Применение мобильных АСУ в дорожном строительстве

Асфальтобетонные заводы (АБЗ) являются основными производственными предприятиями дорожного хозяйства и предназначены для приготовления различных асфальтобетонных смесей для строительства, реконструкции и ремонта слоев асфальтобетонного покрытия. По словам начальника лаборатории асфальтобетона и дорожных технологий «БелдорНИИ» Д. Игошкина, обеспечение современных требований к качеству асфальтобетонных смесей и дорожного асфальтобетона невозможно без применения оборудования высокого технического уровня. «АБЗ представляет собой комплекс технологического оборудования и складов материалов, предназначенных для приготовления асфальтобетонных смесей», — подчеркнул он. В состав АБЗ входят склады щебня, песка, минерального порошка и битумное хозяйство с оборудованием для складирования и подачи битума, асфальтосмесительные установки (АСУ), включающие оборудование для сушки, нагрева минеральных материалов, обезвоживания и нагрева битума, оборудование для нагрева и перемешивания всех компонентов асфальтобетонной смеси, оборудование для энерго-, воздухо- и пароснабжения технологических агрегатов АБЗ.

В организациях департамента «Белавтодор» и дорожных организациях коммунальной формы собственности в настоящий момент функционируют более 170 асфальтобетонных заводов, имеющих в наличии более 260 асфальтосмесительных установок. Анализ структуры парка асфальтосмесительных установок, функционирующих в дорожной отрасли, показывает, что имеющийся парк асфальтосмесительного оборудования в значительной степени изношен. По словам ученого, свыше 85% асфальтосмесительных установок имеют превышенный срок амортизации. Из 258 единиц асфальтосмесительного оборудования, задействованного в производстве асфальтобетона, насчитывается 49 установок старого образца, система дозирования материалов на которых не позволяет выпускать асфальтобетонные смеси, отвечающие требованиям нормативных документов. К ним относятся установки ПМ-80, Д-508, ДС-645, СБТ, СПП, Д-288 и Д-597А. Вышеперечисленные установки, в основном, используются для приготовления черного щебня при выполнении поверхностных обработок.

Таблица 1. Состояние парка асфальтосмесительных установок

Марки асфальтосмесительных установок	Общее количество в дорожном хозяйстве	Количество с превышенным сроком амортизации
		шт.	%	до 10 лет	свыше 10 лет
1	2	3	4	5	6
ПМ-80	28	28	100	20	8
ДС-117	53	53	100	16	37
Д-508	14	14	100	-	14
ДС-158	71	71	100	71	-
ДС-645	1	1	100	-	1
ДС-185	22	-	-	-	-
ДС-168	10	-	-	-	-
Teltomat	53	53	100	34	19
MBA Benninliofen	1	-	-	-	-
СБТ	2	2	100	1	1
СПП	1	1	100	-	1
Д-288	1	1	100	-	1
Д-597А	1	1	100	-	1
Итого	258	225		142	83

Отметим, что существующий парк АСУ значительно изношен и нуждается в замене, кроме того, относительно новые АСУ не в полной мере соответствуют современным требованиям по энергопотреблению, экологической безопасности, производительности, надежности. В то же время Д. Игошкин отмечает, что практически все АСУ являются полустационарными, что не позволяет использовать их со 100% загрузкой и увеличивает среднюю дальность возки продукции. В результате реализации концепции оптимизации расположения асфальтобетонных производств дорожного хозяйства предполагается вывести из хозяйственной деятельности 76 АБЗ, демонтировать 111 АСУ, организовать 23 центральных, 72 районных АБЗ и укомплектовать их современными АСУ различной производительности. Выполнение концепции, как отмечает специалист «БелдорНИИ», позволит повысить технический уровень асфальтобетонных производств, снизить себестоимость и улучшить качество выпускаемой продукции. Однако реализация концепции потребует значительных капиталовложений и времени. Одним из путей решения создавшейся проблемы может послужить оборудование нескольких АБЗ мобильными (срок перебазирования не более 5 дней) АСУ высокой производительности. «Анализ предложений на рынке АСУ показывает, что наилучшим показателем соотношения цена-качество обладают АСУ непрерывного действия с принудительным перемешиванием компонентов смеси», — сообщил Д. Игошкин. К слову, по технологии протекания процесса смешивания принято различать асфальтосмесительные установки периодического и непрерывного действия. В свою очередь, установки непрерывного действия подразделяются на установки непрерывного действия с гравитационным принципом смешивания компонентов смеси — прямоточные и противоточные барабанные смесители (рис. 1) и установки непрерывного действия с принудительным смешиванием компонентов смеси — технология «DOUBLE BARREL» и одно- или двухвальные лопастные смесители (рис. 2).

В установках непрерывного действия все технологические операции, в том числе и смешивание, выполняются непрерывно. Периодично (порционно) может выполняться лишь вспомогательная операция — выпуск смеси из накопительного бункера в транспорт. Смесительные установки непрерывного действия имеют некоторые преимущества перед установками периодического действия в часовой производительности, меньшей металлоемкости конструкции смесителя и энергоемкости процесса смешивания. Их целесообразно применять при больших объемах работ на вновь строящихся автомагистралях, когда требуется массовое производство постоянной по составу смеси. В установках непрерывного действия все технологические операции, в том числе и смешивание, выполняются непрерывно. Процесс смешивания происходит после окончания сушки и нагрева инертных материалов путем принудительного смешивания компонентов смеси, находящихся в статическом положении, лопастной мешалкой.

