie równoleglego przeplywu strumienia ogrzanego gazu i mieszaniny asfaltu i kruszywa przez strefy mieszania i suszenia, umozliwia zmniej¬ szenie wydzielania czastek z komina. Drobne czastki zawarte w kruszywie musza, z koniecznosci, przechodzic przez cala dlugosc strefy mieszania i suszenia, a w czasie tego przechodza przez spadajace kaskady czastek powleczonych asfaltem, do których przywieraja. Równolegly przeplyw strumienia ogrzanego gazu i mieszaniny kruszywa i asfaltu przez strefe mieszania i suszenia umozliwia wyladowanie mieszaniny o stalej temperaturze, dzieki czemu uzyskuje sie produkt o ulepszonej charakterystyce upakowania. Inna zaleta równoleglego prze¬ plywu strumienia ogrzanego gazu i mieszaniny asfaltu i kruszywa przez strefe mieszania i suszenia polega na zmniejszeniu strat wielkosci penetracji asfaltu spowodowanym utlenianiem i utwardzaniem przy bezposrednim zetknieciu mieszaniny asfaltu z plomieniem palnika. Na fig. 3 przedstawiono wykres wielkosci penetracji dla kilkudniowej pracy asfaltu w postaci oryginalnej, asfaltu odzyskanego z mieszaniny w czasie obróbki, asfaltu z rdzenia, wzietego w kilka dni po ulozeniu nawierzchni oraz asfaltu poddanego sztucznemu starzeniu i utwar¬ dzaniu w standardowej procedurze w piecowym badaniu cienkiej warstwy. Zanotowano równiez odpowiednie wielkosci penetracji rdzeni. Odpowiednia ilosc wody laczy sie z mieszanina asfaltu i kruszywa przy wprowa¬ dzaniu do wnetrza bebna na poczatku strefy mieszania i suszenia w sasiedztwie palnika tak, aby ochronic asfalt przed szkodliwym starzeniem lub utwardzaniem oraz utrata wielkosci penetracji, dopóki mieszanina nie zostanie wyprowadzona ze strefy dzialania plomienia w obszarze mieszania i suszenia.

W urzadzeniu wedlug wynalazku stosuje sie beben suszarki o dlugosci 12 metrów i srednicy okolo 3 metrów, obracany przez odpowiedni silnik i zawierajacy na koncu wlotowym palnik oraz wentylator wylotowy na koncu wylotowym, po przeciwnej stronie niz palnik. Oslona wykonana na stali nierdzewnej o srednicy okolo 120 cm otacza obszar plomienia i siega na glebokosc okolo 120 cm do wnetrza suszarki. Suszarka bebnowa jest wyposazona w spiralne zebra, siegajace z konca wlotowego do punktu, w którym zmniejsza sie widzialny plomien, na ogól od 120 do 150 cm. Zebra te maja za zadanie szybkie wyprowadzenie mieszaniny asfaltu i kruszywa ze strefy plomienia palnika. Zebra nastepujace za zebrami spiralnymi sa podzielone i maja za zadanie mieszanie mieszaniny asfaltu i kruszywa oraz siegajaca 120 lub 150 cm poza zebrami spiralnymi. Za zebrami podzielonymi znajduja sie proste zebra przedstawione na fig. 2, które siegaja do konca wyladowczego bebna, przy czym te zebra maja za zadanie powodowanie spadania asfaltu i kruszywa w strumieniu goracego powietrza przebiegajacym równolegle do drogi przebywanej przez mieszanine asfaltu i kruszywa w bebnie suszarki.4 89 124 Kruszywo podawano przez rynne umieszczona bezposrednio ponad oslona plomienia (fig. 4). Kruszywo podawano do suszarki na przenosniku tasmowym o szerokosci 900 mm z szybkoscia okolo 450 ton na godzine, przy optymalnej pracyurzadzenia. Zastosowane kruszywo zawieralo czastki o wielkosci ponizej 16 mm, przy czym 65% przechodzilo przez sito o oczkach 6,35 mm, 35% przechodzilo przez sito o oczkach pomiedzy 16 mm i 6,35 mm oraz 10% przechodzilo przez sito 200 mm. Kruszywo zawieralo okolo 7% czesci wagowych wilgoci.

W czasie zsuwania sie kruszywa w rynnie spryskiwano je asfaltem nawierzchniowym o penetracji od 200 do 300, przy czym asfalt ten byl uprzednio ogrzewany do temperatury umozliwiajacej spryskiwanie.

Mieszanina asfaltu i kruszywa wchodzila do suszarki bebnowej po obu stronach oslony plomienia i byla szybko przenoszona przez spiralne zebra do punktu w suszarce, w którym zasadniczo zanikal widoczny plomien palnika, podlegala mieszaniu przez drugi uklad zeber i spadala w strumieniu rozgrzanego gazu w celu usuniecia wilgoci i równomiernego powleczenia czastek kruszywa asfaltem.

Mieszanina asfaltu i kruszywa wychodzaca z suszarki miala temperature od 104°C do 107°C. Przy spraw¬ dzaniu wizualnym, czastki kruszywa byly calkowicie powleczone asfaltem.

Gorace gazy przeplywajace w kierunku równoleglym do kierunku ruchu materialu przez suszarke bebnowa przechodzily do komory rozszerzajacej, a nastepnie do rury o srednicy 120 cm i byly wydalane do atmosfery, majac temperature od 232°C do 286°C. Wentylator wylotowy, przedmuchujacy powietrze przez suszarke bebnowa pompowal okolo 3000 metrów szesciennych powietrza w ciagu minuty i byl uruchamiany przez silnik elektryczny o mocy 250 koni mechanicznych. Mieszanina wyladowywana z urzadzenia zawierala okolo 1% wagowy wilgoci oraz okolo 6,5% czesci wagowych asfaltu.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania asfaltowej mieszaniny nawierzchni drogowych, znamienny tym, ze kru¬ szywo, zawierajace 10% wagowo wody, korzystnie 3 do 5% miesza sie z plynnym asfaltem w ilosci 0,5 do 10% wagowo calej mieszaniny, w temperaturze okolo 180°C przed lub jednoczesnie z wprowadzeniem kruszywa do goracego strumienia gazowego przeplywajacego z szybkoscia 183—450 m/min. równolegle do przemieszczajacej sie ruchem obrotowym mieszaniny asfaltowej, przy czym mieszanie odbywa sie na mokro w obrotowym bebnie, skad kaskadowo wyplywa w strumien goracego gazu.

2. Urzadzenie do wytwarzania asfaltowej mieszaniny nawierzchni drogowych, zawierajace beben obrotowy i zespoly pomocnicze, znamienne tym, ze zsyp zasilajacy (5) posiada dysze (11) do wtryskiwania cieklego asfaltu do zespolu ogrzewajacego umieszczonego w miejscu wsadowym obrotowego bebna (4) wyposa¬ zonego w rure cylindryczna (19), przy czym w urzadzeniu znajduje sie wentylator wyciagowy (23) przystoso¬ wany do regulacji niektórych parametrów technicznych wytwarzania mieszaniny.89 124 FIG. 1 FIG. 3 FIG. 4 [ 1 [ /L /c ) / |o FIG. 5 _ ., i A Urzedu Pa*e«tww«go hlskicj IzkznkjuPK) Luugwei