АСУ TURBO SIX PACK имеет оригинальную конструкцию. Принципиальным отличием этих установок от других является конструкция сушильно-смесительного барабана, который выполнен коаксиальным (два барабана — один внутри другого). При этом внутренний барабан является сушильным барабаном с противоточным обогревом. Внешний барабан, который не полностью охватывает внутренний, снабжен внутри лопатками и является смесителем. Лопатками оснащена и соответствующая наружная сторона внутреннего барабана. Внешний барабан имеет теплоизоляцию и не вращается. Таким образом, как подчеркивает ученый дорожного института, процесс перемешивания смеси происходит в кольцевом пространстве между двумя барабанами. Такая конструкция позволяет существенно сократить потери тепла и, соответственно, снизить расход топлива. Данная система смешения дает возможность использовать до 50% повторно используемого дробленого асфальта (асфальтогранулята). Благодаря наличию заслонок с гидроприводом возможен свободный доступ в зону перемешивания для контроля или замены лопаток. Система дозирования установки решена путем взвешивания материалов на ленте, питающей сушильный барабан, с помощью тензометрических датчиков. Тарировка взвешивающего устройства выполняется тарировочными грузами. Установка оснащена рукавными матерчатыми фильтрами в виде отдельных блоков с автоматической очисткой рукавов. Конструкция накопительных бункеров дает возможность длительного хранения смеси до 3-4 суток и более. С этой целью предусмотрен надежный обогрев и теплоизоляция бункеров и исключен контакт с воздушной средой. Загрузка силосов осуществляется с помощью обогреваемого скребкового конвейера. Битум нагревается с помощью установок НЕАТЕС для нагрева жидких теплоносителей типа НС. Для удобства монтажа и транспортирования битум хранится и нагревается в цистернах вместимостью 100-200 т с системой тепловых регистров из цельнотянутых труб. Управление установкой осуществляется из отдельной кабины с пультом, в котором также размещена компьютерная система управления и регулирования процессов приготовления смесей. Следует отметить, что компоновка отдельных блоков и агрегатов может быть изменена в зависимости от размеров и формы площадки, что предусмотрено в конструкции.

АСУSIX-PACK может выпускать все типы асфальтобетонных смесей включая щебеночно-мастичные и асфальтобетонные смеси с содержанием до 50% регенерируемого асфальтобетонного покрытия. Это обусловлено в первую очередь конструктивными особенностями камеры смешивания компонентов смеси. По мнению Д. Игошкина, эта установка требует минимальных усилий для подготовки к транспортировке, она менее громоздка для буксировки по автомагистралям и может быть быстро установлена на новой площадке. Для установки мобильных агрегатов не требуется жесткое основание. Мобильные асфальтосмесительные установки монтируются за один день. Все агрегаты мобильных АСУ со смесителем DOUBLE BARREL имеют специальные гидравлические цилиндры для самостоятельного возведения АСУ на монтажной площадке. У АСУ с таким смесителем отсутствует башня и горячий элеватор. Эти два узла на порционных заводах имеют наиболее сложную технологическую конструкцию, и их поломки часто служат причиной остановки производства смеси. Средний срок эксплуатации всех моделей АСУ со смесителем DOUBLE BARREL рассчитан на 20 лет. При этом компания дает гарантию на основные детали, участвующие в приготовлении и транспортировке смеси (контакт с абразивом и высокой температурой). Все приводные механизмы (двигатели и редукторы) при выходе АСУ со смесителем DOUBLE BARREL на максимальную производительность имеют нагрузку не более 70% от расчетной нагрузки, что позволяет на АСУ SIX-PACK при расчетной производительности 160 тонн в час поднимать производительность до 200 тонн в час. Асфальтовые смесительные установки SIX-PACK с 6-футовым смесителем DOUBLE BARREL единственные получившие Калифорнийский экологический паспорт (самый жесткий в мире). Конструкторские решения, примененные на данном оборудовании, минимизируют выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. «Учитывая то, что температура горячих инертных материалов на входе в камеру смешивания ниже на 40°-50°С, чем у порционных заводов, то и выброс продуктов испарения битума будет значительно меньше», — пояснил Д. Игошкин. Смесители непрерывного действия с принудительным смешением материалов имеют ряд преимуществ перед традиционными АСУ непрерывного и периодического действия. В первую очередь среди них можно отметить высокую производительность.

Таким образом, учитывая недостаток мощностей по выпуску асфальтобетонных смесей на современных АСУ, одним из путей развития производственных мощностей может быть приобретение нескольких мобильных высокопроизводительных АСУ непрерывного действия с принудительным смешением компонентов смеси. Такие установки позволят обеспечить выпуск требуемого количества смеси в местах, наиболее приближенных к крупным объектам строительства, реконструкции и ремонта асфальтобетонных покрытий. Высокая мобильность АСУ (до 4-х суток на перебазирование в пределах Беларуси) позволит использовать их с максимальной загрузкой, что снизит себестоимость продукции и уменьшит срок окупаемости капиталовложений.

Подготовил по материалам семинара «Новые материалы и технологии при строительстве, ремонте и содержании автодорог» Александр ПАНИЧ

Фото: департамент «Белавтодор»